Новый штамм коронавируса

Новый штамм — в вирусологии обозначение генетического варианта возбудителя инфекционного заболевания, который отличается от ранее циркулировавших форм по набору мутаций в геноме и приобретает новые биологические свойства. В широком общественном и медийном контексте термин закрепился преимущественно за вариантами коронавируса SARS-CoV-2, вызывающего COVID-19, однако применим к любым изменённым формам вирусов гриппа, ВИЧ, гепатита и других патогенов.

Возникновение и механизм появления

Мутации вирусов происходят постоянно в процессе репликации — копирования генетического материала. Ошибки в копировании РНК или ДНК приводят к точечным заменам нуклеотидов, делециям или вставкам. Для РНК-содержащих вирусов, к которым относится SARS-CoV-2, скорость мутаций выше, чем у ДНК-вирусов, из-за отсутствия механизмов коррекции ошибок у РНК-полимераз.

Новый штамм возникает, когда накопленные мутации дают вирусу селективное преимущество: повышенную трансмиссивность (заразность), способность уходить от иммунного ответа, устойчивость к лекарственным препаратам или изменение тропизма — предпочтительных тканей-мишеней. Такой вариант начинает активнее распространяться и вытеснять предыдущие формы, становясь доминирующим.

Классификация вариантов SARS-CoV-2

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) в 2021 году ввела систему классификации значимых вариантов коронавируса:

• Варианты, вызывающие озабоченность (VOC) — отличаются повышенной заразностью, вирулентностью или способностью снижать эффективность вакцин и терапии.
• Варианты, вызывающие интерес (VOI) — имеют мутации, которые могут влиять на свойства вируса, но пока не привели к значимым изменениям эпидемиологической ситуации.
• Варианты, находящиеся под наблюдением (VUM) — требуют мониторинга из-за потенциального риска.

Для обозначения вариантов ВОЗ использует буквы греческого алфавита: альфа, бета, гамма, дельта, омикрон. Это сделано для упрощения коммуникации и избежания стигматизации стран, где варианты были впервые обнаружены.

Хронология значимых штаммов COVID-19

Первый значимый новый штамм — вариант альфа (B.1.1.7) — был выявлен в Великобритании в сентябре 2020 года. Он отличался повышенной трансмиссивностью примерно на 50–70 % и стал доминирующим в Европе к началу 2021 года.

Вариант бета (B.1.351), обнаруженный в ЮАР, и вариант гамма (P.1), выявленный в Бразилии, продемонстрировали способность частично уходить от нейтрализующих антител. Вариант дельта (B.1.617.2), впервые зафиксированный в Индии в конце 2020 года, обладал ещё более высокой заразностью и вызывал более тяжёлое течение болезни, что привело к новой волне госпитализаций летом 2021 года.

Вариант омикрон (B.1.1.529), сообщённый ВОЗ из ЮАР в ноябре 2021 года, стал самым мутировавшим: более 30 замен в спайковом белке. Он быстро вытеснил дельту благодаря высокой трансмиссивности и способности заражать переболевших и вакцинированных. Омикрон породил множество сублиний — BA.1, BA.2, BA.4, BA.5, XBB, а затем и варианты FLiRT, которые продолжали эволюционировать в сторону увеличения заразности и иммуноускользания.

Влияние на вакцины и терапию

Появление новых штаммов потребовало адаптации вакцин. Первые вакцины создавались под исходный уханьский вариант. Для сохранения эффективности против новых вариантов, особенно омикрона, были разработаны обновлённые формулы — бивалентные вакцины, содержащие компоненты и исходного штамма, и варианта омикрон. В России были разработаны и зарегистрированы адаптированные версии вакцины «Спутник V» — «Спутник Лайт» и «Спутник М» для подростков, а также обновлённый «Спутник V» под вариант омикрон.

Моноклональные антитела, эффективные против ранних вариантов, оказались малоэффективны против омикрона из-за мутаций в спайковом белке. Противовирусные препараты, такие как фавипиравир и нирматрелвир/ритонавир, сохранили активность, поскольку нацелены на другие белки вируса.

Мониторинг и секвенирование

Для отслеживания появления новых штаммов используется геномное секвенирование образцов от инфицированных пациентов. Международные базы данных — GISAID, Nextstrain, Pango — позволяют учёным в реальном времени отслеживать распространение линий и сублиний. В России мониторинг осуществляют научные центры Роспотребнадзора, включая ЦНИИ эпидемиологии, а также НИЦЭМ имени Гамалеи.

Секвенирование позволяет выявлять новые мутации до того, как вариант станет доминирующим, и прогнозировать развитие эпидемической ситуации. Однако охват секвенирования неравномерен по странам, что создаёт «слепые зоны» в глобальном мониторинге.

Особенности эволюции других вирусов

За пределами коронавируса феномен новых штаммов хорошо изучен на примере вируса гриппа. Антигенный дрейф — постепенное накопление точечных мутаций — приводит к ежегодному обновлению состава вакцин против гриппа. Антигенный шифт — резкая смена поверхностных белков за счёт реассортации геномов — вызывает пандемии, как в 1957, 1968 и 2009 годах.

У вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) высокая мутационная изменчивость приводит к формированию устойчивости к антиретровирусным препаратам, что требует регулярной смены схем терапии. Вирус гепатита С также демонстрирует значительное генетическое разнообразие, разделяясь на генотипы и подтипы, различающиеся по чувствительности к лечению.

Прогнозирование и ограничения

Предсказать появление конкретного нового штамма заранее невозможно — эволюция вирусов носит стохастический характер. Однако математическое моделирование позволяет оценивать риски и потенциал распространения уже выявленных вариантов. Основными факторами, влияющими на скорость появления новых штаммов, являются интенсивность циркуляции вируса в популяции, уровень коллективного иммунитета и объём применения противовирусных препаратов.

Ограничение распространения вируса — снижение заболеваемости через вакцинацию, соблюдение гигиенических мер и своевременное лечение — уменьшает количество циклов репликации и, соответственно, вероятность возникновения новых опасных мутаций. Полностью предотвратить эволюцию вируса невозможно, но можно снизить её темпы.

Интересные факты

Названия греческими буквами для вариантов SARS-CoV-2 были введены ВОЗ в мае 2021 года после критики за географические названия, стигматизировавшие страны. Вариант омикрон был пропущен в греческом алфавите между ню и кси из-за неблагозвучия в английском произношении.

Некоторые мутации в спайковом белке омикрона, такие как N501Y и P681H, ранее встречались у других вариантов, что свидетельствует о конвергентной эволюции — независимом возникновении одинаковых полезных мутаций в разных линиях.

Источники

• Всемирная организация здравоохранения. Отчёты о вариантах SARS-CoV-2, 2021–2024.
• GISAID — глобальная база данных геномов гриппа и коронавируса.
• Роспотребнадзор. Информационные бюллетени о новых вариантах коронавируса.
• Федеральный закон «О предупреждении распространения в Российской Федерации заболевания, вызываемого коронавирусом SARS-CoV-2».