Чому в Британії з'явилась особлива мутація коронавірусу? Ймовірно, від невдалого лікування
Чому в Великій Британії, а також у Південній Африці, "раптом виникли" нові варіанти коронавірусу? Дослідники підозрюють, що "довгий ковід", або ж хронічні випадки з тривалим перебігом, дозволяють вірусу відтворюватися в організмі впродовж тривалого часу й тим часом виділятися, заражуючи інших – а певні види терапії при цьому заохочують мутації.
Про це йдеться в статті National Geographic. Наводимо дещо скорочений переклад. Для короткої ранішої передісторії, дивіться також:
Що відомо про новий, «британський» варіант коронавірусу?
На початку грудня в Кенті, Англія, різко зросла кількість випадків коронавірусу, й науковці хотіли дізнатися причину цього. COVID-19 Genomics Consortium U.K дослідив, як мутує коронавірус. Це допомогло приблизно відстежити маршрут передачі хвороби у спільноті.
Ці мутації – маленькі помилки, які постійно відбуваються при копіюванні геномів – конкретно у SARS-CoV-2 відбуваються приблизно раз чи два на місяць, стабільно. Однак у Кенті науковці виявили велике скупчення іншого роду: 23 мутації "без попередження" значно швидше, ніж будь-хто очікував.
Саме це відкриття призвело до того, що посадовці Британії вдарили на сполох.
Наступне розслідування Public Health England показало, що новий варіант, відомий як B.1.1.7 чи 501Y.V1, став процвітати в той самий час, коли в Кенті та навколо почала зростати кількість випадків Covid-19.
До середини листопада новий варіант вірусу становив 20–30% у Лондоні й на схід від нього, а через три тижні вже 60%.
А в кінці грудня британські науковці оголосили, що інший, окремий варіант, про який повідомляла Південна Африка, тепер виявлено і в Британії.
Гіпотези появи
Науковці досі непевні щодо того, як виник цей кластер мутацій і що вони значитимуть у довгостроковій перспективі.
Одна з гіпотез походження нових варіантів вірусу – "довгий ковід", хронічно хворі пацієнти, яких лікують експериментальними терапіями, як-от плазма від пацієнтів, що одужали. За такого тривалого перебігу хвороби вірус має багато можливостей відтворюватися, збільшуючи шанси мутацій. Тривале ж (не до кінця успішне) застосування терапії тим часом створює тиск, змушуючи патоген еволюціонувати. Закріплюються ті мутації, які переживають терапію (так само виникають різні резистентні та полірезистентні варіанти інших патогенів – наприклад, коли туберкульозні палички, виживаючи в боротьбі проти не зовсім ефективного лікування, стають опірними до багатьох видів ліків).
У декого з хронічно хворих пацієнтів придушували власну імунну систему. Декому давали плазму пацієнтів, що одужали. Декому давали антивірусний препарат ремдесівір.
На початку пандемії найкращий спосіб лікування був узагалі невідомим. Це призвело до лікування пацієнтів цілим "меню" різних видів терапії в надії, що якесь поєднання ліків чи способів лікування та й спрацює.
Однак якщо такі види лікування призвели до розвитку нових варіантів вірусу – це буде "нагадуванням для всієї медичної спільноти, що такі варіанти лікування слід застосовувати обережно", пише National Geographic.
Численні мутації
Мутації патогенів відбуваються постійно.
Нагадаємо хоч би про мутований коронавірус у норок, наприклад
Вони змінюють генетичний код, але не завжди призводять до зовнішніх змін. Саме тому ці нові варіанти й викликають стільки занепокоєння.
Це так, ніби вірус вийшов з роздягалки в новому одязі, тоді як за звичайних обставин від лише змінив би головний убір.
Із 23 "британських" мутацій, 17 перебувають у тих позиціях у геномі, які змінюють саму структуру протеїнів вірусу. Така велика зміна є наразі "безпрецедентною" з початку пандемії Covid-19. Вісім із цих змін перебувають у регіоні, який закодовує спайковий протеїн –той "ключ", за допомогою якого SARS-CoV-2 проникає в клітини організму.
Немає прямих свідчень того, що це поєднання мутацій впливає на складність перебігу хвороби – однак моделювання та лабораторні експерименти попередньо вказують на те, що вони роблять вірус більш успішним у плані зараження людей. А вже більша кількість випадків може означати більше госпіталізацій та летальних випадків.
Наприклад, лабораторні експерименти показують, що одна з мутацій усуває дві будівельних цеглини, блоки шипа (спайку), а саме блоки, які вчені позначають як H69 та V70. Це може подвоїти заразність вірусу.
Інше дослідження показує, що ще одна мутація N501Y збільшує здатність спайкового протеїну приєднуватися до клітин організму людини. Схожа мутація також незалежно виникла в південноафриканському варіанті вірусу (501Y.V2), який вперше було виявлено в жовтні.
Попереднє моделювання наукової дорадчої панелі уряду Британії показує, що новий варіант може бути заразнішим на 70%, але цей результат іще непевний. Частина зростання передачі хвороби може бути пов'язана з людською поведінкою – недотриманням правил або полегшення обмежень.
"Моделі – інформативні, але не конкретні", застерігають члени дорадчої ради.
Терапевтичні молоти
Початок історії варіанту B.1.1.7 – теж загадка, що мучить зі зрозумілих причин. Багато науковців відзначають можливість додаткових шансів для еволюції вірусу у людей з пошкодженою імунною системою. Такі пацієнти хворіють хронічними інфекціями. У разі коронавірусу це дозволяє залишатися та відтворюватися впродовж місяців.
Така ситуація дає змогу накопичуватися випадковим мутаціям і закріплюватися тим, які переживають терапію. Вивчено випадок 45-літнього чоловіка зі слабкою імунною системою, який був інфікований близько п'яти місяців, перш ніж помер. У його організмі було задокументовано "прискорену еволюцію вірусу". Більшість мутацій відбувалися саме в спайковому протеїні – шипі, який відповідає за прикріплення до організму. Зокрема, відбувалися зміни, подібні до закументованих в обох варіантах з Британії та ПАР, які зараз вивчаються.
"Вірус отримав шанс іще трохи потягтися", – цитує одного з науковців National Geographic. Науковці вже рік прискіпливо стежать за цими мутаціями і знають, що більшість ні на що не впливають. Деякі навіть шкідливі для самого вірусу. Наприклад, одна з попередніх мутацій, D614G, також збільшує заразність вірусу, зате водночас робить патоген вразливішим для нейтралізації антитілами.
Але тиск не до кінця ефективних терапій у випадку хронічних пацієнтів може бути еволюційним шляхом, який дозволяє корисним для вірусу мутаціям закріпитись.
Ідея та сама, як у випадку пацієнтів, хворих на ВІЛ/СНІД або, скажімо, туберкульоз, у яких розвивається резистентність до лікування після того, як вони приймають неповні дози ліків.
Утім, "якщо вдарити по горіху молотом – ти його завжди розтрощиш". Біда в тому, що науковці не мають лікування-молоту для хронічних пацієнтів із Covid-19.
Подібна швидка еволюція вірусів уже відома у випадку грипу.
Однак науковці застерігають, що можуть бути й інші варіанти походження нових варіантів коронавірусу. "В біології майже ніколи не буває так, щоб щось працювало лише в один спосіб".
Наприклад, математична модель 2017 року для шлункового норовірусу передбачала, що пацієнти зі слабкою імунною системою трапляються надто рідко, щоб широко поширилися мутовані в їхніх організмах варіанти. Натомість неконтрольоване поширення вірусу надасть досить шансів для мутації вірусу в організмах "звичайних" людей. Ця математична модель (яка, нагадаємо, стосувалась іншого вірусу та значно меншої кількості випадків) передбачала, що вірус через це радше поширюватиметься короткими сильними хвилями.
У випадку коронавірусу поширеність уже досить велика, й вона вже відрізняється від цієї моделі.
Британія краще відстежує
Як Pfizer, так і Moderna наразі перевіряють, чи нові варіанти коронавірусу можуть утекти від антитіл, які створюють за допомогою матричної РНК їхні вакцини. Науковці, що стоять за цими препаратами, наразі вважають такий сценарій малоймовірним.
Виявлення нових варіантів коронавірусу показало важливість розшифрування (sequencing) повного геному при стеженні за Covid-19. Із виявлених у Британії 2.1 млн випадків було розшифровано повний геном 137 тис. випадків – це половина всього геномного розшифровування світу. Порівняйте зі США, де з 18 млн випадків було розшифровано геном лише для 51 тис. випадків.
Саме те, що науковці в Британії так багато розшифровували геноми, й пояснює, чому вони настільки швидко попередили інших, поки B.1.1.7 поволі почав проникати в Данію, Нідерланди, Бельгію, Італію, Гонконг, Австралію – й чому вони так швидко виявили у Британії два випадки іншого варіанту коронавірусу, пов'язаного з Південною Африкою.
