Сублиния дельты AY.122 преобладает в России из-за случайности

Российский вариант дельта SARS-CoV-2 отличается от дельты в большинстве других стран. Среди образцов дельты в России более 90% несут одну и ту же комбинацию мутаций, что указывает на их возможное происхождение от одного завоза из-за рубежа. Эта комбинация мутаций (сублиния AY.122) редка в большинстве стран и не повышает скорости распространения вируса. Ее высокую частоту в России ученые считают следствием случайных событий.

Credit:
eanekrasov | 123rf.com 

Российские ученые исследовали возникновение и распространение варианта SARS-CoV-2 дельта в нашей стране. Авторы статьи, размещенной на сайте препринтов medRxiv, представляют Сколковский институт науки и технологий, Институт проблем передачи информации РАН и другие научные организации, включая консорциум The Coronavirus Russian Genetics Initiative (CoRGI); руководитель работы — д.б.н. Георгий Базыкин.

В ноябре 2021 года вариант SARS-CoV-2 дельта (B.1.617.2), который впервые был обнаружен в Индии в конце 2020 года, стал преобладающей линией в большинстве стран мира, включая Россию. Было показано, что он превосходит более ранние варианты по инфекционности, а также по тяжести вызванного заболевания и смертности. Быстрое распространение дельты специалисты связывают с его сниженной чувствительностью к нейтрализующим антителам, а также с тем, что он более эффективно связывается с клетками человека. В России частота дельты выросла с 1% в апреле до более 90% в июне. Очевидно, что дельта превосходит по приспособленности предыдущие варианты вируса, но что происходит в пределах этой линии, то есть насколько возникающие сублинии дельты отличаются по свойствам, гораздо менее ясно.

Авторы статьи работали с последовательностями геномов SARS-CoV-2, выложенными на сайте GISAID до 21 октября 2021 года. Среди 4 639 геномов из России, секвенированных с высоким качеством, насчитывалось 1 439 образцов дельты. Первая высококачественная последовательность SARS-CoV-2 в GISAID датируется 7 апреля и происходит из Москвы. Хотя два генома дельты, секвенированные с низким качеством, относятся к концу февраля и к концу марта. А к началу июля дельта встречалась уже в 98% новых российских образцов SARS-CoV-2. Суточная скорость его роста составила 9,74%, она примерно одинакова в разных регионах страны и сопоставима со скоростью роста дельты в других странах.

Подавляющее большинство российских образцов дельты (более 90%) относится к одной и той же сублинии, так называемой AY.122, и характеризуется одной и той же комбинацией мутаций. Помимо исходных мутаций дельты, они несут мутации nsp2:K81N и ORF7a:P45L. В мире такая комбинация редка (ее имеют лишь 2,3% образцов дельты), однако, кроме России, характерна еще для нескольких стран: она составляет 100% среди дельты в Монголии, 86% в Эквадоре, 76% в Казахстане и 73% в Латвии.

Чтобы понять, как дельта-вариант попал в Россию, ученые, используя общедоступное дерево мутаций UShER, построили глобальную филогению дельты, включающую 1 439 российских образцов. На этом филогенетическом дереве они идентифицировали 50 эпизодов завоза дельты в Россию, которые происходили с апреля по октябрь. При этом 24 эпизода привели к появлению всего одной последовательности SARS-CoV-2 каждый, а остальные 26 дали начало нескольким дочерним последовательностям.

Один из первых образцов дельты был завезен в Россию человеком, который побывал в ОАЭ и Турции; другой ранний образец завез путешественник из Индии. Однако потомство этих ранних завозов не внесло большого вклада в эпидемию дельты в России. Самый ранний образец, несущий комбинацию мутаций nsp2:K81N+ORF7a:P45L, появился в России 19 апреля, и именно его потомство получило распространение. Авторы называют появление этого варианта «основным завозом». Источник его неизвестен.

Ученые филодинамическими методами оценили изменения эффективного репродуктивного числа (Re) в сублинии AY.122 с апреля по октябрь, а затем сопоставили его с числом случаев заболевания и долей дельты от всех вариантов вируса. Оказалось, что эти данные хорошо согласуются друг с другом: рост и падения Re предшествовали росту и спаду волн эпидемии. Из этого сопоставления авторы получили подтверждение, что основная завозная клада дельты AY.122 ответственна как за летнюю, так и за продолжающуюся осеннюю волну эпидемии.

Эволюционный успех сублинии AY.122 в России был бы легко объясним, если бы комбинация мутаций nsp2:K81N+ORF7a:P45L повышала приспособленность вируса и давала ему преимущество. Авторы проверили эту гипотезу на образцах из России и из других стран. И не нашли доказательств того, что данная комбинация мутаций увеличивает скорость распространения вируса по сравнению с другими сублиниями дельты. Отбор в пользу этого варианта, если и существует, то слабый.

Чтобы найти причины высокой частоты сублинии AY.122 в России, исследователи по той же схеме составили список эпизодов импорта дельты в другие страны. Для каждой страны они вычислили, какая доля образцов дельты происходит от «основного завоза» в эту страну и насколько эти образцы родственны друг другу. Выяснилось, что по этим показателям Россия отличается от большинства стран. Вклад «основного завоза» в Россию гораздо выше, чем в других странах, а сами образцы дельты генетически гораздо более сходны. Ученые рассматривают несколько возможных причин этого. В частности, среди стран, с которыми у России весной 2021 года было открыто авиасообщение, в четырех встречалась сублиния AY.122, то есть вероятность ее ввоза была значительной.

«Похоже, что распространение в России именно линии AY.122 — это случайность, — объясняет PCR.news ведущий автор статьи Георгий Базыкин, заведующий лабораторией молекулярной эволюции ИППИ РАН, профессор Сколтеха. — На ранних стадиях глобальной пандемии дельты завозы ее вариантов в Россию были, очевидно, не слишком многочисленными. В результате проявился очень сильный эффект основателя: большая часть случаев произошла от очень небольшого числа завозов. Конечно, впоследствии дельта завозилась в Россию многократно, но потомство этих завозов уже не распространялось в популяции, где закрепился ранний вариант дельты. Почему эффект основателя был сильнее при импорте вируса в Россию, чем в другие страны, — остается только догадываться».

Поясним, что эффектом основателя в популяционной генетике называют снижение генетического разнообразия в немногочисленной части популяции, которая переходит на новую территорию. Мигрирующая группа проходит через «бутылочное горлышко» — резкое уменьшение численности, и от множества генетических линий остается лишь малая часть. На новой территории эта немногочисленная группа основывает новую популяцию, гораздо более гомогенную, чем исходная. Вероятно, это и происходило с коронавирусом дельта при его переходе через границу России.

Источник

Galya V. Klink, et al. The rise and spread of the SARS-CoV-2 AY.122 lineage in Russia // medRxiv, 2021, DOI:  10.1101/2021.12.02.21267168

Добавить в избранное

Вам будет интересно