Неожиданные мутации: как коронавирус продолжает удивлять ученых

Неожиданные мутации: как коронавирус продолжает удивлять ученых

33-страничная работа опубликована на сервере препринтов BioRxiv и пока не прошла экспертную оценку. Мутация, о которой идет речь в исследовании, влияет на ту самую корону – шипы вируса, которые он так искусно использует для проникновения в дыхательную систему человека. Как пишут авторы работы, они ощущают «настоятельную потребность в раннем предупреждении», чтобы вакцины и лекарства, разрабатываемые во всем мире, были эффективны против мутировавшего штамма.

Исследователи также предупреждают, что если коронавирус не утихнет летом, как сезонный грипп, то может мутировать дальше что потенциально ограничивает эффективность разработанных вакцин. Напомню, что новый штамм коронавируса начал распространяться в Европе в начале февраля, прежде чем мигрировать в другие части мира, включая Соединенные Штаты и Канаду, став доминирующей формой вируса по всему миру к концу марта.

Это тяжелая новость. Но пожалуйста, не расстраивайтесь. Наша команда в LANL смогла задокументировать мутацию и ее влияние на передачу только благодаря огромным усилиям ученых всего мира.

Бетт Корбер, биолог из Лос-Аламоса и ведущий автор исследования на своей странице в Facebook, как пишет CNBC .

Несмотря на отсутствие рецензирования (экспертной оценки), специалисты отмечают, что новости о мутации вызывают “серьезную озабоченность”, учитывая что в начале мая более чем 100 вакцин по всему миру находятся в разработке. Напомню, в начале марта ученые из Китая сообщили о двух новых мутациях SARS-CoV-2, а совсем недавно стало известно о более чем 30 мутировавших штаммов нового коронавируса. Подробнее читайте в нашем материале .

Некоторые ученые и вовсе полагают, что количество мутировавших штаммов очень велико

Штамм – это чистая культура бактерий, вирусов, других микроорганизмов. Штаммом также называют культуру клеток, изолированных в определенное время и в определенном месте.

В исследовании, опубликованном 3 марта, ученые из Школы естественных наук Пекинского университета и Шанхайского Института Пастера обнаружили, что более агрессивный штамм нового коронавируса составлял примерно 70% всех анализируемых штаммов, в то время как 30% были связаны с менее агрессивным типом коронавируса. Более агрессивный и смертоносный штамм был обнаружен на ранних стадиях вспышки в Ухане – китайском городе, где, как считается, впервые появился вирус.

Исследователи из Лос-Аламоса с помощью ученых из университета Дьюка и университета Шеффилда в Англии смогли проанализировать тысячи последовательностей коронавирусов, собранных GISAID – организацией, которая способствует быстрому обмену данными обо всех вирусах гриппа и коронавирусе. Если пандемия будет продолжаться, то коронавирус скорее всего продолжит мутировать, считают ученые. Еще больше новостей о новом коронавирусе и других открытиях из мира популярной науки читайте на наших каналах в каналах в Google News и Яндекс.Дзен.

Связанные вопросы и ответы:

Какие изменения происходят в геноме коронавируса, которые вызывают удивление у ученых

Ученые из Сколковского института науки и технологий, Института проблем передачи информации имени Харкевича при Российской академии наук, Первого государственного медицинского университета имени Павлова и НИИ гриппа имени Смородинцева опубликовали препринт работы на портале Virological.org , в которой рассказали о 47-летней пациентке с Covid-19. Дело в том, что в ее случае коронавирус приобрел 18 мутаций, а болела она более четырех месяцев.

В конце марта прошлого года женщину с В-клеточной неходжкинской лимфомой четвертой стадии госпитализировали для прохождения плановой химиотерапии ритуксимабом (противоопухолевое средство из группы моноклональных антител). Она лежала в одной палате с пожилой пациенткой, у которой вскоре выявили Covid-19.

17 апреля 47-летнюю женщину выписали из больницы, однако менее чем через две недели у нее диагностировали коронавирусное заболевание. «К тому времени у нее появились симптомы Covid-19 (повышенная температура тела). Этот исходный образец был отброшен сразу после тестирования и не был доступен для секвенирования. Повторные мазки из носоглотки от 14 мая, 19 мая, 9 июня и 14 июля дали отрицательный результат на SARS-CoV-2. Тем не менее у пациентки с 25 мая по 21 августа наблюдались симптомы тяжелой формы Covid-19. Результаты ее тестирования вновь оказались положительными 3, 5, 8, 11, 13, 17, 20, 21, 26, 27 августа, а также 3 и 9 сентября. Наконец, результат был отрицательным 12 сентября, а затем повторно 10 ноября и 16 декабря», — пишут авторы исследования.

Почему некоторые люди испытывают более тяжелые формы коронавируса, чем другие

Хорошо известно, что у каких-то людей COVID-19 протекает очень тяжело, а у каких-то без симптомов. Возможно, это связано с иммунными клетками под названием антитела.
У двух вроде бы совершенно одинаковых людей того же возраста и приблизительно одного состояния здоровья коронавирусная инфекция почему-то протекает с разной степенью тяжести. У одного она едва вызывает лёгкие симптомы простуды, а другой оказывается в реанимации, подключенный к искусственной вентиляции лёгких. Да, отягчающие коронавирус факторы известны, это и ожирение, и пожилой возраст, и диабет и другие тяжелые хронические заболевания. Но почему у каких-то вроде бы похожих друг на друга людей инфекция протекает так по-разному? Пока сколько-нибудь убедительного ответа на этот вопрос наука не получила.
И вот теперь возникла версия об антителах. Причём, если она будет доказана, то это объяснит течение не только коронавируса, но и других состояний вроде ревматоидного артрита, диабета и даже старения. Антитела - это иммунные клетки, которые защищают нас от инфекций. Но существуют так называемые «грубые антитела», которые оборачиваются против нас и атакуют здоровые ткани и важнейшие органы. Именно этот процесс и лежит в основе длинного списка аутоиммунных болезней вроде ревматоидного артрита.
Сейчас иммунологи очень заинтересованы ролью так называемых аутоантител, которые могут играть роль при COVID-19. Эксперты по инфекционным болезням в Рокфеллеровском университете США обнаружили, что госпитализированные с коронавирусом пациенты имеют более высокий уровень этих самых аутоантител, по сравнению с теми, кто переносит ковид легко. Данные частицы усиливают инфекцию за счет блокирования активности молекул, которые помогают бороться с вирусными патогенами. Также учёные полагают, что низкий уровень аутоантител может объяснить, почему у некоторых людей коронавирус протекает вообще без симптомов.

В чем причина появления новых вариантов коронавируса и как это влияет на эффективность вакцин

«Вероятно, нам не хватит греческого алфавита, но мы уже рассматриваем следующую серию названий. На самом деле, мы думаем о варианте с созвездиями», — заявила эпидемиолог в комментарии газете The Daily Telegraph . Ранее, по ее словам, чиновники уже отмели вариант с именами греческих богов — из опасения, что не все смогут правильно их произносить. В настоящее время рабочая группа по эволюции вирусов совместно с юристами ВОЗ ведут работы, чтобы «убедиться в том, что мы никого не огорчим с этими именами», отметила Ван Керкхове.

Мария ван Керкхове

Фото: Fabrice Coffrini / Pool / Reuters

Обозначать новые штаммы коронавируса греческими буквами стали в конце мая — для удобства произношения в ненаучном разговоре и для того, чтобы не дискриминировать страны, где эти штаммы обнаружили впервые. Однако в греческом алфавите 24 буквы — а ВОЗ «застолбила» уже десять вариантов. Организация отслеживает эволюцию вируса с самого начала пандемии, однако возникновение в конце 2020 года новых, гораздо более опасных его вариантов подтолкнуло ВОЗ к тому, чтобы ускорить классификацию двух типов вариантов — вызывающих озабоченность и интерес.

В первую категорию входят хорошо известные «альфа», обнаруженная в Великобритании в декабре; южноафриканская «бета»; выявленная в январе в Бразилии «гамма» и обнаруженная в октябре в Индии «дельта». Вызывающих интерес вариантов сейчас тоже четыре: «эта», «йота», «каппа» и «лямбда»

Их было больше, но по прошествии определенного времени некоторые варианты были признаны не представляющими серьезной опасности и исключены из этого списка. В частности, это «эпсилон», «дзета» и «тета».

Какие факторы способствуют быстрому распространению коронавируса даже при соблюдении мер предосторожности

Ученые назвали главные факторы распространения коронавируса

Ученые из медицинской школы университета Никосии выяснили, что главными факторами распространения коронавируса являются ветер, температура и влажность воздуха. Об этом в субботу, 6 февраля, пишет Cyprus Mail .

Для исследования специалисты создали компьютерную модель, которая через индекс заболеваемости COVID-19 учитывает климатические эффекты. Метод был применен к эпидемиологическим данным о распространении коронавирусной инфекции летом 2020 года в Париже, Нью-Йорке и Рио-де-Жанейро.

Вирус-классом: риск заразиться COVID-19 возрастает при долгом полете

При 12-часовом нахождении в салоне самолета могут заболеть 99,6% пассажиров

Ученые установили, что главными факторами в распространении COVID-19 являются температура и влажность воздуха, а также ветер. Специалисты отметили, что другие современные модели прогнозирования часто учитывают лишь два фактора: скорость передачи патогена и темпы выздоровления заболевших.

Учитывая полученные данные, ученые заявили о необходимости пересмотра требований к безопасной дистанции. По их мнению, существующие сейчас нормы действуют только в условиях полного штиля.

5 февраля ученые из медицинской школы Йельского университета назвали причины , по которым человек может повторно переболеть COVID-19. Специалисты пришли к выводу, что причиной повторного заболевания может быть как слабый иммунитет, так и реактивизация остатков коронавирусной инфекции в организме пациента.

При этом исследователи подчеркивают, что подобные случаи относительно редки, поэтому пока нельзя однозначно сказать, связаны они с повторным заболеванием или с длительным присутствием одного и того же вируса в организме.

Ранее в феврале иммунолог назвал уникальную особенность коронавируса. По словам специалиста, COVID-19 способен проявить все скрытые проблемы, которые были у человека. Бессимптомно коронавирус переносят абсолютно здоровые люди.

Ученые из медицинской школы университета Никосии выяснили, что главными факторами распространения коронавируса являются ветер, температура и влажность воздуха.

Компьютерная модель

Для исследования специалисты создали компьютерную модель, которая через индекс заболеваемости COVID-19 учитывает климатические эффекты. Метод был применен к эпидемиологическим данным о распространении коронавирусной инфекции летом 2020 года в Париже, Нью-Йорке и Рио-де-Жанейро.

Вирус-классом: риск заразиться COVID-19 возрастает при долгом полете

Ученые установили, что при 12-часовом нахождении в салоне самолета могут заболеть 99,6% пассажиров.

Основные факторы распространения

Ученые отметили, что другие современные модели прогнозирования часто учитывают лишь два фактора: скорость передачи патогена и темпы выздоровления заболевших.

Учитывая полученные данные, ученые заявили о необходимости пересмотра требований к безопасной дистанции. По их мнению, существующие сейчас нормы действуют только в условиях полного штиля.

Причины повторного заболевания

5 февраля ученые из медицинской школы Йельского университета назвали причины, по которым человек может повторно переболеть COVID-19. Специалисты пришли к выводу, что причиной повторного заболевания может быть как слабый иммунитет, так и реактивизация остатков коронавирусной инфекции в организме пациента.

Какие осложнения может вызвать коронавирус в организме человека в долгосрочной перспективе

Сильная слабость, головная боль, кашель еще никогда не вызывали столько тревоги, как в период пандемии COVID-19. Его симптомы похожи на проявления обыкновенной простуды, ОРВИ, гриппа, аллергии, поэтому заболевания можно спутать. Чтобы понимать, с чем столкнулся организм, необходимо знать главные признаки коронавируса, которые в большинстве случаев заражения возникают первыми.

Такие симптомы обычно проявляются на 5–6 день после контакта с носителем. Но инкубационный период заболевания может сократиться до 3–5 суток, если общение с инфицированным было тесным. У людей со стойким иммунитетом начальные ковидные признаки обнаруживаются спустя несколько недель.

Ранние симптомы SARS-CoV-2, которые проявляются чаще всего в первые дни после закрепления вируса в организме:

Такие симптомы выделены по дням условно, поскольку их интенсивность и время проявления напрямую зависят от состояния здоровья зараженного. Если у инфицированного есть сопутствующие хронические заболевания, признаки covid 19 становятся ярче. Поговорим подробнее о симптомах.

Какие неожиданные симптомы коронавируса могут появляться у зараженных людей

В Европе самый нестандартный подход к борьбе с коронавирусом избрала Швеция. Власти страны настаивают на том, что жесткий карантин не нужен, потому что в долгосрочной перспективе инфекция может быть побеждена либо через всеобщее вакцинирование, либо за счет приобретения иммунитета в результате болезни. Правительство ограничения практически не вводит, а вместо этого дает рекомендации: по возможности перейти на удаленную работу, избегать контакта с пожилыми людьми старше 70 лет и так далее.

Коронавирус

Источник: JHU, федеральный и региональные оперштабы по борьбе с вирусом

Детские сады, школы, рестораны и бары, общественный транспорт продолжают работать. До 2 апреля работали горнолыжные курорты. Закрыты только высшие учебные заведения. Кроме того, Швеция не стала закрывать границу, как это сделали ее соседи Норвегия и Дания. До 27 марта в стране были разрешены и мероприятия с участием до 500 человек, после этого было введено более жесткое ограничение в 50 человек. При этом шведы в целом не стремятся лишний раз выходить на улицу. Около половины населения Стокгольма уже перешли на удаленную работу. В городе на 50% упала загруженность метро.

В соседней Норвегии еще 12 марта были закрыты все детские сады, школы и университеты, запрещены массовые мероприятия, перестали работать бары и рестораны. В Дании всеобщий карантин был объявлен днем ранее, 11 марта, — тогда же в стране былпрактически весь публичный сектор. На 2 апреля в Норвегии с населением в 5,3 млн человек 4898 случаев заражения и 45 смертей, в Дании с населением 5,6 млн — 3542 случаев, и 104 из них закончились смертью. В Швеции, где живут больше 10 млн человек, 4947 заболели, 239 умерли.

C начала эпидемии в Швеции проводилось сравнительно мало тестов на коронавирус — к началу недели всего их было сделано 35 тыс. В Германии, где живут 84 млн человек, каждую неделюоколо полумиллиона граждан — это, кстати, одно из возможныхнизкой летальности от коронавируса в стране. Правительство Швециинарастить количество проверок только 31 марта.

Главный эпидемиолог страны Андерс Тегнелл, что большинство шведов должны переболеть коронавирусом, чтобы у них сформировался коллективный иммунитет. Этот подход взывает к чувству личной ответственности шведов, говорит он. «Так мы работаем в Швеции. Вся наша система борьбы с инфекционными заболеваниями основана на добровольных действиях. Система иммунизации является полностью добровольной, но имеет 98-процентный охват», — пояснил он. Профессиональное сообщество страны однако испытывает озабоченность. Более 2 тыс. шведских врачей, ученых и профессоров, включая председателя правления Нобелевского фонда Карла-Хенрика Хелдина,петицию с призывом ужесточить карантин.

Какие страны столкнулись с новыми вызовами в борьбе с коронавирусом и какие уроки они извлекли из этого

Стоит отметить, что эпидемии и даже пандемии случаются с человечеством довольно регулярно (о некоторых из них «Биомолекула» писала: « Объяснена различная вирулентность вирусов гриппа — возбудителей “испанки” »), и переход вируса с животного на человека — тоже не редкость. Например, если даже вспомнить недавние случаи, вирус Зика передается через укус комара; вирусы, вызывающие другие опасные заболевания SARS и MERS, попали к человеку через мясо диких животных (природные носители этих вирусов — летучие мыши); названия птичьего и свиного гриппов говорят сами за себя; заразиться вирусом Эбола можно при контакте с естественными жидкостями из организмов, например, обезьян, которые в свою очередь подхватили вирус от крылановых. Но есть ли что-то необычное в эпидемии SARS-CoV-2?

«Особенность в том, что она случилось в XXI веке , — комментирует вирусолог Андрей Летаров. — Существенно изменились возможности человечества по борьбе с такими инфекциями. Изменились и этические установки: принято считать, что сейчас жизнь отдельного человека стала более важной ценностью для общества, чем, например, в XX веке. И можно предположить, что в середине XX века на такую эпидемию мало бы внимания обратили, лишь потом в семейных преданиях говорили бы, что “когда твоя бабушка была молодая, ходила какая-то страшная болезнь” .

Если сейчас не делать вообще ничего по предотвращению эпидемии, то потери, в сухом бухгалтерском подсчете, не будут очень большими, по сравнению с ежегодной смертностью от других причин. Биологически ничего экстраординарного в этой эпидемии нет.

Возможно, на мой взгляд, особенностью этого вируса является то, что для заражения нужно совсем небольшое его количество. Это рассуждение основано на том, что при таких симптомах люди продуцируют мало инфекционных аэрозолей (из чего можно было бы сделать вывод, что передаваться вирус должен не очень хорошо), но коэффициент R₀ при этом больше двух. Основной способ передачи вируса, как указывает ВОЗ, — контактный или капельно-контактный, значит, “доза” вируса, необходимая для заражения, низка. И это объясняет также и проблемы с диагностикой: концентрация вируса в разных биологических жидкостях больного довольно низка, и обнаружить его может быть сложно» .

Сейчас никто не знает, сколько будет продолжаться эпидемия SARS-CoV-2, но, предположительно, вспышки заболеваемости могут продолжаться в зимний сезон и после основной эпидемии. Еще некоторые предположения о том, какие биологические особенности нового коронавируса «помогли» ему вызвать такую глобальную эпидемию, можно прочесть в статье Why the coronavirus has been so successful .

В чем заключается особенность коронавируса, которая делает его столь непредсказуемым для научного сообщества

Алгоритмы, выявляющие закономерности и аномалии, уже работают для обнаружения и прогнозирования распространения COVID-19, в то время как системы распознавания изображений ускоряют медицинскую диагностику. Например, системы раннего предупреждения, основанные на AI, могут помочь в выявлении эпидемиологических закономерностей путем поиска основных новостей, онлайнового контента и других информационных каналов на нескольких языках для обеспечения раннего предупреждения, которое может дополнять эпиднадзор и другие потоки данных в области здравоохранения.

Инструменты искусственного интеллекта могут помочь в выявлении цепей передачи вирусов и мониторинге экономических последствий пандемии. В ряде случаев AI-технологии продемонстрировали свой потенциал более быстрого получения эпидемиологических данных, чем традиционная отчетность о данных в области здравоохранения. Такие учреждения, как университет Джона Хопкинса, также предоставили интерактивные информационные панели, которые отслеживают распространение вируса с помощью новостей в прямом эфире и данных в режиме реального времени на специализированном портале.

Быстрая диагностика является ключом к ограничению заражения и пониманию распространения болезни. В области медицинской визуализации исследователи используют машинное обучение для распознавания закономерностей в изображениях, что повышает способность рентгенологов выявлять вероятность заболевания и ставить диагноз на более ранней стадии. Например, специалисты Калифорнийского университета разработали новый метод диагностики пневмонии, связанной с COVID-19, на более ранних стадиях. Это раннее обнаружение помогает врачам быстро сортировать пациентов еще до того, как диагноз COVID-19 будет подтвержден.

Китайские ученые стали использовать технологии искусственного интеллекта для прогнозирования риска развития критических заболеваний у пациентов с COVID-19, что будет способствовать раннему выявлению таких пациентов. Они разработали основанную на алгоритмах глубокого обучения модель выживания, которая может предсказать риск развития у пациентов с COVID-19 критических заболеваний в течение пяти, десяти и тридцати дней, исходя из их клинических характеристик при поступлении.

Ограничение заражения является приоритетом во всех странах, и здесь также могут использоваться системы на основе искусственного интеллекта.

В ряде стран для этого используется наблюдение за населением. Например, в Корее алгоритмы используют геолокационные данные, записи с камер наблюдения и записи по кредитным картам для отслеживания больных коронавирусами. Китай присваивает каждому человеку уровень риска (цветовой код - красный, желтый или зеленый), указывающий на риск заражения с помощью программного обеспечения сотового телефона. В то время как модели на базе машинного обучения используют данные о поездках, платежах и связи для прогнозирования места следующей вспышки, поисковые системы и социальные сети также помогают отслеживать заболевание в режиме реального времени.

Во многих странах созданы системы отслеживания контактов для определения возможных путей заражения. В Израиле, например, геолокационные данные были использованы для идентификации людей, вступающих в тесный контакт с известными носителями вирусов, и отправки им текстовых сообщений, направляющих их на немедленную изоляцию. В Великобритании на днях в общенациональных масштабах было запущено приложение для мобильных телефонов, отслеживающее контакты с зараженными людьми, которое уже скачали более 10 млн людей.

Роботы и беспилотные летательные аппараты, использующие AI-алгоритмы, развертываются для удовлетворения насущных потребностей больниц, таких как доставка продуктов питания и медикаментов, уборка и стерилизация, помощь врачам и медсестрам, а также доставка оборудования.