Македа Робинсон, доктор медицины, доктор философии , специалист по инфекционным заболеваниям, в настоящее время изучает взаимодействие вируса и хозяина в новых вирусах в Стэнфордском университете. Каждую неделю доктор Робинсон разбирает сложные темы COVID-19 и рассматривает насущные проблемы общественного здравоохранения.
По мере того, как научные усилия по уничтожению SARS-CoV-2 усиливаются, структура и деятельность вируса также усиливаются. Мы делаем все возможное, чтобы не допустить появления SARS-CoV-2 на карте, поэтому он делает все возможное, чтобы остаться на ней. Прежде всего: он мутирует.
Что означают эти мутации? Окажутся ли они для нас более вредными, чем исходный вирус, или это доброкачественные явления? Самое главное, как эти мутации повлияют на наши текущие усилия по лечению и вакцинации? Доктор Робинсон поговорил с Health Life Guide о науке, стоящей за вирусными мутациями, и о том, что они значат для будущего SARS-CoV-2, а также об усилиях по его выявлению и искоренению.
Health Life Guide: Почему вирус мутирует?
Доктор Робинсон: Вирусы, как и люди, находятся под постоянным эволюционным давлением, поэтому цель вируса — выживать и размножаться. Мутации, которые происходят в вирусе, часто являются ответом на различные усилия нашей иммунной системы по его идентификации и нейтрализации. Каждый раз, когда вирус реплицируется, в его геноме происходят случайные мутации. Это происходит чаще в РНК-вирусах, таких как SARS-CoV-2, по сравнению с ДНК-вирусами, такими как вирусы герпеса, с которыми мы живем дольше.
Такие вирусы, как SARS-CoV-2 и оригинальный вирус SARS, перешли к людям от других животных-хозяев. Когда они впервые заразили людей, для них это был совершенно новый мир. Им пришлось научиться адаптироваться и меняться в среде, которая пытается найти и убить их, запуская сценарий «выживания наиболее приспособленных». Каждый вирус будет обладать собственными способностями ориентироваться в иммунной системе человека, и штаммы с лучшей тактикой уклонения станут доминирующими.
Если мутация приводит к быстрой летальной инфекции, она нанесет слишком много вреда хозяину, теряя возможность заразить других в сообществе. Таким образом, вирус может быстро исчезнуть и вряд ли вызовет глобальную пандемию.
С другой стороны, если вирус слишком слаб, наша иммунная система быстро обнаружит и уничтожит его, не дав вирусу размножаться и распространяться на других.
Для вируса есть золотую середину, где он может заражать и распространяться максимально эффективно. Чем больше времени он эволюционирует вместе с нами, тем лучше он приспосабливается к нашей защите.
Health Life Guide: Всегда ли мутации вирусов — это плохо?
Доктор Робинсон: Мутации вирусов не обязательно должны быть плохими; это естественный процесс, который происходит во время жизненного цикла вируса. Фактически, многие мутации являются совершенно безвредными изменениями. Вирусы проходят процесс естественного отбора, где побеждают вирусные штаммы, лучше всего приспособленные к процветанию в новой среде. Отслеживание этих изменений, в некотором смысле, похоже на составление генеалогического древа и понимание того, чем каждая ветвь отличается, но связана с другой.
Однако, поскольку вирус начинает отклоняться от своей первоначальной последовательности, нам действительно нужно быть более осторожными в отношении методов профилактики и лечения, которые мы предоставляем. Если эти вмешательства направлены на сам вирус, они могут не все работать так же единообразно, как раньше. По мере того, как вирус все глубже знакомится со своим хозяином, его защита соответственно меняется. Поэтому нам придется быть еще более вдумчивыми в том, как мы разрабатываем терапию, чем мы, возможно, были раньше, когда вирус был более однородным. Лечение, которое могло хорошо работать в апреле, может не иметь такого же эффекта в октябре, потому что вирус эволюционировал.
Health Life Guide: Были ли какие-либо мутации в SARS-CoV-2?
Доктор Робинсон: Вирус развил несколько мутаций, которые циркулируют в популяции прямо сейчас. Недавнее исследование, в котором секвенировалось более 7000 геномов, выявило 198 различных повторяющихся мутаций.
Хотя многие мутации безвредны, исследователи обнаружили специфическую мутацию в белке шипа — части вируса, которая прикрепляется к клеткам человека — которая теперь стала доминирующим глобальным штаммом вируса. Это означает, что когда мы оглядываемся на исходный геном, который был секвенирован в Ухане, Китай, эта конкретная последовательность генома больше не является наиболее распространенной, и этот новый белок шипа теперь является доминирующим штаммом. Мутация была названа G614, что означает, что произошло изменение аминокислоты в 614-й позиции.
Многие из разрабатываемых сейчас вакцин нацелены на шиповидный белок, поэтому, если мы видим реальное изменение в последовательности мишени, нам следует быть крайне осторожными с тем, что мы называем «достаточно нейтрализующим ответом» в клинических испытаниях вакцин.
Я считаю, что нам также нужно думать о комбинированной терапии и продолжать параллельно разрабатывать другие подходы. Выявление областей вируса, которые совпадают между штаммами, может дать нам наилучший шанс на разработку лучших методов лечения и вакцин в будущем. Если мы думаем о наличии только одной конкретной цели, то нам нужно спросить себя, будет ли этот подход продолжать работать, поскольку вирус продолжает адаптироваться и меняться.
Health Life Guide: Сделали ли какие-либо из этих мутаций вирус более смертоносным?
Доктор Робинсон: Мы все еще изучаем факторы вирулентности, связанные с появляющимися штаммами. Некоторые из этих мутаций могут привести к увеличению частоты заражения или повторного заражения.
Первый случай повторного заражения был недавно описан в Гонконге. Пациент изначально был инфицирован вирусным штаммом, похожим на исходный штамм Уханя, а затем через четыре с половиной месяца был инфицирован другим вирусным штаммом. Штамм повторного заражения содержал новую мутацию белка спайка, которая была связана с более тяжелым течением заболевания.
Недавняя статья Cell более подробно рассмотрела эту конкретную мутацию, называемую G614, и обнаружила, что инфицированные вирусом, содержащим мутацию G614, имели более длительную продолжительность вирусовыделения. Это означает, что они были заразны в течение более длительного периода времени. Исследователи также обнаружили, что при заражении клеток в лабораторных условиях вирус G614 продемонстрировал до девятикратного увеличения инфекционности по сравнению с исходной последовательностью белка шипа, называемой D614.
Health Life Guide: Если кто-то приобретает иммунитет к SARS-CoV-2, есть ли вероятность, что он не будет защищен от мутировавшего штамма вируса?
Доктор Робинсон: Случай повторного заражения поднял важные вопросы о том, могут ли эти новые мутации влиять на то, как вирус запускает наши реакции В- и Т-клеток, которые являются иммунными клетками, необходимыми нам для борьбы с вирусом и выработки антител. Несколько мутаций, наблюдаемых в случае повторного заражения, обладают способностью взаимодействовать с адаптивной иммунной системой. Это вызывает опасения, что иммунный ответ, который некоторые люди выработали на первоначальный вирус SARS-CoV-2 весной, может отличаться от ответов, необходимых для создания эффективного ответа на вирус SARS-CoV-2, который циркулирует в настоящее время. Это делает разработку эффективной вакцины еще более сложной и жизненно важной.
Health Life Guide: Мутирует ли этот вирус с нормальной скоростью по сравнению с другими вирусами?
Доктор Робинсон: SARS-CoV-2, похоже, накапливает в среднем около двух мутаций в месяц, что в два-четыре раза медленнее, чем грипп. Целью теперь будет изучение того, как различные штаммы реагируют на нас, и более глубокое изучение этих вариантов.
Health Life Guide: Одна потенциальная мутация, выявленная учеными, связана с более легкими случаями COVID-19. Означает ли это, что мутации могут быть полезными?
Доктор Робинсон: Была задокументирована мутация, которая, по-видимому, фактически ослабляет вирус. Инфекция вирусным штаммом, содержащим делецию 29 нуклеотидов, может снизить тяжесть вируса. Было описано, что это приводит к снижению вероятности того, что пациентам потребуется дополнительный кислород, а также может иметь более низкие показатели репликации.
Мы все еще изучаем, почему более слабый вирус просто не вымрет. Наличие «более слабой» версии вируса может иметь для нас как преимущества, так и риски. Более слабый вирус может не сделать нас супербольными, но он увеличивает вероятность заражения большего количества людей. Мы также можем не выработать достаточно сильный иммунный ответ, не давая тем, кто был инфицирован, вырабатывать достаточное количество антител.
Health Life Guide: Как мутации SARS-CoV-2 влияют на разработку вакцин?
Доктор Робинсон: Это важный вопрос при размышлениях о разработке лучших стратегий вакцинации. Вероятно, нам понадобится сочетание подходов, если цель — остановить распространение вируса. Одной вакцины, нацеленной на один конкретный вирусный антиген, может быть недостаточно.
Мы также все еще изучаем безопасность и эффективность новых технологий вакцин, которые необходимо проверить перед их широким применением. Поиск путей создания иммунного ответа с соответствующей широтой и глубиной, чтобы подавить и нейтрализовать вирус, станет ключом к развитию адекватного иммунитета для поддержки коллективного иммунитета. Мы должны узнать, ослабят ли эти новые штаммы и мутации нашу реакцию на вакцинацию.
Health Life Guide: Что важно знать людям о мутациях?
Доктор Робинсон: Нам всем нужно продолжать жить так, как будто мы подвержены риску заражения. Даже если вы переболели COVID-19 в прошлом, пожалуйста, продолжайте жить так, как будто вы подвержены такому же высокому риску, как и все остальные. Появляющиеся данные о мутациях и повторных заражениях должны заставить нас с осторожностью относиться к идее «сертификатов» или «паспортов» иммунитета, когда тем, кто уже был инфицирован ранее, больше не нужно придерживаться тех же правил, что и тем, кто еще не знаком с вирусом. Мы все должны по-прежнему быть сосредоточены на использовании всех доступных нам инструментов для защиты себя и своих сообществ.
Информация в этой статье актуальна на указанную дату, что означает, что на момент прочтения вами этой статьи может быть доступна более новая информация. Для получения последних обновлений о COVID-19 посетите нашу страницу новостей о коронавирусе .