Исследование москвичей на антитела против SARS-CoV-2. Предварительные результаты после 4-х этапов

Сегодня (10-7-2020) на сайте Мосгорздрава опубликованы результаты четвертого и всех предшествующих этапов массового исследование москвичей на антитела против SARS-CoV-2 (оригинал здесь: https://mosgorzdrav.ru/uploads/imperavi/ru-RU/study_of_population_immunity.pdf )

Проделана огромная работа – исследовано порядка 50, 90, 80 и 90 тысяч человек на 1, 2, 3 и 4 этапах, соответственно.  Начну с основных опубликованных данных:

Частота антитело-положительности (IgG антитела). Разбивка по округам и этапам

Средние значения антитело-положительности (IgG антитела) на 3 и 4 этапах по округам, наложенные на карту

Что же значат полученные данные? Интерпретация на сайте Мосгорздрава – антитело-положительность на IgG антитела означает наличие иммунитета - если быть строго научным, преждевременна. И дело не только в том, что пока не доказано, что наличие антител против SARS-CoV-2 (в том числе и самых «крутых» - способных нейтрализовать вирус in vitro) защищает от повторного заражения. Впрочем, пока неизвестно, вырабатывается ли в принципе иммунитет, независимо от того, чем он опосредован (антителами, Т-клетками, или механизмами врождённого «тренированного» иммунитета). Эти сложности интерпретации носят фундаментальный характер – пока просто знаний недостаточно. 

Но есть и более прозаичные вещи, которые затрудняют интерпретацию этих данных. Пока не хватает важных научных деталей, «мелочей». Но бес, как известно, кроется в мелочах. Упомяну лишь некоторые их них (этот список не исчерпывающий).

1. Насколько случайны выборки? Наверняка не все, кого отобрали случайным образом, прошли обследование. Но снизило ли это репрезентативность выборок? На мой взгляд, если распределения по полу и возрасту в выборках близко (в пределах допустимой статистической ошибки) к таковым у населения Москвы (округов), то для целей данного исследования выборки могут считаться случайными. Но так это или нет, можно решить только располагая соответствующими данными. Пока они не обнародованы.

2. Любой показатель определяемый в выборке максимально информативен только в «связке» с доверительным интервалом. Иными словами, мало знать среднюю величину (скажем, 21,7%), нужно ещё знать границы доверительного интервала (21,7% +/- Х), которые зависят от размера выборки. Пересчитать все данные в такой форме очень легко. И необходимо. Когда это сделано, становится понятнее насколько статистически значимы различия между группами (например, поэтапная динамика показателей).

3. Важнейший вопрос — какие именно антитела тестировали? Это, главным образом, определяется антигеном, использованным в тест-системе. Как правило это антигены S, RBD (фрагмент S), или NP. Но знать название использованного антигена недостаточно, так как «поведение» одноименных антигенов, «сделанных» с помощью различных методов, не идентично. В конечном итоге, важны диагностическая специфичность и чувствительность использованного метода. Но при этом нельзя полностью полагаться на данные производителей тест-систем. По хорошему, эти параметры должны быть определены независимо. В любом случае, диагностическая специфичность и чувствительность в реальности не бывают 100%. Поэтому, в данные по частоте положительных результатов должны быть внесены поправки, учитывающие отклонение чувствительности и специфичности от 100%. Пока этого не сделано.

4. Могут или не могут антитела защитить от повторного инфицирования пока точно не известно, но если могут, то наиболее вероятно, что эти антитела должны быть способными нейтрализовать вирус in vitro. Метод использованный для исследования москвичей на анти-SARS-CoV-2 (один из вариантов твердофазного иммуноферментного анализа) не позволяет определить вирус-нейтрализующую активность антител. Для этого необходимы другие методы. Были ли исследованы положительные образцы на наличие вирус-нейтрализующих антител? Если да, насколько высокой оказалась корреляция между результатами этих двух тестов (иммуноферментного и реакции нейтрализации). Если коэффициент корреляции высокий, то шансы на то, что результаты исследования отражают уровень «иммунной прослойки» возрастают.

5. Позволяло ли исследование оценить долю бессимптомных случаев? И если да, каков был алгоритм отделения «истинно бессимптомных» от «пред-симптомных»?

6. Ещё один важный вопрос: проводилось ли наблюдение в динамике за уровнем антител у тех, у кого они были обнаружены, скажем, на первом этапе? Эта информация крайне важна, в том числе и в контексте разработки вакцин.

Есть много других «деталей», которые необходимо уточнить, чтобы извлечь из полученных данных максимум информации. Но делать это надо в строго научном формате. Для тех, кому интересно более конкретно, что это такое, советую почитать статью с описанием аналогичного испанского исследованию (оригинал статьи здесь: https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(20)31483-5/fulltext).

Надеюсь, что и научная публикация данных московского сероэпидемиологического исследования не за горами. 

Вакцины против COVID-19. Лидеры «сверх-световой» гонки.

Определились «финалисты» американской программы ускоренной разработки вакцин «Operation Warp Speed» (подробнее об этой программе здесь: https://prof-afv.livejournal.com/23388.html). В начале программы на участие в ней претендовало 125 разработчиков. Сейчас их осталось только пять:

1. Moderna (вакцина-кандидат mRNA-1273, платформа мРНК в липосомах)

2. BioNTech/Fosun/Pfizer  (вакцины- андидаты BNT152a1, BNT152b1, BNT152b2, BNT152c2; платформа мРНК в липосомах)

3. Merck, Sharp & Dohme совместно с AIDS Vaccine Initiative (вакцина-кандидат на основе рекомбинантного реплицирующегося вектора – вируса везикулярного стоматита)

4. Johnson & Johnson / Janssen Pharmaceutical (вакцина-кандидат на основе рекомбинантного нереплицирующегося вектора – аденовируса человека, тип 26)

5. AstraZeneka /Oxford University (вакцина-кандидат ChAdOx1, на основе рекомбинантного  нереплицирующегося вектора – аденовируса шимпанзе).

Все эти разработчики находятся на стадии Фазы 1-2 клинических испытаний (безопасности и иммуногенность). Иммуногенность пока оценивается каждым разработчиком индивидуально. Насколько определяемые иммунологические параметры (антитела и клеточные ответы) коррелируют с протективностью пока не известно. О готовности к Фазе 3 объявили Moderna и AstraZeneka. Пока это остается на уровне планов, но, по крайней мере, ясна схема Фазы 3 (подробнее здесь: https://prof-afv.livejournal.com/23067.html?utm_source=embed_post).  Оценить сравнительную иммуногенность и протективную способность этих вакцин-кандидатов можно будет только после завершения Фазы 3 клинических испытаний, в которых они будет испытываться «бок-в-бок». 

Помимо участников «свех-световой» программы, о готовности к Фазе 3 пока объявил только один китайский разработчик (подробнее здесь: https://prof-afv.livejournal.com/25012.html). Данных в научном формате о российских разработках пока нет. Из СМИ можно заключить, что работы ведутся на основе различных платформ, включая все перечисленные выше (кроме вектора из аденовируса шимпанзе). По крайней мере одна российская вакцина-кандидат находится на уровне Фазы-1/2 клинических испытаний. Как планируется проводить Фазу 3 клинических испытаний российских вакцин-кандидатов пока не озвучено.

Тяжесть COVID-19. Так ли уж высок риск для людей преклонного возраста?

Нет сомнений в том, что госпитальная летальность у людей старше 65 лет повышена и чем старше больной, тем выше летальность. Но уже достаточно очевидно, что далеко не все инфицирования вирусом SARS-CoV-2 заканчиваются заболеванием. Причем, бессимптомная инфекция не редкость. По разным данным бессимптомными являются от 20% до 80% случаев инфицирования. Логично было бы предположить, что доля бессимптомных случаев с возрастом уменьшается. Но оказалось, что, по крайней мере в Бельгии, это не так. Оригинал статьи здесь: https://www.thelancet.com/pdfs/journals/laninf/PIIS1473-3099(20)30560-0.pdf 

В апреле-мае 2020 года с помощью ПЦР были исследованы постояльцы и персонал 2074 бельгийских «домов престарелых» (long-term care facilities). Работа была масштабной – всего, правда однкратно, обследовано 280427 человек (142100 постояльцы и 138327 персонал). Частота инфекции, предсказуемо, была выше среди постояльцев, но в целом уровень инфицированности был невысок и разница между группами не была разительной (3.8% у постояльцев и 2.1% у персонала). 

Неожиданными оказались данные о частоте «бессимптомных» случаев - она была практически одинакова у постояльцев – 75.3% (95% доверительный интервал 74.1-76.8%) и у персонала – 74% (95% доверительный интервал 72.4-75.6%). При этом средний возраст обследованных постояльцев был 85 лет, а персонала – 42 года. Бессимптомность определялась на момент взятия образца и по опубликованным данным невозможно сказать какая доля «бессимптомных» была истинно бессимптомными, а какая пред-симптомными. Но это, в более-менее одинаковой степени, касается как постояльцев, так и персонала. Даже если предположить, что частота пред-симптомных случаев была выше у постояльцев (что проверяемо) вряд ли это разительно отразится на соотношении частот бессимптомного течения SARS-CoV-2 у людей преклонного и среднего возраста. Правда нужно сделать важную оговорку - это относится только к соответствующей возрастной группе населения Бельгии и условиям, в которых они живут. Интересно, какой результат даст исследование этих же групп на антитела?

Повышенная чувствительность к COVID-19. «Подарочек» от неандертальцев?

Один из моих недавних постов был посвящен исследованию генетических факторов, влияющих на чувствительность к COVID-19 (https://prof-afv.livejournal.com/24452.html). У этой истории есть продолжение. Более объёмное исследование не подтвердило роль групп крови системы АВО. А вот ассоциации повышенной чувствительности к «тяжелому COVID-19” c участком 3-й хромосомы (координаты  45,859,651-45,909,024) подтверждена. Наконец, появились основания полагать, что «гены чувствительности к COVID-19» в хромосоме 3 достались нам в «наследство» от неандертальцев.

Теперь более подробно. Универсальные доноры - групп I(О) – наверно разочарованы – их невосприимчивость к COVID-19 «улетучилась». Зато те, у кого группа крови II(А) могут быть довольны – «улетучилась» и их повышенная чувствительность к COVID-19. Правда, и то и другое было слабо выраженным, но всё же... 

Новое исследование, как и предыдущее, выполнено по схеме GWAS (genome wide association study, полногеномное исследование ассоциаций). Об этом типе исследований подробнее я писал здесь:  https://prof-afv.livejournal.com/24452.html. Один из основных недостатков GWAS это плохая воспроизводимость результатов. Ниже приведены результаты первого и второго GWAS.

По оси Х номера хромосом, по оси Y значения p для разницы в частоте аллелей у больных и здоровых; пунктир – порог статистической значимости.
По оси Х номера хромосом, по оси Y значения p для разницы в частоте аллелей у больных и здоровых; пунктир – порог статистической значимости.

На первом графике ассоциация генов групп крови АВО находится практически на границе статистической значимости (хотя численно это попадало в область статистической значимости). На втором графике эта ассоциации выше фоновой (серая точка в области хромосомы 9), но существенно ниже, чем порог статистической значимости. А вот с ассоциацией маркеров в хромосоме 3 всё в порядке – на обоих графиках эта точка существенно выше порога статистической значимости

Но почему мы должны доверять результатам второго исследования больше, чем первого? Дело в том, что второе исследование было проведено на значительно большей выборке:   3199 «случаев» и 897488 «популяционных контролей». Для сравнения, размеры выборок в первом исследовании были: 1610 «случаев»  и 2205 «контролей».  Разница внушительная. Хотя есть нюанс – в первом исследовании среди контролей не было больных тяжелым COVID-19. В популяционном контроле же могли быть образцы от людей, которые впоследствии заболели тяжелым COVID-19. Но при таком огромном размере выборки (n = 897488) их потенциальное влияние на результат было пренебрежимо мало. Впрочем, 100% полагаться на результаты любого единичного GWAS нельзя, особенно при неясности механизмов наблюдаемой ассоциации. А то, каков механизм повышения чувствительности к COVID-19 из-за подозреваемых генетических вариантов в хромосомы 3, по прежнему не просматривается.

Теперь об интригующей находке. В BioRhiv помещена рукопись статьи из которой следует, что гены «чувствительности к COVID” происходят от неандертальцев, причем определенного «племени» неандертальцев, проживавшего в пещере Vindija, расположенной в современной Хорватии (оригинал препринта здесь:  https://doi.org/10.1101/2020.07.03.186296). Одним из авторов статьи (всего их два) является, пожалуй, самый авторитетный специалист по молекулярной антропологии Svante Pääbo. Его аргументы в пользу этой гипотезы  выглядят убедительными. Впрочем, я не специалист в этой области и самый убедительный аргумент для меня это то, что анализ данных проводил Svante Pääbo.

С прагматической точки зрения не важно от кого нам достались гены чувствительности к COVID-19. Но ведь есть ещё и любопытство... в идеале важнейший драйвер науки. Ну а касательно прагматической стороны вопроса стоит отметить две вещи: 

1) повышение чувствительности к СOVID-19 ( по сравнению с отсутствием «генотипа чувствительности») незначительно: отношение шансов (odds ratio) равно 1,7 (95% доверительный интервал 1,27 – 2,26) 

2) частота «генотипа чувствительности» различна в разных этнических группах – в южной Азии около 30%, в Европе 8%, в восточной Азии «ниже чем в Европе», а в Африке, южнее Сахары - 0%. Самая высокая частота этого генотипа, по имеющимся на сегодня данным, в Бангладеш (64% гетерозигот и 13% гомозигот).

 


Вариант G614 вируса SARS-CoV-2. Что известно и что это значит? Часть 2

Краткое содержание части 1 (https://prof-afv.livejournal.com/28403.html)

В первоначальном варианте SARS-CoV-2 в SPIKE белке в позиции 614 стоит аминокислота D. Затем, скорее всего в Китае, появился новый вариант вируса, у которого в этой позиции стоит аминокислота G. Этот вариант (G614), начиная с 20-х чисел февраля 2020г., стал быстро распространятся, сначала в Италии, затем почти по всему миру, «замещая» вариант D614. Одним из возможных объяснений этого феномена является большая контагиозность варианта G614 по сравнению с D614. Но, даже если это и так (что нельзя считать доказанным), более высокая контагиозность не означает большую опасность вируса. 

В этом посте обобщены сравнительные данные о различных характеристиках вариантов G614 и D614. Также как и в предыдущем посте эти данные из статьи: https://www.cell.com/cell/pdf/S0092-8674(20)30820-5.pdf

Вызывает ли вариант G614 более тяжелые формы COVID-19?

Похоже, что нет. Почему «похоже»? Казалось бы чего проще? Нужно «всего лишь» сравнить частоты каждого из этих вариантов у больных с COVID-19 разной тяжести. Но для того, чтобы корректно провести это сравнение, нужно, чтобы сравниваемые группы, в идеале, отличались только по варианту вируса (G614 и D614) у больных или бессимптомных вирусоносителей. Выполнить эти условия на практике очень сложно. В детали вдаваться не буду. Отмечу лишь, что авторам работы удалось найти более-менее подходящий первичный материал не в США, а в Соединенном Королевстве. При при этом размер выборок, включенных в анализ, сравнительно невелик: для варианта D614 это 242 человека, a для варианта G614  - 756. Анализ этих выборок показал, что статистически значимой разницы в частотах D614 и G614 вариантов у больных тяжелыми и легкими формами  COVID-19 нет (p = 0.66). Считать, что этот вопрос закрыт я бы не стал. Да, выраженной разницы нет. Но сравниваемые группы наиболее тяжелых больных (на интенсивной терапии) были очень маленькими (5 человек  для D614 и 39 для G614), а бессимптомные случаи вообще не исследовались.  

Есть ли разница в чувствительности вариантов G614 и D614 к нейтрализующим антителам?

Сыворотки больных COVID-19, содержащие нейтрализующие антитела, были одинаково активны в отношении нейтрализации обоих вариантов вируса. Но, было исследованы сыворотки только шести больных. Кроме этого, на предмет «перекрестной нейтрализации» не были исследованы сыворотки больных из областей, где один из вариантов вируса практически отсутствует. Полная перекрестная нейтрализация такими сыворотками была бы наиболее убедительным доказательством «антигенной эквивалентности» вариантов G614  и D614. 

Впрочем, возможность того, что вариант G614 полностью «ускользает» от нейтрализующих антител, индуцированных вариантом D614, крайне маловероятна. Однако, многие вакцины-кандидаты базируются на D614 варианте SPIKE белка. Поэтому вопрос о степени антигенной эквивалентности вирусных вариантов G614 и D614 заслуживает более глубокой проработки. 

Повышена ли вирусная нагрузка при инфекции  вариантом G614?

Вирусная нагрузка (количество вирусной РНК в мазках из носоглотки) при инфицировании вариантом G614 в среднем немного выше, чем при инфицировании вариантом D614. Но эти различия явно не драматические (p = 0.04) и разброс данных весьма велик (см. рисунок; фрагмент иллюстрации из статьи). 

PCR Ct – чем выше этот показатель, тем НИЖЕ вирусная нагрузка. Каждая точка это данные тестирования одного человека. Жирная чёрная горизонтальная линия – среднее значение PCR Ct.
PCR Ct – чем выше этот показатель, тем НИЖЕ вирусная нагрузка. Каждая точка это данные тестирования одного человека. Жирная чёрная горизонтальная линия – среднее значение PCR Ct.

При интерпретации этих данных нужно учитавать, что количество вирусной РНК не равноценно количеству инфекционного патогенного вируса. Кроме этого, если разницы в тяжести заболевания, вызываемого этими вариантами вируса нет (а это один из основных выводов статьи), то повышенная вирусная нагрузка при инфекции G614, это скорее хорошо, чем плохо. В таком случае, доза вируса выше, вреда это не приносит, а иммунный ответ («естественная иммунизация») должен быть сильнее.

Различия в характеристиках вариантов G614 и D614 in vitro.

В статье показано, что вариант G614 более инфекционен in vitro, чем вариант D614. Это значит, что  для инфицирования культур клеток необходимы меньшие дозы вируса G614. Но данные экспериментов in vitro, нельзя экстраполировать на ситуацию in vivo и эти данные (даже если они подтвердятся) совсем не означают, что в реальных условиях вариант G614 более контагиозен (заразен), чем вариант D614.  Я не даром сделал оговорку «если они подтвердятся». Дело в том, что вывод о большей инфекционности варианта G614 in vitro базируется на экспериментах с «исскуственными» вирусами, так-называемыми псевдотипами (совершенно другими вирусами в оболочку которых «встроены» разные варианты SPIKE белка). Совсем не факт, что этот результат будет воспроизводится, если проводить эксперименты по инфицированию различных культур клеток in vitro природными варианта SARS-CoV-2.  

На этом я сегодня остановлюсь, хотя в статье есть ещё немало интересных данных. Но о главном – тех результатах, которые наиболее важны с точки зрения оценки степени опасности варианта G614 - я написал. На мой взгляд пока нет оснований считать вариант G614 более опасным, чем вариант  D614. Кроме этого, я пытался показать, что ответы на вопрос «что это значит» можно получить только путем критического анализы конкретных данных. Полагаться на «выводы», сформулированные в сенсационных заголовках СМИ, не стоит. Ну а тем, кто достаточно подготовлен, советую прочесть оригинал статьи. Это хороший пример профессиональной научной работы.

«Дисквалификация» от ВОЗ гидроксихлорохину/хлорохину и лопинавиру/ритонавиру

ВОЗ объявила о немедленном и окончательном прекращении клинических испытаний гидроксихлорохина (Плаквенил, Иммард),  хлорохина (Делагил) и комбинированного анти-ВИЧ препарата лопинавира+ритонавира (Калетра, Калидавир, Лопирита) в рамках спонсируемого ею клинического испытания Solidarity (подробнее об этом испытании здесь: https://prof-afv.livejournal.com/3886.html). Это решение принято на основании промежуточного анализа результатов этих испытаний, который показал отсутствие клинической эффективности у данных препаратов при лечении COVID-19 у госпитализированных больных. Эти данные сейчас готовятся к научной публикации.

Решение, на мой взгляд, запоздалое. Клинические испытания с контролями неоднократно свидетельствовали об отсутствии клинической эффективности у этих препаратов, о чём я писал неоднократно, в частности здесь: https://prof-afv.livejournal.com/24313.html.  Но лучше позже, чем никогда...

Нужно отметить, что ВОЗ действует предельно осторожно – подчеркивает, что его решение касается только клинических испытаний в рамках SOLIDARITY и что испытания этих препаратов в амбулаторных условиях и для профилактики COVID-19 могут продолжаться. При этом, в случае  гидроксихлорохина,  ВОЗ пока игнорирует результаты адекватно проведённых клинических испытаний, показавших отсутствие профилактической эффективности у этого препарата (об этом здесь: https://prof-afv.livejournal.com/22205.html). 

Полный текст заявления ВОЗ здесь: https://www.who.int/news-room/detail/04-07-2020-who-discontinues-hydroxychloroquine-and-lopinavir-ritonavir-treatment-arms-for-covid-19

Вариант G614 вируса SARS-CoV-2. Что известно и что это значит? Часть 1.

О мутациях на уровне генома и белков

В геноме SARS-CoV-2 около 30000 нуклеотидов. Фактически, это текст, написанный четырьмя буквами (A, G, C, U). У каждого нуклеотида в геномной последовательности есть порядковый номер, соответствующий его позиции в геноме референс изолята SARS-CoV-2 (первого «Уханьского» генома). При репликации (размножении) вируса геномная РНК копируется вирусным ферментом, который называется РНК-зависимой РНК полимеразой. Процесс копирования сопровождается ошибками. Скажем, в какой-то позиции генома стоит нуклеотид А, но в процессе копирования в этой позиции вместо А ошибочно «ставится» нуклеотид G. В случае мутации, о которой идёт речь в посте, именно это произошло в геномной позиции 23403. Соответственно, эта мутация в РНК обозначается как А23403G. На уровне вирусного белка (это гликопротеин S, он же SPIKE) эта мутация приводит к замене аминокислоты в позиции 614: аспарагиновая кислота (сокращенно D) меняется на глицин (сокращенно G).  На уровне белка эта мутация называется D614G, а варианты вируса с мутацией или без неё сокращенно обозначаются как G614 и D614,  соответственно.

Как и когда была обнаружена мутация D614G

Впервые полный геном SARS-CoV-2 был расшифрован китайскими исследователями в начале января 2020г. Он сразу же был помещён в открытый доступ (теперь это референс геном SARS-CoV-2 ). С тех пор расшифрованы полные геномы приблизительно 60 тысяч изолятов SARS-CoV-2. Эти геномные последовательности депонированы в базе данных GISAID (https://www.gisaid.org/) и находятся в открытом доступе. Каждый день GISAID пополняется сотнями вновь секвенированных геномов со всех концов мира. В этом хранилище и «ловят» мутации. Конечно, сделать это вручную невозможно. Первыми процесс выявления мутации в геноме SARS-CoV-2 удалось автоматизировать группе биоинформатиков из Лос-Аламосской Национальной Лаборатории США (это там где была разработана первая атомная бомба).  Лидером этой группы многие годы является Bette Korber, одна из наиболее авторитетных специалистов по анализу геномов и эволюции вирусов, прежде всего ВИЧ.  Программные инструменты разработанные ею и соавторами позволили в автоматическом режиме мониторить базу GISAID на появление мутаций в геноме SARS-CoV- 2 и отслеживать динамику их частот. Мутация D614G была обнаружена в начале марта. Этот вариант вируса (G614), впервые выявленный в Китае в конце января,  был там редким. Также, в конце января вариант G614 был обнаружен в Германии (почти наверняка занос из Китая). По мере накопления данных мутантный вариант (G614) стал привлекать всё большее внимание. Его частота начала взрывоподобный рост в Италии в 20-х числах февраля. Далее «экспансия» вируса G614 стала наблюдаться почти повсеместно. Это отчетливо видно на рисунках ниже  (взяты из статьи: https://www.cell.com/cell/pdf/S0092-8674(20)30820-5.pdf ). На этих рисунках желтым/оранжевым обозначен  «первоначальный» вариант - D614, а  синим/фиолетовым «замещающий» его вариант  –  G614).

Тенденция на «замещение» изолятов D614 на изоляты G614 была отмечена на уровне континентов (см. рисунок ниже). Сходная тенденция наблюдалась на уровне отдельных стран и регионов внутри больших стран, с несколькими исключениями. 

Что это значит?

Первое, что в связи с этими данными приходит в голову - G614 вариант SARS-CoV-2 распространяется быстрее. Но в науке самое очевидное объяснение далеко не всегда оказывается правильным. Альтернативным объяснением является хорошо известный генетикам «эффект основателя». Если предположить, что в начале февраля в Европу из Китая попал именно «синий» (G614) вариант вируса, то эти кривые можно объяснить тем, что начиная с конца февраля эпидемия распространялась по миру преимущественно из Европы. Таким образом в разные точки мира заносилось всё больше и больше «синего варианта» и все меньше «оранжевого». Это объяснение не предполагает различий в «заразности» вариантов D614 (основного китайского) и G614 (основного европейского). Почему в Европе стал так быстро распространятся вариант G614? Один из возможных сценариев следующий – в конце января-начале февраля в Европу приехало несколько «супер-распространителей» именно этого варианта. Почему именно G614, редкого в Китае? Это могло быть результатом случая, а могло быть и так, что этот вариант был более распространён в той социальной группе в Китае, которая «ринулась» в Европу скрываться от эпидемии и сопровождающих её строгих карантинных ограничений. Есть и другие неопределенности, затрудняющие интерпретацию данных по динамике частот вариантов D614 и G614. Например, геномы депонированные в GISAID это лишь «верхушка айсберга». В мире десятки миллионов инфицированных вирусом (только официально зарегистрированных случаев  более 11 миллионов), а в базе лишь несколько десятков тысяч геномов. Причем, выборка эта не случайная и оценить  степень ее репрезентативности сложно, если вообще возможно.   

Но, даже если вариант G614 распространяется быстрее чем все остальные варианты, означает ли это, что он более опасен? Предположим, чисто теоретически, что одновременно с увеличением скорости распространения вируса уменьшается его вирулентность (болезнетворность). В таком случае, по сути, будет происходить «естественная иммунизация» населения. Это, конечно, сверх-оптимистический сценарий. О нём я упоминаю, главным образом, для того, чтобы подчеркнуть, что опасность вируса должна оцениваться по комплексу характеристик.

Вызывает ли вариант G614 более тяжелые формы COVID-19? Отличается ли он по своим биологическим характеристикам от прототипного варианта D614? И как, в принципе, можно сравнить вирулентность различных генетических вариантов SARS-CoV- 2? Об этом, и некоторых других вопросах, имеющих отношение к «делу», в следующем посте.

"Экспансия" D614G мутанта коронавируса SARS-CoV-2 ?

В журнале Cell принята к печати статья о распространенности «мутантного» варианта SARS-CoV-2 (G614) и его сравнении с «обычным» вариантом этого вируса (D614). Одна из трактовок представленных данных весьма интригующа — «мутантный» вариант более «заразен». Однако, признаков того, что этот вариант обладает повышенной вирулентностью (болезнетворностью) пока не обнаружено.  В связи с появлением данной статьи в ближайшие дни в СМИ появится множество сенсационных заголовков и комментариев. Завтра постараюсь написать подробнее об основных результатах этой работы и неоднозначности их трактовки.

COVID-19. «Избыточная смертность» в США

В дополнение к недавнему посту об избыточной смертности в Европе (https://prof-afv.livejournal.com/27039.html) выкладываю аналогичные данные по США. Правда, на этот раз источник данных это научная публикация. Желающие ознакомится с деталями могут найти их здесь: https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2768086

Вкратце, в марте-апреле в США зафиксировано 87000 избыточных смертей (95% доверительный интервал 86578 — 87423). На основании информации в свидетельствах о смерти лишь 65% избыточных смертей были связаны с COVID-19 (смерть считалась связанной с COVID-19 при любом упоминании об этом заболевании/вирусе в свидетельстве о смерти). Наиболее частыми «нековидными» причинами избыточной смертности были диабет, болезни сердца, цереброваскулярная (сосуды мозга) патология, болезнь Альцгеймера. Нужно иметь ввиду, и это оговаривают авторы, что на основании проанализированных данных невозможно сказать точно, в какой степени «нековидная» избыточная смертность связана с неточностью диагнозов в свидетельствах о смерти, а в какой с непрямыми эффектами COVID-19 (дефектность в оказании «нормальной» медицинской помощи во время эпидемии и последствия вызванного эпидемией социального напряжения). 

В качестве примера того, какие данные представлены в этой статье привожу фрагмент таблицы, суммирующей результаты (в полном варианте таблицы есть данные по всем штатам кроме Коннектикута и Северной Каролины и по округу Колумбия).


«Тандемные» димеры RBD SARS-CoV-2, SARS-CoV и MERS-CoV как вакцины против коронавирусов?

Как теперь почти всем известно вирусная «атака» начинается со «швартовки» вируса к рецептору (в случае SARS-CoV-2 это ACE2). У коронавирусов белком ответственным за швартовку является гликопротеин S, точнее его «кусочек», который называется «связывающийся с рецептором домен», сокращенно RBD (receptor binding domain). Именно в RBD сосредоточено большинство эпитопов, значимых для нейтрализации вируса антителами. К сожалению, иммуногенность этих RBD эпитопов (способность вызвать выработку антител) не слишком высока. Это одно из ограничений для так-называемых «субъединичных» вакцин (состоящих из очищенного вирусного белка). В случае коронавирусов действующим началом таких вакцин могут быть гликопротеин S или его фрагменты (наиболее перспективным из которых является RBD). Иммуногенность субъединичных вакцин тем выше, чем точнее 3-D конфигурация очищенного белка воспроизводит его “форму» в естественном состоянии, т.е. когда он является частью оболочки вируса. Достичь этого очень трудно. Но в случае коронавирусов, по крайней мере, самых зловредных из них (SARS-CoV-1, MERS-CoV и, главное,  SARS-CoV-2), похоже, найден способ «обхитрить» природу. В препринте статьи, принятой к печати журналом Cell (это сейчас один из наиболее авторитетных журналов в области молекулярной и клеточной биологии), детально описано как можно значительно повысить иммуногенность RBD коронавирусов. Делается это с помощью генно инженерных и биотехнологических манипуляций. На выходе получены, причём в препаративных количествах, «искусственные RBD” которые индуцируют очень высокие титры вируснейтрализующих антител. Правда, пока это проверено только на мышах. Оригинал статьи здесь: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867420308126

В самом общем виде схема получения высокоиммуногенного RBD, который авторы называют «tandem repeat single chain dimer” (одноцепочечный димер RBD с тандемным повтором), представлена на рисунке ниже (взят из статьи).

Гликопротеин S (он же spike белок) в оболочке вирусной частицы находится в виде тримера (S-trimer). При очистке этого белка можно получить его мономеры (S-monomer). Обратите внимание RBD (сиреневый овал) находится в «шляпке» S-белка. Но очистить его от остальной части этого белка обычными методами невозможно – ведь RBD это интегральная часть S-белка. Однако «сделать» RBD можно генно инженерными методами. Такие препараты мономера RBD получены во многих лабораториях. Они используются в тест-системах для определения антител против SARS-CoV-2. Но при введении животным эти RBD слабо иммуногенны, т.е. антитела на них вырабатываются плохо.

Основной результат данной работы состоит в том, что димеры RBD оказались значительно более иммуногенны, чем мономеры. Такие RBD димеры были получены для вирусов SARS-CoV-1, MERS-CoV и SARS-CoV-2 (рисунок из статьи).

Нужно было так выстроить «тандемы», чтобы препараты были стабильны и иммуногенны.  Для этого потребовалось определить  3-D структуры мономерных RBD и найти оптимальные точки для их связки в тандемы. И эта сложная задача была успешно решена авторами.  

В принципе данные препараты это готовые кандидаты в вакцины. Но у данного типа вакцин есть один большой недостаток – они хороши для выработки антител и только антител. Т-клеточный иммунитет ими не запускается. Тем не менее, подход очень интересен и несомненно заслуживает углубленной разработки.