Нынешняя пандемия является третьей крупной вспышкой за последние десятилетия, вызванной зоонозными бета-коронавирусами. Полное отсутствие иммунитета к новому вирусу и высокий уровень его распространения, сравнимый с гриппом, могут означать, что вирус будет циркулировать в течение года или более, пока не появятся первые вакцины.
Актуальность работы обусловлена тем, что большинство разрабатываемых вакцин и вирусных тестирующих реагентов основаны на последовательности генома исходного вирусного изолята из Уханя. Между тем, вирус быстро распространяется по континентам и активно мутирует. Поэтому пренебрежение выявлением и отслеживанием мутаций может привести к тому, что первые вакцины окажутся эффективными только к исходному штамму вируса.
Для анализа мутаций вируса исследователи использовали базу GISAID (Глобальная инициатива по обмену данными по гриппу), в которую ежедневно загружается сотни геномных последовательностей SARS-CoV-2. По состоянию на 13 апреля 2020 года они выявили 14 мутаций и одну кластерную группу мутаций.
Первоначально они сфокусировались на белке Spike (S-белок), который находится на внешней оболочке вируса, образуя белковые шипы. Он взаимодействует с клеточным рецептором ACE2 и участвует в проникновении патогена в клетки человека.
Наибольший интерес у исследователей вызвали две мутации белка Spike (S) - D614G и S943P.
Вирус с мутацией D614G распространяется «с угрожающей скоростью». Он быстрее адаптируется к локальной среде, чем исходный штамм, и быстро становится ведущим штаммом в любом новом регионе.
Согласно одной из гипотез, мутация D614G затрагивает эпитоп - ту часть вируса, что распознается иммунной системой. Именно этот эпитоп является мишенью для антител у выздоровевших пациентов и основой для разрабатываемых вакцин, которые успешно прошли испытания на приматах. Таким образом, мутация может придавать устойчивость коронавирусу против приобретенного иммунитета, делая людей восприимчивыми к повторному заражению.
Другая гипотеза предполагает, что мутация затрагивает другой эпитоп, вовлеченный в антитело-зависимое усиление инфекции (феномен, при котором наличие существующих антител против другого штамма того же вируса фактически усиливает инфекционный процесс). Антитела, связываясь с вирусом не нейтрализуют его, а наоборот, способствует проникновению патогена в клетку. Исследователи предполагают, что эта мутация может повлиять на чувствительность вируса к нейтрализующим антителам и позволить выздоровевшим пациентам, имеющим антитела, снова заболеть.
Вторая мутация S943P распространяется путем рекомбинации между различными штаммами, когда в одном регионе циркулируют несколько штаммов и множественные мутации, улучшающие приспособленность, собираются в одном и том же штамме, делая его более патогенным, чем отдельные исходные штаммы.
Авторы исследования подчеркивают, что изучение вирусов с этими мутациями имеет важное значение для разработки вакцин.
Препринт опубликован на сервере bioRxiv в мае 2020 года (bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензированы и, следовательно, не считаются убедительными).
Источники: news-medical.net; biorxiv.org; lenta.ru.
