Главная » Наука » «Вирус будет мутировать». Ученые спрогнозировали развитие пандемии COVID-19

«Вирус будет мутировать». Ученые спрогнозировали развитие пандемии COVID-19

  • Справка
  • Русской «дельте» придется потесниться
  • «Омикрон» захватывает мир
  • Пандемия надолго

Пункт экспресс-тестирования на Covid-19 в ГУМе - РИА Новости, 1920, 29.12.2021© РИА Новости / Илья ПиталевПерейти в фотобанк

Еще до появления в стране COVID-19 российские ученые создали консорциум CoRGI, чтобы отслеживать распространение коронавируса и следить за его эволюцией. В крупнейших научных журналах они публиковали статьи о первых вспышках заболевания в регионе, рождении новой линии дельта-штамма. Корреспондент РИА Новости поговорила с участниками этого объединения, чтобы понять, куда пойдет дальше пандемия и чего вообще ждать.

Справка

Консорциум CoRGI создали по инициативе НИИ гриппа имени А. А. Смородинцева для максимально быстрого анализа эпидемической ситуации. В него входит несколько научных групп, институтов, в том числе Центр Гамалеи, клинико-диагностические лаборатории, от которых идет основной поток образцов, полученных в больницах и при обычном ПЦР-тестировании. Часть положительных результатов отправляют на секвенирование — полное или частичное чтение генома. Результаты публикуют в базе данных GISAID, пополняемой со всего мира. Сейчас там 6,5 миллиона геномов.

За анализ данных в консорциуме отвечают научные группы профессора Георгия Базыкина, представляющего Сколтех, Институт проблем передачи информации имени А. А. Харкевича РАН, и Владимира Щура, заведующего международной лабораторией статистической и вычислительной геномики ВШЭ.

Русской «дельте» придется потесниться

Первых заболевших коронавирусом в России выявили в конце февраля 2020-го. А в апреле в НИИ имени Вредена в Санкт-Петербурге, где на карантине находились более семисот человек, произошла крупная вспышка. Обычно такие события стараются свести к одному случаю, но ученые на массиве данных консорциума CoRGI показали, что было минимум два-три независимых заноса извне. Да и сама эпидемия в стране началась благодаря как минимум 67 завозным случаям. Статья об этом вышла в Nature Communications почти год назад.

«Только секвенирование достоверно показывает, какие варианты вируса циркулируют внутри сообщества, какие более или менее успешны», — говорит соавтор работы Владимир Щур. Недавно появился очередной препринт консорциума с описанием линии дельта-варианта, доминирующей в России. Это AY.122, иногда ее называют «русской «дельтой».

Колбы с реагентами для экспресс-тестов на коронавирус - РИА Новости, 1920, 20.07.202020 июля 2020, 06:47Распространение коронавирусаВ «Сколтехе» рассказали, откуда коронавирус попал в Россию

«Мы сразу видели этот вариант с двумя характерными мутациями, он часто встречался», — рассказывает Георгий Базыкин. Одна мутация в гене NSP2, вторая в ORF7a, это не спайк-белок, изменение которого особенно беспокоит исследователей. Функции обоих участков не до конца ясны, но каких-либо значимых отличий от исходного дельта-штамма они, видимо, не дают.

«Этот вариант встречался в других странах, в некоторых даже размножился, но в таких масштабах — только у нас. Это убедительно доказывает, что у него нет конкурентного преимущества по сравнению с основным дельта-штаммом. Значит, дело в случайном заносе в Россию, в эффекте основателя», — продолжает ученый.

Где возникла линия AY.122, неясно. После России ее замечали в соседних странах — Армении, Казахстане, Эстонии, Финляндии, Молдавии. А также в Монако.

«Этот вариант продолжает эволюционировать, образовались ответвления, но мы не видим мутаций, которые изменяли бы его свойства. Если и дальше так пойдет, то «дельту» либо заменит «омикрон», либо они будут сосуществовать», — предполагает профессор Базыкин.

Отличительные мутации русской дельты AY.122 - РИА Новости, 1920, 28.12.2021© Иллюстрация РИА НовостиЛиния дельта-штамма AY.122 доминирует на территории России

«Омикрон» захватывает мир

Об омикрон-штамме сообщили в конце ноября. В ЮАР этот новый, сильно мутировавший вариант вызвал вспышку. Уже 6 декабря его зафиксировали в России у вернувшихся из-за рубежа. Сейчас инфицированных — десятки.

«Важно не пропустить момент, когда «омикрон» начнет интенсивно распространяться, чтобы успеть вовремя среагировать. Если в Москве его доля достигнет одного процента, я бы предложил ужесточить противоэпидемические меры, не дожидаясь быстрого роста. Мы знаем по опыту: чем раньше начать гасить волну, тем меньше она будет», — говорит Георгий Базыкин. И добавляет, что секвенировать больше геномов для экономики и социума гораздо дешевле, чем лечить заболевших.

В ЮАР, Великобритании, ряде других стран Европы «омикрон» уже вытеснил «дельту», став преобладающим вариантом. Этот сценарий может повториться и в России, хотя у нас завозных случаев гораздо меньше, чем, скажем, в Великобритании.

Число случаев COVID-19 в США в день - РИА Новости, 1920, 28.12.2021CC BY 4.0 / Our World in Data / Резкий рост числа случаев заражения SARS-CoV-2 в США в декабре связывают с «омикроном»

По предварительным данным, «омикрон» в три-четыре раза заразнее дельта-штамма. Однако не исключено, что это результат наложения разных обстоятельств, уточняет Владимир Щур. У вируса есть базовая трансмиссивность, которая проявляется при попадании в популяцию людей, ранее не привитых и никогда не сталкивавшихся с ковидом. Какова она у «омикрона», сказать сложно, поскольку он распространяется в странах с высокой долей иммунного населения. На скорость распространения может влиять способность уходить от приобретенной защиты. «Видимо, действует сочетание этих двух факторов, разделить которые до конца мы не можем», — уточняет ученый.

«Омикрон» распространяется быстрее, чем «дельта» и любые другие варианты. Но в ЮАР число инфицированных снижается. «Никто до конца не понимает почему», — отмечает Щур. Тут есть несколько возможных объяснений. Одно из них — легкое течение болезни, из-за чего люди не обращаются к врачу и не попадают в статистику. Таково базовое свойство вируса или работает приобретенный иммунитет, неизвестно. Есть данные, что этот вариант активно размножается в бронхах, но не опускается в легкие. Нельзя исключать и психологию. Когда эпидемическая ситуация ухудшается, люди ведут себя осмотрительнее: меньше общаются, соблюдают дистанцию, носят маски. Это сдерживает волну, она выходит на плато, потом — спад. «В начале пандемии многие математические модели не сработали — пики и плато настали раньше. И снова мы видим это с «омикроном», — говорит математик.

Омикрон и Дельта: мутации s-белка© ИнфографикаГеном «омикрона» сильно изменен по сравнению с исходных уханьским штаммом и другими вариантами, такими как «дельта»

В эпидемии большую роль играют события суперраспространения (спортивные матчи, конференции) и суперраспространители — люди либо с большей вирусной нагрузкой, либо с большим количеством социальных контактов. Например, таксист, если он не знает, что болен, заражает в 2,5 раза больше людей, чем среднестатистический инфицированный.

Важна также структура сообщества. «Модели исходят из того, что популяция однородна, все со всеми общаются. В реальности есть группы, подгруппы, внутри которых контактов больше, чем снаружи. Чтобы новая группа заболела, нужно занести вирус извне. А когда существенная доля в ней переболела, цепочки передач обрываются. Вирусу дальше некуда идти», — поясняет Владимир Щур.

Ученый уверен, что «омикрон» вызовет волну и в России, только позже, к концу января. Рост пойдет по экспоненте, как во всем мире.

«Пока болеет один из тысячи, это не заметно. Мы увидим волну, когда число случаев «омикрона» и «дельты» станет равным. Буквально через несколько дней последует взрывной рост», — предсказывает собеседник.

Поскольку в России недостаточно тестируют и мало расшифровывают геномы, легко упустить нужный момент. «По ощущениям, у нас есть месяц-полтора», — заключает Владимир Щур.

У пациента взят мазок из горла для проверки на COVID-19 в Соуэто, Южная Африка - РИА Новости, 1920, 04.12.20214 декабря, 08:00НаукаУскользает от иммунитета. Ученые раскрыли свойства омикрон-штамма COVID-19

Пандемия надолго

«Омикрон» поколебал уверенность научного сообщества в скором прекращении пандемии.

«Я не вижу предпосылок, чтобы вирус куда-нибудь ушел сам или вымер из-за того, что люди приобретут иммунитет», — рассуждает Георгий Базыкин. Он сравнивает «омикрон» с гриппом по способности быстро адаптироваться к иммунитету.

«Корнавирус будет каждый год заражать миллионы людей, это позволит ему постоянно эволюционировать, постепенно уходя от коллективного иммунитета. А мы продолжим вакцинироваться и (или) болеть время от времени», — говорит профессор.

Новыми вариантами гриппа человек в среднем болеет раз в десять лет. Иммунитет к коронавирусу, видимо, ослабевает быстрее, добавляет ученый. Если ничего не делать, то раз в три года — повторное инфицирование. Ключевой вопрос: какова смертность от реинфекций. Если как у гриппа, то это, конечно, неприятно, но привычно. Как будет с ковидом — неясно.

Риск реинфекций омикрон-штаммом в ЮАР© Juliet R.C. Pulliam et al. / medRxivСогласно анализу данных без малого трех миллионов пациентов в ЮАР, риск повторного заражения с приходом омикрон-штамма возрастает в 2,7 раза

Как и грипп, коронавирус порождает более заразные варианты. Причем радикально меняет антигенные свойства так, что наша иммунная система перестает его узнавать.

«Увеличение трансмиссивности, то есть способности заражать людей вне зависимости от иммунного статуса, и уход от существующего иммунитета — два ключевых фактора возникновения новых вариантов», — подчеркивает Георгий Базыкин. И если у трансмиссивности есть предел, то уходить от иммунитета вирус может бесконечно. «Все, что ему нужно, — изменяться внешне, неважно как», — подчеркивает он. Вирулентность же, то есть свойство вызывать заболевание и убивать, — это побочный эффект.

«Ему сложно быстро распространяться, никак не вредя хозяину, но и сильно вредить незачем. Здесь возможны варианты. Одни вирусы эволюционируют в сторону меньшей патогенности, другие — большей, а некоторые многие годы остаются на одном уровне», — поясняет генетик.

Нельзя сбрасывать со счетов и «дельту». По данным оперштаба, в стране от ковида каждый день умирает почти тысяча человек. Штамм требует пристального мониторинга, потому что может мутировать.

Сколковский институт науки и технологий Сколтех - РИА Новости, 1920, 11.12.202111 декабря, 03:11В Сколтехе предложили действенный способ борьбы с «омикрон»-штаммом

«Я считал, что следующий опасный вариант будет потомком «дельты», потому что она доминирует на земном шаре. А оказалось, что «омикрон» возник из ранних штаммов, где-то прятался долго», — замечает профессор Базыкин. Вряд ли мы узнаем когда-нибудь достоверно, откуда он взялся. По поводу альфа-штамма, тоже была гипотеза, что он образовался в организме человека с иммунодефицитом, но источник так и не нашли.

«Прогнозы строить очень сложно», — признает ученый. — Но у нас есть возможность обновлять вакцины, ситуация не выглядит безнадежной».

С ним согласен Владимир Щур. Вакцинация, разработка лекарств помогают снизить смертность от ковида. Не менее важно, по его мнению, уменьшать заболеваемость. Чем меньше людей болеет, даже легко, тем меньше у вируса пространства для мутаций, тем медленнее он меняется. «Периоды нормальной жизни, то есть между опасными вариантами, такими как «дельта» и «омикрон», увеличатся. Только важно сокращать число заражений во всем мире — как за счет вакцинации, так и других мер», — уточняет исследователь.

Судя по всему, вирус остается с нами. «Он продолжит мутировать, но в какую-сторону, неизвестно. Наши возможности предсказывать фенотип по генотипу ограниченны. Другими словами, если дать последовательность коронавируса с какими-то внесенными туда мутациями, то мы не сумеем до конца предсказать, как он будет распространяться по популяции», — говорит Владимир Щур.

Математические модели эпидемии проверяют на ретроспективных данных. Однако четкого прогноза на будущее ждать не стоит. Все меняется слишком быстро и непредсказуемо.

Одна из задач, стоящих перед учеными, — по форме эволюционного древа вируса получить эффективное репродуктивное число (R0). Это дает независимое от официальных данных представление о скорости его распространения. Владимир Щур с коллегами разрабатывают модели для раннего обнаружения потенциально интересных вариантов патогена среди всего гигантского филогенетического древа, чтобы выиграть время до того, как они начнут захватывать мир.

Пункт вакцинации от CoVID-19 - РИА Новости, 1920, 07.12.20217 декабря, 04:08Распространение коронавирусаПрофессор не исключил взрывной рост числа заболеваний «омикроном» в России

Источник

Оставить комментарий