Лабораторные анализы и характер распространения покажут, представляют ли многочисленные мутации нового варианта SARS-CoV-2 серьезную угрозу.
В 7.30 утра в среду, 24 ноября, Кристиан Андерсен, исследователь инфекционных заболеваний в Scripps Research в Сан-Диего, получил сообщение в Slack: "Этот вариант совершенно безумен". Это была реакция Эндрю Рамбаута из Эдинбургского университета на новую последовательность генома SARS-CoV-2, обнаруженную в трех образцах, собранных в Ботсване 11 ноября, и в одном, взятом неделей позже у путешественника из Южной Африки в Гонконг.
Андерсен посмотрел на данные и ответил: "Святые угодники - это нечто. Длина этой ветки..." Через несколько минут он добавил: "Только что просмотрел список мутаций".
Они говорили о новом варианте, который теперь называется Омикрон, и длинная ветвь, которую заметил Андерсен, обозначает его расстояние от всех остальных известных вирусов на эволюционном древе SARS-CoV-2. Этот вариант, похоже, собрал десятки мутаций, многие из которых, как известно, важны для уклонения от иммунитета или повышения трансмиссивности, при этом в базе данных миллионов вирусных геномов нет промежуточных последовательностей. Во вторник, обнаружив странные последовательности в глобальной базе данных, Том Пикок, вирусолог из Имперского колледжа Лондона, уже опубликовал свой собственный вердикт на GitHub: "Это может вызвать реальную озабоченность".
Теперь мир снова наблюдает за тем, как исследователи работают по ночам и выходным, чтобы узнать, что новый вариант несет человечеству. Является ли Омикрон более заразным? Более смертоносен? Может ли он лучше повторно инфицировать выздоровевших людей? Насколько хорошо он обходит иммунитет, вызванный вакцинами? И откуда он взялся? Чтобы выяснить это, потребуется время, предупреждает Джереми Фаррар, глава Wellcome Trust: "Боюсь, что терпение имеет решающее значение".
Исследователи в Южной Африке уже вышли на след этого нового варианта. Несколько групп независимо друг от друга пытались выяснить, почему участились случаи заболевания в Гаутенге, северной провинции, включающей Йоханнесбург и Преторию. А частная лаборатория под названием Lancet заметила, что обычные тесты ПЦР на SARS-CoV-2 во многих образцах не обнаруживают ключевую мишень, ген S, что ранее наблюдалось в отношении Альфы, другого вызывающего опасения варианта. Когда Lancet провел секвенирование восьми из этих вирусов, они выяснили причину: геном настолько сильно мутировал, что тест пропустил ген.
Lancet поделился геномами с Сетью геномного надзора в Южной Африке (NGS-SA), которая созвала срочное совещание во вторник. "Мы были потрясены количеством мутаций", - говорит Тулио де Оливейра, вирусолог из Университета Квазулу-Натал и главный исследователь NGS-SA. После совещания, говорит де Оливейра, он позвонил генеральному директору здравоохранения Южной Африки и "попросил его проинформировать министра и президента о появлении потенциально нового варианта".
"В течение следующих 24 часов команда секвенировала еще 100 случайно выбранных сиквенсов из Гаутенга. Все они показали ту же картину. Проинформировав правительство, де Оливейра и его коллеги представили свои доказательства на пресс-конференции в четверг утром. В пятницу ВОЗ назвала вирус "вариантом, вызывающим беспокойство" и назвала его Омикроном. (Названия вариантов соответствуют греческому алфавиту, но ВОЗ пропустила буквы Nu и Xi, потому что "Nu слишком легко спутать с "новым", а Xi не используется, потому что это распространенная фамилия").
Одна из причин для беспокойства по поводу Омикрона заключается в том, что секвенированные образцы показывают, что он быстро вытеснил другие варианты в Южной Африке. Но эта картина может быть искажена. Во-первых, секвенирование могло быть сосредоточено на возможных случаях нового варианта в последние дни, что может создать впечатление, что он встречается чаще, чем есть на самом деле. Данные ПЦР обеспечивают более широкий охват и менее предвзятую картину, но и там образцы с провалом гена S указывают на быстрый рост Омикрона.
Но рост его частоты может отчасти объясняться случайностью. В Сан-Диего серия суперраспространений в университете привела к вспышке одного конкретного штамма SARS-CoV-2 в начале этого года, говорит Андерсен: "Это были тысячи случаев, и все они были одним и тем же вирусом". Но вирус не был заметно более заразным. В последнее время в Южной Африке было относительно мало случаев заболевания, поэтому серия сверхраспространений могла привести к быстрому росту Омикрона. "Я подозреваю, что большая часть этого эффекта объясняется именно этим, и я отчаянно надеюсь на это", - говорит Андерсен. На основании сравнения различных геномов Омикрона Андерсен предполагает, что вирус появился примерно в конце сентября - начале октября, что говорит о том, что он мог распространяться медленнее, чем кажется на первый взгляд.
Другая причина для беспокойства - запутанный геном Омикрона. Его белок шипа имеет 30 аминокислотных отличий от белка оригинального уханьского вируса. Кроме того, в трех местах аминокислоты исчезли, а в одном появились новые. (Другие белки тоже претерпели изменения.) Многие изменения в спайке касаются домена связывания с рецептором - части белка, которая вступает в контакт с человеческой клеткой. "Это очень тревожно", - говорит Фаррар. Структурно-биологическое картирование, проведенное в прошлом году, показало, что некоторые из этих изменений позволяют вирусу гораздо лучше связываться с рецептором.Трудно сказать, насколько заразен вирус, основываясь только на мутациях, говорит Арис Кацуракис, эволюционный биолог из Оксфордского университета.
"Но если бы мы искали мутации, которые влияют на трансмиссивность, то у него все они есть",
- говорит он.
Секвенирование также указывает на то, что вирус может успешно избегать человеческих антител, говорит Джесси Блум, эволюционный биолог из Центра исследований рака Фреда Хатчинсона. Иммунная система человека вырабатывает множество различных антител, которые могут нейтрализовать SARS-CoV-2, но многие из наиболее важных антител делятся на три категории, каждая из которых нацелена на немного разные участки на белке шипа вируса, называемые просто 1, 2 и 3. Мутация под названием E484K уже давно вызывает беспокойство, поскольку она изменяет форму участка, который распознают антитела класса 2, делая их менее эффективными. Омикрон несет эту мутацию и аналогичные изменения в сайтах для двух других классов антител.
Блум считает, что люди, выздоровевшие от COVID или прошедшие вакцинацию, вряд ли полностью утратят способность нейтрализовать вирус. "Но я бы ожидал, основываясь на этой конкретной комбинации мутаций, что падение нейтрализации будет больше, чем для всех других основных вариантов".
Лабораторные эксперименты должны будут показать, прав ли он. Алекс Сигал, исследователь инфекционных заболеваний в Африканском научно-исследовательском институте здравоохранения, говорит, что в среду он получил мазки с Омикроном и начал выращивать вирус. По его словам, получение достаточного количества вируса для тестирования сывороток вакцинированных и выздоровевших людей займет неделю или две. Другие исследователи будут тестировать вирусы, генетически сконструированные таким образом, чтобы нести только белок шипа Омикрона, что быстрее, чем выращивание самого варианта, но несколько дальше от того, что происходит в реальной жизни.
По словам Фаррара, по мере проведения таких исследований крайне важно внимательно следить за любыми изменениями в развитии пандемии. "Видите ли вы рост числа случаев заболевания не только в Южной Африке, но и в целом по южноафриканскому региону?". Фаррар отмечает, что вирус уже был обнаружен в Бельгии, Великобритании и Израиле, и, вероятно, будет обнаружен и в других странах. "Видите ли вы рост передачи вируса в других частях мира вокруг предполагаемых индексных случаев?". Эпидемиологи также будут следить за изменениями в тяжести заболевания - сколько людей госпитализируется и умирает. Все это займет время.
Тем временем Европейский Союз, Соединенные Штаты и многие другие страны ограничили поездки в южную Африку и из нее в попытке защитить себя. Ограничения на поездки вряд ли остановят этот вариант, говорит Фаррар, но они могут дать некоторое время. "Вопрос в том, что делать с этим временем".
Ограничения на поездки влекут за собой экономические и социальные издержки, которые могут стать сдерживающим фактором для сообщения о новых вариантах. "Я слышала из разговоров, что страны не очень быстро выкладывали последовательности [в прошлом], потому что боялись запретов на поездки", - говорит Эмма Ходкрофт, вирусолог из Бернского университета. "Это противоположно тому, чего мы хотим".
По словам де Оливейры, такие соображения не остановили южноафриканских исследователей. "Мы действительно рискуем получить сильную обратную реакцию в случае, если [Омикрон] не вызовет массовой волны инфекции и ее удастся взять под контроль", - написал он в своем послании. "Но это риск, с которым я готов жить, поскольку пандемия стала причиной стольких смертей и страданий. Мы надеемся, что наша ранняя идентификация поможет всему миру".
