что такое коронавирус нового типа
Станет ли новый коронавирус AY.4.2 основой нового опасного штамма?
Как изучают новые штаммы и линии коронавируса и почему сегодня мир так боится AY.4.2
Как мы помним, из пяти зарегистрированных в России случаев заражения вариантом коронавируса AY.4.2 два были зафиксированы на этой неделе в Татарстане. А потому «Реальное время» приводит статью, в которой Мэтью Баштон, специалист по вычислительной биологии, и Даррен Смит, профессор биологии из Нортумбрийского университета (Ньюкасл, Великобритания) рассказывают изданию The Conversation, откуда взялась новая линия дельта-штамма коронавируса — AY.4, чем отличается линия AY.4.2 и пора ли уже человечеству начинать ее бояться. «Реальное время» приводит пересказ этой статьи.
Как изучают штаммы и откуда взялась линия AY.4.2
Как только вы подумали, что все разговоры о новых вариантах COVID закончились, появились новости о еще одном: AY.4.2. Но что это такое, откуда это взялось и стоит ли нам беспокоиться?
AY.4.2 — часть того, что называется «родословной». Ветвям эволюционного древа COVID-19 присваиваются определенные ярлыки, чтобы проиллюстрировать и отследить их родство. За ними наблюдает «умная» сеть Pango, а хранителями родословных выступает объединенная группа исследователей из университетов Эдинбурга и Оксфорда, которые и определяют новые ответвления.
Если вернуться к апрелю нынешнего года, мы сможем проследить, откуда происходит линия коронавируса AY.4.2. Британские ученые секвенируют геномы образцов SARS CoV-2, чтобы увидеть, как меняется вирус. Наша команда в апреле исследовала два образца, которые были связаны между собой тем, что их носители ездили в Индию.
Когда мы начинали секвенировать эти образцы, то знали, что в Индии циркулирует другая линия — B.1.617. Но то, что мы увидели, выглядело по-другому. В наших образцах не было некоторых мутаций B.1.617, зато присутствовали совершенно новые. Об этом мы сообщили коллегам, и через неделю наша находка была классифицирована как B.1.617.2 — это был один из трех основных подтипов грозного штамма B.1.617. Именно этот штамм ВОЗ потом назвала «дельтой».
AY — это еще один эволюционный шаг вируса вперед. Это все та же «дельта», и пусть вас не смущает другая буква в обозначении. Дело в том, что как только маркировка линии начинает содержать пять уровней знаков (уровень — это то, что находится между точками), ученые начинают использовать новую комбинацию букв. Иначе названия линий будут получаться непомерно длинными. Так что формы вируса AY не сильно отличаются от остальных «родственников». Все они — «дочки» «дельты», представители одного штамма.
В настоящее время идентифицировано целых 75 линий AY, и каждая имеет собственные мутации в геноме. Одна из этих линий — AY.4 — почему-то стала распространяться, ее количество неуклонно растет. Например, в Великобритании за последние 4 недели на нее приходятся 63% новых случаев.
Есть ли у AY.4 эволюционное преимущество?
Мы до сих пор не уверены, дают ли мутации AY.4 реальное преимущество этой линии вируса. Вполне может быть, что рост количества заражений связан с так называемым «эффектом основателя». Это когда линия отделяется от общей вирусной популяции, а потом воспроизводится изолированно. Таким образом, если в какое-то место попадает отдельный штамм и не имеет возможности смешиваться с другими, значит, все последующие вирусы в этом месте будут его потомками.
Вполне может быть, что рост количества заражений связан с так называемым «эффектом основателя». Фото: theconversation.com
С COVID-19 это могло произойти из-за единственного случая на большом мероприятии, например на свадьбе. Этот единственный вирус был бы «основателем», единственным вирусом, распространяющимся на мероприятии. И если его подхватило значительное количество людей, а они потом передали его другим — так и могло быстро получиться большое количество вируса одного и того же происхождения. Иногда, чтобы одна форма вируса преобладала, не обязательно быть лучше других — она просто должна оказаться в нужном месте в нужное время. Поэтому не исключено, что AY.4 — это просто линия, которой в один далеко не прекрасный момент просто повезло.
Но не исключена и вторая гипотеза. Учитывая то, как быстро распространяется эта линия, она вполне может действительно иметь некое избирательное преимущество перед своими родственниками.
А у AY.4.2?
Интересующая нас AY.4.2 — дочерняя линия AY.4 — впервые была отмечена генетиками в конце сентября. Хотя, похоже, что она появилась в Великобритании примерно в июне. У этой разновидности вируса есть две дополнительные мутации, которые влияют на спайковый белок. Как мы уже знаем, этот белок находится на поверхности вируса и отвечает за проникновение внутрь клеток хозяина (то есть нас).
Объем линии AY.4.2 растет очень быстро: теперь на него приходится около 9% случаев в Великобритании за последние 28 дней. Та же ситуация в Дании.
Мы опять же не можем достоверно сказать, дают ли две этих мутации преимущество вирусу. Однако распространение линии, известной как AY.4.2, по-видимому, произошло только после того, как вирус приобрел мутацию Y145H.
Эта мутация находится внутри той части спайкового белка-шипа, на которую нацелены наши антитела. Именно шип распознает наша иммунная система, и именно он становится своеобразным маркером: перед нами враг. Мы уже прекрасно знаем, что эта часть шипа уже однажды была модифицирована в генетическом материале дельта-штамма. И возможно, именно поэтому «дельта» умеет отлично избегать атак человеческого иммунитета: антителам сложнее нацеливаться на нее.
Если форма спайковых белков AY.4.2 (красный) изменилась, антитела (белые) могут с трудом связываться с ними, чтобы уничтожить вирус. Источник: theconversation.com
Правда, исследование, в котором об этом рассказывается, все еще находится в препринте, а это означает, что оно еще не прошло формальную проверку, поэтому мы должны относиться к его результатам с осторожностью.
Но исходя из этого исследования, можно предположить, что новая мутация Y145H может дать вирусу еще большую способность избегать иммунитета: вирус становится менее узнаваемым для антител.
Однако и к этому предположению есть контраргумент. Например, в нескольких европейских странах AY.4.2 так и не смог прижиться — так, в Германии и Ирландии он быстро выпал из поля зрения генетиков, хотя появлялся там несколько недель назад. Это может означать две вещи: или его способность обходить иммунитет преувеличена и не превышает «родительские» способности «дельты», или же в эти страны «приехало» не так много AY.4.2, чтобы он смог вытеснить там своих «братишек и сестренок».
В конечном итоге ученые пока не могут однозначно сказать, родится ли на основе AY.4.2 новый штамм коронавируса, станет ли он следующей доминирующей разновидностью. Но одно сказать уже точно можно: геномный надзор за вирусами жизненно необходим. Коронавирус меняется слишком быстро, и каждый новый штамм может принести миру новые опасности.
Опередить вирус
На каждый конгресс присылают до 10 тысяч докладов, но лишь немногие из них включают в повестку пленарного заседания. Доклад сибиряков прозвучал на нем в числе основных. На вопросы «РГ» ответил руководитель Центра профилактики тромбозов, кандидат медицинских наук Андрей Громов.
Андрей Александрович, что сегодня известно об этой необычной инфекции фундаментальной науке?
В разных работах показано, что дальше сам вирус почти исчезает, но организм начинает разрушать себя сам. Поэтому решить проблему методами традиционной клинической медицины невозможно, это может сделать только фундаментальная наука, изучив природу вируса и его действия.
Если вирус действует одинаково на всех заразившихся, то почему заболевание протекает у разных людей так по-разному?
Андрей Громов: У каждого пациента вирус выключает разный набор ферментов. И прежде всего страдают те органы, которые генетически у человека слабее. На начальном этапе мы видим какие-то типичные поражения: у многих поражаются, например, легкие, но у некоторых заболевших сразу начинается и поражение сосудов. В результате при затяжном течении через две недели заболевание рассыпается на серию разных клинических форм: фиброз, аритмию, тромбозы и т.д. И чтобы этот процесс останавливать, требуется хорошо знать индивидуальные особенности пациента, то есть справиться с ним может лишь та самая персонализированная медицина, о которой мы много говорим в последние годы.
На основании каких исследований сделаны эти выводы?
Вы сказали, что вирус запускает программу ускоренного старения. В чем это выражается?
Андрей Громов: С этим вирусом рано или поздно столкнутся миллионы. Те, у кого защитные системы слабые, рискуют больше других. В зависимости от генетики они получат разный набор болезней, которые мы можем приблизительно вычислить. Но даже если заболевание пройдет бессимптомно, часть населения начнет резко стареть и слабеть, мы столкнемся с ростом заболеваний, которые считаются возрастными. Чтобы оставаться на месте, как Алисе в Зазеркалье, нам всем придется бежать быстрее.
Какой главный урок мы должны, по вашему мнению, вынести из пандемии?
Андрей Громов: Мы привыкли себя ощущать в экономическом пространстве, в социальном и т.д. Но мы прежде всего биологические объекты, и вирус нам это четко показывает. А если мы не захотим понять, он нам это докажет на практике. Надо осознать, что он будет приходить регулярно, используя мутации, прикрываясь сахарами и т.д. Я уверен, что наука сможет с ним справиться. Однако важно, чтобы в этой борьбе участвовал каждый человек.
Ольга Остроумова, заведующая кафедрой терапии и полиморбидной патологии Российской медицинской академии непрерывного профессионального образования МЗ РФ, член правления Российского кардиологического общества, профессор, д.м.н.:
— Сердечно-сосудистые заболевания могут определять тяжесть течения новой коронавирусной инфекции у пациентов.
Новая коронавирусная инфекция и сама сопряжена с риском сердечно-сосудистых осложнений. Так, риск инсульта возрастает в 7 раз по сравнению с риском на фоне гриппа, а исходы такого инсульта особенно неблагоприятны. У 17 процентов пациентов, госпитализированных с ковидной пневмонией, отмечаются сердечные аритмии. Чаще всего это фибрилляция предсердий, при которой риск инсульта особенно велик.
Ряд авторов и вовсе называет аритмии наиболее частыми сердечно-сосудистыми осложнениями инфекции. По данным исследователей, они отмечались у 40 процентов умерших пациентов.
Согласно результатам, полученным при обследовании 6 тысяч пациентов, при коронавирусной инфекции нового типа аритмии уступали по частоте лишь тромбозам и тяжелому поражению органов дыхания.
Механизм развития аритмий при новой коронавирусной инфекции еще предстоит выяснить, однако уже сейчас высказываются предположения, что это одно из многочисленных системных последствий заболевания.
Столь высокий риск аритмий может обернуться ростом числа пациентов с ишемическими инсультами, треть которых обусловлена именно фибрилляцией предсердий. На сегодняшний день в Российской Федерации от фибрилляции предсердий страдают 2,4 миллиона человек. Согласно прогнозам, к 2025 году это число достигнет 2,7 миллиона. В свете негативного влияния пандемии прогноз может оказаться еще более пессимистичным.
Вариант «дельта»: Семь фактов, которые нужно знать о новом штамме COVID
Американский инфекционист Кавита Патель сообщила Yahoo News, что в следующие шесть-восемь недель, вероятно, число случаев заболевания продолжит расти. Однако этот всплеск, по ее словам, отличается от предыдущих тем, что «почти все новые случаи возникают исключительно у непривитых людей». Вот что нужно знать о быстро распространяющемся варианте и о том, как оставаться в безопасности и защищать других.
Является ли вариант Дельта более заразным, чем предыдущие штаммы коронавируса?
В Соединенных Штатах всего за три недели Delta достигла доминирующего положения и в настоящее время составляет примерно 83 процента новых случаев заболевания в стране. По словам Патель, у ученых появляется все больше доказательств того, что штамм Delta сам по себе воспроизводится в носовых проходах, рту и теле людей быстрее (до 1200 раз быстрее!), чем предыдущие штаммы коронавируса. Дельта-вариант также кажется более заразным на ранних этапах болезни, в среднем нужно около четырех дней, чтобы он достиг обнаруживаемых уровней внутри человека, по сравнению с шестью днями для первоначального варианта коронавируса.
Опаснее ли дельта других вирусов?
Недавнее исследование, проведенное в Шотландии, показало, что дельта-вариант примерно в два раза чаще, чем альфа, приводит к госпитализации невакцинированных лиц, но другие данные не показали значительной разницы между ними. Ученые продолжают исследования, чтобы определить, приводит ли штамм к более высокой, чем ожидалось, смертности или госпитализации.
Кто больше всего подвержен риску?
В группу риска входят невакцинированные люди. Доктор Рошель Валенски, директор Центров по контролю и профилактике заболеваний, заявила на брифинге по COVID-19 в пятницу, что «это становится пандемией непривитых». По словам Валенски, более 97 процентов американцев, в настоящее время госпитализированных с COVID-19, не были вакцинированы. Хотя почти половина всего населения США (48 процентов) полностью вакцинирована, уровень защиты сильно различается в разных штатах. На данный момент наиболее уязвимы районы с низким уровнем вакцинации. Несмотря на то, что Delta не представляет большей угрозы для детей, в последнее время появились сообщения о больницах, которые лечат детей в критическом состоянии с COVID-19.
Вызывает ли «дельта» различные симптомы COVID-19?
Можно ли заразиться «дельта»-вариантом, если вы были вакцинированы?
Те, кто прошел вакцинацию, могут по-прежнему заразиться «дельтой», но нет причин для паники, потому что большинство людей, которые это сделают, будут испытывать меньше симптомов и менее серьезные последствия. В последнее время появилось несколько сообщений о полностью вакцинированных людях с положительным результатом на COVID-19. Однако эти прорывные случаи не удивляют и не тревожат врачей, поскольку они не происходят на определенных уровнях, а доступные вакцины продолжают хорошо противостоять дельта-варианту
Как защитить себя от «дельта»-варианта?
А как насчет детей, которым еще не сделаны вакцины?
Дети в возрасте до 12 лет еще не имеют права на вакцинацию от COVID-19. Разрешение на экстренное использование этих прививок для детей может быть получено в США не раньше середины зимы. Эксперты полагают, что дети чрезвычайно уязвимы для заражения, и рекомендуют не оставлять их в перегруженных людьми местах, особенно внутри помещений. Американская академия педиатрии заявил, что любой ребенок старше 2 лет, даже те, кто прошел иммунизацию старше 12 лет, должен носить маску в детских садах и школах этой осенью.
С новым коронавирусом
Что такое 2019-nCoV и чего от него ждать
В китайском Ухане — самом густонаселенном городе Центрального Китая — зафиксирована вспышка вирусной пневмонии, вызванная новым коронавирусом, который передается от человека к человеку. В среду Всемирная организация здравоохранения соберется на экстренное совещание по этому поводу, поскольку речь идет об опасном штамме, в теории способном привести к эпидемии. Что такое коронавирусы, чем они отличаются от других вирусов и в чем их опасность, мы попросили рассказать профессора вирусологии, заведующего лабораторией в Институте вирусологии имени Ивановского, заместителя директора Федерального научного центра экспериментальной ветеринарии Алексея Забережного.
На сегодня известно, что мы имеем дело с новым типом коронавируса, который так и называется — новый коронавирус 2019 года (2019-nCoV). Люди не впервые сталкиваются с инфекциями, спровоцированными коронавирусами, — вспомним, например, вспышку атипичной пневмонии в Китае в первой половине 2000-х годов.
Но сперва надо коротко напомнить, что такое вирусы вообще и как они функционируют.
Вирусное царство очень разнообразно, разновидностей вирусов больше, чем видов растений и животных. При этом, упрощенно говоря, все вирусы делятся на две группы в зависимости от того, на чем они хранят свою наследственную информацию: на ДНК-вирусы и РНК-вирусы.
Но «жизненная стратегия» у всех вирусов всегда одна и та же: внедриться в клетку, ввести туда свой генетический материал и превратить ее в «фабрику» по производству новых вирусов.
Чемпион среди вирусов
Способности вируса приспосабливаться к ситуации во многом зависят от длины генома. Для вируса размер генома — это его «интеллект», и чем больше геном, тем больше у вируса возможностей отвечать на различные воздействия окружающей среды. Вирусы разрабатывают разные стратегии выживания, и чем больше у них генов, тем менее они уязвимы.
Вирусы с небольшим геномом, как правило, защищаются с помощью прочной оболочки, благодаря которой они могут выжить во внешней среде. Вирусы «поумнее», то есть с большим геномом, «договариваются» с хозяином или ищут себе других хозяев, вызывают хронические заболевания, мутируют (как вирусы гриппа) или повышают заразность — контагиозность (как это делает, например, вирус кори).
Среди РНК-вирусов есть положительные и отрицательные. Положительная РНК непосредственно кодирует белки, а отрицательная — это ее «негативная» копия, которой, чтобы кодировать белки, необходимо получить положительную РНК. Для вируса это лишний шаг: он должен зайти в клетку, скопировать РНК с отрицательной на положительную, и лишь после этого он сможет синтезировать свои белки.
У коронавируса самый большой геном, он чемпион среди среди положительных РНК-вирусов. Поэтому это наиболее коварный вирус среди собратьев по классу.
Некоторые типы вирусов по старой классификации. Коронавирус — крайний слева в верхнем ряду, он действительно слегка похож на корону
Коронавирусы, например, долгое время вызывали трансмиссивные гастроэнтериты у свиней, то есть размножались в кишечном тракте — этот вид назвали вирусом трансмиссивного гастроэнтерита свиней. А потом вдруг один из них переключился и начал размножаться в респираторном тракте — и его стали называть респираторным коронавирусом свиней.
Другой коронавирус появился в США в 2013 году, где стал называться вирусом эпизоотической диареи свиней и привел к очень большим экономическим потерям.
Революция в вирусологии
Существует коронавирус, вызывающий инфекционный перитонит у кошек, есть вирус, который вызывает бронхит у кур. Один коронавирус, SARS, способен вызвать атипичную пневмонию, передаваемую летучими мышами (выделен в 2003 году), а другой, MERS, — верблюдами, поэтому его назвали ближневосточным.
От верблюда
Последняя по времени вспышка инфекции, спровоцированная коронавирусом, началась в Саудовской Аравии. Ближневосточный респираторный синдром, вызванный вирусом MERS-CoV (Middle East respiratory syndrome coronavirus) был впервые зафиксирован осенью 2012 года.
С этого момента по 8 октября 2019 года ВОЗ получила уведомления в общей сложности о 2,5 тысячи подтвержденных случаях заражения, из которых 851 закончился смертельным исходом. Всего случаи ближневосточного синдрома были выявлены в 27 странах, но примерно 80 процентов случаев были зарегистрированы в Саудовской Аравии.
Типичные симптомы похожи на SARS — они включают высокую температуру, кашель, одышку. Пневмония является обычным явлением, однако у некоторых людей, инфицированных вирусом, регистрируется отсутствие симптомов. Зафиксированы также гастроэнтерологические симптомы, включая диарею. Смертность среди людей составляет приблизительно 35 процентов.
Вирус, вызывающий ближневосточный синдром, передается человеку преимущественно от инфицированных одногорбых верблюдов-дромадеров, однако возможна передача вируса и от человека человеку.
При этом коронавирус — один из самых непредсказуемых вирусов. Есть вирусы предсказуемые — опасные, но предсказуемые, например вирус африканской чумы свиней. Это ДНК-вирус, один из самых больших ДНК-вирусов, известных нам сегодня.
Сегодня ученые открывают очень много новых вирусов, в вирусологии происходит настоящая революция. Благодаря новым технологиям мы вдруг увидели то, чего раньше не видели, будто кто-то откинул завесу. Оказывается, вирусов гораздо больше и они гораздо более разнообразны, чем мы думали раньше.
В результате изменилась даже классификация вирусов. Прежде вирусы называли в зависимости от того, как они выглядят под микроскопом. К примеру, коронавирус называется так потому, что под электронным микроскопом у него видны особые шипики, а на них шарики, как у короны.
Ротавирус — потому что круглый, парвавирус — потому что маленький, и так далее. Теперь же вирусы будут обозначаться буквенно-цифровыми кодами, так вирусов становится слишком много.
Разнообразное семейство коронавирусов
Опасные штаммы
Коронавирусы — наши старые знакомые, в частности, они провоцируют насморк вместе с целым букетом вирусов, в том числе респираторно-синцитиальным вирусом человека, вирусом парагриппа, аденовирусами. Все вместе они могут вызвать ОРВИ.
Обычно коронавирус действует достаточно мягко. Ни один вирус, в принципе, не может позволить себе уничтожить организм-хозяин, поэтому всегда «договаривается» с ним. Именно по этой причине не бывает такой эпидемии, которая не оставила бы выживших.
Но в некоторых случаях за счет мутаций появляются по-настоящему опасные штаммы. Такой вирус приобретает атипичные и патогенные свойства — неудивительно, что люди бывают так встревожены его появлением. Именно к их числу принадлежит и 2019-nCoV.
По данным испанских коллег, геном нового коронавируса на 80 процентов совпадает с геномом вируса, провоцировавшего атипичную пневмонию. В настоящее время ученые делают генно-инженерный вирус, с помощью которого будет создаваться вакцина.
По информации британских эпидемиологов, 217 человек с новым коронавирусом госпитализировано, 6 умерло, 36 находятся в тяжелом состоянии. Исходя из статистики заражений, теоретически на сегодня может быть заражено уже около 2000 человек.
«Атипичка»
Последняя крупная вспышка инфекции, спровоцированная коронавирусом, началась в Азии осенью 2003 года. В прессе ее прозвали эпидемией атипичной пневмонии, а медики именовали тяжелым острым респираторным синдромом (Severe Acute Respiratory Syndrome, SARS). Сам вирус получил обозначение SARS-CoV.
Эпидемиологическое расследование показало, что человек впервые заразился этим вирусом в Китае в 2002 году — от дикой циветы, хищника семейства виверровых. По данным ВОЗ, за время эпидемии в 30 странах мира было зарегистрировано более 8,4 тысячи случаев заболевания, погибло более 900 человек. Больше всего жертв было в Китае (почти 350 случаев) и в Гонконге (около 300 случаев).
Инфекция передавался воздушно-капельным и воздушно-пылевым путем, но на относительно короткое расстояние — чтобы вирус смог попасть в организм, необходимо было оказался на расстоянии не более 10 сантиметров от носителя. Кроме того, выяснилось, что вирус может жить вне носителя около 3-6 часов.
Болезнь начиналась с лихорадки (температура тела поднималась выше 38 градусов Цельсия), головной боли, дискомфорта. Около 20 процентов пациентов страдали от диареи. Через несколько дней у большинства пациентов начиналась пневмония. Распространение инфекции сдерживали карантинными мерами. ВОЗ официально объявила о конце вспышки в 2004 году.
Вакцинацией и карантином
Сейчас же новый коронавирус активно изучают в лабораториях. Например, уже производят коронавирусы одного цикла размножения — то есть он способен попасть в организм и даже один раз размножиться, но затем инактивируется. Практически, это настоящая вакцина — благодаря его присутствию организм учится вырабатывать имунный ответ.
Но главный способ борьбы с 2019-nCoV, как и в случае с SARS, — не вакцинация, а медико-санитарные мероприятия, карантин. К счастью, он не обладает высокой контагиозностью, поскольку в основном передается от животных к человеку и не слишком приспособлен для передачи от человека к человеку.
В этом его отличие от куда более контагиозных вирусов. Если, например, человек с корью войдет в автобус, то каждый его пассажир получит вирус кори. Та же ситуация с вирусами гриппа или оспы. В случае с коронавирусом это не обязательно так.
Тем не менее, считать его совсем безопасным не следует. Во-первых, неизвестно, насколько хорошо справится с ним конкретный организм, а во-вторых, коронавирус продолжает оставаться коварным: может менять тканевую специфичность (скажем, из кишечной формы превратиться в респираторную), может менять круг хозяев.
Наконец, коронавирус может менять свою поверхность, и в этом случае мы не сможем определить его по антителам. Словом, речь идет о вирусе, который не оставит эпидемологов без работы — им всегда будет чем заняться.