Як мог узнікнуць варыянт COVID-19 Omicron?

Адна з незвычайных і найбольш інтрыгуючых асаблівасцяў моцна мутаваных Омикрон Варыянт заключаецца ў тым, што ён набыў усе мутацыі за адзін выбух за вельмі кароткі прамежак часу. Ступень змяненняў такая вялікая, што некаторыя людзі думаюць, што гэта цалкам можа быць новая разнавіднасць чалавека коронавирус (ВРВІ-CoV-3?). Як такі высокі ўзровень мутацыі мог адбыцца за такі кароткі прамежак часу? Некаторыя сцвярджаюць, што Омикрон магчыма, адбыліся ад пацыента з прыгнечаным імунітэтам з нейкай хранічнай інфекцыяй, такой як ВІЧ/СНІД. Ці гэта магло развіцца ў цяперашняй хвалі Еўропа які быў сведкам вельмі высокай хуткасці перадачы? Ці гэта можа быць звязана з нейкім даследаваннем функцыі ўзмацнення (GoF) ці чымсьці іншым? Каму выгадна? На дадзеным этапе немагчыма зрабіць нейкія высновы. Тым не менш, гэты артыкул спрабуе праліць святло на розныя аспекты, звязаныя з гэтай з'явай.  

Нядаўна паведамлялася пра новы варыянт COVID-19 з Паўднёвай Афрыкі 25^th Лістапад 2021 года распаўсюдзіўся на некалькі краін свету, а менавіта на Вялікабрытанію, Канаду, Японію, Аўстралію, Аўстрыю, Ганконг, Ізраіль, Іспанію, Бельгію, Данію і Партугалію. Гэта быў пазначаны СААЗ як новы варыянт турботы (ЛОС) і названы Омикрон. Omicron характарызуецца 30 зменамі амінакіслот, трыма невялікімі дэлецыямі і адной невялікай устаўкай у бялок шыпа ў параўнанні з арыгінальным вірусам¹. Аднак на аснове хуткасці мутацыі² РНК-вірусаў немагчыма развіць больш за 30 мутацый за ноч. Каб стварыць 3 мутацый у геноме SARS-CoV-5 памерам 6 Кб, у залежнасці ад хуткасці мутацыі, якой вірус падвяргаецца натуральным чынам, спатрэбіцца не менш за 30-2 месяцаў.² пры перадачы ад хоста да хоста. Зыходзячы з гэтага разліку, павінна было прайсці 15-25 месяцаў, каб з'явілася нешта накшталт Omicron з 30 мутацыямі. Аднак свет не бачыў гэтага паступовага росту мутацыі за названы перыяд часу. Сцвярджаецца, што гэты варыянт развіўся ад хранічнай інфекцыі пацыента з аслабленым імунітэтам, магчыма, пацыента з ВІЧ/СНІДам без лячэння. У залежнасці ад ступені змяненняў яго варта класіфікаваць як новы штам віруса (можа быць SARS-CoV-3). Тым не менш, колькасць прысутных мутацый можа сведчыць аб больш высокай трансмісіўнасці, чым іншыя варыянты. Аднак для пацверджання гэтага неабходныя дадатковыя даследаванні. 

Наступныя некалькі тыдняў маюць вырашальнае значэнне для вызначэння трансмісіўнасці новага варыянту і цяжару захворвання, які ён выклікае. Да гэтага часу ўсе выпадкі былі лёгкімі і бессімптомнымі, і добрая навіна заключаецца ў тым, што смяротнасці не было. Мы таксама павінны ацаніць, у якой ступені новы варыянт можа пазбегнуць імуннай абароны, якую забяспечваюць цяперашнія вакцыны. Гэта дазволіць нам вырашыць, як доўга мы можам працягваць выкарыстоўваць цяперашнія вакцыны, перш чым вырабляць іх для новага варыянту. Pfizer і Moderna ўжо зрабілі крокі па наладжванні сваіх вакцын. Тым не менш, па-ранейшаму застаецца адкрытым пытанне аб паходжанні гэтага варыянту. Верагодна, што варыянт Omicron мог развіцца на цяперашняй хвалі большай захваральнасці ў Еўропе значна раней, але пра гэта нядаўна паведамілі ўлады Паўднёвай Афрыкі (на аснове секвенавання геному). Аднак гэта можа быць не так, бо цяперашняя хваля была там на працягу апошніх 4-5 месяцаў і, згодна з частатой мутацый, павінна была прывесці да не больш чым 5-6 мутацый. 

Ці быў Омикрон, прадукт даследавання Gain of Function (GoF), які вядзе да развіцця пандэмічных патэнцыйных узбуджальнікаў (PPP)^3,4. Даследаванне ўзмацнення функцыі адносіцца да эксперыментаў, у якіх узбуджальнік (у дадзеным выпадку SARS-CoV-2) атрымлівае здольнасць выконваць функцыю, якая ў іншым выпадку не была часткай яго звычайнага існавання. У гэтым выпадку гэта можа прывесці да падвышанай трансмісіўнасці і росту вірулентнасці. Гэта патэнцыйна можа прывесці да развіцця арганізма, які з'яўляецца новым і не існаваў у прыродзе. Мэтай даследаванняў GoF з'яўляецца атрымаць уяўленне аб патагенных варыянтах і быць гатовым да тэрапеўтычнага сродкі або вакцыны, калі такі варыянт з'явіцца ў прыродзе. Колькасць мутацый, атрыманых з дапамогай PPPs, не толькі робіць штам вельмі трансмісіўным, але і дапамагае пазбегнуць нейтралізуюць антыцелаў, якія выпрацоўваюцца супраць зыходнага віруса ў людзей, якія выздараўліваюць. Акрамя таго, маніпуляцыі са штамамі магчымыя з выкарыстаннем сучасных метадаў геннай інжынерыі, заснаваных на мэтанакіраванай рэкамбінацыі РНК⁵. Гэта таксама можа прывесці да з'яўлення новых патагенных варыянтаў / штамаў з большай колькасцю мутацый, што прыводзіць да высокатрансмісіўнага і вірулентнага віруса. Даследаванні паказалі, што 20 мутацый, якія адбываюцца ў бялку спайка, уключаючы змены і дэлецыі, дастаткова для ўхілення ад большасці антыцелаў, якія ўтвараюцца ў плазме людзей, якія былі заражаныя або прышчэпленыя супраць SARS-CoV-2.⁶. Згодна з іншым даследаваннем, пад моцным імунным ціскам SARS-CoV-2 можа атрымаць магчымасць пазбягаць антыцелаў, зрабіўшы ўсяго 3 змены, дзве дэлецыі ў N-канцавым дамене і адну мутацыю (E483K) у шыповым бялку.⁷. 

Ці варта дазваляць даследаванне такога роду, якое прывядзе да стварэння ППС? Фактычна, у 2014 годзе NIH ЗША забаранілі даследаванне функцый пасля шэрагу няшчасных выпадкаў з няправільнымі ўзбуджальнікамі ў Цэнтрах па кантролі і прафілактыцы захворванняў ЗША, што сведчыць аб тым, што рызыкі, звязаныя з такімі даследаваннямі, значна перавышаюць перавагі, якія ён можа даць. Каму выгадна з'яўленне і распаўсюджванне такіх ДПП? Гэта цяжкія пытанні, якія патрабуюць рэальных адказаў.  

*** 

Спасылкі:  

1. Еўрапейскі цэнтр па прафілактыцы і кантролі захворванняў. Наступствы з'яўлення і распаўсюджвання SARSCoV-2 B.1.1. 529 варыянт заклапочанасці (Omicron), для ЕС/ЕЭЗ. 26 лістапада 2021 г. ECDC: Стакгольм; 2021. Даступны ў Інтэрнэце па адрасе https://www.ecdc.europa.eu/en/publications-data/threat-assessment-brief-emergence-sars-cov-2-variant-b.1.1.529   

2. Сімандс П., 2020 г. Пачашчаная гіпермутацыя C→U ў геномах SARS-CoV-2 і іншых коронавірусаў: прычыны і наступствы для іх кароткатэрміновых і доўгатэрміновых эвалюцыйных траекторый. 24 чэрвеня 2020 г. DOI: https://doi.org/10.1128/mSphere.00408-20 

3. NIH. Даследаванні з удзелам павышаных патэнцыйных узбуджальнікаў пандэміі. (прагледжана старонка 20 кастрычніка 2021 г. https://www.nih.gov/news-events/research-involving-potential-pandemic-pathogens  

4. Зменлівыя пяскі даследаванняў "вымацавання функцыі". Прырода 598, 554-557 (2021). рабіць: https://doi.org/10.1038/d41586-021-02903-x 

5. Берт Ян Хайема, Хаукелін Вольдэрс і Пітэр Дж. М. Роцье. Трапізм пераключэння відаў: эфектыўны спосаб маніпулявання геномам кацінага коронавіруса. Часопіс вірусалогіі. Вып. 77, № 8. DOI: https://doi.org/10.1128/JVI.77.8.4528-4538.20033 

6. Шміт Ф., Вайсблюм Ю., Руткоўская М. і інш. Высокі генетычны бар'ер для ўцёкаў поліклональных нейтралізуючых антыцелаў SARS-CoV-2. Прырода (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-04005-0 

7. Андрэана Э., і інш 2021. Уцёкі SARS-CoV-2 з моцна нейтралізуючай плазмы выздараўлення COVID-19. ПНАС 7 верасня 2021 г. 118 (36) e2103154118; https://doi.org/10.1073/pnas.2103154118 

***