В геномах коронавируса не найдено мутаций, увеличивающих его контагиозность

Коронавирус SARS-CoV-2 проник в человеческую популяцию в конце 2019 года из природного резервуара; пока не установлено окончательно, какие виды животных были его основными и промежуточными хозяевами. Поскольку SARS-CoV-2 должен был адаптироваться к своему новому хозяину — человеку, существуют предположения, что вирус может эволюционировать в сторону более высокой контагиозности, то есть повышения способности передаваться от больных здоровым.

Ученые из Университетского колледжа Лондона, Французского сельскохозяйственного исследовательского центра, Университета Реюньона и Оксфордского университета проанализировали вирусные геномы от 46723 человек с COVID-19 из 99 стран. На данный момент они идентифицировали 12706 мутаций в SARS-CoV-2. Имеются убедительные доказательства того, что 398 мутаций возникали неоднократно и независимо, в том числе 185 мутаций — не менее трех раз. Мутации, возникающие неоднократно и независимо друг от друга, называются гомоплазиями и могут свидетельствовать о действии естественного отбора.

SARS-CoV-2, как и другие РНК-вирусы, может мутировать под действием трех факторов: из-за ошибок копирования во время репликации, из-за взаимодействия с другими вирусами, заражающими ту же самую клетку, или же под влиянием среды, в которой он находится (организма хозяина). Большинство мутаций нейтральны, некоторые полезны или вредны для вируса. Частота нейтральных и полезных мутаций может расти.

Чтобы проверить, увеличивают ли те или иные мутации способность вируса передаваться от человека к человеку, ученые построили эволюционное дерево вируса и проанализировали, становится ли конкретная мутация все более распространенной в данной ветви.

Авторы исследования не нашли доказательств того, что какая-либо из часто встречающихся мутаций увеличивает контагиозность вируса. Более того, они обнаружили, что наиболее распространенные мутации нейтральны для вируса. Так, предполагалось, что мутация в S-белке вируса под названием D614G делает вирус более заразным (были даже исследования, подтверждающие это in vitro), чем и объясняется ее широкое распространение и рост частоты встречаемости. Новые данные не подтверждают это предположение. Авторы допускают, что широкое распространение D614G может быть вызвано «эффектом основателя»: эта мутация возникла рано, и частота ее росла по мере расширения мировой популяции SARS-CoV-2.

Ученые также обнаружили, что большинство распространенных мутаций, по-видимому, являются результатом модификации со стороны иммунной системой человека, а не результатом адаптации вируса к новому хозяину. Во врожденном и адаптивном иммунитете участвуют системы редактирования нуклеиновых кислот, например семейство цитидиндезаминаз AID/APOBEC, которые катализируют дезаминирование цитидина до уридина в РНК или ДНК, и семейство аденозиндезаминаз ADAR, которые катализируют дезаминирование аденозина до инозина. Для коронавируса данные о таком мутагенезе уже были получены ранее.

Эта ситуация контрастирует с другим исследованием той же группы ученых — анализом геномов SARS-CoV-2, выделенных из образцов норок на зверофермах. «Когда мы проанализировали геномы вирусов, полученных от норок, мы были поражены, увидев, что одни и те же мутации снова и снова появляются на разных фермах, при том, что эти же мутации редко наблюдались у людей раньше», — говорит первый автор статьи Люси ван Дорп (Университетский колледж Лондона).

Ведущий автор, профессор Франсуа Баллу комментирует: «Мы вполне могли пропустить этот период ранней адаптации вируса у людей. По нашим оценкам, SARS-CoV-2 проник в организм человека в октябре или ноябре 2019 года, но первые геномы у нас появились только в конце декабря. К этому времени, возможно, вирусные мутации, имеющие решающее значение для передачи вируса от человека к человеку, уже возникли и зафиксировались, что не позволило нам изучить их».

Исследователи предупреждают, что внедрение вакцин, вероятно, окажет новое давление отбора на вирус. Это может привести к появлению мутаций, способствующих ускользанию вируса от вакцины, и чтобы вовремя заметить их, необходим мониторинг и компьютерный анализ. «Новости о вакцинах выглядят великолепно. В будущем вирус вполне может приобрести мутации, позволяющие избежать иммунного ответа при вакцинации, но мы уверены, что сможем своевременно заметить их, и это позволит вовремя обновить вакцины при необходимости», — говорит Франсуа Баллу.