Нові штами коронавірусу з'являються за однією і тією ж схемою, коли вірус позбавляється невеликих фрагментів геному.
Останнім часом все частіше чути про нові штами коронавірусу SARS-CoV-2. Нові штами з'являються через мутації. У цьому немає нічого дивного - мутують всі, від вірусів до людей. Однак відмінність вірусів у тому, що багато хто з них мутує швидко і без особливої шкоди для себе.
Мутація означає якусь зміну в генетичному тексті. Якщо змінилася послідовність ДНК, яка кодує інформацію про якийсь білок, значить, зміниться і сам білок. Але імунітет шукає віруси саме за їхніми білками: імунні клітини синтезують антитіла, які впізнають ту чи іншу ділянку у вірусному білку. Якщо ж ця ділянка змінилася, то вірус стає на якийсь час невидимим для імунної системи. Потім, звичайно, з'являться нові антитіла, які враховують зміни у вірусному білку. Але і вірус може знову змінитися.
Здатність витримувати безліч мутацій у всіх вірусів різна. Наприклад, ВІЛ мутує дуже швидко, тому імунна система майже не може його дістати, і тому проти нього досі немає вакцини. SARS-CoV-2 на таку мінливість не здатний, тим не менш, важливо знати, як він змінюється, чи є якісь закономірності в тому, як з'являються нові штами SARS-CoV-2.
Закономірності є, їх описують у своїй у статті Science співробітники Піттсбурзького університету. Дослідники спостерігали за двома хворими, у яких коронавірусна інфекція через ослаблений імунітет тривала дуже довго - 74 дні. В результаті вдалося побачити, як може змінитися вірус у одного і того ж хворого. SARS-CoV-2 у цих двох пацієнтів втрачав невеликі шматочки генетичного коду (іншими словами, в його РНК з'являлися делеційні мутації, або просто делеції).
Тоді дослідники проаналізували послідовності РНК з вірусів SARS-CoV-2, зібраних у різних країнах по всьому світу. Виявилося, що у всіх коронавірусних геномах є схожі зміни. Тобто нові варіанти вірусу з'являються незалежно в різних частинах світу.
У вірусному геномі є ділянки, якими він може безболісно пожертвувати. Вірусні частинки, у яких трапилася така мутація, отримують перевагу перед іншими, тому що у них більше шансів піти від імунітету непоміченими. Ці мутації часто відбуваються в гені білка S (або, як його називають спайкового білка), молекули якого стирчать з вірусної частинки на зразок шипів. Білок S необхідний коронавірусу, щоб проникнути в клітку, і саме за білок S хапаються антитіла. Очевидно, S-білок може щось втратити в послідовності амінокислот так, щоб залишитися функціональним і притому стати невидимим для антитіл.
Знаменитий «британський штам», про який всі активно заговорили в грудні, але який виявили ще восени, з'явився теж завдяки цим мутаціям. Раз у вірусу є загальна схема мутування, то один і той же штам може сам з'явитися відразу в декількох місцях, і зовсім необов'язково, щоб його хто-небудь розносив.
Вірусний білок може змінюватися тільки до певного моменту, і досить сильна імунна система цілком здатна швидко напрацювати антитіла проти нових варіантів вірусу (якщо такі взагалі встигнуть з'явитися). Тим не менш, знання того, як саме вірус здатний змінюватися, має допомогти в розробці вакцин. Можна припустити, що найбільш ефективна вакцина буде враховувати різні варіанти вірусу, і, можливо, навіть ті, які ще не з'явилися.