Американские ученые отследили эволюционный путь, который прошел вирус SARS-CoV-2 в организме человека с ослабленным иммунитетом за пять месяцев, и установили, какие именно мутации, позволяют коронавирусу уклоняться от иммунной защиты. Результаты опубликованы в журнале Cell.
Подавляющее большинство людей, переболевших COVID-19, после выздоровления избавляются от вируса SARS-CoV-2, но некоторые — например, люди с аутоиммунными заболеваниями или получающие иммуносупрессивные препараты — могут стать хроническими носителями инфекции.
Ослабленная иммунная система таких людей не в состоянии раз и навсегда уничтожить вирус, но она продолжает его атаковать, а вирус пытается перестроиться таким образом, чтобы избежать этой атаки. В результате через некоторое время в организме инфицированных людей с ослабленным иммунитетом возникают новые мутации, устойчивые к воздействию антител или противовирусных препаратов. Изучение каждого такого конкретного случая дает биологам ценную информацию о путях эволюции и адаптации вируса.
Исследователи из Гарвардской медицинской школы (HMS) вместе с коллегами из Национальной лаборатории новых инфекционных болезней Бостонского университета и Медицинской школы Бостонского университета детально разобрали случай эволюции вируса SARS-CoV-2 у пациента с ослабленным иммунитетом, зарегистрированного в декабре 2020 года в больнице Brigham and Women's в Бостоне.
Пациент получал иммуносупрессивное лечение от аутоиммунного расстройства, и у него развилась хроническая инфекция. Геномный анализ вируса пациента показал наличие кластера из восьми мутаций в спайковом белке, который вирус использует для проникновения в клетки человека. Именно на этот белок нацелены современные методы лечения антителами и вакцины. Конкретно, мутации группировались в сегменте шипа, известном как рецептор-связывающий домен (RBD).
Некоторые из выявленных изменений на тот момент еще не были идентифицированы в доминирующих вирусных вариантах, циркулирующих в популяции, однако уже присутствовали в базах данных общедоступных вирусных последовательностей. Интересно, что аналогичные изменения позже обнаружили в новых, особо агрессивных вариантах SARS-CoV-2 из Великобритании и Южной Африки.
Лабораторное исследование показало, что такой мутировавший вирус способен уклоняться как от естественных антител, находящихся в плазме переболевших, так и от искусственно созданных моноклональных антител, которые сейчас используются для лечения COVID-19.
"Наши эксперименты показали, что структурные изменения в белке вирусного шипа позволяют вирусу избежать нейтрализации антителами", — приводятся в пресс-релизе Гарвардской медицинской школы слова руководителя исследования Джонатана Абрахама (Jonathan Abraham), доцента микробиологии Института Блаватника HMS и специалиста по инфекционным заболеваниям в госпитале Brigham and Women's. — Проблема в том, что накопление изменений в белке-шипе с течением времени может повлиять на долгосрочную эффективность терапии моноклональными антителами и вакцин, нацеленных на белок-шип".
В то же время авторы отмечают, что, скорее всего, новый вариант вируса будет уязвим для вакцин на основе мРНК, которые нацелены на весь спайковый белок, а не только на его части.
"То, как спайковый белок отреагировал на стойкое иммунное давление у одного человека в течение пяти месяцев, дает представление о том, как вирус будет мутировать, если продолжит распространяться по земному шару", — добавляет ученый.
Авторы отмечают, что главная мера, способная предотвратить развитие патогена, — скорейшая всеобщая вакцинация. Иначе нынешние вакцины и методы лечения могут оказаться неэффективными против мутаций следующей волны коронавирусной инфекции.