Российские эксперты рассказали об омикроне

Дарья Даниленко, заместитель директора по научной работе ФГБУ НИИ гриппа им. А.А. Смородинцева Минздрава России (Санкт-Петербург), напомнила основные особенности вариантов SARS-CoV-2, вызывающих опасения (VOC), от альфы до омикрона. Согласно рабочему определению ВОЗ, к категории VOC относятся варианты, с которыми связаны опасные изменения в эпидемиологии (например, повышенная трансмиссивность), или изменения клинических проявлений (повышенная вирулентность), или снижение эффективности медико-санитарных и социальных мер или имеющихся средств диагностики, вакцин и терапевтических препаратов.

Уже в 2020 году массовое секвенирование геномов коронавируса показало, что некоторые мутации закрепляются и распространяются, например D614G в S-белке: сейчас она встречается практически во всех штаммах. Осенью 2020 года бурные дебаты вызвал «вирус норок» на датских и нидерландских зверофермах, который передавался людям; у линий этого вируса была, в частности, неприятная мутация Y453F, усиливающая аффинность к человеческому рецептору. Но уже в ноябре 2020 года «вирусы норок» исчезли.

Для «уханьского» и подобных ему вариантов коронавируса, которые распространялись в неиммунной популяции, был характерен инкубационный период 5–11,5 дней, базовое число репродукции около 1,8–3 (хотя бывало и выше, например, в самом Ухане), продолжительность болезни около двух недель и довольно длительное выделение инфекционного вируса. Доля тяжелых случаев — примерно в три раза больше, чем во время пандемического гриппа 2009 года, в основном это были люди старше 60.

В ноябре 2020 года в Великобритании обнаружили вирус, который позднее получил обозначение «альфа» — с повышенной трансмиссивностью, вытесняющий более ранние линии. От референсного уханьского штамма его отличали 23 мутации, из них 8 в S-белке. Делеция 69-70 была уже известна по вирусу норок. Замена N501Y повышала аффинность связывания, P681H рядом с фуриновым сайтом увеличивала трансмиссивность. Позднее появился подвариант с мутацией Е484К, которая изменяла антигенные свойства вируса.

Нейтрализующие свойства антител по отношению к альфе были существенно снижены. Сократился инкубационный период (3,5 дней), базовое репродуктивное число выросло в 1,5 раза, увеличилась средняя вирусная нагрузка. Длительность выделения вируса осталась без изменений. Данные о том, увеличилась ли тяжесть заболевания, противоречивы, так или иначе, вероятность летального исхода составляла менее 1% для лиц младше 70 лет, но нарастала в более старших группах населения. Альфа-вариант широко распространился в Европе, но в России в силу каких-то причин — нет.

Месяц спустя, в декабре 2020 года в ЮАР появился вариант бета с 9 мутациями в S-белке. Помимо замены в положении 501 появились новые — в положениях 484 и 417, которые еще увеличивали аффинность связывания с рецептором. Наблюдались быстрое вытеснение других линий, повышенная трансмиссивность, резкое снижение нейтрализующей активности сыворотками переболевших и привитых. Возросла заболеваемость среди молодых. Базовое репродуктивное число и вирусная нагрузка существенно не изменились, но повысился процент тяжелых случаев и увеличилась вероятность летального исхода. Этот вариант распространялся главным образом на территории ЮАР.

Второго января 2021 года у путешественников, вернувшихся в Японию из Бразилии, был обнаружен вариант гамма: 10 мутаций в S-белке, в том числе три уже знакомых замены в положениях 417, 484, 501. И снова быстрое вытеснение более ранних штаммов, высокая трансмиссивность, высокая заболеваемость среди молодых, резкое увеличение числа тяжелых случаев и повышенная вероятность смерти, особенно среди женщин. Но при этом распространение гамма варианта тоже осталось ограниченным, он доминировал в Бразилии и ряде стран Южной Америки.

Иная картина с вариантом, обнаруженным в марте 2021 года на территории Индии, одна из сублиний которого была названа «дельтой». Этот вариант, с заменой в положении 484, а также новой, в положении 452, через несколько месяцев распространился по всем странам мира. У него резко выросло базовое репродуктивное число по сравнению с другими вариантами VOC. Позднейшие сублинии приобрели и другие мутации, в том числе замену в положении 417.

Характеристики дельты — наивысшая на тот момент трансмиссивность, новое увеличение числа тяжелых случаев, короткий инкубационный период — 3 дня. Дельта поражала все возрастные группы, начала расти заболеваемость детей (возможно, потому, что дети, в отличие от взрослых во многих странах, еще не были  вакцинированы).

Базовое число репродукции дельты выросло, по разным оценкам, в 3-8 раз, вирусная нагрузка — почти в тысячу раз, зато, по данным некоторых исследований, сократилась длительность выделения вируса, в особенности у вакцинированных. Продолжительность болезни не изменилась, но вырос процент тяжелых случаев и увеличилась вероятность прорывных инфекций и реинфекций.

Наконец, в ноябре 2021 года появились сообщения об омикроне, варианте с рекордным числом мутаций — свыше 50 аминокислотных замен, из них более 30 в S-белке. Омикрон распространяется с невероятной скоростью: если дельта захватила мир за четыре месяца, омикрон — всего за два.

Свойства омикрона у всех на слуху: самое быстрое вытеснение конкурирующих линий, наивысшая трансмиссивность, наименьшая эффективность нейтрализации антителами привитых и переболевших, наибольшая частота повторных и прорывных инфекций. Титр нейтрализующих антител через полгода-год после вакцинации «Спутником V» против омикрона ниже в 12 раз, чем против более раннего штамма, но он существенно повышается после бустера.

Инкубационный период по-прежнему короткий — всего 3 дня, высока заболеваемость среди детей и подростков. Базовое число репродукции в 4,2 раза выше, чем у дельты, трансмиссивность в 3,3 раза выше. Скорость репликации также намного выше по сравнению с дельтой, но, к счастью, в легких омикрон реплицируется менее охотно. Сроки заболевания статистически не отличаются. По европейским данным, частота тяжелых случаев COVID-19, вызванных омикроном, значительно ниже, так, в Норвегии госпитализаций при инфекции омикроном меньше на 73%, чем при инфекции дельтой.

Рост заболеваемости в РФ поражает, но число госпитализаций достаточно стабильно, и есть надежда, что заболеваемость быстро схлынет. Вероятно, вскоре можно будет говорить о превращении коронавируса в сезонный вирус. Удастся ли сделать универсальную вакцину против всех штаммов коронавируса, или же придется, как с гриппом, ежегодно обновлять вакцины, покажет время.

Примечательно, что омикрон с самого начала был генетически неоднороден. Лучше всего изучена линия ВА.1, но в разных странах нарастает и частота случаев, вызванных линией ВА.2, которая достаточно сильно от него отличается и по набору мутаций, и, очевидно, по свойствам. ВА.2 изучен намного хуже. Отвечая на вопросы слушателей, Дарья Даниленко также рассказала, что неуловимый вариант ВА.2 долго не удавалось выделить и добиться стабильного роста в культуре. Однако теперь норвежцам удалось это сделать на клетках Vero/hSLAM, так что можно ожидать лабораторных данных и по этой сублинии.

С докладом о расшифровке вспышки COVID-19, вызванной ранним вариантом омикрона в Санкт-Петербурге, выступил Георгий Базыкин, профессор Сколтеха, заведующий лабораторией молекулярной эволюции ИППИ им. А.А. Харкевича РАН (Москва). Россия практически все время находилась в пятерке стран с максимальным числом случаев коронавирусной инфекции, и вероятно, опередит большинство стран и по добавленной смертности во время пандемии, отметил докладчик. При этом мы знаем, каким штаммом вызвано заболевание, лишь для малой доли случаев. В открытых базах данных, таких как GISAID — геномы примерно 2% всех случаев коронавирусной инфекции, но если в Великобритании секвенируется 10%, в ЮАР около 1%, то в РФ — всего около 0,1%. Поэтому мы не видим большую часть разнообразия нашего коронавируса. Чтобы исправить эту ситуацию, был создан российский консорциум CoRGI, где ключевая организация — НИИ гриппа им. А.А. Смородинцева, а группа Базыкина занимается обработкой данных.

Разнообразные линии коронавируса на территории РФ весной-летом 2021 года сменила дельта, сейчас ее вытесняет омикрон. До ноября 2021 года многие думали, что новый вариант, вызывающий опасения, будет потомком дельты, но омикрон происходит практически от основания филогенетического дерева SARS-CoV-2. Это означает, предположил докладчик, что вирус долгое время находился в организме какого-то одного человека (или животного) и в нем эволюционировал. Поскольку в ЮАР много ВИЧ-инфицированных, представляется вероятным, что это мог быть человек с подавленной иммунной системой.

Коронавирус мутирует приблизительно раз в две-три передачи от человека к человеку. Отслеживая мутации, можно восстановить историю передачи, например, изучать завозы вируса в страну или город. Таким образом в 2020 году изучали завозы коронавируса в РФ. Эпидемиология соответствовала геномике, например, сходство первых российских изолятов с образцами из Германии и Швейцарии подтвердилось историей двух менеджеров, которые летели в Якутию через Москву.

Омикрон также был многократно завезен в РФ. Но исследовать его трудно, так как непонятно, какие случаи COVID-19 вызваны омикроном: у нас еще не закончилась вспышка дельты. Для поиска омикрона были использованы тест-системы, которые детектируют характерную для омикрона вставку в позиции 214 S-белка.

До середины декабря были известны всего три случая у путешественников (ЮАР, Конго, Доминикана). Однако 16 декабря выявили вспышку в студенческом общежитии в Санкт-Петербурге. Протестировали 462 жильцов, 206 оказались положительными. Примерно четверть случаев была вызвана дельтой, остальные омикроном. Полногеномное секвенирование дало более подробную информацию. Оказалось, что случаи дельты имели различное происхождение, тогда как занос омикрона, по видимому, был единственным, и все случаи образовывали компактную кладу («ветку» дерева).

Интересно, что образцы омикрона из общежития несли мутацию 346К (сублиния ВА.1.1). Эта мутация может ухудшить связывание нейтрализующих антител с вирусом. Мониторинг местных вариантов коронавируса и свободный доступ к данным очень важны. Необходимо кратно увеличить объемы секвенирования геномов коронавируса в РФ, сказал Георгий Базыкин: «Если бы ЮАР секвенировала как Россия, омикрон был бы замечен неделей позже».

Отвечая на вопросы о возможном происхождении сублиний омикрона, он предположил, что ВА.1 и ВА.2 могли быть двумя «выплесками» из одного пациента в разное время — это объяснило бы, как могли накопиться значительные различия между ними.

О методах молекулярной диагностики, позволяющих различать варианты коронавируса, рассказал Герман Шипулин, заместитель генерального директора по научно-производственной деятельности ФГБУ «Центр стратегического планирования» (ЦСП) ФМБА России. Центр стратегического планирования давно занимается разработкой тестов, выявляющих VOC, прежде всего для эпидемиологического мониторинга (подробнее на PCR.NEWS). В начале января получил регистрационное удостоверение тест на основе ОТ-ПЦР, дифференцирующий дельту и омикрон. Разрабатывается также тест на основе изотермической амплификации (LAMP).

На данный момент в Москве уже более 90% случаев коронавирусной инфекции вызваны омикроном. Пока нельзя сказать с уверенностью, вытеснит ли он дельту окончательно, будут ли они сосуществовать в течение длительного времени или, возможно, дельта сумеет вернуться (из общих соображений иммунитет против омикрона должен не слишком хорошо защищать от дельты, как и наоборот). Поэтому важно различать два этих варианта, как в целях эпидмониторинга, так и при ведении отдельных пациентов, особенно из группы риска.

Насколько хорошо тест-системы выявляют омикрон, возможны ли ложноотрицательные результаты? В ЦСП ФМБА следят за изменчивостью омикрона, чтобы отследить появление мутаций, которые могут помешать связыванию праймеров и зондов. Во всех известных российских геномах омикрона участки связывания праймеров для ПЦР гомологичны им на 100%, подчеркнул докладчик, и никакие мутации на качество тестирования не влияют.

Что касается других тестов, которые применяются в России, ослабление чувствительности в отношении омикрона возможно. Это происходит в тех случаях, если разработчики выбирали для посадки праймеров последовательности в вариабельных участках, например, в S-гене, а не в консервативных, одинаковых у всех штаммов. Такие тесты — «полное безобразие», сказал Герман Шипулин, от их использования сейчас стоит отказаться.

Затем докладчик коснулся других вопросов, важных для выявления омикрона. Вирусная нагрузка достигает пика примерно на второй день после первой положительной пробы, выделение вируса прекращается раньше, чем в случае омикрона. Средняя продолжительность инфекции омикроном также несколько меньше (по некоторым данным, около 10 дней, тогда как у дельты около 11). Содержание вируса в образце чуть ниже, чем у дельты, но все же достаточно высокое (у дельты вирусная нагрузка в среднем в 1000 раз выше, чем у уханьского штамма).

Трансмиссивность вируса определяется не только вирусной нагрузкой: омикрон по этому показателю определяет дельту за счет других механизмов, в том числе за счет большей «липкости» к рецептору ACE2. У омикрона есть и другие особенности, нехарактерные для старого штамма, например, изменение пути проникновения в клетку (не только через слияние вирусной и клеточной мембран, но также  в эндосомах, подобно вирусу атипичной пневмонии SARS-1).

К разработке тестов на омикрон в ЦСП ФМБА приступили в начале декабря. В качестве мишеней выбрали 6 мутаций — генетических маркеров VOC, 4 мутации для омикрона и 2 для дельты. В совокупности они давали уверенные 100% истинных результатов, что было проверено методом NGS на более чем 500 образцах. Аналитическая чувствительность —10³ геномных эквивалентов на миллилитр. Дополнительное полезное свойство — тест способен различать сублинии ВА.1 и ВА.2 омикрона. Одна из мишеней, делеция 69-70, не срабатывает у ВА.2, при этом три остальных дают сигнал.

Сегодня «АмплиТест SARS-CoV-2 VOC V.3» — единственный зарегистрированный в РФ тест на омикрон и дельту, отметил докладчик. Он уже сейчас востребован, производственных мощностей едва хватает, чтобы удовлетворить спрос. Быстрые тесты, определяющие штамм, намного дешевле секвенирования, поэтому могут использоваться в массовом порядке. 

Исследования, которые проводятся в ЦСП ФМБА, подтвердили стремительное распространение омикрона в Москве. Первый случай был отмечен в десятых числах декабря, на неделе после новогодних каникул уже в 90% исследованных образцов оказался омикрон, а в образцах, полученных 21-27 января — в 95,6%, причем около 2% приходились на ВА.2. Есть вероятность, что мы стоим на пороге вспышки ВА.2, сказал Герман Шипулин. Например, в Дании этот вариант вытесняет ВА.1, причем продемонстрировано несколько случаев инфекции ВА.2 после ВА.1. Однако число госпитализаций в Дании не изменилось.

Доктор медицинских наук Александр Арутюнов, профессор кафедры пропедевтики внутренних болезней, общей физиотерапии и лучевой диагностики ПФ ГБОУ ВПО РНИМУ им. Н.И. Пирогова и генеральный секретарь Евразийской ассоциации терапевтов, сразу подчеркнул, что его рассказ об особенностях клиники COVID-19, вызванного штаммом омикрон, относится главным образом к сублинии ВА.1: по ВА.2 еще мало данных.

Меньшая тяжесть заболевания, очевидно, подтверждается, но подтверждается и способность нового VOC ускользать от нейтрализующих антител. Проблема не только в чувствительности к вирусу переболевших и вакцинированных: теряют эффективность терапевтические моноклональные антитела (почти все существующие, за исключением сотровимаба). А вот плазма реконвалесцентов, по мнению Александра Арутюнова, может сохранить эффективность, если это будет плазма переболевших омикроном.

Число зараженных резко возрастает, никуда не исчезает повышенный риск тромботических проблем, цитокинового шторма, и при этом труднее становится защитить группу риска. Прежде всего это люди с избыточным весом и ожирением. Чем больше масса тела, тем ниже эффективность вакцины, отметил докладчик, — это показано еще на гриппе. То же касается людей с иммунодефицитами и сопутствующими заболеваниями.

Воспалительный синдром при инфекции омикроном выражен менее ярко и у людей с сохранным иммунитетом не имеет второго пика. Легкие меньше вовлекаются в процесс, риск миокардита и острых поражений почек пока неизвестен. Также неизвестно, насколько выражена неврологическая симптоматика, но судя по таким симптомам, как головокружение и потеря ориентации, она может быть и более сильной, чем при инфекции другими штаммами. Частота потери обоняния, по-видимому, не изменилась.

В группе риска люди с высоким индексом массы тела, еще раз отметил Александр Арутюнов. Этот показатель даже более значим, чем диабет. Очень тяжелое течение отмечается при ИМТ более 35, средний ИМТ госпитализированных — 29, и даже ИМТ выше 25 повышает риск. Чем больше масса тела, тем больше С-реактивного белка уже на старте лечения; «сразу гормональные препараты, сразу потребность таргетной терапии». Повышается вероятность цитокинового шторма. Воспаление ведет к тромбозам: после COVID-19 в 30 раз чаще происходит тромбоз стента, ухудшается перфузия миокарда, развивается микрососудистое поражение.

Чем больше заболеваний, тем выше летальность коронавирусной инфекции. Огромный вклад в нее вносит ишемическая болезнь сердца, причем он растет с каждой следующей волной. Хроническая сердечная недостаточность, ХОБЛ, острые почечные повреждения — все это группы риска. Более выраженная масса тела и большое число сопутствующих патологий повышают риск и для молодых людей, которые с приходом омикрона стали болеть чаще.

Также следует помнить о «долгом ковиде». Выздоровление не совпадает с выпиской, подчеркнул докладчик, и это не просто жалобы на утомляемость. Гипертония, сильная одышка, дестабилизация стенокардии и ИБС, развитие новых заболеваний у лиц с предрасположенностью — врачам нужно быть к этому готовыми: «Любой клиницист должен держать группы риска в голове».

Опасность омикрона для беременных, скорее всего, будет ниже, чем в предыдущих волнах, сказал Арутюнов, отвечая на вопросы. Однако статистики пока нет. Нет данных и о прямом влиянии перенесенного COVID-19 на репродуктивную функцию у мужчин, но бесспорно, что COVID-19 может приводить к тяжелой системной гипоксии и быстрой прогрессии атеросклероза, и эти события влияют на репродуктивную функцию опосредованно.

Ольга Шипулина, директор департамента молекулярно-генетических исследований АО «ЛабКвест» (Москва), рассказала об опыте внедрения наборов реагентов для определения штаммов SARS-CoV-2. Сеть лабораторий «Лабквест» начала дифференцировать штаммы омикрон и дельта в образцах клиентов с 14 января 2022 года. Если клиент заказывает ПЦР-тест на коронавирус через 12 часов или 24 часа, в случае положительного результата ему без дополнительной оплаты делают генотипирование штамма. (Как известно, положительный результат ПЦР-теста необходимо подтверждать повторным тестированием.) В сообщении, которое получит клиент, будет указано: «Выявлены маркёры генетического варианта дельта (или омикрон)».

Вебинар завершил доклад Томаша Шемеса (Tomáš Szemes), руководителя департамента геномики и биоинформатики научного парка Университета Корнелиуса в Братиславе. Он поделился опытом секвенирования геномов коронавируса в Словакии.

Волна, вызванная омикроном, — для Словакии третья, на момент подготовки доклада усредненное за неделю количество новых случаев в день составляет около 12 тысяч. Всего за время пандемии зарегистрировано более миллиона случаев COVID-19, 17830 смертей. 50% населения вакцинировано. Сейчас в Словакии также отмечается сильный рост числа новых случаев, доля омикрона составляет 91-94% в большинстве регионов. Но, по мнению докладчика, пик скоро будет пройден.

Первые шесть случаев коронавирусной инфекции были идентифицированы в лаборатории Томаша Шемеса в марте 2020 года. Сначала секвенирование коронавируса в Словакии не организовывалось государством, лишь в марте 2021 года начали предпринимать усилия на национальном уровне. Сейчас образцы из 40 лабораторий направляют в центры секвенирования, включая лабораторию Шемеса. Цель — секвенировать не менее 10% случаев: при появлении омикрона, однако, это стало сложным. Лаборатория Томаша Шемеса работает на приборах Illumina, в том числе NextSeq.

Стратегии секвенирования в течение пандемии несколько раз менялись. Так, во время второй волны брали прежде всего образцы от лиц с историей путешествий, продолжительной госпитализацией, от заболевших вакцинированных. Между второй и третьей волной секвенировали все положительные образцы. Сейчас основной задачей является отслеживание распространения омикрона, проводится быстрое секвенирование случайно выбранных образцов. Результаты загружаются в Tessy, GISAID (там сейчас уже 19 тысяч последовательностей из Словакии), ENA COVID-19 Data portal. Словакия занимает шестое место в European COVID-19 Data Platform.

«Мы ищем что-то, что может прийти за омикроном», — сказал Шемес. Помимо секвенирования клинических образцов, его лаборатория исследует экзомы заболевших в поисках факторов, влияющих на протекание болезни, ищет внеклеточные циркулирующие биомаркеры COVID-19, а также занимается секвенированием образцов сточных вод в рамках мониторинга коронавирусной инфекции.

Благодарим наших слушателей за интерес к вебинару и активное участие!