Новое исследование Центра вычислительного интеллекта для прогнозирования рисков для здоровья и окружающей среды (CIPHER) при Университете Северной Каролины в Шарлотте показало, что два последних и распространенных штамма вируса, вызывающих COVID-19, варианты SARS-CoV-2 BA.2.86 и JN.1, не намного лучше своего предшественника Омикрон в плане избегания иммунных реакций и возникновения инфекций, несмотря на наличие большего количества мутаций по сравнению с Омикроном.
Когда впервые были идентифицированы вариант Омикрон, BA.2.86, и его близкий родственник, JN.1, вызвали значительные опасения в области общественного здравоохранения . Эти опасения были связаны с тем фактом, что исходный вариант Омикрон был сильно мутирован, что приводило как к уклонению от иммунного ответа, так и к прорывным инфекциям, а также был более заразным и сильно мутированным по сравнению с более ранними вариантами.
Было высказано предположение, что большое количество новых мутаций в BA.2.86 и JN.1 придало этим вариантам большую способность ускользать от иммунной системы человека и быть более заразными. Обширный вычислительный анализ, проведенный группой ученых и студентов из UNC Charlotte, определил, что эти варианты имели лишь небольшие, статистически незначимые изменения в способности уклоняться от иммунного ответа и связываться с клеткой-хозяином по сравнению с более ранними вариантами, включая Omicron.
Для оценки иммунного уклонения BA.2.86 и JN.1 исследовательская группа UNC Charlotte провела in silico-анализ домена связывания рецептора (RBD; область вирусного генома, против которой разрабатываются вакцины мРНК) SARS-CoV-2, сравнив два новых варианта с предыдущими вариантами, чтобы рассчитать относительное сродство связывания нейтрализующих антител (от вакцинированных пациентов, инфицированных пациентов и терапевтических источников) с RBD. В дополнение к анализам антител исследователи рассчитали относительное сродство связывания BA.2.86 и JN.1 с ангиотензинпревращающим ферментом-2 (ACE2; вирусный рецептор на клетках человека) по сравнению с предыдущими вариантами.
Команда обнаружила незначительные изменения в связывающей аффинности для нейтрализующих антител и ACE2 для BA.2.86 и JN.1 по сравнению с предыдущими вариантами SARS-CoV-2. Однако эти изменения не были статистически значимыми. Поэтому они пришли к выводу, что BA.2.86 и JN.1 не имеют значительного увеличения иммунного уклонения или трансмиссивности к предыдущим вариантам.
Вирусный RBD имеет решающее значение для связывания с рецептором ACE2 человеческой клетки, поэтому маловероятно, что RBD радикально изменится, чтобы избежать существующих нейтрализующих антител, вызванных вакциной или предыдущей инфекцией, без значительного снижения сродства RBD к ACE2.
Многие из остатков RBD, критически важных для связывания с ACE2, также являются мишенями антител. Нейтрализующие антитела, нацеленные на RBD, становятся все более специфичными и эффективными. В результате этого биохимического тупика белки в SARS-CoV-2 за пределами RBD накапливали мутации по мере возникновения новых вариантов.
Например, вариант JN.1 имеет три мутации за пределами RBD относительно своего недавнего предшественника BA.2.86. Эти мутации еще предстоит изучить, но ранние данные указывают на то, что они усиливают репликацию вируса и подавляют иммунную систему клеток хозяина. В прошлом некоторые из этих мутаций в этих белках приводили к усилению иммунного уклонения и усилению репликации вируса. Таким образом, эти мутации могли позволить JN.1 превзойти BA.2.86 по его распространенности среди вариантов SARS-CoV-2.
«Мы считаем, что эволюция RBD становится асимптотической», — сказал Шириш Яса, научный сотрудник CIPHER. «Эволюционное давление теперь переключилось на гены за пределами RBD. В результате будущие исследования будут сосредоточены на генах за пределами RBD».
«Мы вступаем в совершенно новую эру молекулярной эпидемиологии, демонстрируя необходимость добавления функционального подхода к усилиям по секвенированию вирусных нуклеотидов. Хотя Омикрон был сильно мутирован, ускользал от иммунитета и создавал серьезную нагрузку на общественное здравоохранение, наши результаты для JN.1 и BA.2.86 контрастируют. В совокупности наши результаты показывают, что подсчет мутаций только RBD не указывает на уклонение от иммунитета и возможные новые нагрузки на общественное здравоохранение», — сказал Дэниел Дженис, содиректор CIPHER и заслуженный профессор биоинформатики и геномики имени Кэрол Гротнес Белк в Колледже вычислительной техники и информатики.
