Вакцины будут защищать от всех известных вариантов коронавируса

Большая часть разрабатываемых вакцин против SARS-CoV-2 направлена на белок спайка (S-белок), играющий важную роль в проникновении вируса в клетку. Учитывая тот факт, что вирус быстро распространяется в человеческой популяции и постоянно мутирует, критически важно знать, появляются ли мутации в областях генома, соответствующих мишеням вакцин.

Авторы статьи в PNAS проследили развитие SARS-CoV-2 и изменение нуклеотидных последовательностей с того момента, когда вирус начал распространяться среди людей. Для этого было проведено сравнение 27 977 последовательностей геномов SARS-CoV-2, выделенных в 84 странах. Из них была составлена итоговая база данных независимых и наиболее репрезентативных последовательностей, включающая 18 514 геномов. Проанализировав базу, исследователи обнаружили 7 559 полиморфных сайтов, однако большинство мутаций присутствовали в единичных последовательностях. Только 11 мутаций были найдены более чем в 5% геномов.

Ученые также построили филогенетическое дерево, которое соответствовало уже известным данным по распространению SARS-CoV-2. Вероятно, благодаря высокой эффективности передачи и распространения, популяция вируса осталась достаточно гомогенной, без значительных расхождений, связанных с появлением того или иного варианта генома. Согласно расчетам, медианное расстояние между двумя случайно взятыми геномами составляет 7 нуклеотидных замен.

Авторы обнаружили, что в S-белке SARS-CoV-2 под давлением дизруптивного отбора, приводящего к диверсификации популяции, находится только сайт 614: мутация D614G появилась после начала пандемии и встречается в 69,4% вирусных геномов. Поскольку такой тип отбора часто связан с адаптацией к хозяину, было важно определить, влияют ли мутации в этом сайте на взаимодействие антител и Т-клеток с S-белком. Сайт 614 находится внутри S-белка, между двумя субъединицами, и малодоступен для антител. Ученые предсказали, что антитела должны связываться и с нативным S-белком, и с его мутировавшим вариантом.

Авторы также разработали Т-клеточный индекс иммуногенности, учитывающий разнообразие эпитопов SARS-CoV-2 для CD4+ и CD8+ T-клеток. Было показано, что индекс не зависит от количества мутаций в S-белке и не связан с заменами в сайте 614.

Кроме того, на основе филогенетического анализа был сделан вывод, что большинство сайтов в геноме SARS-CoV-2 находится под давлением очищающего отбора, направленного на снижение генетического разнообразия в популяции, и большая часть мутаций функционально нейтральные. Доказательств того, что широкое распространение вируса стало следствием появления более приспособленных вариантов, ученые не обнаружили.

Основываясь на полученных результатах, авторы с осторожным оптимизмом заключают, что генетическое разнообразие SARS-CoV-2 не станет препятствием для разработки вакцины и что существующие кандидатные вакцинные препараты обеспечат иммунный ответ ко всем циркулирующим вариантам вируса.