Терпение важно: почему мы не скоро узнаем, насколько опасен омикрон-штамм
В 7:30 утра в среду Кристиан Андерсен, исследователь инфекционных заболеваний в Scripps Research в Сан-Диего, получил сообщение в Slack: «Этот вариант совершенно безумный». Так Эндрю Рамбо из Эдинбургского университета отреагировал на новую последовательность генома SARS-CoV-2, обнаруженную в трех образцах, собранных в Ботсване 11 ноября, и в одном, полученном от путешественника из Южной Африки спустя неделю пребывания в Гонконге.
Андерсен посмотрел на показатели, а затем ответил: «Черт возьми, это нечто. Длина этой ветви...» Через несколько минут он добавил: «Просто взглянул на список мутаций — это какое-то сумасшествие».
Они говорили о том, что теперь называется «омикрон» — новый вариант, вызывающий опасения, и длинная ветвь, которую заметил Андерсен, относится к его расстоянию до любого другого известного штамма вируса на древе эволюции SARS-CoV-2. Этот вариант, по-видимому, собрал десятки мутаций, многие из которых известны своей ролью в защите от иммунитета или повышении трансмиссивности, и для которых не найдены промежуточные последовательности в базе данных, содержащей миллионы вирусных геномов. Во вторник, обнаружив странные последовательности во всемирной базе данных, Том Пикок, вирусолог из Имперского колледжа Лондона, уже опубликовал свой собственный вердикт на GitHub: «Это может вызвать серьезную обеспокоенность».
Теперь в очередной раз мир наблюдает, как исследователи работают без перерыва, чтобы узнать, что готовит человечеству новый вариант. Омикрон более контагиозный? Более смертоносный? Проще ли он переносится при повторном заражении выздоровевших людей? Насколько он устойчив к вакцине? И откуда он вообще взялся? «Чтобы это выяснить, потребуется время», — предупреждает Джереми Фаррар, глава Wellcome Trust. «Боюсь, терпение имеет решающее значение».
Исследователи в Южной Африке уже вышли на след нового штамма. Несколько групп независимо друг от друга пытались выяснить, почему случаи заболевания участились в Гаутенге, северной провинции, включающей Йоханнесбург и Преторию. Частная лаборатория под названием Lancet заметила, что обычные ПЦР-тесты на SARS-CoV-2 не смогли обнаружить ключевой признак, ген S, во многих образцах — явление, ранее наблюдавшееся с альфа-штаммом, — что является еще одним поводом для беспокойства. Когда исследователи из Lancet секвенировали восемь из этих вирусов, они выяснили почему: геном был настолько сильно мутирован, что тест пропустил ген.
Lancet поделился геномами с Сетью геномного надзора ЮАР (NGS-SA), которая созвала срочное совещание во вторник. «Мы были шокированы количеством мутаций», — говорит Тулио де Оливейра, вирусолог из Университета Квазулу-Натал и главный исследователь NGS-SA. По словам де Оливейры, после встречи он позвонил генеральному директору здравоохранения Южной Африки и «попросил его проинформировать министра и президента о появлении потенциального нового штамма». В течение следующих 24 часов команда секвенировала еще 100 случайно выбранных последовательностей из Гаутенга. Все они демонстрировали одну и ту же картину. Проинформировав правительство, де Оливейра и его коллеги представили свои доказательства на пресс-конференции в четверг утром. В пятницу Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) назвала вирус «вариантом, вызывающим озабоченность» и окрестила его омикроном. (Названия вариантов следуют греческому алфавиту, но ВОЗ пропустила буквы Nu и Xi, потому что Nu слишком легко спутать со словом new — «новый», а Xi — распространенная фамилия.)
Одна из причин беспокойства по поводу омикрона заключается в том, что, как показывают результаты секвенирования образцов, штамм быстро вытеснил другие варианты в Южной Африке. Но эта картина может быть искажена. Во-первых, секвенирование, возможно, было сосредоточено на возможных случаях нового варианта в последние дни, что может привести к видимому увеличению частоты встречаемости по сравнению с реальной ситуацией. Данные ПЦР обеспечивают более широкий охват и дают менее предвзятое представление, но и там образцы с дефектом гена S указывают на быстрое размножение омикрона.
Но рост частоты встречаемости все еще может быть обусловлен случайностью. В Сан-Диего серия случаев заражения вирусом 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 вызваны одним и тем же вирусом». Но штамм оказался не таким контагиозным, как предполагалось. В последнее время в Южной Африке было зарегистрировано относительно мало случаев заболевания, поэтому серия случаев с быстрым распространением могла привести к росту заболеваемости, вызванной новым штаммом. «Я подозреваю, что многое из этого сообщения объясняется такими соображениями, и я отчаянно на это надеюсь», — говорит Андерсен. Основываясь на сравнении различных геномов омикрона, Андерсен считает, что вирус появился где-то в конце сентября или начале октября, что говорит о том, что он может распространяться медленнее, чем кажется.
Его S-белок, который прикрепляется к клеткам за счет связывания с рецепторами на их поверхности, имеет 30 аминокислотных отличий от исходного уханьского вируса. Кроме того, в трех местах аминокислоты исчезли, а в одном месте появились новые. (Другие белки тоже претерпели изменения.) Многие изменения в белке происходят вокруг рецептор-связывающего домена — части белка, которая вступает в контакт с клеткой человека. «Это очень беспокоит», — говорит Фаррар. Генетическое картирование, проведенное в прошлом году, показало, что некоторые из этих изменений значительно улучшили связывание вируса с рецептором.
По словам Ариса Кацуракиса, биолога-эволюциониста из Оксфордского университета, на основе одних только мутаций трудно сказать, насколько контагиозен вирус. «Но если бы мы искали мутации, которые действительно влияют на трансмиссивность, у него есть все из них», — говорит он.
«Последовательность также предполагает, что вирус может превосходно уклоняться от человеческих антител», — говорит Джесси Блум, биолог-эволюционист из Онкологического исследовательского центра Фреда Хатчинсона. Иммунная система человека вырабатывает множество различных антител, которые могут нейтрализовать SARS-CoV-2, но многие из числа наиболее важных делятся на три категории, называемые просто 1, 2 и 3,каждая из которых нацелена на несколько разные участки S-белка вируса. Мутация под названием E484K уже давно вызывает беспокойство, потому что она изменяет форму сайта, распознаваемого антителами класса 2, делая их менее активными. Омикрон в этом сайте несет мутацию под названием E484A, а также аналогичные изменения в сайтах для двух других классов антител.
Блум считает, что люди, которые переболели COVID или были вакцинированы, вряд ли полностью утратят способность нейтрализовать вирус. «Но я бы ожидал, что снижение нейтрализации будет более выраженным, нежели для других штаммов, если основываться на данной комбинации мутаций».
Эксперименты в лаборатории покажут, прав ли Блум. Алекс Сигал, изучающий инфекционные заболевания в Институте исследований здравоохранения Африки, говорит, что в среду он получил мазки с oмикроном и начал культивировать вирус. По его словам, на производство достаточного количества вируса для тестирования на сыворотке вакцинированных и выздоровевших людей потребуется пара недель. Другие исследователи будут тестировать вирусы, генетически сконструированные так, чтобы они несли только спайковый белок oмикрона; этот процесс осуществляется быстрее, чем выращивание самого штамма, но немного дальше того, что происходит в реальной жизни.
По словам Фаррара, по мере проведения таких исследований крайне важно внимательно отслеживать любые изменения в пандемии. «Видите ли вы, что число случаев заболевания растет не только в Южной Африке, но и в более широком регионе?» Фаррар отмечает, что вирус уже был выявлен в Бельгии, Соединенном Королевстве и Израиле и, вероятно, будет обнаружен и в других местах. «Видите ли вы увеличение числа случаев в других частях мира вокруг предполагаемых источников заболевания?» Эпидемиологи также будут следить за изменениями в тяжести заболевания — сколько людей госпитализировано и умирает. Все это потребует времени.
Между тем, Европейский Союз, Соединенные Штаты и многие другие страны ограничили поездки в Южную Африку и обратно в попытке защитить себя. По словам Фаррара, ограничения на поездки вряд ли остановят новый штамм, но это может помочь выиграть время. «Вопрос в том, что вы тогда будете делать со временем».
Ограничения поездок связаны с экономическими и социальными издержками, что может стать препятствием для сообщения о новых вариантах. «Я слышал, что страны не очень быстро распространяли информацию о появлении новых вариантов вируса [в прошлом], потому что они беспокоились о запретах на поездки», — говорит Эмма Ходкрофт, вирусолог из Бернского университета. «Это противоречит тому, чего мы хотим».
«Подобные соображения не остановили южноафриканских исследователей», — говорит де Оливейра. «Мы действительно рискуем получить масштабную негативную в случае, если [омикрон] не вызовет массовую волну инфекции и ее можно будет контролировать», — написал он в сообщении. «Но это риск, с которым мне комфортно жить, поскольку пандемия вызвала так много смертей и страданий. [Мы] надеемся, что наша ранняя идентификация поможет миру».
