Рассказываем все, что пока известно о новом — «британском» — штамме коронавируса
Что это вообще такое? Есть ли этот штамм в России? Правда ли, что он более заразен? Поможет ли от него вакцина?
В Великобритании распространяется новый штамм коронавируса. Многие государства уже закрыли из-за этого авиасообщение с этой страной, Россия сделала это с 22 декабря. Все боятся скорости его распространения, которая, как заявил британский премьер Борис Джонсон, на 70% больше, чем у других вариантов вируса. «Медуза» отвечает на главные вопросы о новом штамме.
Все материалы «Медузы» о коронавирусе открыты для распространения по лицензии Creative Commons CC BY. Вы можете их перепечатать! На фотографии лицензия не распространяется.
Что вообще за новый штамм? Это какой-то новый коронавирус?
Нет, коронавирус тот же. Речь идет о варианте коронавируса, несущем довольно много изменений, отличающих его от «стандартного» SARS-CoV-2 — им считается тот, геном которого был опубликован 7 января 2020 года. Агентство общественного здоровья Англии присвоило новому варианту имя VUI-202012/01 (то есть «исследуемый вариант от декабря 2020»), а по общепринятой классификации родства разных штаммов он относится к линии B.1.1.7.
А штамм — это то же самое, что вариант?
Слова «штамм», «вариант» и «линия» в данном случае можно употреблять взаимозаменяемо — по сути, речь идет о тесной группе выделенных у разных пациентов вирусных геномов, которые явно имеют общего предка, появившегося довольно недавно и значительно отличающегося от других ближайших вариантов коронавируса.
Чем отличается новый штамм?
Анализ отличий можно прочитать в онлайн-публикации группы биоинформатиков под руководством Эндрю Рамбо на сайте Virological и в отчете Британского геномного консорциума по COVID-19.
Исходя из сопоставления геномов, речь идет о 17 изменениях. 14 из них представляют собой точечные изменения в аминокислотной последовательности белков, а еще три — делеции, то есть удаления нескольких аминокислот из последовательности. Это мутации в том числе и в шиповидном белке SARS-CoV-2, которым он присоединяется к мишени на поверхности человеческих клеток, и в других местах генома. Многие имеющиеся в B.1.1.7 изменения уже были зафиксированы в других линиях вируса, выделенных в других странах, часть из мутаций даже были частично изучены на животных моделях. Но в таком сочетании они не встречались.
На основании всех этих данных сейчас ученые считают наиболее интересными следующие изменения (все они относятся к шиповидному белку):
- Мутация N501Y, то есть замена остатка аспарагина на тирозин в позиции 501 шиповидного белка. Эта аминокислота находится как раз в области контакта S-белка с мишенью и, как показано в экспериментах на мышах и на человеческих клетках, способствует лучшему связыванию коронавируса. Лучшее связывание может приводить к лучшей заразности — но для того, чтобы это утверждать наверняка, нужны дополнительные данные. С той же областью шиповидного белка (где находится измененная в новом варианте аминокислота) связывается и часть нейтрализующих антител. Потенциально мутация в таком месте может привести к тому, что теперь такие антитела не будут блокировать вирус. Важно подчеркнуть, что это только возможность, никаких доказательств этого пока нет.
- Делеция 69-70del. Ранее было показано, что подобная делеция часто возникает в других линиях (например, в датском варианте, связанном с заражением норок), но ее функция не ясна.
- Мутация P681H, которая непосредственно примыкает к сайту фурина — участку шиповидного белка, который разрезается в ходе проникновения вируса в клетку. Такого сайта не было в родственных SARS-CoV-2 вирусах летучих мышей, и есть основания считать, что именно его приобретение было важным этапом для того, чтобы вирус смог заражать людей. Как эта мутация могла бы изменить свойства линии B.1.1.7, пока не ясно (вполне возможно, никак) — интерес биологов определяется именно близостью мутации к функционально важному месту на шиповидном белке.
То, что биологи считают эти изменения интересными, еще не означает, что они действительно имеют влияние на свойства вируса. Для этого нужны дополнительные эксперименты — авторы статьи в Virological призывают к их скорейшему проведению.
Где он распространен?
Два самых ранних образца вируса, геномы которых относятся к линии B.1.1.7, были обнаружены 20 и 21 сентября в графстве Кент и в Лондоне соответственно. По данным на 15 декабря, в стране были прочитаны 1623 генома этой линии (это выборочное исследование гораздо большего числа подтвержденных случаев заражения), большинство из которых происходило из тех же южных областей Великобритании — однако линия B.1.1.7 обнаруживается также и в Уэльсе, Шотландии и даже нескольких других странах. По оценкам научного советника британского правительства Патрика Валланса, в середине ноября вариант B.1.1.7 обнаруживался в 26% случаев заражения в Великобритании, а к 9 декабря «цифры были значительно выше». В окрестностях Лондона на конец прошлой недели более 60% инфицированных были заражены именно этим вариантом, приводит он пример.
Кроме того, на данный момент известно (.pdf) о присутствии B.1.1.7 в Нидерландах, а также по крайней мере об одном случае экспорта линии в Австралию.
В России уже есть британский вариант? А границы закрывать было обязательно?
Отвечает эволюционный биолог, профессор «Сколтеха» Георгий Базыкин:
На сегодняшний день британского варианта в России мы не видим, при этом секвенирование вирусов продолжается довольно интенсивно — этим занимаются несколько разных организаций внутри разных ведомств. Если бы частота этого варианта у нас была сопоставима с той, что наблюдается в Британии, то мы бы его точно увидели. Пока это не так. Ситуация, конечно, может измениться в любой момент, и хотя мне сложно оценить, насколько быстро, но мы об этом точно узнаем.
У решения закрыть границы всегда есть своя цена: политическая и экономическая. Но если оставить ее в стороне, а касаться только эпидемиологии, то мне кажется, что в данных условиях это было правильное решение. Конечно, сейчас нет достаточной информации, но политикам в принципе приходится принимать решения при отсутствии информации. Если бы такое решение принимал я, то да, я бы поддержал закрытие границы. К счастью, это не моя работа.
Откуда взялся новый штамм?
Великобритания продолжает исследовать геномы вирусов, детектируемых в стране, однако первоисточник B.1.1.7 пока не известен. Характерные отличия в геноме нового варианта кажутся накопленными за короткий срок и изолированно — это видно по картинке, где отмечены позиции вирусов из линии B.1.1.7 на общем дереве ближайших родственников — они образуют изолированную группу. Если бы изменения появлялись постепенно, в ходе передачи вируса от человека к человеку, то шансов не увидеть их накопления было бы мало — особенно если учитывать действие британской программы по широкому секвенированию геномов.
В качестве основной сейчас рассматривается гипотеза, согласно которой новый штамм возник в результате «внутренней» эволюции при длительной болезни COVID-19 человека со слабым иммунитетом. Ранее ученые уже описывали (1, 2, 3) случаи, когда у людей с подавленной иммунной системой в ходе хронической инфекции, вызванной коронавирусом, тот достаточно быстро изменяется. Лечение в таком случае часто сопровождается использованием плазмы переболевших, что может способствовать уходу вируса от давления иммунной системы. В статье на Virological члены группы Рамбо резюмируют, что «хотя такие случаи редки, а последующая передача от них, вероятно, еще более редка, они не являются совсем невероятными, учитывая большое количество новых инфекций, которое сейчас происходит».
Он правда более заразен?
Похоже, что да. Британский Экспертный совет по угрозам новых респираторных вирусов (NERVTAG, New and Emerging Respiratory Virus Threats Advisory Group) 18 декабря пришел к заключению, что на данный момент есть «умеренная уверенность» в том, что штамм B.1.1.7 действительно более заразен — то есть легче передается от человека к человеку.
Такой вывод был сделан из-за того, что этот вариант распространяется в Великобритании примерно на 70% быстрее, чем другие (и повышает показатель Rt в Великобритании с ожидаемого 0,39 до 0,93). Кроме того, рост, как отмечают эксперты, идет на фоне и без того высокой заболеваемости. Это дает больше оснований для уверенности, что наблюдаемый рост связан именно со свойствами самого вируса, а не со случайностью.
На основании этого заключения (.pdf) были введены дополнительные жесткие меры сдерживания. Спустя несколько дней после совещания экспертов глава NERVTAG Петер Хорби сообщил, что в свете поступающих новых данных «умеренная уверенность» стала «высокой».
Помимо наблюдения за быстрым распространением вируса в Великобритании есть одна очень важная линия аргументации в пользу большей заразности B.1.1.7. В ЮАР в данный момент наблюдается быстрое распространение другого штамма, который, однако, несет по крайней мере одну общую с ним мутацию — N501Y. Это та самая мутация, влияние которой на заразность вируса было дополнительно продемонстрировано еще и в экспериментах на мышах.
Георгий Базыкин поясняет важность независимого подтверждения свойств нового варианта в разных странах:
Можно привести в пример более изученную мутацию D614G. Почему в ее влияние на контагиозность вируса сегодня поверили уже все? Потому что рост ее частоты был независимым во многих разных регионах: например, в отдельных штатах США, в отдельных странах Европы. Это нельзя объяснить случайным совпадением, генетическим дрейфом или «эффектом основателя». С этим новым вариантом вируса такого уровня доказательств пока нет: речь на сегодня идет только о Великобритании и Южной Африке. Если сейчас окажется, что в разных регионах Великобритании эта линия увеличила свою частоту независимо, если нечто подобное будет показано для разных регионов мира, — вот это меня убедит уже почти на 100% в том, что новая линия действительно более заразна.
Вызывает ли он более тяжелую болезнь?
Никаких указаний на это нет. В докладе NERVTAG приводится приблизительная летальность для случаев заражения только этим конкретным штаммом (четыре смерти на примерно 1000 заболеваний), и она полностью укладывается в ожидаемые значения. Кроме того, следует напомнить, что сам по себе вирус имеет опосредованное влияние на развитие заболевания — его исход зависит прежде всего от поведения иммунной системы.
Но даже при сохранении этой летальности новый вариант представляет значительную проблему для общества. Большая заразность ведет к большему числу инфекций и, следовательно, к большей нагрузке на больницы.
Новый штамм опасен для тех, кто уже болел «обычным» коронавирусом?
Сколько-нибудь достоверных данных на этот счет пока нет, только общие соображения.
Комитет NERVTAG в своем заключении при этом говорит, что возможность ухода новой версии коронавируса от иммунитета к старой, хоть и остается теоретической, не может быть исключена полностью. Мутации в B.1.1.7 приходятся на ту область белка, которая отвечает за связь с рецептором, а значит, данный вариант может отличаться с точки зрения антигенных свойств от других. Косвенно о том, насколько он отличается в действительности, можно было бы судить на основании частоты повторных инфекций — если бы среди заболевших B.1.1.7. было очень много уже переболевших ковидом, можно было бы сказать, что иммунитет к старому штамму не защищает от нового. В докладе пока упоминаются лишь четыре потенциальных случая реинфекции среди 915 заболевших, но это число (даже если все случаи подтвердятся) не понятно, с чем сравнивать: пока доля реинфекций и для «обычного» SARS-CoV-2 очень плохо изучена.
Тем не менее случаи ухода вируса от иммунного ответа уже известны. Равиндра Гупта, вирусолог из Кембриджского университета, например, описал случай неудачного многомесячного лечения пациента плазмой переболевших и ремдесивиром, у которого в результате вирус мутировал, приобретя делецию 69-70del (и некоторые другие мутации, но не N501Y) — эффективность связывания плазмы с вирусом существенно снизилась.
Помогут ли вакцины от нового штамма?
Напрямую перевести эти результаты в какие-то выводы относительно вакцин нельзя, поскольку природа искусственного иммунитета не исчерпывается связыванием антител с вирусными частицами, как это происходит в случае лечения моноклональными антителами или сывороткой. Консорциум COGS в своем докладе, где рассматриваются известные мутации B.1.1.7 (и других линий, которые ранее привлекали внимание ученых), приходит к выводу о том, что «на данный момент нет никаких оснований полагать, что какая-либо из мутаций, обсуждаемых здесь, повлияет на эффективность вакцины».
Александр Ершов