Як міг виникнути варіант COVID-19 Omicron?

One of unusual and most intriguing feature of heavily mutated Омікрон variant is that it acquired all the mutations in a single burst in a very short span of time. The degree of change is so much so that some people think it could well be a new strain of human коронавірус (SARS-CoV-3 ?). How such a high level of mutation may have occurred in such a short span? Some argue that Омікрон may have evolved from an immune suppressed patient with some chronic infection like HIV/AIDS. Or, could it have evolved in the current wave in Європа which has witnessed very high transmission rates? Or, could it be associated with some Gain-of function (GoF) research or anything else? Who benefits? It is not possible to draw any conclusion at this stage. Nevertheless, this article attempts to throw light on various dimensions associated with the phenomenon.  

Нещодавно повідомили про новий варіант COVID-19 з Південної Африки 25^th Листопад 2021 року охопив декілька країн світу, а саме Великобританію, Канаду, Японію, Австралію, Австрію, Гонконг, Ізраїль, Іспанію, Бельгію, Данію та Португалію. ВООЗ назвала його новим варіантом занепокоєння (ЛОС) і назвала його Омікрон. Omicron характеризується 30 змінами амінокислот, трьома невеликими делеціями та однією невеликою вставкою в білковий шип порівняно з вихідним вірусом.¹. Однак виходячи з частоти мутацій² РНК-вірусів неможливо розвинути більше 30 мутацій за одну ніч. Для створення 3 мутацій у геномі SARS-CoV-5 розміром 6 кілограмів знадобиться щонайменше від 30 до 2 місяців на основі швидкості мутацій, яким вірус зазнає природним чином.² при передачі від хоста до хоста. Зважаючи на цей підрахунок, мало б пройти 15-25 місяців, щоб з’явилося щось на зразок Omicron, що має 30 мутацій. Однак світ не бачив цього поступового зростання мутації протягом зазначеного періоду часу. Стверджують, що цей варіант розвинувся внаслідок хронічної інфекції пацієнта з ослабленим імунітетом, можливо, пацієнта з ВІЛ/СНІДом, який не лікувався. За ступенем змін його слід класифікувати як новий штам вірусу (можливо, SARS-CoV-3). Тим не менш, кількість наявних мутацій може вказувати на його більш високу трансмісивність, ніж інші варіанти. Однак для підтвердження цього потрібні додаткові дослідження. 

Наступні кілька тижнів мають вирішальне значення для визначення передачі нового варіанту та тяжкості захворювання, яке він викликає. До цього часу всі випадки були легкими та безсимптомними, і хороша новина полягає в тому, що смертності не було. Нам також потрібно оцінити, наскільки новий варіант може уникнути імунного захисту, який забезпечується поточними вакцинами. Це дозволить нам вирішити, як довго ми можемо продовжувати використовувати поточні вакцини, перш ніж пристосувати їх до нового варіанту. Pfizer і Moderna вже зробили кроки до налаштування своїх вакцин. Однак залишається актуальним питання про походження цього варіанту. Цілком імовірно, що варіант Omicron міг розвинутися в умовах нинішньої хвилі вищої захворюваності в Європі набагато раніше, але нещодавно повідомили влада Південної Африки (на основі секвенування геному). Однак це може бути не так, оскільки поточна хвиля існує протягом останніх 4-5 місяців і відповідно до частоти мутацій мала призвести до не більше ніж 5-6 мутацій. 

Or was Омікрон, a product of Gain of Function (GoF) research leading to development of pandemic potential pathogens (PPPs)^3,4. Дослідження посилення функцій відноситься до експериментів, під час яких патоген (у даному випадку SARS-CoV-2) отримує здатність виконувати функцію, яка в іншому випадку не була частиною його регулярного існування. У цьому випадку це може призвести до підвищеної трансмісивності та підвищення вірулентності. Це потенційно може призвести до розвитку організму, який є новим і не існував у природі. Мета дослідження GoF полягає в тому, щоб отримати розуміння патогенних варіантів і бути готовим із терапевтичним засобом або вакциною, якщо такий варіант виникне в природі. Кількість мутацій, отриманих PPP, не тільки робить штам високотрансмісивним, але й допомагає уникнути нейтралізуючих антитіл, вироблених проти вихідного вірусу у реконвалесцентів. Крім того, маніпуляції зі штамом можливе з використанням сучасних методів генної інженерії, заснованих на цільовій рекомбінації РНК⁵. Це також може призвести до нових патогенних варіантів/штамів з більшою кількістю мутацій, що призведе до високотрансмісивного та вірулентного вірусу. Дослідження показали, що 20 мутацій, що відбуваються в білку спайка, включаючи зміни та видалення, є достатніми для ухилення від більшості антитіл, що утворюються в плазмі людей, які були інфіковані або вакциновані проти SARS-CoV-2.⁶. Згідно з іншим дослідженням, під сильним імунним тиском SARS-CoV-2 може отримати здатність втекти від антитіл, зробивши лише 3 зміни, дві делеції в N-кінцевому домені та одну мутацію (E483K) у шиповому білку.⁷. 

Чи слід дозволяти такі дослідження, які призводять до створення ДПП? Насправді, у США в 2014 році NIH заборонив прибуток від функціональних досліджень після серії нещасних випадків із залученням патогенів у Центрах контролю та профілактики захворювань США, що свідчить про те, що ризики, пов’язані з такими дослідженнями, значно перевищують ризики. переваги, які він може надати. Кому вигідна поява та поширення таких ДПП? Це складні питання, які вимагають реальних відповідей.  

*** 

Список використаної літератури:  

1. Європейський центр профілактики та контролю захворювань. Наслідки появи та поширення SARSCoV-2 B.1.1. 529 варіант занепокоєння (Omicron), для ЄС/ЄЕЗ. 26 листопада 2021 р. ECDC: Стокгольм; 2021. Доступно в Інтернеті за адресою https://www.ecdc.europa.eu/en/publications-data/threat-assessment-brief-emergence-sars-cov-2-variant-b.1.1.529   

2. Сіммондс П., 2020. Поширена гіпермутація C→U в геномах SARS-CoV-2 та інших коронавірусів: причини та наслідки для їх коротко- та довгострокових еволюційних траєкторій. 24 червня 2020 р. DOI: https://doi.org/10.1128/mSphere.00408-20 

3. НАЦІОНАЛЬНИЙ ІНСТИТУТ ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я США. Дослідження за участю підвищених потенційних збудників пандемії. (сторінку переглянуто 20 жовтня 2021 р. https://www.nih.gov/news-events/research-involving-potential-pandemic-pathogens  

4. Змінні піски дослідження «посилення функції». Природа 598, 554-557 (2021). doi: https://doi.org/10.1038/d41586-021-02903-x 

5. Берт Ян Хайжема, Хаукелієн Волдерс і Пітер Дж. М. Роттьє. Тропізм зміни видів: ефективний спосіб маніпулювання геномом котячого коронавірусу. Журнал вірусології. Vol. 77, № 8. DOI: https://doi.org/10.1128/JVI.77.8.4528-4538.20033 

6. Шмідт Ф., Вайсблюм Ю., Рутковська М. та ін. Високий генетичний бар’єр для втечі поліклональних нейтралізуючих антитіл SARS-CoV-2. Природа (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-04005-0 

7. Андреано Е., та ін 2021. Втеча SARS-CoV-2 із високонейтралізуючої плазми реконвалесцента COVID-19. ПНАС 7 вересня 2021 р. 118 (36) e2103154118; https://doi.org/10.1073/pnas.2103154118 

***