Науковці з Китайської академії наук припустили, що коронавірусний штам "омікрон" з'явився в результаті переходу від людей до мишей і навпаки. Гіпотезу вони обґрунтували і виклали у вигляді препринту на репозиторії bioRxiv.
Основою підозр стала швидкість накопичення мутацій у варіанті «омікрон», що викликала питання щодо його проксимального походження.
Велику кількість мутацій у штамі B.1.1.529, що майже не зустрічалися серед раніше виявлених варіантів SARS-CoV-2, спочатку пояснювали тим, що цей вірус міг розвинутися у хронічно інфікованого пацієнта з ослабленим імунітетом (найімовірніше, ВІЛ-хворим), де було вдале для довгострокової адаптації вірусу середовище (версія, що "омікрон" довго непоміченим поширювався серед населення, малоймовірна).
Китайські дослідники порівняли швидкість накопичення мутацій серед різних варіантів SARS-CoV-2 та виявили, що вони з'являлися у спайк-білку в середньому зі швидкістю 0,45 мутації на місяць. В "омікроні" ж 27 змін накопилося протягом 18 місяців, що еквівалентно приблизно півтори мутації на місяць – в 3,3 раза швидше, ніж середній показник інших варіантів.
Спайковий білок, яким вірус прикріплюється до клітин потенційного носія (господаря), визначає, які організми патоген може заразити. Тому вчені висунули гіпотезу про те, що предок "омікрону" міг перейти від людей до тварин, тому що цей процес вимагав би суттєвих мутацій у шипі для швидкої адаптації до нового господаря.
Китайські вчені ідентифікували 45 точкових мутацій, які "омікрон" набув після розбіжності з "батьківською" лінією, і проаналізували їхні молекулярні спектри, щоб з'ясувати, який господар міг бути у штаму до можливого переходу на людину.
Науковці досліджували молекулярні спектри мутацій (тобто відносну частоту 12 типів замін нуклеотидних основ) від широкого кола ссавців-носіїв – для порівняння зі спектрами "омікрону".
З'ясувалося, що ділянка геному, де кодується білок-шип "омікрону", зазнала сильнішого позитивного відбору, ніж та сама ділянка у будь-яких описаних раніше варіантів SARS-CoV-2, що стійко розвиваються у людини-носія.
Іншими словами, спектр мутацій, набутих предком омікрону, "значно відрізнявся від спектра вірусів, які розвивалися у носіїв-людей", і водночас "повністю відповідав спектрам, пов'язаним з еволюцією у клітинному середовищі миші". Це вказує на "можливість міжвидового переходу": "Ми ідентифікували точкові мутації, які «омікрон» отримав після розбіжності з лінії B.1.1. Ми виявили, що послідовність білка «омікрон» пройшла сильніший позитивний відбір, ніж у будь-яких зареєстрованих варіантах SARS-CoV-2, про які відомо, що вони постійно еволюціонують у людини-носія; це свідчить про можливість стрибка на нового носія («господаря»). Молекулярний спектр (тобто відносна частота дванадцяти типів замін основ) мутацій, отриманих попередником «омікрону», значно відрізнявся від спектру вірусів, які еволюціонували у пацієнтів, але добре узгоджувався зі спектрами, пов’язаними з еволюцією в клітинному середовищі миші. Крім того, мутації в шиповому білку «омікрону» значно перекривалися з мутаціями SARS-CoV-2, які сприяють адаптації власне до мишачих носіїв, зокрема завдяки підвищеній спорідненості зв’язування білка шипа з рецептором входу в клітину миші. У сукупності наші результати свідчать про те, що попередник «омікрону» перейшов від людей до мишей, швидко акумулював мутації, що сприяють зараженню цього носія, а потім знову стрибнув до людей, що вказує на міжвидову еволюційну траєкторію для спалаху «омікрону»".
Щоб це довести, вчені проаналізували 17 послідовностей коронавірусів мишей, 13 собачих, 54 котячих, 23 коронавіруси великої рогатої худоби та 110 свинячих. Порівнявши виділені варіанти з "омікроном", вчені переконалися, що його проміжним господарем, найімовірніше, була миша.
У своїй роботі китайські вчені звернули увагу на дві мутації, які мають тільки "омікрон" і відсутні в інших штамів: "Характерно, що тільки мутації Q493R та Q498R значно збільшують силу зв'язування з мишачим ACE2 (рецептор, через який коронавірус входить у клітину), який відповідає виявленим в адаптованих до мишей варіантах SARS-CoV-2".
Існують спеціально створені в лабораторіях коронавіруси, які здатні заражати мишей. Звичайний SARS-CoV-2 для цих тварин не є небезпечний. Для лабораторних експериментів спочатку були створені трансгенні миші з людським рецептором ACE2, але виявилося, що вони не живуть довго, є дорогими і коронавірусні захворювання мають інші, ніж COVID-19, симптоми. Щоб розв’язати цю проблему, за допомогою спрямованого мутагенезу змінили SARS-CoV-2 таким чином, щоб він міг заражати мишей, і йшлося власне про заміни Q493K і Q498H у шипі.
Кілька груп науковців, зокрема в ПАР, досліджували процес уникнення коронавірусом імунітету. Можна припустити, що хтось намагався досліджувати еволюцію вірусу в умовах імунітету на мишах, і вірус міг заразити вчених, які займалися цим (наприклад, в листопаді в Тайвані миша вкусила дослідника і заразила його ковідом) – це все і дає підстави не виключати гіпотезу про витік штучно виведеного – в благих намірах – "омікрону".
Китайські науковці застерігають, що здатність коронавірусу поширюватися серед різних видів призведе до того, що людство, "цілком ймовірно", зіткнеться з новими штамами тваринного походження, поки пандемію не вдасться приборкати та контролювати її перебіг.
21.12.2021