Возбудитель COVID-19 начал мутировать с самого начала распространения в мире. Мутации коронавируса приводят к появлению новых опасных штаммов, характеризующихся повышенной заразностью. В России летом началось распространение индийского штамма коронавируса, вызывающего тяжелое течение инфекции даже у молодых людей. Существующие вакцины менее эффективны для профилактики отдельных мутаций вириуса.
Надежный способ замедления скорости появления мутаций — массовая вакцинация. Если профилактические мероприятия будут недостаточными, со временем появятся более опасные штаммы.
Особенности вируса
Коронавирус или SARS-CoV-2 — возбудитель острой респираторной инфекции под названием COVID-19. Инкубационный период может быть вплоть до 14-20 суток. В качестве ворот для проникновения вируса выступают слизистые оболочки респираторного тракта и глаза. Возможно заражение воздушно-капельным или контактным путем. Инфекционный процесс затрагивает верхние отделы респираторной системы, легкие и другие органы.
Вирус обладает высокой заразностью: из-за этого началась пандемия в мире. При высоком уровне смертности относительно других распространенных респираторных инфекций COVID-19 представляет серьезную угрозу. Новые мутации коронавируса, включая индийский штамм, еще более заразны и постепенно занимают доминирующую позицию. Вирус быстро связывается с нужными рецепторами с помощью специализированного белка. Мутационные изменения в этом белке приводят к появлению новых штаммов.
После присоединения к клетке вирус внедряет собственную генетическую информацию: это необходимо для того, чтобы инфицированная клетка человека начала производить новые вирусные частицы. После выведения образованных вирионов клетка погибает. Так происходит воспаление и разрушение тканей в организме больного коронавирусной инфекцией. Реагирующая на инфекцию иммунная система может усиливает разрушение тканей.
Вне организма разные мутации коронавируса сохраняют свою структуру от трех часов до четырех суток с учетом конкретной поверхности и окружающих условий. Наиболее длительное время коронавирус остается на нержавеющей стали и пластике. Концентрационный показатель понижается в три раза в течение двух суток. В воздухе этот показатель уменьшается на порядок за три часа.
Что такое мутация вируса
Коронавирус и другие возбудители вирусных инфекционных заболеваний — это носители генетической информации в капсульной оболочке. Это не самостоятельные клетки и не бактерии, обладающие метаболизмом и жизнедеятельностью. Вирусы существуют только для переноса генетической информации и образования еще большего количества вирионов после заражения организма.
Мутации — неизбежный процесс изменений в дезоксирибонуклеиновой (ДНК) или рибонуклеиновой (РНК) кислоте, являющейся генетической структурой вируса. Объяснить это можно изменением отдельных генов под влиянием внешних и внутренних факторов. Постепенное распространение коронавируса с генетической информацией в виде РНК приводит к частым мутациям. Чем активнее патоген распространяется, тем быстрее происходят изменения.
Мутации можно назвать эволюционным механизмом, поскольку закрепление отдельных изменений приводит к появлению новых штаммов инфекционных агентов. Так появляются новые разновидности коронавируса, обладающие «выгодными» для патогена особенностями: большая заразность или меньшая восприимчивость к иммунитету человека. В случае РНК-вирусов, к которым относят возбудитель COVID-19, этот процесс происходит быстро.
Причина активного распространения только определенных штаммов, вроде индийского коронавируса с двойной мутацией, можно объяснить доминирующими характеристиками таких вариантов вируса. Они быстрее связываются с клетками человека и в меньшей степени реагируют на антитела, выработанные после контакта организма пациента с первичным вариантом COVID-19. Так возникает доминация определенной мутации в отдельном регионе или во всем мире.
Влияние мутаций на коронавирус
Мутационный процесс может влиять на следующие особенности патогена:
- Вирулентность. Если возникшие преобразования в РНК коронавируса привели к тому, что вирус крепче и быстрее соединяется с клеткой человека, заразность инфекции увеличивается. Обычно подобные мутации происходят в области вируса, соединяющейся с соответствующим клеточным рецептором. В случае индийского штамма с двойной мутацией нужно меньшее количество патогенов для заражения человека по сравнению с изначальным вариантом COVID-19.
- Патогенность. Некоторые мутационные процессы влияют на степень неблагоприятного влияния вируса на организм человека, включая способность вызвать заболевание и летальный исход. По мнению ряда специалистов, особо летальные штаммы циркулируют недолго и сменяются менее опасными вариантами болезни, поскольку это логичный путь развития инфекции.
- Чувствительность к иммунитету. Изменение в области шипа вирусных частиц провоцирует меньшую восприимчивость инфекционного агента к выработанном организмом иммуноглобулинам. В случае дельта коронавируса пациентам нужно больше антител для борьбы с патологией. Вирусные частицы легче скрываются от защитной системы организма.
Отдельные изменения могут влиять на особенности клинического течения COVID-19: длительность инкубационного периода, симптомы, длительность перехода болезни в тяжелую форму и возможные осложнения.
Всегда ли изменения опасны
Возникновение новых вариантов РНК в возбудителе коронавирусной инфекции — неизбежное явление. Это общая характеристика таких патогенов. Не менее активно мутирует гриппозная инфекций: практически каждый год появляются новые варианты. По мнению ученых изменения в РНК не всегда можно назвать негативными. В некоторых случаях появляются «полезные» преобразования, а не опасные штаммы.
Вирус не может думать и менять свое поведение в зависимости от ситуации, однако его распространение всегда связано с естественным отбором. «Невыгодные» варианты коронавируса постепенно исчезают, а более адаптированные виды заражают большее количество людей. Объективно полезным для патогена изменением можно назвать повышение вирулентности, поскольку в этом случае большее количество людей инфицируется.
Многие вирусологи считают, что со временем вирус мутирует в менее летальную и более заразную форму. Это можно легко объяснить тем, что такие виды вирусных частиц смогут быстрее и активнее распространяться, поскольку «носитель» не умирает за короткий срок или даже не имеет симптомов. Если патоген слишком смертелен, таких темпов эпидемиологического роста не будет.
Штаммы коронавируса
Постепенное накопление и закрепление определенных мутаций приводит к появлению отдельного штамма возбудителя коронавирусной инфекции. Новые варианты появляются в отдельных странах и распространяются в других регионах. Предрасполагающим фактором для доминации нового вида инфекции считается повышенная вирулентность. Другие факторы могут быть связаны с быстрым возникновением заболевания и большей устойчивостью к иммунному ответу.
Южноафриканский штамм
Вирусологи называют этот тип инфекционного агента 501.V2. Впервые обнаружен в Южной Африке в декабре 2020 года. Специалисты рассказали, что такой тип коронавируса чаще заражает молодых людей и пациентов без предшествующих патологий. Также ученые заявили, что мутации южноафриканского варианта COVID-19 чаще вызывают тяжелое течение инфекции. Этот вид вируса быстро стал движущей силой распространения коронавирусной инфекции в ЮАР.
Южноафриканский штамм обладает несколькими значимыми мутации, обуславливающими облегченное прикрепление к клеткам. Это три ключевых изменения в специальном отделе, отвечающим за соединение вирусных частиц с рецепторами человека. Выявлен такой тип инфекционного агента был с помощью секвенирования генома. Ранее специалистов напугала возможность того, что существующие вакцины не будут защищать людей от заражения штаммом коронавируса из ЮАР. Позже информация не подтвердилась. Исследователи заявили, что 501.V2 обладает меньшей чувствительностью к антителам, но вакцины все еще эффективны.
Также были обнаружены мутационные изменения, отвечающие за меньшую восприимчивость к иммунитету пациента. Это мутации в области спайкового белка вируса. Для уточнения этой информации потребуются дальнейшие исследования. При необходимости существующие прививки могут быть изменены под новый вариант коронавируса.
Великобританский штамм возбудителя COVID-19
Также обозначается как 202012/01. Изначально был исследован в конце 2020 года специалистами из Великобритании. Постепенно такой тип инфекции становился доминирующим в Объединенном Королевстве. Также стал движущей силой распространения заболевания в стране по типу южноафриканского штамма. Обладает повышенной заразностью в связи с мутациями в шиповом гликопротеине, отвечающем за соединение с рецептором человеческой клетки.
Заразность выше на 30-70% относительно исходного варианта коронавируса. Была информация о том, что британский штамм также чаще вызывает летальный исход у пациентов. Для подтверждения этих данных будет необходима дополнительная исследовательская деятельность.
Индийская мутация коронавируса
Была обнаружена в осенью прошлого года в Индии. Специалисты обозначили ее как B.1.617.2 или линию дельта. Весной 2021 года новый тип возбудителя коронавирусной инфекции начал распространяться в регионах России. По мнению многих ученых, именно этот вариант COVID-19 спровоцировал третью волную в России. Уже летом у более чем 90% пациентов обнаруживался индийский коронавирус.
Особенности штамма дельта:
- Увеличение заразности на 130-200% за счет мутаций, облегчающих связывание вирусных частиц с клетками: необходимо меньше патогенов для возникновения заболевания.
- Меньшая чувствительность к приобретенному иммунитету: для борьбы с индийским вариантом коронавируса человеку нужно больше антител, если до этого пациент перенес инфекцию или был вакцинирован.
- Изменение симптоматики. Появились сведения о необычных начальных симптомах: желудочно-кишечные нарушения, насморк, отсутствие явных респираторных признаков на ранних стадиях. У некоторых пациентов отмечалось нарушение слуха.
- Уменьшение инкубационного периода и быстрое развитие патологического процесса. У некоторых больных тяжелые симптомы коронавирусной инфекции дельта появлялись уже на 3-5 сутки после обнаружения признаков COVID-19.
Из-за устойчивости к иммунному ответу индийская мутация коронавируса быстрее распространяется. В больницу попадают в том числе привитые люди, однако у них заболевание протекает в более легкой форме. Для эффективного предотвращения инфицирования требуется больше иммуноглобулинов. Ученые заявили, что созданные в России вакцины эффективно предотвращают заражение штаммом дельта.
С двойной мутацией
В 2021 году началось распространение штамма дельта плюс, обладающего мутационными изменениями великобританского и индийского штаммов коронавируса. Это означает возросшую заразность. Поскольку такой вид инфекционного агента обнаружен сравнительно недавно, ученые еще не могут сделать выводы о других особенностях болезни. Не исключено увеличение летальности и изменение течения патологического процесса.
Создатели Спутника V заявили, что их продукт также эффективен против варианта дельта плюс. Эта вакцина предотвращает инфицирование в 90% случаев. Если заражение произошло, препарат помогает организму быстрее справиться с заболеванием. Реже возникает тяжелая форма COVID-19.
Важные мутации коронавируса
- D614G — изменение, обуславливающее новую структуру шиповатого протеина возбудителя COVID-19. Распространение этой мутации началось с первых этапов пандемии: сначала в китайских регионах, затем — в Италии и других странах. Мутационное преобразование делает коронавирус более заразным, что было доказано с помощью исследований. В середине прошлого года вирусные частицы с таким изменениям доминировали в мире. Также именно с этой мутацией связывают нарушение обонятельной чувствительности, поскольку такие вирусы крепче соединяются с клетками органа чувствительности.
- E484K — мутационное преобразование, делающее коронавирус менее восприимчивым по отношению к иммунитету человека. Присутствует в бразильском и южноафриканском штаммах. Действие иммуноглобулинов снижается почти в шестьдесят раз. Повышается скорость распространения инфекционного агента.
- N501Y. Также отвечает за более крепкое соединение вирусов с рецепторами клеток из-за мутации в области шиповатого протеина, отвечающего за внедрение коронавируса в клетку. Изначально такая мутация была обнаружена в бразильском, великобританском, японской и южноафриканских вариантах возбудителя COVID-19.
Постепенно появляются новые изменения, которые требуют изучения.
Вакцины против новых штаммов коронавируса
Проведенная западными компаниями исследовательская деятельность продемонстрировала небольшое уменьшение эффективности созданных мРНК-прививок против вирусов с мутациями. Специалисты заявили, что формирование штамма коронавируса, способного полностью игнорировать врожденный или приобретенный иммунитет пациента, практически невозможно из-за особенностей патогена.
Усиление иммунного ответа с помощью T-клеток — способ преодоления кризиса снижения эффективности вакцин против новых штаммов возбудителя COVID-19. Американская компания начала разработку препарата для усиления этого компонента защиты организма. Создаваемая в Германии пептидная прививка также в теории должна усиливать активность T-клеток против коронавирусной инфекции.
В России озаботились проблемой эффективности вакцинации против новых варианты заболевания в начале этого года. Была инициирована проверка действия существующих препаратов в отношении циркулирующих в мире вариантов вируса. Аналогичная исследовательская деятельность развернулась в Европе. Президент России также дал указание провести изучение генетической информации новых штаммов и проверить, насколько выпускаемые вакцины действенны против этих мутаций.
Уже в начале этого года американская компания Pfizer заявила, что их продукт несколько менее работоспособен в отношении варианта коронавируса из Южной Африки, поскольку вырабатывается недостаточное количество иммуноглобулинов. Российские компании, выпускающие Спутник V и Эпиваккорону, заявили о достаточном эффекте этих препаратов в отношении профилактики заражения индийский штаммом или коронавирусом дельта плюс.