ИСТОРИЯ МЕДИЦИНЫ

Вакцине предрекли одинаковую эффективность против всех текущих вариантов SARS-CoV-2

Сравнение 18514 геномов SARS-CoV-2 показало что — вопреки опасениям — этот вирус достаточно консервативен и его варианты должны одинаково узнаваться разрабатываемыми вакцинами. Большая часть найденных исследователями мутаций носят нейтральный или негативный характер для вируса, а популярность нескольких мутаций вроде D614G может быть объяснена эффектом основателя. Работа опубликована в журнале PNAS.

В основе коронавируса лежит молекула РНК, которая сильнее склонна к мутациям, если сравнивать с ДНК. Именно это свойство РНК-вирусов не позволяет пока создать универсальную вакцину от гриппа, у которого много разных изменчивых штаммов, сменяющих друг друга. Ученым приходится каждый год предсказывать какой именно вирус окажется популярным в этом сезоне, и на основе этих предсказаний адаптировать вакцину. Нечто подобное ожидалось и от нового коронавируса, но он оказался не таким изменчивым, а новая работа и вовсе утверждает, что менять вакцину от коронавируса каждый год не придется.

Бетани Дирлав (Bethany Dearlove) и ее коллеги из Армейского научно-исследовательского института имени Уолтера Рида сделали этот вывод, проанализировав 18514 геномов SARS-CoV-2, собранных зимой и весной 2020 года в 84 странах мира. Изначально геномов было больше, но для того, чтобы сделать подборку более взвешенной, часть отсеяли: исследователи выбрали по одному геному из групп непосредственно перезаразивших друг друга людей, а заодно не стали учитывать все сомнительные последовательности и часть геномов из Великобритании, поскольку их было слишком много — почти половина от общего количества.

Чтобы оценить изменчивость вируса, исследователи сравнили эти последовательности и выяснили, что из 29409 букв генома SARS-CoV-2 7559 оказались полиморфными, то есть смутировали хотя бы в каком-то из исследованных геномов. На первый взгляд кажется, что это много, но большая часть этих мутаций встречается всего по одному разу (5085), а отличие между двумя случайно выбранными геномами невелико с медианной разницей в семь позиций. В базе GISAID встречаются геномы, накопившие, на первый взгляд, много мутаций, но обычно они оказываются на поверку техническими артефактами. Всего семь мутаций встречаются чаще чем в 10 процентах исследованных случаев, причем три из них связаны друг с другом.

Сравнив количество синонимичных и несинонимичных замен, авторы статьи пришли к выводу, что большая часть позиций в геноме SARS-CoV-2 находится под очищающим отбором и мутации там скорее нежелательны для вируса, особенно на белок-кодирующих участках. Особенно тщательно они проинспектировали RBD домен S-белка, играющий ключевую роль в заражении и известный своей варибельностью среди коронавирусов. Тем не менее они не обнаружили там ни одной мутации, встречающейся больше чем в 0,2 процента случаев. Основываясь на этом анализе не стоит ожидать того, что отдельные штаммы вируса быстро мутируют и станут сильно друг от друга отличаться.

Несмотря на то, что мутации происходят относительно медленно, часть из них может выгодно адаптировать вирус к новому хозяину или сделать его устойчивым к вакцинам, которые сейчас разрабатывают по всему миру. Чтобы проверить эти опасения, исследоатели сконцентрировались на наиболее популярных мутациях, которые, предположительно, могли помочь вирусу быстро распространиться. 

Самые известные кандидаты — две замены (D614G в S-белке и P4715L в ORF1ab), которые встречаются вместе в 70 процентах последовательностей. Впервые их нашли в самых ранних европейских геномах и — поскольку потомки этих вирусов быстро вышли в лидеры по количеству заражений — их закономерно подозревали в том, что они помогают мутантному вирусу распространяться быстрее. Популярности этой идее добавили исследования о том, что псевдовирусы с D614G активнее заражают культуры клеток in vitro, хотя это и не говорит напрямую об успешности вируса и скорости его распространения. К примеру, предыдущий коронавирус SARS-CoV-1 заражал клетки in vitro еще эффективнее, чем любой из вариантов SARS-CoV-2, но такого распространения не получил. Другая версия списывает их популярность на случайное совпадение, — так уж получилось, что именно эта версия попала в Европу одной из первых и успела незаметно распространиться до введения ограничительных мер.

Авторы статьи придерживаются второй гипотезы и считают, что популярность замены D614G вполне объясняется эффектом основателя. Эта позиция оказалась вариабельнее остальных, но свидетельств того, что мутации в этих местах помогают вирусу быстрее распространяться, исследователи не нашли. Они предположили что D614G может влиять на иммунный ответ, но Т-клетки и нейтрализующие антитела узнают SARS-CoV-2 по другим участкам белков и не имеют предпочтений в этой позиции. Никаких доказательств того, что частая встречаемость этой мутации вызвана ее независимым появлением из разных источников, тоже не нашлось.

Анализ большого числа геномов показал, что несмотря на все опасения SARS-CoV-2 достаточно консервативен, и за пять месяцев всего одна мутация получила широкое распространение, а ее роль в адаптации вируса остается дискуссионной. Такие темпы позволяют ученым оптимистично заявлять, что разрабатываемые вакцины должны одинаково хорошо (или плохо) работать против всех проанализированных вариантов вируса.

Насколько эффективна российская вакцина, разрабатываемая в институте Гамалеи, можно будет узнать по результатам третьей фазы клинических испытаний, стартовавших несколько дней назад. В испытаниях примут участие порядка сорока тысяч человек, но еще до получения результатов планируется начать прививать людей из группы риска на основании временной регистрации вакцины.

По материалам сайта N+1