Когда в ноябре южноафриканские ученые объявили об обнаружении нового варианта вируса, вызывающего COVID-19, они также сообщили о двух тревожных деталях: во-первых, геном этого нового варианта разительно отличается от генома любого предыдущего варианта, содержащего десятки мутации по сравнению с исходным вирусом, появившимся в 2019 году; и, во-вторых, новый вариант, получивший название омикрон, распространяется со скоростью лесного пожара.
Миру нужно было быстро узнать, насколько хорош иммунитет к COVID-19 — от вакцинации или предшествующей инфекции — и методы лечения выдержат этот новый вариант .
Исследователи Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе под руководством Майкла С. Даймонда, доктора медицинских наук, профессора медицины Герберта С. Гассера, немедленно приступили к изучению нового варианта SARS-CoV-2, вируса который вызывает COVID-19. В течение нескольких недель у них были данные, показывающие, что омикрон представляет собой смешанный пакет: он может противостоять большинству терапевтических средств на основе антител, но менее способен вызывать тяжелые заболевания легких, по крайней мере, у мышей и хомяков.
«Омикрон демонстрирует, что внутренняя патогенность вируса — его способность вызывать заболевание — это лишь один из факторов, который необходимо учитывать в контексте пандемии», — сказал Даймонд, также профессор молекулярной микробиологии, патологии и иммунологии. «Вариант омикрон менее патогенен, но он не является непатогенным. Он по-прежнему может вызывать тяжелые заболевания и по-прежнему убивает людей. Когда за короткий промежуток времени заражается огромное количество людей, даже если серьезно болен, этого может быть достаточно, чтобы перегрузить систему здравоохранения. Добавьте к этому тот факт, что многие из наших методов лечения антителами потеряли эффективность, и вы получите кризис, который мы наблюдали этой зимой».
Даймонд работал с Джакко Буном, доктором философии, адъюнкт-профессором медицины, молекулярной микробиологии, патологии и иммунологии, и коллегами в программе оценки эволюции вируса SARS-CoV-2 (SAVE) для изучения способности омикрон вызывать тяжелое заболевание. Программа SAVE была создана Национальным институтом аллергии и инфекционных заболеваний для быстрой характеристики новых вариантов и мониторинга их потенциального влияния на вакцины, терапевтические и диагностические средства против COVID-19.
Омикронная волна достигла своего пика в Южной Африке. Ранние сообщения из страны указывали на то, что за огромной волной инфекций последовала удивительно небольшая волна госпитализаций и смертей. Эта обнадеживающая новость предполагает, что омикрон может вызывать более легкое заболевание, чем предыдущие варианты. Но население Южной Африки и США очень разные. Южная Африка намного моложе, и в ней более низкий уровень вакцинации, но более высокий уровень предшествующего заражения и другая картина состояний здоровья с высоким риском. Было неясно, пойдут ли США по тому же пути, что и Южная Африка.
Чтобы отделить роль самого вируса от популяционных факторов, таких как средний возраст и ранее существовавший иммунитет, Бун, Даймонд и их коллеги изучили животных, инфицированных этим вариантом. Группа протестировала варианты омикронов у трех человек на четырех линиях мышей и двух линиях хомяков. Для сравнения, они заразили отдельные группы животных исходным штаммом SARS-CoV-2 или его бета-вариантом, появившимся в Южной Африке осенью 2020 года. Бета вызвала большую волну инфекций в Южной Африке в 2020 году, прежде чем распространилась по всему миру. Люди, инфицированные бета-версией, с большей вероятностью серьезно заболевали и нуждались в госпитализации, чем инфицированные другими вариантами.
По сравнению с животными, зараженными исходным штаммом или бета-вариантом, животные, инфицированные омикроном, потеряли меньше веса, имели меньше вируса в носу и легких, имели более низкий уровень воспаления и меньше потеряли дыхательную функцию.
«Вирус омикрон мягче в каждой протестированной нами модели заболевания COVID-19 на грызунах», — сказал Бун. «Это говорит о том, что он также может быть менее способен вызывать тяжелые заболевания у людей, хотя мы не можем сказать наверняка, потому что люди, очевидно, сильно отличаются от мышей и хомяков. безвредны. Люди по-прежнему госпитализируются и умирают каждый день, поэтому важно продолжать принимать меры предосторожности против инфекции».
Исследование тяжести заболевания было опубликовано в журнале Nature совместно с соавторами Буном, Даймондом и Ёсихиро Каваока, DVM, доктором философии, профессором вирусологии в Университете Висконсин-Мэдисон.
Тем временем Даймонд также начал исследовать способность омикрон сопротивляться терапии на основе антител. Вирус, вызывающий COVID-19, использует свой шиповидный белок, чтобы проникнуть внутрь клеток. Из-за критической важности шипа для вируса все вакцины против COVID-19 и методы лечения на основе антител, используемые в США, нацелены на белок. Омикрон имеет 30 мутаций в своем спайковом гене, и этого достаточно, чтобы заставить ученых беспокоиться о том, что некоторые антитела против спайков могут не сработать против совершенно другого спайкового белка омикрон.
Даймонд вместе со штатным научным сотрудником и первым автором Лаурой ВанБларган, доктором философии, и его коллегами протестировали все антитела, разрешенные Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов для лечения или профилактики COVID-19, включая антитела, произведенные AstraZeneca, Celltrion, Eli Lilly, Regeneron. и Vir Biotechnology — за их способность предотвращать заражение клеток вариантом омикрон. Антитела были протестированы по отдельности, и в комбинациях они были разрешены к использованию.
Большинство антител были гораздо менее эффективны против омикрон, чем против оригинального вируса. Многие полностью провалились. Только антитело Вира, известное как сотровимаб, сохранило способность нейтрализовать вариант омикрон. Эти данные, опубликованные в журнале Nature Medicine в январе, способствовали росту количества доказательств того, что многие методы лечения COVID-19 на основе антител не могут помочь людям, больным омикроном. Поскольку в январе омикрон стал доминирующим вариантом, на который приходится почти все случаи COVID-19 в США, FDA отозвало разрешение на все терапевтические средства на основе антител против COVID-19, кроме сотровимаба.
