Нужно ли будет регулярно адаптировать вакцины против COVID-19?


Вакцины против гриппа необходимо ежегодно оценивать, чтобы убедиться, что они остаются эффективными против новых вирусов гриппа. Будет ли то же самое относиться к вакцинам от COVID-19? Чтобы определить, может ли это быть необходимо и в какой степени, группа исследователей из Charité – Universitätsmedizin Berlin сравнила эволюцию эндемичных коронавирусов, вызывающих простуду, с эволюцией вирусов гриппа. Исследователи прогнозируют, что пока пандемия продолжается, вакцины необходимо будет регулярно обновлять. Однако через несколько лет после начала пандемического периода вакцины, вероятно, будут оставаться эффективными дольше. Это исследование было опубликовано в Эволюция вирусов.

Вирусы гриппа – мастера уклонения от иммунной системы человека. Они претерпевают такие быстрые изменения, что антитела, вырабатываемые иммунной системой в ответ на предыдущую инфекцию или вакцинацию, не могут их нейтрализовать. Вот почему сложная задача оценки и обновления вакцины против сезонного гриппа должна повторяться каждый год. Мутации в SARS-CoV-2 уже привели к появлению ряда вариантов, некоторые из которых (например, вариант из Южной Африки) частично ускользают от иммунного ответа организма. В результате некоторые производители вакцин уже начали разрабатывать новые версии своих вакцин. Что это значит для будущего? Будут ли вакцины отражать вакцины против гриппа, требуя регулярного обновления?

Чтобы определить, будет ли SARS-CoV-2 в долгосрочной перспективе демонстрировать способность уклонения от иммунитета наравне с вирусами гриппа, вирусологи Charité изучили генетическую эволюцию четырех известных в настоящее время коронавирусов, вызывающих простуду. Эти относительно безвредные коронавирусы, как известно, вызывают примерно 10 процентов простудных заболеваний в мире и циркулируют у людей значительно дольше, чем SARS-CoV-2. Как и SARS-CoV-2, они проникают в человека с помощью «белка шипа», поверхностного белка, который придает вирусу характерный вид (и название), напоминающий корону. Белок-спайк также является мишенью для всех современных вакцин против COVID-19.

В своем исследовании исследователи сосредоточились на двух самых длинных из известных коронавирусов (обозначенных как 229E и OC43), отслеживая изменения в гене спайка примерно на 40 лет назад. Исследователи начали со сравнения последовательностей из ряда старых образцов, которые были помещены в банк данных генетических последовательностей. На основе мутаций, которые возникли с течением времени, они затем создали филогенетические деревья для обоих коронавирусов. Исследователи сравнили свои результаты с филогенетическим деревом H3N2, подтипа гриппа, который особенно эффективен при уклонении от иммунного ответа человека.


Расчеты исследователей выявили одну особенность, которая была общей для филогенетических реконструкций как коронавирусов, так и вируса гриппа: все три имели ярко выраженную лестничную форму. «Асимметричное такого типа, вероятно, является результатом многократной замены одного циркулирующего варианта вируса другим, имеющим преимущество в пригодности», – объясняет первый автор исследования, доктор Венди К. Джо из Института вирусологии Шарите. «Это свидетельство« антигенного дрейфа », непрерывного процесса, включающего изменения поверхностных структур, которые позволяют вирусам уклоняться от иммунного ответа человека. Это означает, что эти эндемичные коронавирусы также уклоняются от иммунной системы, как и вирус гриппа. Тем не менее, один также необходимо смотреть на скорость, с которой происходит эта эволюционная адаптация ».

На этом этапе исследователи определили скорость эволюции трех вирусов. В то время как вирус гриппа накапливал 25 мутаций на 10000 нуклеотидов (генетических строительных блоков) в год, коронавирусы накапливали примерно 6 таких мутаций за тот же период времени. Таким образом, скорость изменения эндемичных коронавирусов была в четыре раза медленнее, чем у вируса гриппа. «Что касается SARS-CoV-2, это хорошие новости», – резюмирует профессор доктор Кристиан Дростен, директор Института вирусологии и исследователь Немецкого центра исследований инфекций (DZIF).

По оценкам, SARS-CoV-2 в настоящее время изменяется со скоростью примерно 10 мутаций на 10000 нуклеотидов в год, что означает, что скорость его развития значительно выше, чем у эндемичных коронавирусов. «Это быстрое генетическое изменение SARS-CoV-2 отражается в появлении множества вариантов вируса по всему миру», – объясняет руководитель исследования профессор доктор Ян Феликс Дрекслер, исследователь из Института вирусологии и DZIF. «Однако это, вероятно, связано с высокими темпами инфицирования, наблюдаемыми во время пандемии. Когда число инфекций настолько велико, вирус может развиваться более быстро. Основываясь на темпах эволюции, наблюдаемых у эндемичных коронавирусов простуды, мы Ожидается, что SARS-CoV-2 начнет меняться медленнее, как только инфекции начнут утихать, то есть когда у значительной части мирового населения выработается иммунитет либо в результате инфекции, либо в результате вакцинации. Поэтому мы ожидаем, что вакцины необходимо будет регулярно контролировать на протяжении всей пандемии и обновлять по мере необходимости. Как только ситуация стабилизируется, вакцины, вероятно, будут оставаться эффективными дольше ».