Штаммы SARS-CoV-2: варианты и их особенности¶

Штаммы SARS-CoV-2 — это генетические варианты коронавируса, вызывающего COVID-19, которые отличаются от исходного уханьского изолята нуклеотидными заменами, делециями и вставками в геноме. Формирование штаммов происходит в результате естественных мутаций, накапливающихся в процессе репликации вируса, и закрепляется под действием естественного отбора, в том числе под давлением популяционного иммунитета.

¶Классификация и номенклатура

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) для удобства обозначения значимых вариантов ввела систему греческих букв, чтобы избежать стигматизации стран, где варианты были впервые обнаружены. В научной среде используется филогенетическая система Pango (например, B.1.1.7, B.1.617.2), а также клады GISAID и Nextstrain.

По степени эпидемиологической значимости варианты делятся на:

• Варианты, вызывающие озабоченность (VOC) — обладают повышенной трансмиссивностью, вирулентностью или способностью уходить от иммунитета.
• Варианты, представляющие интерес (VOI) — имеют генетические изменения, влияющие на фенотип, но не достигшие масштабов VOC.
• Варианты, за которыми ведётся наблюдение (VUM) — подозрительные, но не подтверждённые по значимости.

¶Основные варианты

¶Альфа (B.1.1.7)

Впервые выявлен в Великобритании в сентябре 2020 года. Отличался повышенной трансмиссивностью (примерно на 50–70 % выше исходного уханьского штамма) и рядом мутаций в S-белке, включая N501Y, повышающую сродство к рецептору ACE2. Привёл к значительному росту заболеваемости в Европе в начале 2021 года.

¶Бета (B.1.351)

Обнаружен в ЮАР в декабре 2020 года. Содержал мутации E484K и K417N, которые снижали нейтрализующую активность антител переболевших и вакцинированных. Показал частичную устойчивость к некоторым вакцинам, однако эффективность против тяжёлого течения сохранялась.

¶Гамма (P.1)

Впервые идентифицирован в Бразилии (Манаус) в январе 2021 года. Произошёл от варианта B.1.1.28 и нёс набор мутаций, схожих с бета-вариантом (включая E484K и N501Y). Стал причиной второй волны в Южной Америке, отличался высокой контагиозностью и способностью к повторному заражению.

¶Дельта (B.1.617.2)

Впервые выявлен в Индии в октябре 2020 года, объявлен VOC в мае 2021 года. Стал доминирующим штаммом в мире летом 2021 года. Характеризовался существенно более высокой трансмиссивностью (в 2–3 раза выше исходного уханьского) и более коротким инкубационным периодом. Мутации L452R и P681R усиливали связывание с рецептором и эффективность проникновения в клетки.

¶Омикрон (B.1.1.529)

Обнаружен в ноябре 2021 года в Ботсване и ЮАР. Отличается рекордным числом мутаций в S-белке (более 30), включая множество замен в рецептор-связывающем домене. Быстро вытеснил дельту благодаря высокой трансмиссивности и выраженной иммуноинвазивности. Породил многочисленные сублинии (BA.1, BA.2, BA.4, BA.5, XBB и другие), которые последовательно сменяли друг друга. Омикрон вызывает преимущественно поражение верхних дыхательных путей, что снижает частоту тяжёлых пневмоний по сравнению с дельтой.

¶Механизмы изменчивости

Основным источником мутаций у SARS-CoV-2 являются ошибки РНК-зависимой РНК-полимеразы, возникающие при копировании генома. Коронавирусы обладают корректирующей активностью (экзонуклеазой nsp14), что снижает частоту ошибок по сравнению с другими РНК-вирусами, однако при огромных масштабах репликации (миллионы заражений) мутации накапливаются достаточно быстро.

Значимую роль играет рекомбинация — обмен участками генома между разными вариантами при коинфекции одной клетки. Так, сублиния XBB возникла в результате рекомбинации между BA.2.10.1 и BA.2.75.

¶Эволюционные тенденции

С 2022 года наблюдается конвергентная эволюция вируса: независимо возникающие линии приобретают сходные мутации (например, R346T, K444T, N460K), повышающие уход от нейтрализующих антител. Вирус эволюционирует в направлении увеличения заразности и иммуноинвазивности при одновременном снижении патогенности, что связано с адаптацией к человеческой популяции.

¶Влияние на вакцины и терапию

Мутации в S-белке, особенно в рецептор-связывающем домене, снижают эффективность вакцин, разработанных против исходного уханьского штамма. В ответ на появление омикрона были разработаны бивалентные бустерные вакцины, содержащие компоненты исходного штамма и варианта омикрон (BA.1 или BA.4/BA.5). Моноклональные антитела, применявшиеся для терапии ранних штаммов, утратили эффективность против последующих вариантов, что потребовало обновления рекомендаций по лечению.

¶Источники

• ВОЗ. Tracking SARS-CoV-2 variants.
• GISAID Initiative. Genomic epidemiology of hCoV-19.
• Nextstrain. Genomic epidemiology of SARS-CoV-2.
• Статьи в журналах Nature, Science, The Lancet по эволюции SARS-CoV-2 (2020–2023).