8 декабря, во вторник, во время обычного совещания по вопросам распространения коронавируса в Соединенном Королевстве ученые и эксперты из сферы здравоохранения увидели схему, заставившую их вздрогнуть. На юго-востоке Англии в Кенте произошел резкий скачок заболеваемости, но филогенетическое древо, демонстрирующее последовательность вирусного генома в этом графстве, выглядело очень странно, рассказывает микробный генетик из Бирмингемского университета Ник Ломан (Nick Loman). Половина заболеваний была вызвана одним очень специфическим вариантом SARS-CoV-2, и более того, этот штамм сидел на ветке дерева, которая буквально выпирала из остальных данных. «Я никогда прежде не видел такой аномалии на филогенетическом древе», — говорит Ломан.
Прошло менее двух недель, и этот мутант сегодня вызывает панику в Соединенном Королевстве и по всей Европе. Вчера британский премьер-министр Борис Джонсон объявил об ужесточении карантинных мер, заявив, что новый штамм, получивший название B.1.1.7, по всей видимости, легче передается от человека к человеку. Услышав эту новость, многие лондонцы сегодня поспешили покинуть город до введения новых ограничительных правил, из-за чего на вокзалах появились огромные толпы. Сегодня же Нидерланды, Бельгия и Италия объявили о временной отмене пассажирских авиарейсов из Соединенного Королевства. Курсирующие между Брюсселем и британской столицей поезда «Евростар» прекратят движение сегодня в полночь. Перерыв будет действовать минимум сутки.
Между тем, ученые напряженно работают, пытаясь понять, действительно ли B.1.1.7 легче передается от человека к человеку (в этом уверены далеко не все), и если это так, то почему. Их также интересует, почему он так быстро эволюционировал. B.1.1.7 одновременно получил 17 мутаций, чего раньше с вирусами не случалось. «Сейчас они изо всех сил пытаются понять и охарактеризовать часть этих мутаций в лабораторных условиях», — сказал молекулярный биолог Эндрю Рэмбо (Andrew Rambaut) из Эдинбургского университета.
Слишком много неизвестных
Исследователи наблюдают за SARS-CoV-2 в режиме реального времени гораздо внимательнее, чем за любым другим вирусом. Пока он накапливает мутации со скоростью 1-2 изменений в месяц. Это значит, что многие секвенированные сегодня геномы примерно на 20 пунктов отличаются от первых геномов, секвенированных в Китае в январе. Но существуют и многие варианты с меньшим количеством изменений. «Поскольку мы очень тщательно следим за геномами, мы видим почти каждую мелкую перемену», — говорит Ломан.
Но ученые ни разу не видели, чтобы вирус получал более 12 мутаций одновременно. Они считают, что это случилось во время продолжительной болезни одного-единственного пациента, что позволило SARS-CoV-2 пройти длительный период быстрой эволюции, в ходе которой разные мутации боролись за преимущества.
По словам Рэмбо, среди 17 мутаций есть восемь мутаций в гене, кодирующем шиповидный белок на поверхности вируса, и две из них вызывают особую тревогу. Одна из мутаций под названием N501Y увеличивает прочность сцепления белка с рецептором ACE2, через который вирус проникает в человеческие клетки. Вторая, названная 69-70del, ведет к потере двух аминокислот в шиповидном белке и встречается в вирусах, которые у некоторых пациентов с иммунной недостаточностью уклонялись от иммунного ответа.
Удачное совпадение помогло доказать, что штамм B.1.1.7 (его также называют VUI-202012/01) в Британии распространяется быстрее других вариантов. Одна из разновидностей тестов методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) носит название TaqPath, и с ее помощью обнаруживают части трех генов. Но вирусы с мутацией 69-70del дают негативный сигнал гену, кодирующему шиповидный белок, и обнаружить удается только два гена. Это значит, что с помощью ПЦР-теста, которых в Британии делают сотни тысяч каждый день, и которые дешевле и быстрее, чем секвенирование всего вируса, можно отследить мутацию B.1.1.7.
На субботней пресс-конференции главный научный советник Патрик Валланс (Patrick Vallance) сказал, что штамм B.1.1.7, впервые появившийся в вирусе, изолированном 20 сентября, в середине ноября составлял 26% от общего количества заболеваний. «К неделе, начавшейся 9 декабря, эти цифры были уже гораздо выше, — отметил он. — Так что в Лондоне свыше 60% всех заражений были именно этим новым вариантом». Борис Джонсон добавил, что из-за череды мутаций этот вирус мог стать заразнее на 70%.
Вирусолог Кристиан Дростен (Christian Drosten) из берлинского госпиталя «Шарите» говорит, что такие оценки преждевременны. «Есть слишком много неизвестных, чтобы делать такие заявления», — отмечает он. Во-первых, быстрое распространение B.1.1.7 может оказаться случайностью. Ученые раньше беспокоились, что вариант, быстро распространившийся из Испании по всей Европе (его ошибочно называли B.1.177), может быть более заразным, но сегодня они так не думают. Просто его разнесли по всей Европе отдыхающие, проводившие свои отпуска в Испании. Нечто похожее может случиться и с B.1.1.7, говорит вирусолог из Джорджтаунского университета Анджела Расмуссен (Angela Rasmussen). Дростен отмечает, что у нового мутанта есть делеция в другом гене ORF8, который, согласно данным прежних исследований, может снижать способность вируса распространяться.
Однако новый повод для беспокойства дает Южная Африка, где ученые секвенировали геномы в трех провинциях с высоким уровнем заболеваемости: Восточно-Капской провинции, Западно-Капской провинции и в провинции Квазулу-Натал. Они выявили линию, отличную от британского варианта, где в гене шипа тоже есть мутация N501Y. «Мы выяснили, что эта линия распространяется гораздо быстрее», — говорит вирусолог Тулио Де Оливейра (Tulio De Oliveira) из Университета Квазулу-Натал, который первым предупредил британских ученых о важности данной мутации. (По его словам, предварительная публикация его работы о новом штамме, который они называют 501Y.V2, выйдет в понедельник.)
Еще есть обеспокоенность, что B.1.1.7 может вызвать более тяжелую болезнь. Есть свидетельства, что южноафриканский вариант вызывает тяжелую форму заболевания у молодежи и здоровых в остальном людей. Об этом говорит директор Африканских центров контроля и профилактики болезней Джон Нкенгасонг (John Nkengasong). «Это вызывает беспокойство, но нам нужно больше данных, чтобы появилась уверенность», — отмечает он. В понедельник Африканская рабочая группа по коронавирусу проведет экстренное совещание на эту тему.
Однако пришедший из Испании штамм B.1.1.7 служит уроком и предупреждением, говорит вирусолог Эмма Ходкрофт (Emma Hodcroft) из Базельского университета. Британские ученые поначалу думали, что смертность от него на 50% выше, однако на поверку оказалось, что это «чистая неразбериха, предвзятость и путаница в данных в первые дни», объясняет она. «Я думаю, это лишний раз убедительно напоминает о том, что мы всегда должны очень внимательно и осторожно относиться к первоначальным данным». Что касается N501Y, то повышенная заболеваемость среди молодежи может объясняться тем, что сейчас больше людей заражается. По словам Оливейры, недавние празднования по поводу окончания экзаменов в ЮАР привели к резкому скачку заболеваемости. Исследования культуры клеток и эксперименты на животных покажут, как переносимый новым штаммом вирус с несколькими или со всеми мутациями выглядит на фоне прежних вариантов, говорит Дростен.
Чтобы получить четкие ответы, понадобятся месяцы работы. Однако вирусолог из Кембриджского университета Равиндра Гупта (Ravindra Gupta) уже начал ее. Мутация 69-70del появилась вместе с другой мутацией под названием D796H в вирусах пациента, который болел несколько месяцев и получал в качестве лечения плазму крови выздоровевшего лица. (Он в итоге умер.) Коллектив Гупты лабораторными методами выяснил, что вирус с двумя мутациями менее подвержен воздействию плазмы крови от нескольких доноров, чем вирус дикого типа. Гупта также создал лентивирус, чтобы увидеть экспрессию мутировавшей версии шиповидного белка, и обнаружил, что одна только делеция сделала его вдвое более заразным. Сейчас он проводит аналогичные эксперименты с вирусами, имеющими как делецию, так и мутацию N501Y. По словам Гупты, первые результаты должны появиться после Рождества.
Где-то еще это происходит?
Запрет на рейсы их Британии, который ввели некоторые страны, «кажется довольно радикальной мерой», говорит Ходкрофт. Но у стран появляется время подумать о том, вводить или нет дополнительные меры для пассажиров из Соединенного Королевства. Ходкрофт выражает надежду, что большинство стран Европы сейчас как раз думают об этом.
Вместе с тем, ученые заявляют, что B.1.1.7 мог уже получить широкое распространение. Голландские исследователи обнаружили штамм B.1.1.7 в образце, взятом у пациента в начале декабря, о чем министр здравоохранения этой страны Гуго де Йонге (Hugo de Jonge) написал сегодня в письме в парламент. Они постараются выяснить, как заразился этот пациент, и есть ли другие связанные с этим случаи заболеваний. Этот штамм может быть и в других странах, отмечает эпидемиолог Уильям Хэнидж (William Hanage) из Школы общественного здравоохранения Гарвардского университета. Британия могла просто первой его выявить, потому что в этой стране ведется самый передовой геномный мониторинг SARS-CoV-2. Во многих странах секвенированием вообще не занимаются.
Приведший к появлению B.1.1.7 эволюционный процесс может произойти и в других местах. Сегодня уже появляется вакцина, и избирательная нагрузка на вирус будет меняться. Это значит, что можно будет проводить селекцию вариантов, помогающих вирусу преуспевать, говорит исследователь инфекционных болезней Кристиан Андерсен (Kristian Andersen) из Исследовательского центра Скриппса (Scripps Research). По его словам, в предстоящие месяцы необходимо будет выявить такие события. «То, что способствовало появлению B.1.1.7, наверняка появится и в других частях света, — говорит он. — Сможем ли мы обнаружить это, а потом установить наблюдение? На мой взгляд, это одна из важнейших задач».