"Вирус будет мутировать". Ученые спрогнозировали развитие пандемии COVID-19

МОСКВА, 29 дек — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Еще до появления в стране COVID-19 российские ученые создали консорциум CoRGI, чтобы отслеживать распространение коронавируса и его эволюцию. В крупнейших научных журналах они публиковали статьи о первых вспышках заболевания в регионе, рождении новой линии дельта-штамма. Корреспондент РИА Новости поговорила с участниками этого объединения, чтобы понять, куда пойдет дальше пандемия и чего вообще ждать.

Справка

Консорциум CoRGI создали по инициативе НИИ гриппа имени А. А. Смородинцева для максимально быстрого анализа эпидемической ситуации. В него входит несколько научных групп, институтов, в том числе Центр Гамалеи, клинико-диагностические лаборатории, от которых идет основной поток образцов, полученных в больницах и при обычном ПЦР-тестировании. Часть положительных результатов отправляют на секвенирование — полное или частичное чтение генома. Результаты публикуют в базе данных GISAID, пополняемой со всего мира. Сейчас там 6,5 миллиона геномов.

За анализ данных в консорциуме отвечают научные группы профессора Георгия Базыкина, представляющего Сколтех, Институт проблем передачи информации имени А. А. Харкевича РАН, и Владимира Щура, заведующего международной лабораторией статистической и вычислительной геномики ВШЭ.

Русской "дельте" придется потесниться

Первых заболевших коронавирусом в России выявили в конце февраля 2020-го. А в апреле в НИИ имени Вредена в Санкт-Петербурге, где на карантине находились более семисот человек, произошла крупная вспышка. Обычно такие события стараются свести к одному случаю, но ученые на массиве данных консорциума CoRGI показали, что было минимум два-три независимых заноса извне. Да и сама эпидемия в стране началась благодаря как минимум 67 завозным случаям. Статья об этом вышла в Nature Communications почти год назад.

"Только секвенирование достоверно показывает, какие варианты вируса циркулируют внутри сообщества, какие более или менее успешны", — говорит соавтор работы Владимир Щур. Недавно появился очередной препринт консорциума с описанием линии дельта-варианта, доминирующей в России. Это AY.122, иногда ее называют "русской "дельтой".

"Мы сразу видели этот вариант с двумя характерными мутациями, он часто встречался", — рассказывает Георгий Базыкин. Одна мутация в гене NSP2, вторая в ORF7a, это не спайк-белок, изменение которого особенно беспокоит исследователей. Функции обоих участков не до конца ясны, но каких-либо значимых отличий от исходного дельта-штамма они, видимо, не дают.

"Этот вариант встречался в других странах, в некоторых даже размножился, но в таких масштабах — только у нас. Это убедительно доказывает, что у него нет конкурентного преимущества по сравнению с основным дельта-штаммом. Значит, дело в случайном заносе в Россию, в эффекте основателя", — продолжает ученый.

Где возникла линия AY.122, неясно. После России ее замечали в соседних странах — Армении, Казахстане, Эстонии, Финляндии, Молдавии. А также в Монако.

"Этот вариант продолжает эволюционировать, образовались ответвления, но мы не видим мутаций, которые изменяли бы его свойства. Если и дальше так пойдет, то "дельту" либо заменит "омикрон", либо они будут сосуществовать", — предполагает профессор Базыкин.

© Иллюстрация РИА Новости

Линия дельта-штамма AY.122 доминирует на территории России

"Омикрон" захватывает мир

Об омикрон-штамме сообщили в конце ноября. В ЮАР этот новый, сильно мутировавший вариант вызвал вспышку. Уже 6 декабря его зафиксировали в России у вернувшихся из-за рубежа. Сейчас инфицированных — десятки.

"Важно не пропустить момент, когда "омикрон" начнет интенсивно распространяться, чтобы успеть вовремя среагировать. Если в Москве его доля достигнет одного процента, я бы предложил ужесточить противоэпидемические меры, не дожидаясь быстрого роста. Мы знаем по опыту: чем раньше начать гасить волну, тем меньше она будет", — говорит Георгий Базыкин. И добавляет, что секвенировать больше геномов для экономики и социума гораздо дешевле, чем лечить заболевших.

В ЮАР, Великобритании, ряде других стран Европы "омикрон" уже вытеснил "дельту", став преобладающим вариантом. Этот сценарий может повториться и в России, хотя у нас завозных случаев гораздо меньше, чем, скажем, в Великобритании.

CC BY 4.0 / Our World in Data /

Резкий рост числа случаев заражения SARS-CoV-2 в США в декабре связывают с "омикроном"

По предварительным данным, "омикрон" в три-четыре раза заразнее дельта-штамма. Однако не исключено, что это результат наложения разных обстоятельств, уточняет Владимир Щур. У вируса есть базовая трансмиссивность, которая проявляется при попадании в популяцию людей, ранее не привитых и никогда не сталкивавшихся с ковидом. Какова она у "омикрона", сказать сложно, поскольку он распространяется в странах с высокой долей иммунного населения. На скорость распространения может влиять способность уходить от приобретенной защиты. "Видимо, действует сочетание этих двух факторов, разделить которые до конца мы не можем", — уточняет ученый.

"Омикрон" распространяется быстрее, чем "дельта" и любые другие варианты. Но в ЮАР число инфицированных снижается. "Никто до конца не понимает почему", — отмечает Щур. Тут есть несколько возможных объяснений. Одно из них — легкое течение болезни, из-за чего люди не обращаются к врачу и не попадают в статистику. Таково базовое свойство вируса или работает приобретенный иммунитет, неизвестно. Есть данные, что этот вариант активно размножается в бронхах, но не опускается в легкие. Нельзя исключать и психологию. Когда эпидемическая ситуация ухудшается, люди ведут себя осмотрительнее: меньше общаются, соблюдают дистанцию, носят маски. Это сдерживает волну, она выходит на плато, потом — спад. "В начале пандемии многие математические модели не сработали — пики и плато настали раньше. И снова мы видим это с "омикроном", — говорит математик.

© Инфографика

Геном "омикрона" сильно изменен по сравнению с исходных уханьским штаммом и другими вариантами, такими как "дельта"

В эпидемии большую роль играют события суперраспространения (спортивные матчи, конференции) и суперраспространители — люди либо с большей вирусной нагрузкой, либо с большим количеством социальных контактов. Например, таксист, если он не знает, что болен, заражает в 2,5 раза больше людей, чем среднестатистический инфицированный.

Важна также структура сообщества. "Модели исходят из того, что популяция однородна, все со всеми общаются. В реальности есть группы, подгруппы, внутри которых контактов больше, чем снаружи. Чтобы новая группа заболела, нужно занести вирус извне. А когда существенная доля в ней переболела, цепочки передач обрываются. Вирусу дальше некуда идти", — поясняет Владимир Щур.

Ученый уверен, что "омикрон" вызовет волну и в России, только позже, к концу января. Рост пойдет по экспоненте, как во всем мире.

"Пока болеет один из тысячи, это не заметно. Мы увидим волну, когда число случаев "омикрона" и "дельты" станет равным. Буквально через несколько дней последует взрывной рост", — предсказывает собеседник.

Поскольку в России недостаточно тестируют и мало расшифровывают геномы, легко упустить нужный момент. "По ощущениям, у нас есть месяц-полтора", — заключает Владимир Щур.

Пандемия надолго

"Омикрон" поколебал уверенность научного сообщества в скором прекращении пандемии.

"Я не вижу предпосылок, чтобы вирус куда-нибудь ушел сам или вымер из-за того, что люди приобретут иммунитет", — рассуждает Георгий Базыкин. Он сравнивает "омикрон" с гриппом по способности быстро адаптироваться к иммунитету.

"Корнавирус будет каждый год заражать миллионы людей, это позволит ему постоянно эволюционировать, постепенно уходя от коллективного иммунитета. А мы продолжим вакцинироваться и (или) болеть время от времени", — говорит профессор.

Новыми вариантами гриппа человек в среднем болеет раз в десять лет. Иммунитет к коронавирусу, видимо, ослабевает быстрее, добавляет ученый. Если ничего не делать, то раз в три года — повторное инфицирование. Ключевой вопрос: какова смертность от реинфекций. Если как у гриппа, то это, конечно, неприятно, но привычно. Как будет с ковидом — неясно.

© Juliet R.C. Pulliam et al. / medRxiv

Согласно анализу данных без малого трех миллионов пациентов в ЮАР, риск повторного заражения с приходом омикрон-штамма возрастает в 2,7 раза

Как и грипп, коронавирус порождает более заразные варианты. Причем радикально меняет антигенные свойства так, что наша иммунная система перестает его узнавать.

"Увеличение трансмиссивности, то есть способности заражать людей вне зависимости от иммунного статуса, и уход от существующего иммунитета — два ключевых фактора возникновения новых вариантов", — подчеркивает Георгий Базыкин. И если у трансмиссивности есть предел, то уходить от иммунитета вирус может бесконечно. "Все, что ему нужно, — изменяться внешне, неважно как", — подчеркивает он. Вирулентность же, то есть свойство вызывать заболевание и убивать, — это побочный эффект.

"Ему сложно быстро распространяться, никак не вредя хозяину, но и сильно вредить незачем. Здесь возможны варианты. Одни вирусы эволюционируют в сторону меньшей патогенности, другие — большей, а некоторые многие годы остаются на одном уровне", — поясняет генетик.

Нельзя сбрасывать со счетов и "дельту". По данным оперштаба, в стране от ковида каждый день умирает почти тысяча человек. Штамм требует пристального мониторинга, потому что может мутировать.

"Я считал, что следующий опасный вариант будет потомком "дельты", потому что она доминирует на земном шаре. А оказалось, что "омикрон" возник из ранних штаммов, где-то прятался долго", — замечает профессор Базыкин. Вряд ли мы узнаем когда-нибудь достоверно, откуда он взялся. По поводу альфа-штамма, тоже была гипотеза, что он образовался в организме человека с иммунодефицитом, но источник так и не нашли.

"Прогнозы строить очень сложно", — признает ученый. — Но у нас есть возможность обновлять вакцины, ситуация не выглядит безнадежной".

С ним согласен Владимир Щур. Вакцинация, разработка лекарств помогают снизить смертность от ковида. Не менее важно, по его мнению, уменьшать заболеваемость. Чем меньше людей болеет, даже легко, тем меньше у вируса пространства для мутаций, тем медленнее он меняется. "Периоды нормальной жизни, то есть между опасными вариантами, такими как "дельта" и "омикрон", увеличатся. Только важно сокращать число заражений во всем мире — как за счет вакцинации, так и других мер", — уточняет исследователь.

Судя по всему, вирус остается с нами. "Он продолжит мутировать, но в какую-сторону, неизвестно. Наши возможности предсказывать фенотип по генотипу ограниченны. Другими словами, если дать последовательность коронавируса с какими-то внесенными туда мутациями, то мы не сумеем до конца предсказать, как он будет распространяться по популяции", — говорит Владимир Щур.

Математические модели эпидемии проверяют на ретроспективных данных. Однако четкого прогноза на будущее ждать не стоит. Все меняется слишком быстро и непредсказуемо.

Одна из задач, стоящих перед учеными, — по форме эволюционного древа вируса получить эффективное репродуктивное число (R0). Это дает независимое от официальных данных представление о скорости его распространения. Владимир Щур с коллегами разрабатывают модели для раннего обнаружения потенциально интересных вариантов патогена среди всего гигантского филогенетического древа, чтобы выиграть время до того, как они начнут захватывать мир.