Мутация E484K помогает штаммам коронавируса уйти от действия одобренных в Китае вакцин

Ученые из Китая исследовали заразность, взаимодействие с рецептором ACE2 и нейтрализующими антителами десяти новых штаммов SARS-CoV-2. В работу вошли штамм B.1.1.298, впервые обнаруженный у норок, «великобританские» штаммы B.1.1.7 (альфа) и B.1.1.318, «южноафриканский» штамм B.1.351 (бета), штаммы P.1 (гамма) и P.2 (зета), впервые обнаруженные в Бразилии, «калифорнийский» штамм B.1.429 (эпсилон), «нигерийский» штамм B.1.525 (эта), а также два штамма, впервые обнаруженные в Нью-Йорке — B.1.526-1 и B.1.526-2 (йота). Свойства новых штаммов сравнивали с штаммом первой волны D614G.

Сначала на основе S-белков исследуемых штаммов, а также S-белков с отдельными мутациями авторы создали псевдовирусы. Их заразность изучили на клетках человека (Huh-7, Calu-3) и приматов (LLC-MK2 и Vero). Почти все псевдовирусы, содержащие мутации новых штаммов, лучше заражали эти клеточные линии, чем D614G, особенно штаммы B.1.351, B.1.525 и B.1.526 в клетках Calu-3. Но в любом случае рост заразности был не больше, чем в четыре раза. Единственное исключение составил штамм B.1.1.298, который оказался менее заразным, чем D614G.

Также повышенную заразность большинства новых штаммов показали на клетках 293T-ACE2. D614G лучше заражает такие клетки при оверэкспрессии фурина, TMPRSS2 или катепсина L. Оверэкспрессия этих белков также повышала заразность новых штаммов. Исключение — штаммы B.1.1.298 и B.1.1.318 при повышенной экспрессии TMPRSS2, их заразность была не выше референсного штамма.

В клетках 293T экспрессировали 14 рецепторов ACE2 разных видов животных. Большинство новых штаммов лучше заражали клетки, экспрессирующие мышиный рецептор, при этом заразность B.1.1.7, B.1.351, P.1, B.1.525 и B.1.1.318 была выше более, чем в четыре раза. Самыми эффективными отдельными мутациями оказались K417T, K417N, E484K и N501Y.

После этого изучили активность 13 нейтрализующих антител. B.1.351 и P.1 уходили от действия десяти из 13 антител, B.1.1.7 — от семи из 13. В этом процессе важнейшую роль, по-видимому, играли мутации K417T/N, N501Y и E484K. Авторы провели структурный анализ взаимодействия рецепторсвязывающего домена и антител и показали, как мутации влияют на связи и конформацию белков.

Мышей, морских свинок и лошадей иммунизировали различными антигенами SARS-CoV-2. B.1.351, P1, P2, B.1.525, B.1.526-2 и B.1.1.318 были менее чувствительны к сыворотке этих животных, чем D614G. У всех этих штаммов присутствовала мутация E484K.

Также проверили сыворотку выздоровевших после коронавирусной инфекции людей, которые были заражены штаммами B.1.1.7, B.1.351 и D614G. Сыворотка зараженных штаммом B.1.351 людей лучше защищала от самого B.1.351, P.1 и несущих мутацию E484K штаммов. Сыворотка людей, зараженных штаммом B.1.1.7, также лучше защищала от него самого, B.1.351 и других несущих E484K штаммов.

Мутация E484K также помогает SARS-CoV-2 уходить от действия одобренных в Китае вакцин KCONVAC28 от компании Shenzhen Kangtai Biological Products и Ad5-nCoV29 от компании CanSino Biologics. Наименее чувствительным к защите, предоставляемой вакцинами, оказался штамм B.1.351. Авторы не выявили значительных отличий в активности двух вакцин против изучаемых псевдовирусов. Тем не менее, несмотря на снижение эффективности, защитный эффект вакцин сохранялся.

Таким образом, практически все новые штаммы имеют более высокую заразность, чем штамм первой волны. Мутации K417N/T, E484K и N501Y влияют на взаимодействие вируса с рецептором ACE2. Защитная эффективность набора антител и сывороток выздоровевших и вакцинированных снижалась, но не исчезала полностью.