Навукоўцы высветлілі, як мутаваў каранавірус на шляху з Кітая ў Еўропу

Мы маем справу ўжо з трыма ўзбуджальнікамі небяспечнай хваробы.

Даследнікі з Кембрыджа, Вялікай Брытаніі і Нямеччыны рэканструявалі раннія «эвалюцыйныя шляхі» SARS-CoV-2 у людзей з выкарыстаннем метадаў генетычных сетак.

Аналізуючы першыя 160 поўных вірусных геномаў, навукоўцы склалі карту арыгінальнага распаўсюджвання новага каранавірусу праз ягоныя мутацыі, якія ствараюць розныя вірусныя лініі, піша nv.ua.

«Існуе занадта шмат хуткіх мутацый, каб акуратна адсачыць генеалагічнае дрэва SARS-CoV-2. Мы выкарыстоўвалі матэматычны сеткавы алгарытм для візуалізацыі ўсіх верагодных дрэваў адначасова», – сказаў генетык доктар Пітэр Форстэр, вядучы аўтар з Кембрыджскага ўніверсітэта.

«Гэтыя метады ў асноўным вядомыя для картавання перасоўванняў дагістарычных папуляцый чалавека праз ДНК. Мы думаем, што яны ўпершыню выкарыстоўваюцца для адсочвання шляхоў заражэння каранавірусам», – прызнаюцца аўтары працы.

Каманда выкарыстала звесткі з вірусных геномаў, адабраных па ўсім свеце ў перыяд з 24 снежня 2019 года да 4 сакавіка 2020 года. Даследаванне выявіла тры розныя «варыянты» COVID-19, якія складаюцца з кластараў цесна звязаных ліній, якія яны пазначаюць як А, B і C.

Форстэр і ягоныя калегі выявілі, што найбольш блізкі тып COVID-19 да таго, які быў выяўлены ў кажаноў – тып А, «арыгінальны геном вірусу чалавека», – прысутнічаў ва Ухані, але, што дзіўна, не быў пераважным тыпам вірусу ў горадзе.

Мутантавыя версіі «А» былі заўважаныя ў амерыканцаў, якія, як паведамлялася, жылі ва Ухані, у пацыентаў з ЗША і Аўстраліі была выяўленая вялікая колькасць вірусаў тыпу А.

Асноўны тып вірусу ва Ухані, B, быў распаўсюджаны ў пацыентаў па ўсёй Усходняй Азіі. Аднак варыянт не прасунуўся далёка за межы рэгіёну без далейшых мутацый – маецца на ўвазе нейкі «супраціў» супраць гэтага тыпу COVID-19 за межамі Усходняй Азіі, кажуць даследнікі.

Варыянт С з'яўляецца асноўным еўрапейскім тыпам, выяўленым у ранніх пацыентаў з Францыі, Італіі, Швэцыі і Англіі. Яго няма ў выбарцы з мацерыковай частцы Кітая, але назіраецца ў Сінгапуры, Ганконгу і Паўднёвай Карэі.

Новы аналіз таксама мяркуе, што адно з самых ранніх пранікненняў вірусу ў Італію адбылося праз першую дакументальна пацверджаную нямецкую інфекцыю 27 студзеня, і што яшчэ адзін ранні італьянскі шлях заражэння быў звязаны з «сінгапурскім кластарам».

Варыянт А, найбольш цесна звязаны з вірусам, выяўленым як у кажаноў, так і ў пангалінаў, даследнікі апісваюць як корань успышкі. Тып B паходзіць ад A, падзеленых дзвюма мутацыямі, тады C, у сваю чаргу, з'яўляецца даччыным для B.

Форстэр сцвярджае, што «вірус В-тыпу можа быць імуналагічна або экалагічна адаптаваны для вялікай часткі насельніцтва Усходняй Азіі. Магчыма, яму давядзецца мутаваць, каб пераадолець супраціў за межамі Усходняй Азіі. Падобна на тое, мы назіраем больш павольны ўзровень мутацый ва Усходняй Азіі, чым дзе-небудзь яшчэ».

Ён дадаў: «Вірусная сетка, якую мы падрабязна апісалі, з'яўляецца здымкам ранніх стадый эпідэміі, да таго, як эвалюцыйныя шляху COVID-19 будуць схаваныя велізарнай колькасцю мутацый. Гэта ўсё роўна, што злавіць нараджэнне звышновай у дзеянні».

Параўнальны геномны аналіз паказаў, што SARS-CoV-2 адносіцца да групы бэта-каранавірусаў і што ён вельмі блізкі да SARS-CoV, адказнага за эпідэмію атыповай пнеўманіі, якая з'явілася ў лістападзе 2002 года ў кітайскай правінцыі Гуандун і потым распаўсюдзілася на 29 краінаў у 2003 годзе.

Вядома, што кажаны роду Rhinolophus (патэнцыйна некалькі відаў пячорных кажаноў) былі рэзервуарам гэтага вірусу і што невялікі пажадлівы звярок, пальмавая цывета (Paguma larvata), магчыма, служыў у якасці прамежкавага гаспадара паміж кажанамі і першымі выпадкамі захворвання людзей.

З тых часоў многія бэта-каранавірусы былі выяўленыя, галоўным чынам, у кажаноў, але таксама ў людзей. Напрыклад, RaTG13, вылучаны з кажана віду Rhinolophus affinis, сабранага ў кітайскай правінцыі Юнан, нядаўна быў апісаны як вельмі падобны на SARS-CoV-2: паслядоўнасці генома ідэнтычныя на 96%. Гэтыя вынікі паказваюць, што кажаны, і сярод іх віды роду Rhinolophus, з'яўляюцца рэзервуарам вірусаў SARS-CoV і SARS-CoV-2.

7 лютага 2020 года навукоўцы выявілі, што ў пангалінаў быў знойдзены вірус, які яшчэ бліжэйшы да SARS-CoV-2. Улічваючы 99% узгодненай геномнай адпаведнасці, гэта паказвае на больш верагодны рэзервуар, чым кажаны. Аднак нядаўняе агляднае даследаванне паказвае, што геном каранавірусу, вылучанага з малазійскага пангаліна (Manis javanica), меней падобны на SARS-Cov-2, толькі з 90% геномнай узгодненасцю. Гэта паказвае на тое, што вірус, вылучаны з пангалінаў, верагодна, не з'яўляецца прычынай эпідэміі COVID-19.

Аднак каранавірус, вылучаны з пангалінаў, падобны на 99% у канкрэтнай вобласці бялку S, што адпавядае 74 амінакіслотам, якія ўдзельнічаюць у злучальным дамене рэцэптара АСЕ (ангіятэнзін-ператваральны фермент 2), які дазваляе вірусу пранікаць у чалавечыя клеткі, каб заразіць іх. Наадварот, вірус RaTG13, вылучаны з кажана R. affinis, моцна адрозніваецца ў гэтым канкрэтным рэгіёне (толькі 77% падабенства).

Гэта азначае, што каранавірус, вылучаны з пангалінаў, здольны пранікаць у клеткі чалавека, у той час як каранавірус, вылучаны з кажана R. affinis, не здольны.

«Гэтыя геномныя параўнання паказваюць, што вірус SARS-Cov-2 з'яўляецца вынікам рэкамбінацыі паміж двума рознымі вірусамі, адзін з якіх блізкі да RaTG13, а другі бліжэйшы да вірусу пангалінаў. Іншымі словамі, гэта хімера паміж двума раней існавалымі вірусамі. Каб адбылася рэкамбінацыі, два разбежныя вірусы павінны былі адначасова інфікаваць адзін і той арганізм», – заявіў Аляксандр Хасанін з Інстытута сістэматыкі, эвалюцыі, біяразнастайнасці ва ўніверсітэце Сарбоны.