Нові штами SARS-COV-2: діагностика

Мутації вірусу можуть зафіксувати лише вчені за допомогою генетичного аналізу коронавірусу — секвенування геному. Пояснюємо, чому ці дані неможливо отримати в будь-якій лабораторії і навіщо вони потрібні.


Під час циркуляції вірусам властиво змінюватися, і SARS-CoV-2, що спричиняє COVID-19, не виняток, хоча він зазнає мутацій повільніше за віруси грипу чи ВІЛ.

Вже наприкінці квітня вчені розшифрували геном вірусу SARS-CoV-2, тож у світової наукової спільноти з’явилася можливість відстежувати його мутацію. Це досить складний, тривалий та дорогий процес. Щоб зафіксувати мутацію, треба дослідити вибірку зразків — кожен зразок окремо. Геном вірусу розрізають на дуже дрібні частинки й ці частинки завдяки реагентам та спеціальному обладнанню — секвенатору — вивчають і фіксують зміни у геномі вірусу.

Таке дослідження — секвенування — потрібне, щоб виявити, які штами і субтипи циркулюють на тій чи іншій географічній території, яким чином вірус розповсюджується, чи відбулися мутації в геномі вірусу, та визначити шляхи імпорту збудника — з якої країни він походить.

Результати цієї роботи публікують у відкритих базах даних, зокрема GISAID (глобальна наукова ініціатива, яка забезпечує відкритий доступ до геномних даних вірусів грипу і SARS-CoV-2). Ця глобальна співпраця дає змогу вченим відстежувати поширення, еволюцію вірусу та надавати оперативні рекомендації щодо протиепідемічних заходів залежно від циркулюючих штамів.

У рамках глобальної мережі лабораторій ВООЗ засновано спеціальну робочу групу з вивчення еволюції вірусу SARS-CoV-2, яка оперативно виявляє його нові мутації і оцінює їхній можливий вплив на сам вірус, а також на ефективність засобів діагностики, лікарських препаратів і вакцин.

Вірусологічна референс-лабораторія Центру громадського здоров’я України, яка входить до світової лабораторної мережі епіднагляду з питань діагностики SARS-CoV-2, надсилає ВООЗ зразки для подальшого підтвердження та секвенування. Наразі Центр має результати дослідження 50 зразків від референс-лабораторії, яка функціонує на базі Public Health England Colindale у Лондоні. Ці зразки взято у пацієнтів з 9 регіонів України: Дніпропетровської, Донецької, Закарпатської, Івано-Франківської, Львівської, Харківської, Хмельницької, Чернівецької областей та м. Києва.

Отримані результати показали приналежність циркулюючих на території України вірусів до глобальної генетичної лінії B, що походить з Китаю. Як і кожна інша лінія, генетична лінія В має різновиди. Так, в Україні визначено такі генетичні варіанти:

  • В1;
  • В1.1;
  • В1.1.1;
  • В1.5;
  • В 2.
    • В1 — віруси цієї групи належать до найчисельнішої групи вірусів, які циркулюють на території Європи та походять з Італії.
    • В1.1 — віруси генетичної лінії В1, які відрізняються трьома нуклеотидними замінами (SNPs 28881GA, 28882GA, 28883GC).
    • В1.1.1 — циркуляцію цих вірусів виявлено одночасно на території країн ЄС і Великої Британії.
    • В1.5 — віруси цієї групи належать до найчисельнішої групи вірусів, які циркулюють на території Європи та походять з Іспанії.
    • В 2 — віруси цієї групи циркулюють у понад 57 країнах світу на 6 континентах.

Оскільки останнім часом набуває особливої важливості відстежування змін у геномі вірусу SARS-CoV-2, ВООЗ рекомендує всім країнам по можливості збільшити обсяги секвенування, обмінюватися даними про їхні послідовності на міжнародному рівні та повідомляти про випадки виявлення однакових мутацій, які є предметом особливого занепокоєння. Країнам Європейського регіону, де фіксують інтенсивне передавання інфекції, необхідно подвоїти свої зусилля з контролю і профілактики інфекції, щоб знизити поширення COVID-19.

Саме тому із січня 2021 року референс-лабораторія ЦГЗ щомісяця надсилатиме репрезентативну вибірку зразків матеріалів з метою їх подальшого дослідження.

Окрім цього у 2021 році Центр планує закупити секвенатор та необхідні реагенти і розпочати дослідження геному вірусу на базі власної референс-лабораторії.

Також нині секвенування в Україні самостійно здійснює група наших молодих учених. Вони досліджують 200 зразків від наших громадян, що були інфіковані SARS-CoV-2 протягом червня–грудня. Дослідження має закінчитися у січні 2021 року. Результати вивчення цих зразків будуть репрезентовані Центру громадського здоров’я, а також передані до світової бази даних GISAID, де стануть доступні для міжнародної наукової спільноти.

Що відомо про новий штам SARS-COV-2

14 грудня 2020 року влада Великої Британії повідомила, що в результаті секвенування вірусного геному виявлено новий варіант SARS-CoV-2, носіями якого є не менше 1 000 людей (станом на 13 грудня). Зараз тривають дослідження для розуміння його впливу на клінічну картину та громадське здоров’я.

За інформацією від ВООЗ і CDC, цей варіант SARS-CoV-2 характеризується набором мутацій білка шиповидного відростка. Деякі з цих мутацій вже були виявлені в інших регіонах світу, але про таке їх поєднання за межами Великої Британії поки не повідомляли. Наразі біля 30 країн Європи вже припинили сполучення з Великою Британією, щоб запобігти поширенню нового штаму вірусу.

Поява нового варіанта SARS-CoV-2

За останні тижні Велика Британія зіткнулася зі швидким поширенням COVID-19 у Південно-Східній Англії, що зумовило посилення епідеміологічних і вірусологічних розслідувань.

Аналіз даних секвенування вірусного геному виявив, що значна частина нових випадків належала до нового єдиного філогенетичного кластера. Новий варіант SARS-CoV-2 визначається множинними мутаціями спайк-білків (білків-шипів) — у дуже важливій та несподіваній частині вірусу. Як повідомляють у ВООЗ і CDC, виявлено набір мутацій білка шиповидного відростка:

  • делеція 69–70;
  • делеція 144–145;
  • N501Y (мутація N501Y відбулася у рецептор-зв’язувальному домені (RBD));
  • A570D;
  • D614G;
  • P681H;
  • T716I;
  • S982A;
  • D1118H.

Незвично велика кількість мутацій спайк-білків та інші геномні властивості нового варіанта SARS-CoV-2 свідчать про те, що цей варіант з’явився не через поступове накопичення мутацій у Великої Британії.

Програми вакцинації від COVID-19 навряд чи могли призвести до появи нового SARS-CoV-2, адже спостережуване збільшення не збігається в часі з початком вакцинації. Новий штам SARS-CoV-2 з’явився до початку кампанії з вакцинації у Великобританії у вересні 2020 року, а потім циркулював серед населення до середини листопада 2020 року.

Можливі причини появи нового варіанта SARS-CoV-2

Одним із можливих пояснень виникнення нового варіанта SARS-CoV-2 є тривала інфекція в одного пацієнта з імуносупресією. Така тривала інфекція може призвести до накопичення мутацій із підвищеною швидкістю.

Іншим можливим поясненням можуть бути процеси адаптації вірусу, що відбуваються в різних сприйнятливих видів тварин, а потім передаються людям від тварин-господарів. Є дані про схожість шипового протеїну зі штамом вірусу, виявленим у норок із Данії.

Мутації SARS-CoV-2

Віруси постійно зазнають мутацій. Поява нового варіанта SARS-CoV-2 очікувана і не є приводом для занепокоєння. Диверсифікацію SARS-CoV-2 внаслідок процесів еволюції та адаптації спостерігають в усьому світі, й вона відбуватиметься через постійне передавання вірусів.

Попередні результати моделювання, повідомлені Великою Британією 19 грудня, дають підстави припустити, що новий варіант SARS-CoV-2 здатний швидше поширюватися між людьми, аніж інші варіанти коронавірусу, із прогнозованим прискоренням передавання до 70 %. Будь-яка підвищена передаваність може збільшити ймовірність розповсюдження, особливо в періоди, коли люди часто перебувають у великих компаніях, збираються сім’ями для святкувань, подорожують тощо.

Мутації SARS-CoV-2 та перебіг COVID-19

На сьогодні немає ознак підвищеної тяжкості інфекції (або смертності), що пов’язані з цим варіантом SARS-CoV-2. Так само поки немає доказів того, що він впливає на дію вакцини чи лікування. Утім, варто зауважити, що більшість випадків інфікування новим варіантом SARS-CoV-2 реєстрували у людей до 60 років, у яких рідше розвиваються важкі симптоми.

Вивчення нового варіанта SARS-CoV-2 триває, і результати мають бути найближчими тижнями.

Надзвичайно важливим буде спостереження за ефективністю вакцин проти COVID-19, які зараз використовують зокрема й у Великій Британії. Моніторинг первинної вакцинації також може допомогти зрозуміти, чи впливає новий варіант SARS-CoV-2 на ефективність вакцин.

Повторне інфікування SARS-COV-2: що відомо про причини

Сьогодні з’являються повідомлення про випадки повторного інфікування SARS-CoV-2 у світі. І хоч точних даних про причини й інтервали повторного зараження ще немає, реєстрація таких випадків має важливе значення для науковців, які досліджують наявність і тривалість імунітету до нового коронавірусу. Вчені прагнуть зрозуміти роль імунної відповіді за першого й повторного інфікування.

У вересні 2020 року на порталі нерецензованих наукових дописів medRxiv були опубліковані результати дослідження, у якому підтвердилися чотири випадки повторного інфікування SARS-CoV-2 у Катарі. Вчені використали дані генетичного секвенування, які виявили різні вірусні варіанти між першою і другою інфекціями. Усього дослідники вивчили 133 266 підтверджених випадків інфікування і виявили, що 243 людини мали позитивні результати ПЛР-тестів з інтервалом не менше 45 днів, але тільки у 12 пацієнтів було достатньо даних про вірусний геном в обидва моменти часу. У двох випадках були виявлені ідентичні вірусні геноми після першого і другого позитивних тестів, що вказує на тривалу інфекцію, яка так і не зникла за кілька тижнів між двома позитивними тестами, а в шести інших випадках генетичних змін не було достатньо, щоб зробити твердий висновок про повторне зараження.

Через який час після хвороби з’являються антитіла, й чи можуть вони захистити від повторного інфікування?

Сьогодні відбувається чимало досліджень, щоб краще зрозуміти імунну реакцію після інфікування SARS-CoV-2. Кілька з них показують, що в більшості людей, які перенесли інфекцію SARS-CoV-2, виробляються антитіла, специфічні для цього вірусу. Однак рівні цих антитіл можуть бути різними: у пацієнтів із тяжкою формою захворювання — вищі, а в тих, у кого був легкий чи безсимптомний перебіг захворювання, — нижчі. Точних даних, які рівні антитіл необхідні для захисту і як довго ці антитіла зберігаються в організмі, ще немає.

Наразі відомо, що здебільшого в людей, інфікованих SARS-CoV-2, імунна реакція розвивається впродовж кількох перших тижнів після інфікування. У глобальних масштабах дослідження поширеності на основі серологічного скринінгу показують, що серед людей, охоплених дослідженнями, інфіковано менше 10 %, а це означає, що переважна більшість населення світу залишається сприйнятливою до цього вірусу.

Ймовірно, у групі ризику повторного зараження новим коронавірусом є люди, які перенесли захворювання в легкій формі.

Імунітет до інших коронавірусів, що спричиняють звичайні застудні захворювання, SARS-CoV-1 і вірусу, що зумовлює близькосхідний респіраторний синдром (MERS), з часом знижується, як і в разі інших захворювань.

Чи може повторне зараження відбутися через мутацію вірусу?

Коли вірус реплікується, тобто створює копії самого себе, у нових копіях можуть відбуватися незначні зміни, які називають мутаціями.

Одні віруси змінюються дуже швидко, інші — повільніше. Швидкість мутації вірусу SARS-CoV-2, що спричиняє COVID-19, є меншою, ніж у інших вірусів, як-от ВІЛ або вірус грипу. Частіше це пов’язано з тим, що SARS-CoV-2 має внутрішній механізм виправлення помилок під час створення нових копій.

Періодично мутації призводять до появи нового варіанту вірусу, який краще пристосований до навколишніх умов порівняно з вихідним. Тоді цей варіант стає домінантним. Такий природний процес добору «успішніших» варіантів відбувається в усіх вірусів і називається їх еволюцією.

Якщо вірус змінюється так сильно, що перестає бути схожим на вихідний, для боротьби з яким розробляли вакцини й діагностичні тести, це може негативно позначитися на ефективності останніх. ВООЗ спільно зі своєю мережею експертів спостерігає за процесом еволюції вірусу SARS-CoV-2, щоб у разі виникнення такої ситуації вжити заходів для запобігання поширенню нового варіанта вірусу.

Наразі вірус SARS-CoV-2 зазнав дуже незначних мутацій, і його зміни поки не позначаються на ефективності наявних засобів діагностики, лікарських препаратів і розроблюваних вакцин.

Що відомо про повторні випадки інфікування в Україні

Прецеденти повторного інфікування SARS-CoV-2 фіксували і в Україні — 0,25 % загальної кількості інфікованих від початку пандемії. Але на сьогодні в Україні не було досліджень, які б підтвердили, що ці віруси генетично відрізняються між собою. Повторний позитивний результат ПЛР, отриманий не раніше 40 днів від першого позитивного результату, виявлено у 2161 людини. З них 12 % — 250 людей — медичні працівники.