Мутации SARS-CoV-2: будут ли "пробелы" в диагностике?

С появлением новых агрессивных штаммов COVID-19 озабоченность докторов всего мира была вызвана, в основном, одним вопросом: будут ли эффективны существующие вакцины. 

Однако, не меньшее внимание заслуживает и другая проблема: могут ли мутировавшие штаммы «ускользнуть» от диагностических методов и поставить под угрозу способность отслеживать заболеваемость и распространенность COVID-19? 

Этот вопрос был освещен в статье Карла А. Асколи (Carl A. Ascoli. Could mutations of SARS-CoV-2 suppress diagnostic detection?), опубликованной в журнале Nature Biotechnology (vol. 39, 2021)¹.

С момента своего возникновения вирус SARS-CoV-2, возможно, является одним из наиболее интенсивно изученных вирусов с момента появления ВИЧ: генотипирование вируса происходит в глобальном масштабе и позволяет получать вирусный генетический состав почти «в реальном времени». Уже известно, что скорость мутации вируса составляет 2 нуклеотида в месяц, что значительно меньше, чем у вируса гриппа (4 нуклеотида в месяц) или ВИЧ (8 нуклеотидов в месяц)¹.
Мутации, безусловно есть, но, к счастью, вирус SARS-CoV-2 не так активен, как всем известный нам вирус гриппа.

Однако, автор заостряет внимание на том, что мутации ставят под угрозу те стратегии и принципы обнаружения, которые не учитывают изменения вирусного генома.
Предполагается, по мнению автора, что наблюдаемые мутации в SARS-CoV-2 не повлияют на эффективность применяемых в настоящее время вакцин; однако изменения в вирусных последовательностях нуклеиновых кислот и белков ставят под угрозу применимость некоторых диагностических анализов in vitro, если мутация происходит в области, критической для связывания праймера или антитела в ОТ-ПЦР и иммуноанализах. 

Кроме того, особую озабоченность вызывают диагностические тесты COVID-19 на основе антител, которые оценивают присутствие и концентрацию вирусных белков SARS-CoV-2 в биологических жидкостях (в основном лизатах из экстрактов носоглотки, ротоглотки или слюны)¹. 
Наиболее часто используемые иммуноанализы для обнаружения вирусных белков SARS-CoV-2 включают иммуноферментные анализы (ELISA) и тесты латерального потока (LFA). 
Целевые аналиты в этих анализах представляют собой преимущественно шиповые (S) или нуклеокапсидные (N) белки, два наиболее распространенных и иммуногенных вирусных белка, присутствующих в геноме SARS-CoV-2¹.

Что это за белки?

S-белок обладает высокой иммуногенностью и содержит последовательности, уникальные для SARS-CoV-2, тем самым потенциально сводя к минимуму перекрестную реактивность с последовательностями, присутствующими в других известных коронавирусах человека, таких как SARS-CoV, вирус ближневосточного респираторного синдрома (MERS) и коронавирусы человека 229E, OC43, HKU-1 и NL63¹.
Однако это связано с определенным риском, считает автор: S-белок является наиболее вероятным вирусным белком, который может подвергнуться мутации, особенно мутациям, которые могут повлиять на функцию вируса, в том числе степень вирулентности, передачи и способности поражать людей молодого возраста.

Закономерно, что по мере возникновения мутаций иммунологические методы диагностики, выявляющие S-белок, более подвержены к увеличению ложноотрицательных результатов. 
В условиях пандемии крайне важно иметь точные лабораторные данные тестирования. 

И, наоборот, точечные мутации в N-белке происходят с меньшей вероятностью и с меньшей вероятностью повлияют на функции вируса. 
Таким образом, N-белок считается лучшей мишенью для диагностического обнаружения in vitro и разработки вакцины против COVID-19 в виду сохранения последовательности самого N-белка, расширения знаний о его генетике и биохимии, а также его уровня иммуногенности¹. 

Однако, по мнению автора, N-белок также может подвергаться мутированию, при диагностике in vitro и разработке вакцины необходимо учитывать потенциальные и неизбежные мутации.

Что касается иммунологических методов диагностики in vitro, анализ, включающий применение поликлональных антител, имеет явные преимущества по сравнению с анализами, основанными на обнаружении одного эпитопа с использованием моноклонального антитела.

По мере выявления новых вариантов SARS-CoV-2 важно, чтобы диагностические тесты регулярно перенастраивались: диагностические тесты, сконфигурированные для использования одного моноклонального антитела, (особенно те, которые нацелены на S-белок), должны повторно подтвердить эффективность теста против появляющихся штаммов SARS-CoV-2.  Иной вариант — рассмотреть возможность адаптации диагностической методики к обнаружению N-белка с использованием поликлональных антител высокой аффинности в качестве ключевых реагентов для диагностики¹.

Таким образом, мы еще немного продвинулись в понимании тактики борьбы с пандемией COVID-19.