Меньше ли Omicron повреждает лёгкие?

• Исследования клеточных культур и животных предполагают, что по сравнению с вариантом Delta у варианта Omicron способность инфицировать лёгкие может быть снижена.
• Это может объяснять, почему вариант Omicron вызывает более лёгкое заболевание, чем вариант Delta.
• Эти исследования показали: вариант Omicron способен верхние дыхательные пути инфицировать эффективнее варианта Delta, что потенциально объясняет его повышенную заразность.
• Способность варианта Omicron ускользать от нейтрализующих антител может быть связана с его повышенной заразностью.
• Перенесённая ранее инфекция COVID-19 или, что ещё важнее, вакцинация против коронавируса могут быть одной из причин менее тяжёлого заболевания, вызываемого Omicron.

Причиняет ли Omicron меньше вреда?

Первые сообщения после появления варианта Omicron указывают, что по сравнению с более ранними вариантами SARS-CoV-2 (нового коронавируса, вызвавшего пандемию COVID-19) этот вариант, вероятнее всего, вызывает менее тяжёлое заболевание — таковы первые данные.

Генетический анализ Omicron показал, что этот вариант несёт очень большое количество мутаций, в том числе в спайковом, или шиповидном, белке. Эти многочисленные мутации могут быть одной из возможных причин снижения тяжести болезни. Вместе с тем более лёгкое заболевание при инфекции Omicron может быть следствием усиленного иммунитета, приобретённого после инфекции SARS-CoV-2 или вакцинации (то, что вакцинированные переносят инфекцию легче, уже стало установленным фактом).

Хотя усиление иммунитета может влиять на тяжесть болезни, исследования животных и клеточных культур показывают, что мутации варианта Omicron делают его менее эффективным в инфицировании лёгких по сравнению с вариантом Delta. Это может объяснять снижение тяжести заболевания, вызываемого вариантом Omicron.

Исследования

Вирус SARS-CoV-2 может поражать как верхние, так и нижние дыхательные пути. Верхние дыхательные пути включают нос, пазухи и горло, а нижние — трахею и лёгкие.

Лёгкая болезнь или ранняя инфекция SARS-CoV-2 чаще сопровождаются симптомами со стороны верхних дыхательных путей, такими как насморк и боль в горле. Тяжёлое заболевание, вызываемое исходным SARS-CoV-2 и другими его вариантами, включает инфекцию и воспаление лёгких. Воспаление может приводить к накоплению жидкости в воздушных мешочках лёгких, или альвеолах, и снижать способность лёгких переносить кислород в кровь.

Чтобы охарактеризовать способность Omicron инфицировать дыхательные пути и вызывать тяжёлую болезнь, учёные провели эксперименты с использованием животных моделей и лабораторных культур клеток лёгких.

В Гонконгском университете культивировали клетки, полученные из лёгочной ткани во время лечения лёгких. В исследовании наблюдали, что в человеческих бронхах, соединяющих трахею с лёгкими, Omicron размножался в 70 раз быстрее Delta. Однако в лёгочной ткани его размножение было менее эффективным, чем у Delta и исходного SARS-CoV-2. Другие исследовательские группы также сравнивали способность Omicron, Delta и других вариантов SARS-CoV-2 вызывать заболевание на животных моделях, таких как хомяки и мыши.

Через неделю у хомяков и мышей наблюдается связь между потерей массы тела и инфекцией, вызванной Delta и другими вариантами. Некоторые данные предполагают корреляцию между повышением уровня вируса в дыхательных путях и потерей массы тела. Однако различные исследовательские группы независимо друг от друга показали отсутствие такой потери массы у хомяков и мышей после инфекции Omicron. Более того, эти исследования обнаружили у хомяков с инфекцией Omicron более высокие и сходные уровни вируса в верхних дыхательных путях по сравнению с исходным SARS-CoV-2 и вариантом Delta. Напротив, после инфекции вариантом Omicron исследователи наблюдали более низкие уровни вируса в нижних дыхательных путях, чем при варианте Delta.

Таким образом, эти исследования показывают, что Omicron может менее эффективно инфицировать лёгкие. Существенно, что в этих экспериментах на животных инфекция Omicron приводила к менее выраженному воспалению и повреждению лёгких.

В соответствии с этим накапливаются доказательства того, что людям с инфекцией Omicron, вероятно, реже требуются госпитализация, интенсивная терапия или интубация как вид необходимой помощи.

Профессор инфекционных болезней Йельской школы медицины в Нью-Хейвене д-р Скотт Робертс сказал: «Многочисленные лабораторные исследования показывают меньшую способность варианта Omicron инфицировать лёгкие по сравнению с другими вариантами. В результате в больницу поступает меньше пациентов с пневмонией, нуждающихся в кислороде и аппарате вентиляции». Так он описал результаты.

Профессор Робертс продолжил: «Мы видим, что у подавляющего большинства пациентов, инфицированных Omicron, заболевание лёгкое и преимущественно локализуется в верхних дыхательных путях, а число госпитализаций растёт не так быстро, как при предыдущих вариантах. Однако число госпитализаций и смертей также меньше общего числа случаев. Поскольку количество наших случаев продолжает расти и ежедневно бить рекорды, нам в конечном итоге придётся подождать несколько недель, чтобы получить полную картину тяжести заболевания в Соединённых Штатах».

Изменение пути проникновения Omicron в клетку

В имеющихся исследованиях одной из возможных причин меньшего инфицирования нижних дыхательных путей Omicron могут быть изменения способности этого варианта проникать в их клетки. Вариант Omicron несёт множество мутаций в гене, кодирующем спайковый белок, экспрессируемый на поверхности вируса SARS-CoV-2.

Спайковый белок SARS-CoV-2 связывается с рецептором ACE2, экспрессируемым в клетках лёгких, и помогает вирусу проникнуть в клетку. Перед слиянием вирусной мембраны с мембраной человеческой клетки необходимо расщепление спайкового белка ферментом TMPRSS2, находящимся на поверхности человеческих клеток.

Вирус SARS-CoV-2 также может проникать в человеческие клетки альтернативным путём. Он включает поглощение вируса эндосомами — окружёнными мембраной пузырьками внутри клетки. Исследования с использованием лабораторно культивируемых клеток предполагают, что мутации спайкового белка Omicron изменили способность вируса проникать в человеческие клетки с помощью TMPRSS2. Эти исследования показали, что вариант Omicron менее эффективно, чем Delta, инфицирует культивируемые в лаборатории клетки лёгких, экспрессирующие TMPRSS2. Напротив, Omicron эффективнее Delta инфицирует клетки, допускающие проникновение через эндосомный путь.

Рецептор ACE2 и TMPRSS2 экспрессируются на более высоких уровнях в клетках, полученных из нижних дыхательных путей, чем в клетках верхних дыхательных путей. Это потенциально объясняет, почему вариант Omicron может менее эффективно инфицировать нижние дыхательные пути и вызывать лёгкое заболевание. Кроме того, взаимодействие спайкового белка SARS-CoV-2 с TMPRSS2 опосредует слияние инфицированных человеческих клеток с соседними неинфицированными клетками.

Сниженная способность спайкового белка Omicron использовать TMPRSS2 также ограничивает его способность инфицировать соседние клетки. Это может вносить вклад в более лёгкое течение инфекции нижних дыхательных путей при Covid-19.

Поскольку эти результаты получены в исследованиях клеточных культур и животных, необходимы исследования людей, чтобы определить такие изменения, ответственные за снижение способности Omicron инфицировать клетки лёгких.

Профессор Питер Кэссон из Виргинского университета сказал: «Вариант Omicron интересен тем, что, по-видимому, меняет предпочтительный путь проникновения по сравнению с Delta и другими предыдущими вариантами. В результате он менее эффективно инфицирует большинство клеток верхних дыхательных путей».

Почему Omicron более заразен?

Помимо снижения тяжести болезни, вариант Omicron стал более заразным. Исследования, проведённые в начале пандемии, показали положительную связь между SARS-CoV-2 в верхних дыхательных путях и повышенной заразностью. Более быстрое размножение Omicron в верхних дыхательных путях может объяснять его повышенную заразность.

Д-р Кэссон сказал: «(Эти исследования) приводят к привлекательному предположению о том, что усиленное размножение в тканях верхних дыхательных путей может способствовать повышению заразности, потенциально как увеличивая вдыхаемую вирусную нагрузку, так и уменьшая число вирусных частиц, необходимых для заражения. Однако это окончательно не доказано». Так он прокомментировал данные.

Повышенная заразность варианта Omicron также может объясняться его способностью избегать обнаружения антителами. Иммунитет, сформированный после перенесённой инфекции SARS-CoV-2 и вакцинации против Covid-19, обеспечивает образование нейтрализующих вирус антител. Эти нейтрализующие антитела, как правило, позволяют прогнозировать уровень защиты от инфекции SARS-CoV-2.

Вакцины против Covid-19 были разработаны для индукции иммунной реакции на спайковый белок исходного штамма SARS-CoV-2. Наличие мутаций в спайковом белке варианта Omicron предполагает, что этот вариант может избегать нейтрализации антителами.

Исследование под руководством группы учёных Центра вирусных исследований MRC — Университета Глазго в Соединённом Королевстве показало, что вариант Omicron может избегать нейтрализации антителами у людей, получивших иммунитет благодаря вакцине AstraZeneca против Covid-19. Это может быть ещё одной причиной высокой заразности варианта Omicron.

Хотя до окончательных выводов учёным необходимы дополнительные исследования, свойства этого нового варианта постепенно проясняются.