COVID-эволюция: как вирусу удается кардинально мутировать от одной волны к другой

С самого начала пандемии ученые пытались спрогнозировать дальнейшее «поведение» коронавируса. Тогда были актуальны выводы об окончании распространения инфекции в 2021 году. «Омикрон» подарил исследователям небольшую надежду на то, что этот штамм положит конец пандемии в 2022 году, но торопиться с выводами специалисты не планируют.

COVID-штаммы продолжают удивлять ученых по всему миру, так как его эволюционные скачки не похожи на «поведение» ни одного другого типа вируса. «Омикрон» может похвастаться сразу 50 мутациями и 30 изменениями в спайковом белке, который и имеет свойство крепиться к здоровым клеткам. Для сравнения из четырех сезонных коронавирусов, вызывающих обычную простуду, лишь два накапливают порядка 0,3-0,5 адаптивных мутаций в год.

Существует три возможных объяснения причины, по которой эволюция коронавируса так сильно отличается от эволюции других инфекций. Во-первых стоит уточнить, что долгое время исследователи не уделяли достаточно внимания другим респираторным вирусам, схожим с SARS-CoV-2. За эти два года специалистам удалось секвенировать свыше 7,5 млн геномов, то есть по несколько сотен или десятков для каждого из четырех сезонных коронавирусов.

Важно учитывать и то, что простуду могут вызвать сразу несколько разных вирусов, в числе которых риновирусы, аденовирусы, парагрипп и другие. Каждый из них также плохо исследован. Например, в случае с риновирусами, которые обладают разной заразностью и степенью тяжести, ученым до сих пор не удалось понять, каким образом такое разнообразие могло появиться и со временем эволюционировать.

Во-вторых, новый коронавирус представляет собой некое исключение, так как ему удается лучше перемещаться среди человеческой популяции, охватывая новые возрастные группы пациентов с каждой волной. В-третьих, не стоит забывать, что современный «ковид» является абсолютно новым патогеном, чей геном удивил биологов еще в начале пандемии. Вирус впервые попал в человеческую популяцию, и наш иммунитет попросту не смог распознать угрозу, а значит, не смог найти лучшего инструмента для защиты. Таким образом, коронавирус уже создал себе «подушку безопасности», заразив максимально возможное количество людей, чей иммунитет оказался неподготовлен к встрече с таким патогеном.

Каждый раз в момент заражения коронавирус копирует себя миллиарды раз, а в некоторых копиях могут содержаться случайные мутации, которые могут оказаться полезными для него в будущем. Американский вирусолог Адам Лоринг из Мичиганского университета в беседе с изданием The Atlantic пояснил, что обычно требуется некоторое время, чтобы у инфицированного человека мутировали от 0 до 5-10% вирусов. Этот человек сможет передать другому лишь небольшое количество этих вирусных частиц, поэтому большинство мутаций все же не успевают передаться другому.

Однако когда счет заражений идет на миллионы, часть мутаций все же успевают передаться по «наследству» и начинают накапливаться в одной вирусной линии. Таким образом мог появиться «дельта»-штамм, считают ученые, а повсеместное распространение самого «ковида» могло стать причиной резкого роста числа хронических инфекций. Этот этап тоже является важным в процессе эволюции патогена.

Для нового «омикрона» характерны необычные мутации. Например, сейчас исследователи наблюдают геномные изменения там, где их раньше долгое время не происходило вовсе. В препринте научной статьи ученый Сергей Понд объяснил, что суть ковидных мутаций заключается, в том что инфекция пытается избежать встречи с антителами, потому вирус и приобретает свои изменения вопреки тому, что его проникновение в здоровые клетки может быть затруднено в дальнейшем.

В этом случае инфекция проходит своеобразный отбор, попадая либо в организм с ослабленным иммунитетом, либо в тело с крепким иммунным ответом, который способен быстро подавить размножение патогена. Кроме того, Понд добавляет, что инфекции хорошо удается «затаиваться» в организме животных, находя нужную комбинацию мутаций, чтобы компенсировать свои предыдущие изменения. В результате ключевые элементы шиповидного белка омикрон-штамма способны трансформироваться настолько сильно, что уже имеющиеся антитела будут реже его опознавать

Каждый вирус обладает своими пределами трансмиссивности. Например, вирус кори является самым заразным из всех известных вирусов. Его базовый показатель репродукции (R0) меняется в интервале от 12 до 18. Этот же показатель у «дельта»-штамма коронавируса составляет 5, а ведь именно этот штамм считается одним из самых заразных в «семье» SARS-CoV-2.

Уровень R0 у «омикрона» пока неизвестен, но уже заметно, как ему удается заражать все меньшее количество людей, обладающих иммунитетом к инфекции. В дальнейшем этот факт может препятствовать эволюции патогена.

Так или иначе, каким окажется очередной «ковид»-штамм, неизвестно. Такие прогнозы делать крайне сложно, так как геном вируса меняется от одной волны к другой. Тем не менее надежда на то, что 2022 год станет финальным для коронавируса все еще есть.