Эволюция SARS-CoV-2: новые доказательства роли иммунореактивности макроорганизма

Два новых исследования, опубликованных в издании «PLOS Pathogens» 8 апреля 2021, оказывают очередные доказательства важности роли иммунной системы организма человека в эволюции вируса SARS-CoV-2. Полученные результаты, а также технология, которая обеспечивает анализ процессов направленной трансформации вируса, углубляют понимание появления новых штаммов SARS-CoV-2. Все это дает возможность оптимизировать превентивные меры, связанные с вакцинацией, а также стратегию лечения больных COVID-19.

Стратегия эволюции: постоянными являются только изменения

Команда ученых Университета Вашингтона в Сиэтле (University of Washington, Seattle), США, в поисках лучшего понимания природы эволюции SARS-CoV-2 сосредоточила внимание на особенностях родственного представителя семьи коронавирусов 229E, который вызывает респираторное заболевание у людей [1]. Каждый из них содержит в своей структуре спайк-протеин, который опосредует процесс инфицирования клеток макроорганизма. Инфицирование человека вирусом 229E обусловливает развитие иммунного ответа против спайк-протеина, который защищает от повторного инфицирования, но лишь на несколько лет. При этом возможными причинами реинфицирования 229Е считались истощения иммунореактивности или эволюция вируса.

В новом исследовании учеными было осуществлено тестирование активности образцов сыворотки крови, собранных у пациентов в период 1980-1990 гг., По отношению к спайк-протеинов предыдущих и новых штаммов 229E. Было установлено, что более современные штаммы с измененными спайк-протеинами нечувствительны к нейтрализующей способности образцов плазмы крови, собранных в более ранний период. Проведенный анализ предоставил дополнительные доказательства того, что современные штаммы 229E накопили мутации спайк-протеинов, которые позволяют вирусам избегать воздействия антител ранее сохраненных образцов сыворотки крови пациентов.

Обсуждая результат наблюдения, исследователи подчеркнули, что коронавирус 229E эволюционирует в течение нескольких лет или десятилетий, для того чтобы избежать нейтрализующего влияния поликлональных сывороточных антител. Полученные результаты повышают вероятность того, что SARS-CoV-2 и другие коронавирусы проходят через аналогичные трансформации. Поэтому постоянно продолжающаяся эволюция вирусных средников потребует периодических обновлений соответствующих вакцин для достижения желаемой их эффективности.

Тактика эволюции: конформация в условиях реальности

В параллельном исследовании, проведенном учеными Национального института аллергии и инфекционных заболеваний, Мэриленд (National Institute of Allergy and Infectious Diseases, Maryland), США, была разработана новая технология генетического секвенирования спайк-протеина SARS-CoV-2, которая позволяет изучать одновременно несколько вирусных штаммов , имеющихся у одного инфицированного пациента [2]. В предыдущих исследованиях использовались стандартные методы секвенирования, которые предоставляли возможность получать единую генетическую последовательность от одного пациента, скрывая при этом потенциальную наличие других штаммов. В противоположность этому новая технология визуализирует многообразие вирусных геномов у каждого пациента, позволяя отслеживать эволюцию новых штаммов SARS-CoV-2 во время острого инфекционного процесса.

В результате применения новой разработки в анализе образцов респираторных тканей человека были выявлены новые варианты SARS-CoV-2, которые возникали в одной и той же лица на фоне острого заболевания. Описанные при этом варианты мутаций имели точечный характер, предполагая, что их возникновения могло быть прямой молекулярной ответом на выборочный «давление» со стороны иммунной системы. Обсуждая результаты, авторы отметили, что применение новой технологии позволило продемонстрировать, что штаммы коронавируса с мутациями спайк-протеина возникали уже на ранних этапах развития заболевания. Полученные данные свидетельствуют о более выражены последствия эволюции SARS-CoV-2 у каждого отдельного пациента, чем это предполагалось ранее, с соответствующим потенциалом клинического результата и реальной возможностью появления новых штаммов вследствие индивидуального взаимодействия макроорганизма и вируса.

клиническое значение

Применение усовершенствованной технологии генетического секвенирования может углубить понимание значения появления новых вариантов SARS-CoV-2 у каждого из инфицированных пациентов для конечных последствий заболевания. Кроме того, полученные данные предполагают большие преимущества от раннего сочетанного применения противовирусных препаратов, способных влиять на несколько штаммов по сравнению с отсроченным назначением одного средства. В то же время каждое из представленных исследований расширяет целостное представление о происхождении новых штаммов SARS-CoV-2 в ответ на активность иммунной системы организма человека, изменяя взгляды на поиск путей этиотропного лечения.

1. Eguia RT, Crawford KHD, Stevens-Ayers T. et al. (2021) A human coronavirus evolves antigenically to escape antibody immunity. PLOS Pathog., Apr. 8. doi: 10.1371 / journal.ppat.1009453.
2. Ko SH, Mokhtari EB, Mudvari P. et al. (2021) High-throughput, single-copy sequencing reveals SARS-CoV-2 spike variants coincident with mounting humoral immunity during acute COVID-19. PLOS Pathog., Apr. 8. doi: 10.1371 / journal.ppat.1009431.

Н.А. Савельева-Кулик,
Редакция журнала «Украинский медицинский журнал»