Изображение: Африканский научно-исследовательский институт здравоохранения
Ранее в этом году ученые обнаружили, что альфа-вариант SARS-CoV-2 обладает уникальной особенностью. Отслеживание его эволюции показало, что группа мутаций, по-видимому, сформировалась в один момент времени, а не накапливалась постепенно, как в случае с другими вариантами. В результате этого различия исследователи предположили, что альфа-вариант развился у одного человека с ослабленной иммунной системой. Люди с ослабленной иммунной системой могут гораздо дольше болеть COVID-19, что дает вирусу время для накопления мутаций.
Последний вызывающий беспокойство вариант, Omicron, также демонстрирует набор внезапно появившихся мутаций. Ученые полагают, что этот вариант развился из версии SARS-CoV-2 (вируса, вызывающего COVID-19), которая уже существовала в 2020 году. Однако ученые не видели никаких его следов, пока он не появился в Южной Африке. Это было похоже на то, как если бы этот штамм нашел место, где можно спрятаться и развиваться втайне. Длительный промежуток в его эволюционной истории в сочетании с длинной цепочкой мутаций указывают на то, что Омикрон, как и Альфа, мог возникнуть у индивидуума с ослабленной иммунной системой.
В ответ на исследование, опубликованное в этом году, мы приводим подборку заголовков новостей: “Почему неконтролируемый ВИЧ может быть причиной появления Omicron”, “Привела ли неспособность адекватно лечить ВИЧ-инфицированных к появлению варианта Omicron?” и “Южная Африка может стать “фабрикой мутаций” COVID из-за большого количества ВИЧ-инфицированное население, утверждают ученые”.
Чтобы внести ясность, люди с ВИЧ не являются фабриками мутаций COVID, но существует вероятный эволюционный путь для вариантов, который включает небольшое число людей с ослабленной иммунной системой. Чтобы прояснить, что мы знаем (и чего не знаем), aidsmap.com поговорил с доктором Алексом Сигалом из Африканского научно-исследовательского института здравоохранения, вирусологом, изучающим мутации SARS-CoV-2.
Начнем с того, что он и другие ученые обнаружили, что мутации SARS-CoV-2 могут возникать у нескольких людей с запущенной формой ВИЧ или без лечения, а не у людей с ВИЧ, которые успешно подавляют ВИЧ с помощью антиретровирусной терапии. Хотя приведенные им цифры являются приблизительными, по его оценкам, у подавляющего большинства (90%) людей с запущенной стадией ВИЧ, которые длительно болеют COVID-инфекцией, мутации не возникают.
На данный момент известно о трех случаях, когда люди с ВИЧ перенесли длительную инфекцию COVID-19, которая привела к мутациям SARS-CoV-2.
Сигал и его коллеги изучали женщину в возрасте около тридцати лет из Южной Африки, у которой был положительный результат теста на SARS-CoV-2 в то время, когда лечение от ВИЧ было безуспешным (начальное количество CD4 составляло 6, а вирусная нагрузка превышала 34 000). Хотя ее инфекция COVID протекала в основном бессимптомно, у нее продолжался положительный результат теста на SARS-CoV-2 в течение примерно 6 месяцев, за это время произошло множество мутаций.
Другая команда обследовала 61-летнюю женщину в Калифорнии воз не проходила лечение от ВИЧ, когда ее тест оказался положительным на SARS-CoV-2 (первоначальное количество CD4 составляло 13, а вирусная нагрузка превышала 260 000). Ее 51-дневная инфекция COVID также протекала в основном бессимптомно и также привела к множественным мутациям SARS-CoV-2.
Третья группа сообщила о 66-летнем африканском мужчине, у которого был диагностирован ВИЧ в то же время, когда у него был положительный результат на SARS-CoV-2 (начальное количество CD4 было равно 0, а вирусная нагрузка – 275 000). У мужчины был положительный результат на SARS-CoV-2 в течение примерно 4 месяцев. За это время появилась единственная мутация, но позже она исчезла. Авторы этой статьи пришли к выводу, что полное отключение его иммунной системы объясняет отсутствие мутаций.
То, что происходит в этих тематических исследованиях, аналогично тому, как развиваются мутации ВИЧ и устойчивость к лечению, когда люди с ВИЧ поддерживают недостаточный уровень антиретровирусных препаратов в течение определенного периода времени. “У вас не развивается [резистентность], когда нет лекарств”, – сказал Сигал, потому что в этой ситуации ВИЧ процветает без давления отбора, вызывающего мутации. “Вы не эволюционируете, когда есть полноценные лекарства”, – добавил он, потому что ВИЧ не может эволюционировать, когда он полностью подавлен эффективной комбинацией лекарств. Проблема возникает, когда вы принимаете низкий уровень лекарств в течение определенного периода времени, что дает ВИЧ шанс развить мутации, которые могут в конечном итоге победить лекарство.
Аналогично обстоит дело с SARS-CoV-2 и низким уровнем антител у людей с ослабленной иммунной системой. Здоровые и вакцинированные люди вырабатывают против вируса антитела, которые обычно уничтожают его до того, как он успеет мутировать. У людей с полностью подавленной иммунной системой антитела не вырабатываются, поэтому у SARS-CoV-2 нет необходимости вырабатывать устойчивость к антителам. С другой стороны, у людей с ослабленной иммунной системой вырабатывается слишком мало антител, чтобы справиться с инфекцией, но они все равно присутствуют. Это создает давление отбора для того, чтобы вирус SARS-CoV-2 адаптировался и выживал против этих антител.
“Таким образом, в принципе, любой вирус с мутацией, который может избежать воздействия этих антител, будет иметь преимущество”, – сказал Сигал. Многие мутации, называемые синонимичными мутациями, не меняют биологического поведения белка. Мутации, которые происходят с белком spike, важны, потому что этот белок открывает биохимические двери в наши клетки, а также потому, что иммунная система людей, получающих современные вакцины, обучена распознавать их.
“Мутации SARS-CoV-2 могут возникать у нескольких людей с запущенной формой ВИЧ или без лечения, но не у людей с ВИЧ, которые успешно подавляют ВИЧ с помощью антиретровирусной терапии”.
В случае с белком spike, который появился у женщины из Южной Африки, Сигал и его команда обнаружили, что он действительно приобрел мутации, связанные с некоторой устойчивостью к антителам. Хотя это может дать преимущество, это не обязательно приводит к снижению эффективности вакцины в реальном мире. Результаты также не говорят о том, был ли этот конкретный набор мутаций достаточно конкурентоспособным для широкого распространения. Основываясь на исследованиях других вирусов, некоторые ученые говорят, что варианты, которые развиваются у людей с ослабленной иммунной системой, сталкиваются с препятствиями для заражения других.
“Но мы видим, что вирусы, которые эволюционируют таким образом, во многих отношениях очень похожи на Omicron или другие варианты”, – сказал Сигал. Другими словами, белок spike вызвал мутации, которые появились в других вариантах, включая Omicron. Поскольку этот всплеск имеет некоторые общие мутации с Омикроном, это подтверждает предположение о том, что этот вариант может эволюционировали таким образом. Все еще возможно, что Омикрон пошел совершенно другим путем. Эволюционный пробел омикрона также можно объяснить, если его предковая форма распространилась на другие виды, какое-то время незаметно эволюционировала у животных, а затем вернулась к людям. Другая теория гласит, что Омикрон мог развиться отдельно в изолированной сельской местности, хотя некоторые считают это менее вероятным, поскольку для более ранних версий нетипично “исчезать из поля зрения”, когда вариант эволюционирует и становится легко передаваемым.
Независимо от эволюционного пути Omicron, еще одним важным отличием является то, что эффект мутации распространяется не только на людей с запущенной стадией ВИЧ. “Это не имеет прямого отношения к ВИЧ”, – сказал Сигал. Причиной этих мутаций является иммуносупрессия, которая также наблюдается у ВИЧ-отрицательных людей с ослабленной иммунной системой по другим причинам. Исследования продемонстрировали сходные мутации SARS-CoV-2 у людей, принимающих иммунодепрессивные препараты из-за трансплантации органов, у людей, проходящих лечение от рака, и у людей с другими заболеваниями, которые либо ослабляют иммунную систему, либо требуют приема соответствующих лекарств.
“Если мы посмотрим на Омикрон, то увидим, что мы не знаем, как он эволюционировал”, – сказал Сигал. Нет никаких доказательств того, что он возник у человека с ослабленным иммунитетом, и, возможно, их никогда не будет. Но если некоторые варианты развиваются именно так, то, по его словам, это является веским аргументом в пользу того, чтобы делать больше для того, чтобы помочь людям, живущим с ВИЧ, получить доступ к антиретровирусной терапии, в которой они в любом случае нуждаются. Это особенно актуально в таких странах, как Южная Африка, где многие люди, живущие с ВИЧ, сталкиваются со структурными препятствиями на пути лечения.
Самое главное, по словам Сигала, люди с ВИЧ не должны подвергаться стигматизации, основываясь на результатах его исследований и исследований других людей. “Это последнее, к чему мы стремимся здесь. Наша цель – понять, откуда берутся варианты”.
Рекомендации
Сигал А и др. Вирус SARS-CoV-2, развившийся во время прогрессирующего заболевания ВИЧ, при иммуносупрессии вызывает бета-подобное высвобождение вакцины, а дельта-инфекция вызывает повышение иммунитета. medRxiv, онлайн, а не в печати, 7 декабря 2021 г. (открытый доступ).
DOI: 10.1101/2021.09.14.21263564
Обновление: После предварительной печати это исследование было опубликовано в рецензируемом журнале:
Целес и др. Длительная инфекция SARS-CoV-2 на поздней стадии ВИЧ-инфекции приводит к интенсивному высвобождению иммунной системы. Клетка-хозяин и микроб, 30: 154-162.e5, январь 2022 г.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.chom.2022.01.005
Hoffman S. и соавт. Мутации устойчивости к нейтрализации SARS-CoV-2 у пациента с ВИЧ/СПИДом, Калифорния, США. Новые инфекционные заболевания 27: 2720-2723, 2021 (открытый доступ).
DOI: 10.3201/eid2710.211461
Тархини Х. и др. Длительный тяжелый острый респираторный синдром, вызванный коронавирусом 2 (SARS-CoV-2) Инфекционные заболевания у трех пациентов с ослабленным иммунитетом: От длительного распространения вируса до суперинфекции SARS-CoV-2. Журнал инфекционных заболеваний 223: 1522-1527, 2021 (открытый доступ).
DOI: 10.1093/infdis/jiab075
