Высокое генетическое разнообразие SARS-CoV-2 внутри человека не передается другим людям

Проблема эволюции SARS-CoV-2 занимает ученых с начала пандемии, особенно в свете того, что некоторые мутации дают вирусу преимущества в трансмиссивности или избегании действия вакцин. Ученые из Великобритании проанализировали, какие варианты возникают внутри организма зараженного и какие передаются другим людям. Они секвенировали 1390 геномов SARS-CoV-2 из 1313 мазков носоглотки. Образцы были получены от 1173 симптомных пациентов во время первой волны пандемии (март–июнь 2020 года).

Ученые подсчитали число однонуклеотидных замен внутри организма-хозяина (intrahost single-nucleotide variants, iSNV) во всех 1390 геномах. Со снижением вирусной нагрузки число iSNV возрастало. По мнению авторов, это, вероятно, не связано с каким-то биологическим механизмом, просто с течением болезни вирусная нагрузка обычно снижается, а генетическое разнообразие может возрасти.

У 41 пациента образцы собрали несколько раз с перерывом в несколько дней. Число iSNV в разных образцах, полученных от одного индивида, изменялось со временем.

В 16 случаях была зафиксирована прямая передача вируса от одного человека другому, проживающему с ним совместно. Согласно анализу разнообразия геномов, число переданных частиц могло не превышать 1–8. Таким образом, при передаче от человека к человеку вирус каждый раз проходит через «бутылочное горлышко», а в период острой инфекции уровень генетического разнообразия SARS-CoV-2 внутри организма-хозяина достаточно низок.

Для всех 1390 геномов авторы исследования провели филогенетический анализ. Они сделали вывод, что, несмотря на небольшое число передаваемых вирусных частиц, в некоторых случаях передаются несколько генотипов одновременно. Однако эти варианты обычно не сохраняются после нескольких последующих передач.

Некоторые варианты возникали неоднократно в разных индивидах. Особого внимания заслуживали несинонимичные замены 21575 (L5F), 22899 (G446V) и 24198 (A879V) в S-белке, G446V находился в рецептор-связывающем домене. L5F обнаружили в 14 образцах, в опытах in vitro он делал вирус более заразным. G446V и A879V обнаружили у четырех и шести человек, соответственно. Эти варианты помогали вирусу уходить от действия антител. 

Авторы показали, что в ранний период инфекции, когда число вирусных частиц велико, новые мутации редко возникают и еще реже передаются другому человеку. Тем не менее, такие опасные варианты были зафиксированы неоднократно. Под давлением, которое оказывает на вирус все более широкое распространение вакцин, они могут возникать чаще, поэтому необходим постоянный мониторинг новых штаммов.