С каждой новой мутацией SARS-CoV-2 увеличивает заразность:
- Штамм D614G появился в феврале 2020 года. В шиповидном белке (S) этого штамма произошла аминокислотная замена: глицин заменил аспарагиновую кислоту. Благодаря этой мутации коронавирус смог быстрее реплицироваться в носовой полости и эпителиальных клетках дыхательных путей и стал более заразным.
- Штамм Альфа впервые зарегистрирован в Великобритании в сентябре 2020 года. В шиповидном белке – 13 мутаций, которые облегчают передачу вируса. Одна из мутаций привела к тому, что некоторые ПЦР-тесты перестали обнаруживать РНК коронавируса.
- Штамм Бета обнаружен в Южной Африке в августе 2020 года. В шиповидном белке – 10 мутаций, которые увеличивают заразность и способствуют уклонению от иммунитета.
- Штамм Дельта появился в штате Махараштра, Индия, в октябре 2020 года. В S-белке – множественные аминокислотные замены, которые усиливают связывание с рецептором ACE2, облегчают передачу вируса и помогают вирусу обходить иммунную защиту.
- Штамм Омикрон обнаружен в Ботсване и Южной Африке в ноябре 2021 года. В шиповидном белке – 37 аминокислотных замен. 15 из них находятся во фрагменте S-белка, который участвует в связывании с рецептором ACE2. Аминокислотные замены усиливают заразность штамма Омикрон и снижают эффективность нейтрализующих антител, которые появились в ответ на вакцинацию или перенесенный COVID-19. Кроме того, Омикрон хуже нейтрализуют терапевтически введенные моноклональные антитела.
Китайские ученые сравнили Омикрон с предыдущими штаммами SARS-CoV-2. Ученые исследовали репликацию коронавируса в ткани бронхов и паренхиме легких.
Омикрон интенсивнее размножается в бронхах
В бронхах Омикрон реплицировался в 70 раз интенсивнее, чем SARS-CoV-2 дикого типа и штамм Дельта. Однако в легких Омикрон реплицировался хуже предыдущих штаммов.
Иммуногистохимическое окрашивание показало, что, как и другие штаммы, Омикрон заражает ткань бронхов: реснитчатый эпителий, бокаловидные клетки и клетки Клара, а также клетки веретеновидной формы, которые по строению схожи с пневмоцитами 1 типа, покрывающими поверхность альвеол. Однако если при заражении Омикроном в бронхиальном эпителии наблюдалось большее количество инфицированных клеток, то легочную ткань Омикрон повреждал меньше, чем предыдущие штаммы.
Экспрессия ACE2 и TMPRSS2 в дыхательных путях
Ферменты ACE2 и TMPRSS2 способствуют проникновению SARS-CoV-2 в клетки. ACE2 экспрессируется на поверхности клетки и существует в виде коротких и длинных форм, причем короткая форма не связывается с шиповидным белком SARS-CoV-2.
В бронхах человека экспрессия как длинной, так и короткой формы ACE2 значительно выше, чем в легких. Экспрессия TMPRSS2 также значительно выше в бронхах.
Омикрон легче проникает в клетку
Чтобы SARS-CoV-2 проник в клетку, необходимо расщепление его шиповидного белка. S-белок могут расщеплять фермент TMPRSS2, расположенный на клеточной мембране, или катепсины – внутриклеточные ферменты. Катепсины нужны, чтобы клетка могла переварить молекулы, которые поглощает с помощью эндосомы – мембранного пузырька.
Ученые обнаружили, что, по сравнению со штаммом Дельта, Омикрон в меньшей степени зависит от экспрессии TMPRSS2, но более чувствителен к ингибитору катепсина. Это означает, что Омикрон проникает в клетки после поглощения эндосомой, в то время как штамму Дельта необходимо слияние с клеткой под воздействием TMPRSS2. Поэтому Омикрон может заражать больший спектр клеток, которые экспрессируют ACE2, независимо от присутствия TMPRSS2.
Клетки, которые экспрессируют ACE2 и катепсины, более распространены в верхних дыхательных путях, чем клетки, которые экспрессируют ACE2 и TMPRSS2. Это объясняет повышенную репликационную способность Омикрона в бронхах.
Выводы
По данным британских эпидемиологов, риск заражения Омикроном в 3,2 раза выше, чем штаммом Дельта. Повышенную заразность вызывают мутации, которые позволяют Омикрону легче проникать в клетку и оставаться невидимым для антител, выработавшихся после вакцинации или инфекции. Другая причина заразности – в том, что способность Омикрона к репликации в бронхах в 70 раз выше, чем у Дельты. Это увеличивает количество инфекционного вируса, который больной выделяет при дыхании и разговоре, поэтому повышает риск передачи SARS-CoV-2 воздушно-капельным путем.
Омикрон интенсивно размножается в бронхах, однако меньше поражает легкие. Поэтому Омикрон протекает легче: количество госпитализаций с Омикроном ниже, чем с Дельтой. Но даже если риск пневмонии при Омикроне ниже, высокая заразность представляет серьезную угрозу для систем здравоохранения. Поэтому вне зависимости от наличия антител все еще необходимо соблюдать профилактические меры.
Полезная статья, нужная информация? Поделитесь ею!
Кому-то она тоже будет полезной и нужной:
Источник
SARS-CoV-2 Omicron variant replication in human bronchus and lung ex vivo
