Эволюция коронавируса: почему вирус мутирует и как диагностировать новые штаммы

Пандемия коронавируса не прекращает сходить с первых полос изданий. И все больше в информационном пространстве появляются новости о появлении новых штаммов вируса SARS-CoV-2 и их дальнейшую эволюцию. Поэтому возникает закономерный вопрос: возможно ли с помощью современных методов выявить мутированные вирусы COVID-19? Однозначно, да. Новейшие технологии, которые используют в медицинской лаборатории ДИЛА, подтверждают, что результатам ПЦР-тестирования можно доверять.

Почему вирусы мутируют?

Вирусам, как и всем живым организмам, присущие наследственность и изменчивость. Когда вирус самовоспроизводиться (реплицируется) или копирует себя, он иногда немного меняется. Эти изменения называются "мутациями". Вирус с одной или несколькими новыми мутациями называется "вариантом" исходного вируса. Чем больше вирусов циркулирует и чем чаще они реплицируются, тем сильнее они могут измениться. Эти изменения могут приводить к созданию варианта вируса, который, например, лучше адаптирован к окружающей среде по сравнению с исходным вирусом. Процесс изменения и выбора удачных вариантов называется "эволюцией вируса". Некоторые мутации могут приводить к изменениям характеристик вируса: например, он может легче и быстрее распространяться, вызвать легкое или наоборот тяжелое течение заболевания по сравнению с исходным вариантом. Также благодаря мутациям они могут быстро развивать устойчивость к противовирусным препаратам.

Какие штаммы коронавируса существуют?

Одни вирусы меняются быстро, другие – медленно. SARS-CoV-2 имеет тенденцию меняться медленнее, чем другие (ВИЧ или вирусы гриппа). Отчасти это можно объяснить внутренним "механизмом проверки" вируса, который может исправлять "ошибки" при создании собственных копий. Ученые продолжают изучать этот механизм, чтобы лучше понять, как он работает.

Используя слово "штамм", ученые подразумевают генетически другую ветку вируса, которая отличается одной или несколькими мутациями от своего "родителя". Разница может составлять лишь долю процента от всего генома (совокупность всей наследственной генетической информации), но каждая новая последовательность РНК может положить начало новой ветке вируса, то есть нового штамма.

Основных штаммов нового коронавируса семь, они обозначаются буквами GR, G, GH, O, S, L и V. Все началось со штамма L, его еще называют Уханьский. Именно его обнаружили в китайском городе Ухань в декабре 2019 года. Однако теперь его начинают вытеснять другие штаммы: Британский, Южноафриканский, Калифорнийский, Бразильский, Японский.

Различные штаммы SARS-CоV-2 распределены по миру неоднородно: на каждом континенте распространены, как правило, не более двух основных вариаций. Их распространение можно наблюдать на составленной учеными интерактивной карте Nextstrain, отслеживающий мутации вируса.

Как вирус мутировал в Украине? Появление британского и южноафриканского штаммов

Глобальной сетью лабораторий ВОЗ учреждена специальная рабочая группа по изучению эволюции вируса SARS-CoV-2, которая оперативно выявляет его новые мутации и оценивает их возможное влияние на сам вирус, на человека, а также на точность диагностики, эффективность лекарственных препаратов и вакцин.

SARS-CoV-2 – наглядный пример эволюции вирусов. У этого вируса мутации возникают относительно просто и являются результатом ошибок при копировании РНК. Каждый новый штамм отличается от предыдущего по строению. Это может как незначительно влиять на характер заболевания, так и приводить к очень существенным изменениям в течение болезни. Например, существуют штаммы, которые распространяются быстрее других или приводят к более тяжелому течению. Некоторые и вовсе могут "не бояться" вакцины или бояться ее "не так сильно". Наконец, не исключены ситуации, когда в результате очередной мутации вирус станет еще более агрессивным и сведет к нулю все проведенные противоэпидемические мероприятия.

Вирусологическая референс-лаборатория Центра общественного здоровья (ЦОС) Украины, которая входит в состав мировой лабораторной сети эпиднадзора по вопросам диагностики SARS-CoV-2, направляет в ВОЗ образцы материалов, полученных у пациентов, для дальнейшего подтверждения и анализа. Сегодня ЦОС Украины имеет результаты исследования 50 образцов от референс-лаборатории, которая функционирует на базе Public Health England Colindale в Лондоне. Эти образцы взяты у пациентов из 9 регионов Украины: Днепропетровской, Донецкой, Закарпатской, Ивано-Франковской, Львовской, Харьковской, Хмельницкой, Черновицкой областей, а также Киева.

На сегодня на территории Украины циркулирует 21 штамм коронавируса и 8 мутированных, в том числе так называемый "британский" и "южноафриканский" штаммы, а также два абсолютно новых (в которых нет совпадений с ранее выявленными образцами вируса).

Диагностика новых штаммов COVID-19

Для лабораторной диагностики крайне важно, чтобы новые мутации коронавируса не привели к тому, что он выпадет из поля зрения нынешних методов идентификации. То есть существующие тест-системы должны определять вирус независимо от наличия в нем генетических изменений. Это имеет огромное значение для диагностики всех возможных форм SARS-CoV-2.

Медицинская лаборатория ДИЛА очень внимательно следит за изменениями. В лаборатории предусмотрена процедура валидации и верификации результатов. Поскольку в технологиях диагностики SARS-CoV-2 все очень быстро меняется, ДИЛА постоянно предоставляет своим клиентам лучшие решения для точной диагностики SARS-CoV-2.

Например, Siemens, а именно эта тест-система используется в исследовании Коронавирус (SARS-Cov-2), COVID-19, РНК RT-ПЦР-качественный, FTD (срочный), продолжает исследование in silico для подтверждения способности своей методики выявлять любые новые штаммы SARS-CoV-2. Согласно исследованиям, все штаммы, которые недавно появились, можно обнаружить со 100%-й степенью обнаружения, как с помощью тестов N-гена, так и ORF1ab. А поскольку РНК-вирусы быстро мутируют, партнеры ДИЛА из Siemens внимательно следят за изменениями всех последовательностей SARS-CoV-2.

Это означает, что тест-системы, которые используются в медицинской лаборатории ДИЛА, помогают выявлять 100% всех имеющихся штаммов, в том числе и "привозные" случаи с новыми вариантами вируса. Высокая точность и специфичность позволяет выявить SARS-CoV-2 среди всего генетического разнообразия вирусов. Тест-системы, применяемые в ДИЛА для диагностики COVID-19, позволяют обнаруживать как первичные формы коронавируса SARS-CoV-2, так и все известные генетически измененные варианты – британский, южноафриканский, бразильский штаммы. Это связано с тем, что SARS-CoV-2 идентифицируется сразу по двум фрагментам вирусной РНК: геном RdRp (ORF1ab) и N, которые являются наиболее стабильными, на сегодня у них не обнаружено никаких мутаций.

COVID-19ДИЛА