Какие варианты коронавируса SARS-CoV-2 распространены в России

Анализ последовательностей вируса SARS-CoV-2, циркулирующих в РФ, показал увеличение частоты «британского» варианта B.1.1.7 (17,4% в марте) и появление новых эндемичных вариантов, которые редки в Европе и в остальном мире, а в России сейчас отвечают за 27% и 33% новых случаев COVID-19. Появились еще три варианта с опасными сочетаниями мутаций, за которыми надо следить.

Credit:

Evgenii Nekrasov |123rf.com

Россия входит в пятерку государств с наибольшим числом подтвержденных случаев COVID-19, это означает, что в нашей стране подходящие условия для возникновения новых генетических вариантов SARS-CoV-2. Ученые из Института проблем передачи информации им. Харкевича РАН, Сколковского института науки и технологий и Института гриппа им. Смородинцева под эгидой Российского консорциума по секвенированию геномов коронавирусов (CoRGI) проследили, какие варианты коронавируса циркулируют в России; препринт с результатами своей работы они опубликовали на сайте virological.org.

Авторы статьи проанализировали 4 487 последовательностей SARS-CoV-2 из России, полученных от 25 февраля 2020 года до 28 марта 2021 года. Из них 2842 последовательности находятся в базе GISAID, а 1645 будут доступны в другом репозитории. Секвенированные последовательности коронавируса на сайт GISAID выкладывают научные организации по всей стране, многие из них объединены в консорциум CoRGI.

На март 2021 года наибольшее число случаев COVID-19 в нашей стране было вызвано линией SARS-CoV-2 B.1.1. Ее дочерний вариант B.1.1.7 (условно «британский»), в России появился в январе. Этот вариант вызывает большие опасения в Европе, поскольку для него доказана более высокая эффективность передачи. Его частота увеличивалась и в Росссии, достигнув в марте 2021 года 17,4%.

Два других варианта B.1.1 — B.1.1.317 и B.1.1.397+ — отличают Россию от других стран: в мире эти варианты редки, а в России они появились летом 2020 года и с тех пор постоянно росли в частоте. Сейчас B.1.1.317 отвечает за 27%, а B.1.1.397+ – за 33% новых случаев заболевания. По оценкам ученых, в популяции, состоящей из «предковых» вариантов коронавируса, их частота увеличивается приблизительно на 1% в день (для варианта B.1.1.7 — около 7%).

В ходе анализа российских образцов SARS-CoV-2 ученые отслеживали приводящие к замене аминокислот мутации, частота которых растет. Они отобрали мутации, которые в феврале-марте 2021 года достигли частоты более 5% (для S-белка) и более 10% (для других белков). Тридцать восемь мутаций, удовлетворяющих этому критерию, были распространены как в европейской, так и в азиатской частях России. Чтобы изучить потенциальные эффекты мутаций, составляющих варианты, частота которых увеличивается в России, авторы применили логистическую модель роста к 10 наиболее частым комбинациям мутаций и сравнили динамику роста этих комбинаций.

Вариант B.1.1.317, впервые обнаруженный во Вьетнаме, характеризуется мутацией нуклеокапсидного белка N:A211V. В мире ее частота остается низкой (<0.4%), а в России она к февралю-марту 2021 года достигла 26,9%. Мутация затрагивает регион нуклеокапсидного белка с высокой аффинностью к множеству аллелей главного комплекса гистосовместимости MHC-I. Вместе с тем, ученые обнаружили, что ее одной недостаточно для распространения варианта B.1.1.317. В пределах линии B.1.1.317 быстро растут в частоте субклады, несущие помимо N:A211V комбинацию мутаций в спайк белке (Q675R+D138Y+S477N+A845S). Две из этих мутаций представляют интерес, пишут авторы. S:D138Y предположительно нарушает связывание S белка с антителами. S:S477N – мутация в рецептор-связывающем домене S- белка, влияющая на связывание с рецептором ACE2. Вероятно, именно комбинация этих дополнительных мутаций способствует увеличению частоты B.1.1.317.

Для варианта B.1.1.397+ характерна мутация S:M153T, но он включает и несколько других мутаций. За пределами России частота S:M153T низка, а в России она повышается начиная с поздней весны 2020, причем независимо от других мутаций этого варианта SARS-CoV-2. Мутация S:M153T изменяет последовательность аминокислот именно в той вставке, которая имеется у SARS-CoV-2, но отсутствует у SARS-CoV. Ее влияние на антигенные свойства неизвестно, однако она затрагивает сайт связывания нейтрализирующего антитела. Помимо России, мутация S:M153T часта в Казахстане. Внутри линии B.1.1.397+ растет в частоте субклада, несущая две интересные мутации. Это S:D138Y – мутация, имеющаяся также у варианта B.1.1.317 (но в B.1.1.397+ приобретенная независимо), и N:M234I, которая в составе других вариантов вируса растет в частоте в США.

Что касается «британского» варианта B.1.1.7, одна из его характерных мутаций — S:P681H, расположенная в S-белке неподалеку от сайта расщепления протеазой фурином, которого нет у нечеловеческих коронавирусов. Вместе с тем, в России, как показали авторы, частота этой мутации в отсутствие других мутаций B.1.1.7 не увеличивается, так что, вероятно, сама она не делает передачу вируса более эффективной.

Авторы описали еще три варианта с комбинациями мутаций, которые возникли в России в 2021 году и увеличиваются в частоте, — S:P9L, S:Δ140-142 (или S:Δ136-144), S:E484K и nsp6:Δ106-108. В марте 2021 года варианты, несущие такие сочетания мутаций, вместе достигли частоты 11,8%. Для большинства этих мутаций описаны связанные с ними изменения свойств вируса; например, S:E484K связана с устойчивостью к антителам. Поэтому эти новые варианты вызывают опасения.

Как отмечают ученые, Россия в ходе пандемии была относительно хорошо изолирована, поэтому заболевания COVID-19 в ней начались позже и новые варианты, такие как «британский» B.1.1.7, появились в ней позже, чем во многих европейских странах. Изоляция и большое число случаев заболевания создают условия для возникновения новых эндемичных вариантов. Поскольку российские варианты B.1.1.317 и B.1.1.397+ растут в частоте и несут несколько мутаций, возможно, влияющих на антигенные свойства, есть основания предполагать, что эти варианты более эффективно передаются, чем B.1.1, из которого они возникли. Тем не менее, прямых подтверждений их высокой трансмиссивности пока нет. В любом случае, за ними, так же, как и за новыми, возникшими в этом году вариантами, нужно внимательно наблюдать.

На вопросы PCR.NEWS ответил ведущий автор статьи, заведующий лабораторией молекулярной эволюции ИППИ РАН, профессор Сколтеха Георгий Базыкин.

Если генетический вариант вируса увеличивается в частоте и в нем есть мутации, влияющие на антигенные свойства, этого недостаточно, чтобы доказать более эффективную передачу? Как получают прямые доказательства?

Получают или по прямым данным по трансмиссионным линиям (но это очень сложно), или по экспериментам, например, на хорьках или клеточных культурах.

Какую динамику увеличения частоты вариантов B.1.1.317 и B.1.1.397 показала ваша логистическая модель?

Для линии B.1.1.317 — 0,76% в день, но меньшая субклада внутри нее растет со скоростью 1,93%; для B.1.1.397 — 0,87%.

Поскольку у «британского» варианта эффективность передачи выше, чем у российских эндемичных вариантов, он представляет бо́льшую опасность? По вашим предположениям, он будет доминировать в России? И можно ли приблизительно сказать, когда?

Думаю, что он может уже доминировать; в любом случае счет идет на недели. Я считаю, он представляет бóльшую опасность, чем B.1.1.317 и B.1.1.397; про «новые» российские варианты сказать пока не могу.

Снижает ли больший охват вакцинацией вероятность появления новых генетических вариантов вируса?

Да — поскольку он уменьшает количество вирусных частиц, способных реплицироваться и отбираться.

Источник

Galya V. Klink, Ksenia R. Safina, Sofya K. Garushyants, Mikhail Moldovan, Elena Nabieva, CoRGI (Coronavirus Russian Genetic Initiative) Consortium, Andrey B. Komissarov, Georgii A Bazykin. // Spread of endemic SARS-CoV-2 lineages in Russia // virological.org

Добавить в избранное

Вам будет интересно