Что такое штаммы коронавируса?

На момент 2021 года новая коронавирусная инфекция SARS-CoV2 унесла жизни более 5 млн. человек во всем мире. Высокая контагиозность и летальность вируса COVID-19 объясняются в частности мутациями в его РНК, которые способствуют совершенствованию и устойчивости патогена. Таким образом, новые штаммы коронавируса SARS-Cov2 (дельта, британский, мю и др.) в той или иной мере отличаются от своего первоначального варианта, обнаруженного в 2019 году в Ухане.

Свое название коронавирус получил за специфическую форму — под микроскопом вирион выглядит как сферическое тело с белковыми шипами по всей поверхности, в свою очередь шипы напоминают зубья солнечной короны. Благодаря такой особенности вирус прочно имплантируется в клетки организма человека, связываясь с соответствующими белковыми рецепторами, после чего запускает инфекционный процесс, губительный для клеток носителя-донора.

Вирусологи отмечают, что у многих новых агрессивных штаммов COVID-19 меняется структура S-белка, образующего шипы коронавируса. Эти адаптационные изменения позволяют вирионам распознавать клетки, пригодные, для имплантации, оставаться незамеченными для иммунитета под видом безвредных органических веществ, быстрее размножаться и паразитировать на человеческом организме, превращая его в базу для производства новых вирионов. Когда носитель инфекции погибает, со временем погибают и вирусы, лишенные своего донора. Как отметил один из врачей «красной зоны»: «Вирус учится убивать, и учится убивать быстрее». Повторная заболеваемость коронавирусом, заболеваемость после вакцинации связана с заражением новыми штаммами вируса, а не только с индивидуальными особенностями организма.

В этой статье мы подробнее расскажем об основных штаммах, которые существуют на момент 2021 года и вызывают настороженность ВОЗ.

В чем специфика коронавируса с точки зрения вирусологии?

Коронавирусы — это семейство вирусов, которые состоят только из одной цепи РНК. В настоящее время семейство объединяет 43 вида, сгруппированные в два подсемейства.

РНК наряду с ДНК представляет собой генетический материал, защищенный молекулярной оболочкой. Факт наличия исключительно РНК говорит о том, что коронавирусу для выживания и размножения необходимо проникать в здоровые клетки. РНК представляет собой молекулу из одной цепи, которая обладает способностью к «программированию», то есть копирует, транскрибирует и передает части своего генетического кода белкам, чтобы они выполняли определенные функции, в данном случае выгодные для размножения и поддержания жизни патогена.

Коронавирусы продуцируют ферменты (репликазу, протеазу, хеликазу) и неструктурные белки, которые разрывают структурные белковые связи в клетках, из которых состоят человеческие органы. Более того, SARS-Cov2 подавляет выработку защитного интерферона — белка, способного блокировать репликацию вирусов и бактерий. В этой связи при новом коронавирусе у ослабленных пациентов повышается риск присоединения бактериальной инфекции к вирусной. COVID-19 как и другие представители данного семейства вирусов провоцируют воспалительный процесс и запускают апоптоз — запрограммированную гибель клеток.

Новый коронавирус SARS-CoV2 может в короткий срок привести к массивному поражению нижних дыхательных путей (воспалению легких), сердечно-сосудистой системы (тромбоз, миокардит) или спровоцировать тяжелую и потенциально летальную реакцию организма (цитокиновый шторм, острый респираторный дистресс-синдром).

Коронавирус передается воздушно-капельным и контактным путем. В жидкой мокроте больного может сохраняться до 7 дней, на пластике — до 3 дней, на картоне — сутки, на меди — до 4 часов.

При температуре выше 56 градусов коронавирус погибает за 30 минут, а 70% спирт и раствор перекиси водорода 0,5% уничтожают вирионы за минуту.

Что такое штамм?

Вирусы мутируют — это значит, что геном меняется, и выживает особь, наилучшим образом приспособленная к условиям. В организме одного человека могут содержаться генетически разные вариации одного вируса, но это не всегда приводит к образованию нового штамма.

Штамм — это новые вариации вируса, которые характеризуются ключевыми изменениями в структуре его генома и придают патогену новые свойства. Одни мутации убивают вирус, другие напротив делают его более контагиозным (от лат. contagiosus — заразный), невидимым для иммунной системы человека, меняют тяжесть заболевания у пациентов.

В начале 2021 года вирусологи пришли к выводу, что антитела людей, переболевших уханьским вариантом COVID-19, не полностью нейтрализуют штамм коронавируса, обнаруженный в Южной Африке. Таким образом, нет гарантии, что если пациент уже однажды болел коронавирусом, то он не заболеет повторно.

Обращаясь к обширной группе коронавирусов, следует сказать, что патогенные для человека относятся к роду Betacoronavirus. Среди них:

1. Круглогодичные штаммы , вызывающие симптоматику легкого ОРВИ: HCoV-229E, HCoV-NL63, HCoV-OC43 и др.

2. Опасные штаммы, приводящие к поражению нижних дыхательных путей: MERS-CoV, SARS-CoV, SARS-CoV-2.

К штаммам, поражающим животных относятся Beaudette (вирус птичьего инфекционного бронхита), BCoV-ENT (бычий коронавирус), MHV-A59 (гепатит мышей) и др.

Считается, что новая коронавирусная инфекция SARS-CoV2 передалась человеку от летучей мыши, заразившей в Китае этим вирусом животное, употребляемое человеком в пищу.

Какие штаммы коронавируса наиболее опасны?

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) отмечает, что большинство мутаций и соответственно новых штаммов коронавируса SARS-CoV2 никак не влияют на его свойства. Однако некоторые, наиболее «удачные» повышают его устойчивость перед вакцинами, увеличивают скорость распространения, делают почти «невидимыми» для тест-систем, меняют тяжесть течения заболевания и алгоритмы лечения.

С января 2020 года ВОЗ и национальные исследовательские центры отслеживают и оценивают эволюцию COVID-19. Существует два списка:*

VOC — варианты, вызывающие обеспокоенность, которые относятся к наиболее опасным для человека и являются приоритетными в наблюдении.

VOI — варианты интереса, менее опасные по своим свойствам и требующие мониторинга.

Международная медицинская организация подчеркивает, что эти списки не являются единственно верными — возможно появление новых региональных штаммов, которые будут вызывать обеспокоенность или интерес местных систем здравоохранения.

Так, в июне 2021 г. в список для мониторинга (VOI) впервые попал «Российский» вариант коронавируса AT.1, однако уже в июле из него исключен. Между тем штамм «Лямбда» (Перу), который в январе 2021 г. был внесен в список VOC, к концу года перенесен в VOI.

В обновленной классификации (на декабрь 2021) VOC и VOI указано 5 наиболее опасных штамма и 2 штамма, которые требуют мониторинга, соответственно.

VOC. Опасные штаммы

Известно, что мутации в структуре РНК привели к изменениям, выгодным для коронавируса и опасным для человека. Эти штаммы дают высокую вирусную нагрузку на организм, быстро распространяются, увеличивают скорость патологических изменений в организме, меняют тяжесть заболевания, а вакцины не всегда оказываются эффективны.

Альфа (Британский штамм), от 18 декабря 2020 года;
Бета (Южноафриканский штамм), от 18 декабря 2020 года;
Гамма (Бразильский штамм), от 11 января 2021 года;
Дельта (Индийский штамм), от 4 апреля 2021 года (VOI), в списке VOC — c 11 мая 2021 года.
Омикрон, от 24 ноября 2021 года (VOI), в списке VOC — c 26 ноября 2021 года.

VOI. Штаммы интереса

Лямбда (Перуанский штамм), от 14 июня 2021 года;
Мю (Колумбийский штамм), от 30 августа 2021 года.

Британский штамм «Альфа»

Штамм B.1.1.7 отличается высокой контагиозностью, по сравнению с первым Уханьским штаммом он передается на 50% активнее. По данным ВОЗ британский штамм включает около 17 значимых мутаций, некоторые из которых привели к изменению белковых шипов. В результате вирусу стало легче связываться с рецептором ACE2, который есть в легочной паренхиме и эпителии сосудов человека. В связи с этим штамм считается потенциально более летальным, однако меры социальной изоляции и вакцинации признаны эффективными в борьбе с британским штаммом. Не получено данных за увеличение случаев детской заболеваемости пневмонией в связи с распространением этого штамма коронавируса.

Предполагается, что этот штамм возник в организме человека с ослабленным иммунитетом, который очень долго болел. За это время вирус успел накопить столько мутаций в геноме.

Индийский штамм «Дельта»

B.1.617.2 относится к доминирующим во всем мире (и в России) штаммам. Вирусологи выявили у него восемь мутаций белкового шипа. Он распространяется также быстро, как и британский штамм, а возможно и быстрее. Кроме того вирус частично уходит от иммунного ответа. Российские медики полагают, что B.1.617.2 способен вызывать расстройство ЖКТ (диарея, тошнота), а для детей он также опасен, как и для взрослых.

Южноафриканский штамм «Бета»

Был обнаружен примерно в то же время, что и британский штамм. Признан доминирующим в Дубае, ОАЭ и на территории всего южноафриканского континента. Обнаружен и в других странах в связи с развитыми туристическими и профессиональными контактами. Штамм B.1.351 характеризуется изменениями в геноме, из-за которых ему удается уходить от иммунного ответа и защитного действия вакцин.

Бразильский штамм «Гамма»

В Бразилии обнаружено два штамма: P1 и P2 — обеспокоенность вызывает первый вариант коронавируса. Главной особенностью бразильского штамма является способность частично уходить от иммунного ответа и антител. В регионе зарегистрированы не только вспышки роста заболеваемости, но и случаи повторного заражения.

Ботсванский штамм «Омикрон»

На данный момент B.1.1.529 является самым малоизученным штаммом коронавируса. Характеризуется большим количеством мутаций белкового шипа или пепломеры (липопротеиновая оболочка в форме солнечной короны). От исходного варианта «Омикрон» отличают около 50 мутаций, 30 из которых затрагивают структуру белкового шипа.

Изначально ВОЗ оценивала опасность этого штамма на уровне индийской «Дельты», однако позднее стало ясно что касается это преимущественно контагиозности. «Омикрон» ловко ускользает от иммунитета человека, даже если он когда-то переболел коронавирусом или был вакцинирован. Позднее стало ясно, что «Омикрон» гораздо реже вызывает поражение легких, то есть отличается сравнительно более мягкими последствиями (это не касается пациентов из группы риска).

При этом было выдвинуто предположение, что пациенты, переболевшие «Дельтой» наиболее защищены от «Омикрона». То есть при наличии «обученного» иммунитета (антител) и отсутствии тяжелых хронических заболеваний болезнь протекает сравнительно легко и напоминает грипп.

Также выдвинуто и другое предполажение — пациенты, переболевшие «Омикроном» могут быть не защищены от «Дельты». Новый штамм коронавируса может заражать детей.