Ученые выяснили, как вакцины меняют вирус SARS-CoV-2

Вакцинация от ковида стала событием планетарного масштаба. Но пока одни искали в уколах заговор, учёные задались куда более интересным вопросом: как наше массовое «прививочное» лето меняет самого вируса? Не делает ли он его хитрее? Математики и биологи взялись за формулы, чтобы разобраться в эволюции невидимого врага.

Исследователи, далёкие от страшилок антиваксеров, предлагают спокойно и по-научному взглянуть на то, как биотехнологии влияют на патогены. Они разработали систему категорий, чтобы изучать приспособляемость вируса, и опубликовали свои выводы (пока в статусе препринта) в Public Library of Science по биологии. Давайте разберёмся, что у них получилось.

Понимание эволюции патогена

Для начала нужно договориться о терминах. Как понять, что вирус мутировал и стал «круче»? Учёные предлагают два показателя. Первый — абсолютная скорость роста, то есть сколько новых людей в среднем заражает вариант. Второй — относительная скорость, сравнение с «папой» исходным штаммом. Первое говорит о заразности, второе — о том, есть ли у варианта шанс стать главным.

Тут всё просто: чтобы вариант захватил мир, его показатель R должен быть больше единицы. А чтобы подвинуть конкурента, нужен коэффициент отбора S > 1. Но что влияет на эти цифры? Главным образом — пропорция между теми, кто уже встречался с вирусом (иммунные), и теми, кто ещё нет (наивные). В разных компаниях вирус ведёт себя по-разному. И это наблюдение позволяет нам понять, к какой среде он лучше приспособлен.

Задумайтесь: мы сами своим иммунитетом создаём для вируса эволюционные «задачи», которые он вынужден решать.

Четыре типа вариантов

Как же вирусы адаптируются? У них в арсенале целый набор трюков. Они могут уклоняться от иммунитета (менять антигены, как хамелеон кожу), подавлять его (мешать выработке защитных белков или отвлекать ложными целями) или даже эксплуатировать (использовать антитела себе во благо). Плюс скорость размножения: быстрая — чтобы задавить иммунитет массой, медленная — чтобы прятаться и делать хроническую инфекцию.

Все эти ухищрения привели авторов к идее разделить варианты на два лагеря: «универсалы» и «специалисты». Универсал — это вариант, который хорош везде: и в толпе неболевших, и среди вакцинированных. Он обходит исходный штамм на любом поле. А специалист — тот, кто превосходит предков только в одной среде, например, только среди иммунных.

Но и это не всё. Важно, помогает иммунитет вирусу или мешает. Поэтому добавили ещё две категории: варианты, подавляемые иммунитетом (их рост замедляется с каждой новой прививкой или болезнью), и варианты, которым иммунитет способствует (их темпы роста, наоборот, растут).

Как вакцинация влияет на эволюцию вирусов? Случай SARS-CoV-2

Тут важно вспомнить, как вообще вакцины влияют на эволюцию. Во-первых, они ограничивают размножение вируса в организме — меньше копий, меньше поколений, меньше мутаций. Во-вторых, вакцины создают комплексный иммунный ответ, и чтобы его обойти, вирусу нужны серьёзные генетические перестройки, а не одна мелкая мутация.

Теперь применим эту схему к нашим старым знакомым. Учёные предполагают, что Альфа и Дельта — это классические «универсалы», которых иммунитет всё же подавлял. Они одинаково бодро косили и в странах с низкой вакцинацией, и в высокопривитых. Но чем больше людей имели защиту, тем медленнее они росли. Универсалы, но с тормозами.

А вот Омикрон — совсем другой зверь. Он появился поздно, когда иммунитет (и после болезней, и после прививок) был уже у многих. Это типичный «специалист», заточенный под иммунную популяцию. И, судя по первым данным, он тоже подавляется иммунитетом, хоть и хитро от него ускользает. К счастью, пока не появилось варианта, который бы использовал наши антитела как трамплин для прыжка. Будем надеяться, что эта страница эволюции так и останется чистой.