Исследователи работают с головокружительной скоростью, чтобы выяснить степень заразности нового штамма, тяжесть вызываемой им формы COVID-19 и эффективность вакцин против него.

Не прошло и недели с тех пор, как ученые из Ботсваны и Южной Африки сообщили о быстро распространяющемся штамме SARS-CoV-2, который стал известен под названием омикрон. Исследователи по всему миру стремятся понять степень угрозы, которую он представляет (на данный момент этот штамм удалось выявить более чем в 20 странах). Тем не менее, могут уйти недели, чтобы составить более полную картину об омикроне и получить представление о его трансмиссивности и тяжести вызываемой им формы COVID-19, а также об эффективности вакцин против него и способности вызывать реинфекцию.

Как заявляет Сенджути Саха, молекулярный микробиолог и директор Фонда исследований здоровья детей в Дакке (Бангладеш), куда бы она ни пошла, все просят ее рассказать больше об омикроне. Однако даже для ученых на данный момент мало что отчетливо ясно.

В свежей статье Nature обобщены все сведения, имеющиеся в настоящий момент о штамме «омикрон».

Насколько быстро распространяется омикрон?

Быстрое увеличение числа случаев заражения штаммом омикрон в Южной Африке — это то, что больше всего беспокоит исследователей, потому что он может вызвать новые вспышки заболеваемости COVID-19 в других регионах. На 1 декабря в Южной Африке было зарегистрировано 8 561 случаев по сравнению с 3 402 случаями, зафиксированными 26 ноября; в середине ноября регистрировалось по нескольку сот случаев в день. При этом большая часть регистрируемых случаев пришлась на провинцию Гаутенг, где расположен Йоханнесбург.

В эпидемиологии рост заболеваемости определяется посредством R — среднего числа новых случаев заражения инфекцией. В конце ноября Национальным институтом инфекционных болезней ЮАР (NICD) в Йоханнесбурге было определено, что показатель R в Гаутенге оказался выше 2. Такое значение в последний раз наблюдалось в первые дни пандемии, как сообщил на брифинге для прессы Ричард Лесселс, врач-инфекционист из университета Квазулу-Натал в Дурбане (Южная Африка).

По словам Тома Венселирса, эволюционного биолога из Католического университета Левена в Бельгии, значение R для Гаутенга было значительно ниже 1 в сентябре, когда доминировал дельта-штамм, а число случаев заболевания падало, что позволяет предположить, что у омикрона есть потенциал к намного более быстрому распространению и заражению гораздо большего числа людей, чем у дельта-штамма. Основываясь на увеличении числа случаев COVID-19 и результатах секвенирования геномов, Венселирс заявляет, что омикрон может заразить в 3–6 раз больше людей, чем дельта-штамм, за аналогичный период времени.

Кристиан Альтхаус, эпидемиолог из университета Берна (Швейцария), сообщает, что исследователи продолжают наблюдать за распространением омикрона в других частях Южной Африки и по всему миру, чтобы лучше изучить его трансмиссивность. Пристальное внимание к Южной Африке может способствовать переоценке исследователями быстрого роста числа зараженных омикроном. Однако Альтхаус добавляет, если эта модель окажется сходной и в случае других стран, это будет убедительным доказательством повышенной трансмиссивности этого штамма. Если этого не случится, например, в европейских странах, это означает, что все немного сложнее и сильно зависит от иммунологического среды, в которой распространяется вирус. В любом случае для точных оценок нужно больше времени.

Хотя для подтверждения заражения омикроном необходимо проведение секвенирования генома, некоторые ПЦР-тесты могут выявить его отличительную особенность от дельта-штамма. На основании этих фактов можно полагать, что хотя число случаев заболевания в Соединенном Королевстве крайне невелико, оно растет. Альтхаус добавляет, что это не оптимистичная ситуация, свидетельствующая о повышенной заразности омикрона, в том числе в Великобритании.

Какова эффективность поствакцинального и постинфекционного иммунитета против омикрона?

Быстрое распространение этого штамма в Южной Африке ставит под сомнение эффективность иммунитета у человека против него. По заявлению Венселирса, около четверти южноафриканцев полностью вакцинированы, и вполне вероятно, что значительная часть населения была инфицирована SARS-CoV-2 в период более ранних волн, исходя из повышенного уровня смертности с начала пандемии.

В этом контексте активность омикрона в Южной Африке может быть во многом обусловлена его способностью заражать людей, ранее перенесших COVID-19, вызванный другими штаммами (включая дельта), а также вакцинированных. В препринте от 2 декабря [1] сообщается, что исследователи из NICD выявили рост числа повторных заражений в Южной Африке по мере распространения омикрона. Альтхаус поясняет, что, к сожалению, такие люди представляют идеальную среду для развития штаммов вируса, способных ускользать от иммунной системы.

Степень распространения вируса в других регионах может зависеть от таких факторов, как уровень вакцинации населения и факт перенесенного ранее заболевания, как сообщает Арис Кацуракис, исследователь эволюции вируса SARS-CoV-2 в Оксфордском университете (Великобритания). При попадании такого штамма в популяцию с большим процентом привитых лиц, но при этом отказавшихся от других противоэпидемических мероприятий, у вируса будет преимущество.

Исследователи хотят определить способность омикрона уклоняться от иммунных реакций и степень защиты, оказываемую последними. Например, группа под руководством Пенни Мур, вирусолога из NICD и университета Витватерсранда в Йоханнесбурге, изучает способность нейтрализующих (т. е., способных блокировать вирус) антител, синтез которых был стимулирован ранее перенесенной инфекцией и вакцинацией, предотвращать заражение клеток омикроном. Чтобы проверить это в условиях лаборатории, команда исследователей создала частицы «псевдовируса» (генно-модифицированную версию ВИЧ, который использует шипиковый белок SARS-CoV-2 для проникновения в клетку). Эти частицы полностью эквивалентны омикрону по составу последовательностей, кодирующих шипиковый белок (у реального омикрона содержится около 32 мутаций в последовательностях, кодирующих S-белок).

Другая группа из Южной Африки, возглавляемая вирусологом Алексом Сигалом из Африканского научно-исследовательского института здравоохранения в Дурбане, проводит аналогичные исследования вирус-нейтрализующих антител, используя вирусные частицы SARS-CoV-2. Подобные работы ведутся и командой Пей-Йонг Ши, вирусолога из медицинского отделения Техасского университета в Галвестоне, который сотрудничает с производителями вакцины Pfizer-BioNTech, чтобы определить, насколько последняя эффективна против омикрона. Ши сообщает, что очень встревожился, когда обнаружил набор мутаций в последовательности шипикового белка. Он продолжает, что для более точных выводов необходимо дождаться результатов исследований.

Ранее полученные результаты исследований мутаций шипиковых последовательностей омикрона, особенно в той области белка, которая отвечает за распознавание рецепторов на клетках человека, свидетельствуют, что данный штамм снижает эффективность вирус-нейтрализующих антител. Например, в сентябрьской публикации в Nature (этого года) [2] описаны результаты разработок формы SARS-CoV-2 (изначально не способной заражать клетки человека), в которой генно-модифицированным путем было получено множество мутаций в шипиковом белке. Эти мутации были во многих чертах сходны с таковыми у омикрона. Разработки велись командой, возглавляемой Полом Биениасом, вирусологом из Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке. «Полимутантный S-белок» оказался полностью устойчивым к нейтрализующим антителам у большинства испытуемых, которые либо были привиты двумя дозами мРНК-вакцины, либо излечились от COVID-19. Как заявляет Биениас, ученые оценивают омикрон как значительную угрозу.

Как вакцины могут противостоять омикрону?

Если омикрон может избегать нейтрализующих антител, это не означает, что иммунные реакции, запущенные вакцинацией и перенесенной инфекцией, не сформируют защиту от этого штамма. Как заявляет Майлз Давенпорт, иммунолог из университета Нового Южного Уэльса в Сиднее (Австралия), согласно иммунологическим исследованиям, умеренное содержание нейтрализующих антител может защитить людей от развития тяжелой формы COVID-19.

Мутантный омикрон может в меньшей степени оказывать негативное воздействие на другие звенья иммунной системы, в особенности на Т-лимфоциты, по сравнению с антителоопосредованными реакциями. Исследователи из Южной Африки планируют определить активность Т-клеток и других иммунокомпетентных клеток, называемых натуральными киллерами, которые, как заявляет Шабир Мадхи, вакцинолог из университета Витватерсранда, могут играть особенно важную роль для защиты от развития тяжелой формы COVID-19.

Мадхи, который руководил испытаниями вакцины против COVID-19 в Южной Африке, также участвует в эпидемиологических исследованиях эффективности вакцин против омикрона. Имеются отдельные сообщения о вспышках заболевания у лиц, привитых всеми тремя вакцинами, которые применяются в Южной Африке: Johnson & Johnson, Pfizer – BioNTech и Oxford – AstraZeneca. Но Мадхи сообщает, что исследователи хотят количественно оценить уровень защиты от омикрона, формируемый вакцинами, а также перенесенной инфекцией.

Он подозревает, что результаты будут схожи с таковыми при действии вакцины AstraZeneca-Oxford против бета-штамма (который был обнаружен в Южной Африке в конце 2020 года). Тогда было выявлено, что эта вакцина формировала лишь небольшую иммунную защиту от COVID-19; анализ, проведенный в процессе наблюдения в режиме реального времени в Канаде, показал, что формируется защита более чем 80 % от риска госпитализации.

Мадхи добавляет, что если омикрон будет вести себя аналогичным образом, будут наблюдаться рост числа заболевших, новые вспышки среди впервые и повторно зараженных, но при этом последует снижение относительной частоты новых случаев в общепопуляционном масштабе по сравнению с частотой госпитализаций. По словам Мадхи, согласно ранним сообщениям об омикроне, эта точка зрения подтверждается: форма протекания большинства новых случаев, вызванных этим штаммом, была легкой. Исследователь считает, что это положительный сигнал.

Будет ли ревакцинация способствовать лучшей защите от омикрона?

Угроза со стороны нового штамма побудила некоторые развитые страны, такие как Великобритания, ускорить темпы ревакцинации от COVID-19. Но пока не ясно, насколько это окажется эффективным.

Как сообщает Биениас, введение третьей по счету дозы человеку повышает уровень нейтрализующих антител, и вполне вероятно, что это будет способствовать защите от такой специфической особенности омикрона, как уклонение от этих антител. Работа его команды над этим вирусом с крайне мутировавшим шипиковым белком свидетельствует, что у людей, выздоровевших от COVID-19 за несколько месяцев до вакцинации, были антитела, способные блокировать даже мутантный S-белок. По мнению Биениаса, согласно этим результатам, люди, неоднократно подвергавшиеся воздействию шипикового белка SARS-CoV-2 (как в случае заражения, так и при ревакцинации), с большой степенью вероятности обладают нейтрализующими антителами даже против омикрона.

Приводит ли омикрон к более тяжелой форме COVID-19?

В первых сообщениях указывалось на развитие легкой формы COVID-19 вследствие заражения омикроном, что вселяло надежду на то, что этот штамм может быть менее тяжелым, чем некоторые из его предшественников. Но эти сообщения, которые часто основаны на единичных случаях или отрывочной информации, могут вводить в заблуждение, как предупреждает Мюге Чевик, специалист по инфекционным заболеваниям из университета Сент-Эндрюс (Великобритания). Она говорит, что все пытаются найти хоть какие-то зацепки, чтобы сформировать реалистичные прогнозы, однако пока что это очень трудно.

Основная проблема при оценке степени тяжести вызываемого штаммом заболевания состоит в том, как интерпретировать и учитывать то множество факторов, которое может влиять на течение болезни, особенно в условиях географической локализованности вспышки. Например, сообщения о легкой форме заболевания, вызываемой омикроном в Южной Африке, могут отражать факт преобладания в популяционной структуре страны относительно молодого населения, многие из числа которого уже сталкивались с SARS-CoV-2.

В первые дни волны, вызванной дельта-штаммом, поступали сообщения о том, что он приводил к развитию более тяжелых форм инфекции SARS-CoV-2 у детей по сравнению с другими штаммами. Как заявляет Чевик, после появления новых данных это не оправдалось.

Исследователи ищут сведения о появлении штамма омикрон по всему миру. Масштабы его географического распространения и увеличение размера выборки (т. е. популяций зараженных лиц) по мере роста количества случаев позволят исследователям делать прогнозы относительно обобщаемости этих ранних сообщений о легких формах заболевания. В конечном итоге необходимо проводить исследования с использованием метода случай-контроль, в котором две группы испытуемых сопоставлены с точки зрения воздействия важных факторов, таких как возраст, статус вакцинации и состояние здоровья. Данные из обеих групп необходимо будет собирать одновременно, поскольку на количество госпитализаций влияет общий коечный фонд больниц в регионе.

Что особенно важно, ученым необходимо будет учитывать экономический статус исследуемой популяции. По словам Чевик, в большей степени подвержены заражению новым быстро распространяющимся штаммом уязвимые в экономическом плане группы населения в силу характера их работы или условий жизни. Люди из числа таких групп часто тяжелее переносят инфекцию.

На все это потребуется время. Чевик продолжает, что вопрос тяжести вызываемой формы COVID-19 будет одним из последних аспектов, который удастся решить: так же, как это случилось и с дельта-штаммом.

Где уже распространился омикрон и как ученым удается отслеживать его?

Штамм омикрон выявляется во все большем количестве стран, но возможностями быстрого секвенирования геномов вирусов на основании положительных ПЦР-тестов на COVID-19 обладают лишь развитые страны, а это означает, что ранние сообщения о распространении омикрона не совсем соответствуют действительности.

По словам вирусолога Ренато Сантаны из Федерального университета Минас-Жерайс в Бразилии, в Бразилии и некоторых других странах используются определенные маркеры в каждом конкретном ПЦР-тесте, которые позволяют точно определить наличие омикрона для проведения секвенирования (как метода окончательного подтверждения результата). В ходе ПЦР-теста осуществляется поиск сегментов трех генов вируса, одним из которых является ген, кодирующий шипиковый белок. Мутации в этом гене у омикрона препятствуют его обнаружению в тесте, а это означает, что образцы, содержащие этот вариант, окажутся положительными только по двум генам.

Даже в этом случае тест используется не всеми, и может пройти некоторое время, прежде чем удастся точно отслеживать распространение омикрона по планете. Несмотря на некоторые рекомендации, призывающие страны проводить секвенирование 5 % образцов, положительных по результату ПЦР-теста на SARS-CoV-2, немногие могут себе это позволить, как сообщает вирусолог Андерсон Брито из All for Health Institute в Сан-Паулу (Бразилия). Брито обеспокоен тем, что прекращение транспортного сообщения с ЮАР и другими странами из южноафриканского региона, введенное некоторыми странами после открытия омикрона, будет препятствовать обмену информацией о результатах секвенирования геномов.

По словам Саха, в Бангладеш, где проводится секвенирование 0,2 % от всех положительных результатов ПЦР-тестов, исследователи стремятся наращивать темпы секвенирования, чтобы следить за распространением омикрона и другими вновь возникающими штаммами. Однако этому препятствует ограниченность ресурсов. Она добавляет, что инфраструктура Бангладеш еще восстанавливается после крупной вспышки лихорадки денге. В экваториальных странах все обеспокоены COVID-19, однако, как заявляет Саха, не стоит забывать и об эндемичных заболеваниях.