Впервые обнаруженный в Великобритании в прошлом году, новый вариант вируса, вызывающего COVID-19, вызвал внимание  во всем мире. Рассмотрим, что мы знаем и чего не знаем об этом варианте и что говорят эксперты в области здравоохранения.

В последнее время мировые СМИ гудят от новостей и предположений о новом варианте SARS-CoV-2, вируса, ответственного за COVID-19.

B.1.1.7 был впервые обнаружен в Великобритании в сентябре 2020 года. Он начал привлекать внимание научного сообщества и государственных органов в начале декабря, когда министр здравоохранения Великобритании Мэтт Хэнкок предположил, что он быстро распространяется и, вероятно, способствует росту числа ТОРС коронавирус-2 - инфекции в Англии.

Сейчас, на момент публикации этой статьи, новый вариант был замечен как минимум в 33 странах .

Но почему этот вариант так интересен ученым, организациям здравоохранения и общественности в целом?

Ниже мы исследуем, что такое вирусные мутации, как они связаны с развитием новых вирусных штаммов и является ли новый вариант SARS-CoV-2, выявленный в Великобритании, поводом для беспокойства.

Будут ли вакцины против COVID-19, доступные в настоящее время в США и Европе, эффективны против B.1.1.7? Узнайте, что сказали Pfizer и Национальный институт аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID).

Почему вирусы мутируют?

Вирусы склонны к мутациям. Действительно, весь генетический материал, в том числе человеческий, может мутировать, если во время репликации происходят ошибки.

Мутация вируса происходит при изменении его генетической последовательности. Это создает вариации и стимулирует эволюцию вирусов.

Мутации приводят к изменениям белков, которые закодированы в вирусном генетическом коде. Эти изменения могут быть полезными, вредными или нейтральными.

Сколько мутаций нужно, чтобы получить новый штамм вируса? На этот вопрос нелегко ответить отчасти потому, что ученые расходятся во мнениях относительно определения слова «штамм».

В общем, если у вируса достаточно мутаций, чтобы его биология существенно отличалась, он может считаться новым штаммом. Это означает, что он может по-разному реагировать на вакцины или методы лечения, или он может инфицировать другой вид или передаваться другим способом.

Но если биология вируса в целом остается прежней, несмотря на мутации, термин «вариант» может быть более точным с научной точки зрения.

С начала пандемии было много дискуссий о мутациях SARS-CoV-2 и о том, какие последствия они могут иметь.

SARS-CoV-2, как и многие другие коронавирусы, имеет фермент, который проверяет его генетический код во время репликации, снижая скорость мутаций.

Хотя новый коронавирус имеет относительно стабильный геном по сравнению с другими типами вирусов, он иногда мутирует, и ученые внимательно следят за этими изменениями.

Одна из наиболее широко обсуждаемых мутаций -вариант D614G . Вызывает изменение белка спайка, который взаимодействует с рецептором ACE2 на клетках человека, облегчая проникновение вируса.

В частности, аминокислота в белке-шипе в положении 614 заменена с аспарагиновой кислоты на глицин.

Исследования доктора Бетти Корбер из Лос-Аламосской национальной лаборатории в Нью-Мексико и его коллег показывают, что это изменение позволяет этому варианту легче заражать людей.

Как показывают исследования, вариант D614G стал преобладающим вариантом SARS-CoV-2 во всем мире.

Данные команды показывают, что люди с вариантом вируса D614G могут иметь более высокие уровни вирусной РНК, чем люди с исходным вариантом. Но нет никаких доказательств того, что это вызывает более серьезный COVID-19.

Тем не менее, не все ученые согласны с интерпретацией этой группы. Ссылаясь на статью, доктор Натан Грубо из Йельской школы общественного здравоохранения в Нью-Хейвене, штат Коннектикут, и его коллеги отметили, что необходимы дополнительные исследования, чтобы поддержать идею о том, что этот вариант действительно более передаточен.

В то время как исследователи продолжают изучать различия между вариантами D и G, мир сосредоточил свое внимание на B.1.1.7 и на том, как он может повлиять на ход пандемии.

B.1.1.7 и эффект основателя

Вариант B.1.1.7 имеет 23 мутации . Шесть не вызывают изменений в аминокислотной последовательности вируса. Из оставшихся 17 мутаций восемь влияют на спайковый белок.

Изменение N501Y, которое включает переключение с аспарагина на тирозин в положении 501, находится в рецептор-связывающем домене белка-шипа. Это важный участок, поскольку он напрямую взаимодействует с рецептором ACE2.

Другая мутация в РНК, кодирующей белок-спайк, позволяет исследователям обнаружить этот вариант в тестовых образцах полимеразной цепной реакции (ПЦР). Это связано с тем, что мутация находится в одной из целевых областей, используемых во многих диагностических ПЦР-тестах.

В этих тестах также используются другие цели, обычно комбинация как минимум двух. Ученые могут искать тесты ПЦР, которые отрицательны для последовательности спайка, но положительны для других целей. Это будет означать, что у человека есть вариант B.1.1.7 вируса SARS-CoV-2.

Исследователи из Службы общественного здравоохранения Англии использовали этот метод, чтобы отследить распространение этого варианта среди британского населения и оценить его передаточность по сравнению с более ранними вариантами.

Но изучить, насколько легко вирус передается от одного человека к другому, технически сложно. Эпидемиологические данные могут предоставить модели, а лабораторные исследования динамики инфекции могут выявить более подробные сведения. Такие исследования продолжаются.

Некоторые ученые поставили под сомнение, имеет ли вариант B.1.1.7 более высокую скорость передачи, предполагая, что большое количество этих случаев инфекции может быть результатом эффекта основателя.

Эффект основателя - термин, используемый учеными, изучающими эволюцию. Он предусматривает, что небольшая группа людей может дать начало новой популяции.

В контексте вирусов эффект основателя может объяснить столь быстрое распространение B.1.1.7. Исследователи предположили, что случаи сверхраспространения и рост числа инфекций по всей Англии могут быть причиной такого большого количества инфекций, вызванных вариантом B.1.1.7.

«Хотя изначально это считалось возможным, когда этот вариант был впервые идентифицирован в сентябре, доказательства все больше показывают, что это маловероятно, и теперь они в значительной степени исключены», - сказал профессор Мартин Хибберд , профессор новых инфекционных заболеваний в Лондонской школе медицины.

Профессор Джонатан Стоу , руководитель группы в Институте Фрэнсиса Крика в Лондоне, чья лаборатория изучает взаимодействие вируса с хозяином, поддержал это мнение. «Сначала я думал, что это может быть так», - отметил он, добавив:

«Хотя это могло бы внести некоторый вклад в первоначальное распространение нового варианта, кажется маловероятным, что он сможет объяснить значительно возросшую заболеваемость, учитывая одновременное увеличение доли варианта в нескольких условиях. Скорее, может показаться вероятным, что более высокие уровни выделения вируса, возможно, в результате заражения большего количества клеток, приведут к более высокой скорости передачи вируса ».
- Проф. Джонатан Стоу

Чем в точности отличается B.1.1.7?

Много вопросов по B.1.1.7. остаются. Как он сравнивается с уже существующими штаммами с точки зрения трансмиссивности? Может ли это вызвать более серьезный COVID-19? Дети более уязвимы для этого варианта?

Имеющиеся исследования, кажется, указывают на то, что новый вариант имеет более высокую степень трансмиссивности.

Одно исследование, которое еще не прошло рецензирование, но которое стало доступно на сервере препринтов medRxiv 26 декабря 2020 года, использовало математическое моделирование для оценки передаваемости нового варианта по сравнению с «уже существующими вариантами SARS-CoV-2». ”

Группа исследователей из LSHTM пришла к выводу, что вариант B.1.1.7 «на 56% более передаточен», чем другие варианты SARS-CoV-2.

Между тем, в отчете Имперского колледжа Лондона , также в форме препринта , рассматриваются доступные в настоящее время эпидемиологические и генетические данные, а также делается вывод о том, что B.1.1.7, по-видимому, имеет более высокую передаточность, чем другие варианты SARS-CoV-2.

По оценкам исследователей, B.1.1.7 на 50–75% больше передается, и в своем анализе они учитывают эффект основателя. Однако их данные говорят в пользу конкурентного преимущества этого варианта перед предыдущими вариантами, основанного на повышенной проницаемости.

Информация Министерства здравоохранения Англии, обновленная в последний раз 29 декабря 2020 года, отмечает, что «в настоящее время […] нет доказательств того, что этот вариант с большей вероятностью может вызвать тяжелое заболевание или смертность», хотя в настоящее время ведутся дальнейшие исследования.

Профессор Хибберд сообщил MNT, что, исходя из имеющихся данных из Великобритании, новый вариант, похоже, не приводит к более тяжелым случаям COVID-19 по сравнению с другими вариантами или штаммами SARS-CoV-2.

«Показатель летальности от инфекции, [который] основан на оценках населения [с населением] в отношении количества людей [с инфекцией] и количества наблюдаемых смертей - оцененных на основе данных по Великобритании - похоже, существенно не изменился , что свидетельствует о том, что новый вариант не вызывает более серьезных заболеваний », - сказал он.

Однако он предупредил, что точные сравнительные данные может быть трудно собрать, объяснив:

«Более точные оценки тяжести заболевания создаются с течением времени на основе данных наблюдений, напрямую сравнивающих новый и старый варианты. Но по мере того, как старый вариант становится редкостью в Великобритании, это будет становиться все труднее. Поскольку вариант прибывает в другие страны, например, в США, будут [доступны] дополнительные данные ».

Влияние на меры общественного здравоохранения

Быстрое распространение инфекций в Великобритании, в котором в основном виноват вариант B.1.1.7, в течение декабря 2020 года привело сначала к локальному ужесточению ограничений , а затем к введению строгих ограничений в Англии и Шотландии . Ирландия продлила общенациональную изоляцию, установив более жесткие правила.

В препринтной версии исследования LSHTM исследователи предупреждают, что, учитывая явно более высокую передаточность нового варианта, «существующие меры контроля [для сдерживания распространения вируса], вероятно, будут менее эффективными, и странам могут потребоваться более активные превентивные меры для достижения тот же уровень контроля ».

В заявлении, опубликованном 31 декабря 2020 года, Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) отметила, что несколько стран уже принимают все возможные меры, чтобы оставаться впереди всех.

Страны, которые наблюдали распространение новых вариантов вируса, «усилили отбор проб, чтобы понять, насколько широко распространены эти новые варианты», и ученые активизировали усилия, чтобы понять, могут ли новые варианты SARS-CoV-2 влиять на передачу, тяжесть заболевания и т.д. и эффективность вакцины, согласно заявлению.

ВОЗ также рекомендовала, чтобы «мероприятия по информированию о рисках и взаимодействию с общественностью [были] расширены, чтобы объяснить общественности последствия SARS-CoV-2 для общественного здравоохранения и подчеркнуть важность продолжения текущих профилактических мер для снижения передачи».

Один оставшийся без ответа вопрос о B.1.1.7 касается восприимчивости детей к новому варианту.

В Великобритании школы были в основном открыты в осенний семестр, но недавно закрылись для большинства детей. Некоторые ученые предположили, что у детей вероятность развития инфекции B.1.1.7 выше, чем у детей с предыдущими вариантами SARS-CoV-2.

Однако в научном сообществе нет единого мнения.

«Поскольку дети часто не имеют симптомов, было трудно оценить их истинную популяционную частоту инфицирования. Первоначальные данные, кажется, предполагают, что все больше подростков становятся позитивными, но в настоящее время данные неясны », - пояснил профессор Хибберд.

Профессор Стоу разделяет эту точку зрения: «Учитывая более распространенный вирус, кажется неизбежным, что больше детей [заразятся] новым вариантом и затем [передадут это] своим семьям. Я не могу комментировать влияние инфекции на здоровье отдельных детей; для решения этого вопроса потребуются дополнительные исследования […] ».

Вакцины COVID-19 и новый вариант

По словам профессора Стоу, существуют опасения, что разрешенные в настоящее время вакцины могут быть не столь эффективны против новых вариантов SARS-CoV-2, как против уже существующих вариантов, которые участвовали в тестировании во время клинических испытаний.

«Одна проблема связана с возможностью того, что новые варианты покажут сниженную чувствительность к иммунным ответам на недавно введенные вакцины», - сказал MNT профессор Стоу . «Хотя кажется маловероятным, что текущие варианты исчезнут, будущие варианты могут это сделать».

«Будет важно отслеживать новые вирусы на предмет нейтрализации сыворотками [компонентом крови] вакцинированных лиц. В будущем, возможно, потребуется изменить состав вакцины так же, как мы это делаем от гриппа, но, надеюсь, не так часто », - добавил он.

NIAID, организация в составе Национальных институтов здравоохранения (NIH), которая сотрудничала с биотехнологической компанией Moderna для создания вакцины COVID-19, объяснили:

«Ученые NIAID связались со своими коллегами из Службы общественного здравоохранения Англии, входящей в состав правительства Великобритании, чтобы тщательно отслеживать их понимание SARS-CoV-2 VOC 202012/01, также известного как вариант для Великобритании.
В настоящее время ученые NIAID считают, что вакцины против SARS-CoV-2, поддерживаемые Operation Warp Speed ​​[OWS], обеспечат защиту от SARS-CoV-2 VOC 202012/01, включая вакцины Moderna и Pfizer-BioNTech COVID-19, поддерживаемые OWS. разрешено для экстренного использования Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США [FDA] ».

«В рамках иммунного ответа человека на вакцину они вырабатывают множество антител, которые связываются с разными участками шипового белка на поверхности вируса SARS-CoV-2. Даже если у варианта SARS-CoV-2 есть несколько мутаций, которые предотвращают связывание некоторых антител, ученые ожидают, что другие антитела с другими связывающими свойствами нейтрализуют вирус », - сказал MNT NIAID .

Аналогичное заявление сделала фармацевтическая корпорация Pfizer, чья вакцина против COVID-19, созданная в сотрудничестве с биотехнологической компанией BioNTech, получила разрешение в США, Великобритании и Европейском союзе:

«Идентификация нового варианта вируса SARS-CoV-2 не повлияет на развертывание вакцины мРНК BNT162b2 Pfizer и BioNTech COVID-19. Медицинским работникам рекомендуется продолжать следовать официальным инструкциям по [введению] вакцины ».

Они добавили, что «компании [Pfizer и BioNTech] отслеживают изменения последовательности SARS-CoV-2 и работают над получением данных для оценки того, насколько хорошо сыворотка людей, иммунизированных BNT162b2, может нейтрализовать новый штамм».


Многообещающие открытия и адаптируемые технологии

В сотрудничестве с учеными из Медицинского отделения Техасского университета в Галвестоне компания Pfizer недавно выпустила исследование , в настоящее время в форме препринта, в котором они рассмотрели мутацию N501Y.

Используя образцы сыворотки от добровольцев, получивших вакцину Pfizer-BioNTech COVID-19 в ходе клинических испытаний, исследователи проанализировали, насколько хорошо антитела в образцах могут нейтрализовать вирус SARS-CoV-2.

Они обнаружили, что сыворотки имеют «эквивалентные нейтрализующие титры», что означает, что одно и то же количество сыворотки может нейтрализовать как исходный вирус, так и мутантный вариант. Это указывает на то, что вакцина будет работать и против этого варианта.

Однако команда исследовала только мутацию N501Y изолированно, а B.1.1.7 имеет ряд мутаций в своем шипованном белке.

На пресс-конференции 22 декабря 2020 года доктор Угур Шахин, генеральный директор BioNTech, объяснил, что компания ранее тестировала свою вакцину в сочетании с рядом вариантов SARS-CoV-2 и обнаружила, что она хорошо работает против них. Эти выводы доступны в виде препринтов.

Доктор Шахин добавил, что компания может легко адаптировать платформу вакцины для борьбы с новыми вариантами.

Вакцина Pfizer-BioNTech COVID-19 основана на технологии мРНК. Это означает, что вакцина содержит небольшое количество генетического кода SARS-CoV-2, полученного в лаборатории. После введения в качестве вакцины этот код инструктирует наши собственные клетки производить вирусный спайковый белок.

Наша иммунная система реагирует на этот производимый спайковый белок и вырабатывает иммунитет к вирусу SARS-CoV-2. Ни в коем случае вакцина не может вызвать COVID-19, потому что она не содержит живых патогенов.

Технически нетрудно изменить последовательность генетического кода вакцины так, чтобы она соответствовала таковой для нового варианта. По оценке доктора Шахина, это займет около 6 недель.

Однако он отметил, что органы здравоохранения, такие как FDA, должны будут одобрить любое изменение вакцины, прежде чем ее можно будет вводить.

Фармацевтическая компания AstraZeneca и Oxford Vaccine Group не ответили на запрос о комментариях относительно эффективности их вакцины против варианта B.1.1.7.

Еще один новый вариант

Хотя большая часть новостей была сосредоточена на B.1.1.7, появился еще один новый вариант. Вариант B.1.351, впервые обнаруженный в Южной Африке, также имеет замену аминокислоты N501Y в своем спайковом белке.

У него также есть две дополнительные мутации в этом регионе, что вызывает дополнительные опасения по поводу эффективности вакцинации. Ряд научных экспертов рассказал Science Media Center , в Великобритании, что они считают , что существующий COVID-19 вакцины могут бороться с этим вариантом.

Учитывая усиление ограничений на поездки и усиление ограничений во многих частях мира, насколько вероятно, что эти варианты станут доминирующими на более широких территориях?

«Новые варианты с улучшенными характеристиками роста волнуют всех. Практически одновременное появление двух вариантов беспокойства в Великобритании и Южной Африке предполагает, что такие события могут происходить в любых условиях », - сказал MNT профессор Стой . «Если не считать полного разделения между разными странами, распространение почти неизбежно».

«Исходя из прошлого опыта, вполне вероятно, что этот новый вариант будет широко распространяться по миру и, вероятно, станет доминирующим штаммом во всем мире», - прокомментировал профессор Хибберд. «Этот новый вариант вряд ли будет последним, и, без сомнения, в ближайшие год или годы появятся и другие варианты».

Оба эксперта подчеркнули важность соблюдения правил общественного здравоохранения, таких как физическое дистанцирование, ношение масок, частое и тщательное мытье рук и соблюдение всех местных правил изоляции.

Уже прошлой весной ученые предупреждали общественность, что новый коронавирус может остаться , а волны инфекций становятся сезонным явлением.

По мере того как в мире начинает появляться все больше вариантов SARS-CoV-2 , соблюдение этих основных рекомендаций общественного здравоохранения становится «новой нормой», а национальные программы вакцинации будут способствовать постепенному формированию более широкого иммунитета к вирусу.