Эволюция и биология вариантов SARS-CoV-2

Наше понимание продолжающейся пандемии, вызванной коронавирусом 2, вызывающим тяжёлый острый респираторный синдром (SARS-CoV-2), было бы крайне ограниченным без изучения генетики и эволюции этого нового коронавируса человека. Масштабное секвенирование геномов с момента проникновения SARS-CoV-2 в человеческую популяцию в конце 2019 года позволило практически в реальном времени отслеживать его глобальное распространение и диверсификацию. Эти данные легли в основу анализа происхождения вируса, его эпидемиологии и адаптации к человеческой популяции, прежде всего способности ускользать от иммунного ответа и повышения передаваемости. Несмотря на то что SARS-CoV-2 был новым патогеном человека, он изначально обладал высокой способностью к передаче от человека к человеку. В ходе быстрого распространения среди людей SARS-CoV-2 эволюционировал в новые, возникшие независимо формы — так называемые «варианты, вызывающие обеспокоенность», — лучше приспособленные к передаче от человека к человеку. Наиболее важной адаптацией предкового коронавируса летучих мышей, от которого произошли SARS-CoV-1 и SARS-CoV-2, к инфицированию человека и других млекопитающих стало использование рецептора ангиотензинпревращающего фермента 2 (ACE2). Ослабленные структурные ограничения придают белку-шипу коронавирусов, связанных с SARS, пластичность, позволяющую переносить значительные аминокислотные замены, влияющие на антигенные свойства, без утраты способности связываться с ACE2. Хотя основная часть исследований обоснованно сосредоточена на белке-шипе вируса как главном факторе антигенной эволюции и изменения передаваемости, всё больше данных указывает на вклад других участков вирусного протеома во взаимодействие вируса с организмом хозяина. В настоящее время уровни циркуляции в популяции рекомбинантов, сочетающих генетически различные варианты, невелики, однако при совместной циркуляции дивергентных вариантов выявляется рекомбинация между кладами SARS-CoV-2, что повышает риск появления вирусов с новыми свойствами. Применение вычислительных методов и машинного обучения к наборам данных о последовательностях геномов для формирования экспериментально проверяемых прогнозов создаст систему раннего предупреждения при надзоре за новыми вариантами и будет иметь большое значение для планирования вакцинации в будущем. Омикрон, последний из вариантов SARS-CoV-2, вызывающих обеспокоенность, привлёк внимание к резким скачкообразным изменениям антигенных свойств — «сдвигу» — в отличие от постепенных изменений, или «дрейфа». Сочетание повышенной передаваемости и антигенного сдвига у Омикрона привело к тому, что он легко вызывал инфекции у полностью вакцинированных и ранее инфицированных людей. Вирулентность Омикрона, хотя и была ниже, чем у сменённого им варианта Дельта, в значительной степени определялась предшествующим иммунным воздействием на людей; при этом имеются убедительные данные о том, что бустерная вакцинация защищает от тяжёлого заболевания. В настоящее время SARS-CoV-2 зарекомендовал себя как опасный новый респираторный патоген человека с непредсказуемым эволюционным потенциалом. Поэтому риск появления новых вариантов слишком велик, чтобы не обеспечить секвенирование вирусных геномов во всех регионах мира, защиту населения с помощью доступных и недорогих вакцин, а также внедрение непредусматривающих наказания стратегий выявления новых вариантов, вызывающих обеспокоенность, и реагирования на них.