Только за двадцать два года 21-го века мы пережили пять эпидемий, бросивших серьезный вызов мировой медицине. Каждая из них вызвана вирусами, но что удивительно – через определенный период времени вирионы (вирусные частицы) возвращаются, но в немного измененном структурном виде. Так в 2002-2003 году 27 стран мира столкнулись с эпидемией атипичной пневмонии SARS, от которой умерло более 800 пациентов. И это было лишь начало, ведь дальше человечество ждали:
- свиной грипп A/H1N1 в 2009-2010 годах – смертность достигла почти 19 тысяч человек;
- птичий грипп H5N1 и H7N9 2003-2017 гг – умерло более 450 заболевших;
- ближневосточный респираторный синдром (MERS-CoV) – острая респираторная вирусная инфекция, вызванная патогенным для человека коронавирусом MERS-CoV. Уровень смертности сравнительно невысокий – 430 пациентов за 2012-2015 гг;
- геморрагическая лихорадка Эбола, в 2014-2016 годах и унесшая 11300 жизней [1];
- COVID-19 – текущая пандемия вызванная распространением коронавируса SARS-CoV-2. Забравшая 5,6 миллионов жизней.
Нетрудно заметить, что некоторые обозначения вирусов перекликаются. Это неудивительно, ведь они могут быть вызваны мутировавшими вирусами одного типа. Попробуем разобраться что такое мутация вирусов и почему она происходит.
Что такое вирус, его структура и особенности
Мир микроорганизмов представлен несколькими отдельными видами, каждый из которых кардинально отличается от других. Вирусы относятся к этой группе, хотя у них есть свои особенности, несвойственные остальным невидимым невооруженным глазом представителей животного и растительного мира. Во-первых, у них нет клеточной структуры и протеинообразующих систем. Во-вторых, они имеют выраженный цитотропизм и внутриклеточный паразитизм. [2]
Ученые, изучающие вирусы, подсчитали, что на Земле более 1039 этих микроорганизмов. [3] У них разные формы, размеры и жизненный цикл, но несколько свойств объединяют все вирусы:
- наличие капсида – защитной белковой структуры;
- геном, который состоит из ДНК или РНК и находится внутри капсида;
- суперкапсид – оболочка, которая покрывает капсид, однако она присутствует не у всех видов вирусов. [4]
При попадании вируса в клетку-носителя, он начинает интенсивно размножаться. В результате возникает множество копий возбудителя заболевания, которые потом поражают другие клетки организма.
В процессе размножения и передачи вируса иногда происходит изменение генетического материала, находящегося в геноме. Это и называется мутацией.
Чем выше циркулирование вирусов и чаще выполняется их репликация, тем больше шансов появления новых штаммов.
Подобная мутация способна создать вирусы, которые легче адаптируются к внешней среде, имеют высокую контагиозность, вызывает кардинально другие симптомы и течение заболевания. Этот процесс именуют эволюцией.[5]
Основные причины мутации вирусов
Ежегодно в мире появляются новые штаммы вирусных инфекций. Объясняется это эволюционированием вирусов, которое возникает очень быстро и может происходить двумя путями:
- рекомбинацией: в этом случае микроорганизмы инфицируют одну и ту же клетку и обмениваются между собой генетическим материалом;
- мутацией: изменение последовательности ДНК или РНК-цепей происходит внутри самого вируса.
Рекомбинация присущая вирусу гриппа, ведь у него есть сразу восемь сегментов РНК, каждый из которых несет от одного до нескольких генов. Когда два разных штамма одного возбудителя попадают в организм, продуцируются новые микроорганизмы со смешанными сегментами.
РНК-полимераза, принимающая участие в репликации РНК-вирусов, не имеет такой способности, поэтому никакой коррекции не происходит. Соответственно, вероятность возникновения новых штаммов вирусов высокая.
Вирусных заболеваний с несколькими видами штаммов на самом деле не так уж и много. Самые известные и наиболее распространенные мутации происходят у гриппа, ВИЧ, коронавируса. Например, за все время существования SARS-CoV-2 образовалось тринадцать разных форм. [6] Пандемия COVID-19 началась с формы, которая была обнаружена в декабре 2019-го в китайском городе Ухань.
Последствия мутации вирусов
Мутация – это хорошо или плохо? На этот вопрос ответить однозначно нельзя, ведь в каждом случае результат разный. Для одних заболеваний мутация вирионов становится возможностью еще комфортнее «чувствовать» себя в организме, а для других – приводит к тому, что пациенты легко болеют и быстро выздоравливают.
При ВИЧ-инфекции мутация генов с образованием новых штаммов – одна из основных причин возникновения устойчивости к лекарственным средствам. Все дело в том, что для блокирования репликации ВИЧ используется ингибитор обратной транскриптазы, механизм действия которого заключается в объединении с этим ферментом в вирусе. Без его участия вирион не может копировать геном, но некоторые вирусные частицы мутируют именно в гене обратной транскриптазы, поэтому лекарство на них не действует. С этой целью для лечения ВИЧ используется комбинированная терапия из нескольких препаратов, влияющих на разные циклы развития вируса. [7]
Влияние на определение вирусов и процесс вакцинации
На сегодняшний день диагностика коронавируса выполняется 100% эффективными методами, так как определяется геном RdRp (ORF1ab) и N, которые абсолютно не мутируют.
Немного сложнее ситуация с вакцинацией: новый штамм коронавируса «омикрон» появился несколько месяцев назад, нанеся удар по усилиям ученых и медиков, разработавших вакцины против COVID-19. Несмотря на меньшую опасность для здоровья по сравнению с предыдущими формами, он поставил под сомнение эффективность вакцинирования. Так, испытаниями вакцины Pfizer обнаружено, что она защищает от омикрона всего на 22,5 %. Такой вывод сделали эксперты Африканского научно-исследовательского института здравоохранения в городе Дурбан (ЮАР). Для этого они отобрали образцы плазмы крови у 12 вакцинированных пациентов, заболевших именно этой формой коронавируса. В основе исследования было определение нейтрализующих антител в организме. Одновременно они сделали предположение, что прививка сделает протекание заболевания более легким, обезопасит от появления осложнений.
Раньше эффективность вакцинации биотехнологическим препаратом оценивали британские ученые. Их результаты оказались более оптимистическими: третья доза мРНК-вакцин Pfizer и AstraZeneca повышают защиту организма от омикрона на 75 %. [8]
Но не все так пессимистично. Несмотря на повышение количества пациентов, заболевших коронавирусом штамма «омикрон», госпитализаций среди вакцинированных немного. Безусловно, всплеск пандемии еще впереди, но оптимистические прогнозы сделаны: эволюция SARS-CoV-2, скорее всего, близится к завершению. Цель вируса – не убивать человека и погибать самому, а продолжать свой жизненный цикл, для чего ему нужно мутировать в более слабую форму. [9]
Полностью из нашей жизни COVID-19 вряд ли уйдет. Но ежегодное его появление в сезон респираторных заболеваний с более легкими симптомами не будет таким опасным. Так что мутация вирусов может быть и положительным процессом.
- Источники
- ↑ Сайт Министерства здравоохранения Московской области. – Эпидемии XXI века: 5 опасных вирусов новейшей истории.
- ↑ Фармацевтична енциклопедія. – Віруси.
- ↑ Интернет-портал “Хайтек”. – Ученые подсчитали количество вирусов на Земле. Их больше, чем звезд во Вселенной.
- ↑ Сайт Академии Хана. – Введение в вирусы.
- ↑ ↑ Новостной портал “Ліга.Бізнес”. – Эволюция коронавируса: почему вирус мутирует и как диагностировать новые штаммы.
- ↑ Википедия – Штаммы SARS-CoV-2. Сводная таблица.
- ↑ Сайт Академии Хана. – Эволюция вирусов.
- ↑ Cетевое издание “Forbes.ru”. – Эффективность вакцины Pfizer против штамма “омикрон” оценили в 23%.
- ↑ Новостной портал “Газета.ru”. – Инфекционист рассказал об оптимистичных прогнозах по штамму “омикрон”.
Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru