Ученые выясняют, действительно ли Омикрон наносит меньший вред легким

Исследования на животных и эксперименты с участием клеток, культивируемых в лаборатории, показывают, что вариант коронавируса Омикрон обладает меньшей способностью поражать легкие по сравнению с вариантом Дельты. Это может объяснить, почему Омикрон вызывает менее тяжелое заболевание, чем Дельта.

Ученые пришли к выводу, что вариант Омикрона больше поражает верхние дыхательные пути, чем вариант Дельта, что объясняет его повышенную заразность. Способность Омикрона избегать нейтрализующих антител также может быть причиной его повышенной трансмиссивности.

Новизна исследования

Секвенирование генома Омикрона показало, что этот вариант несет в себе большое количество мутаций, в том числе в спайковом белке. Большое количество мутаций, переносимых Омикроном, может быть потенциальной причиной снижения тяжести заболевания. Однако более легкое течение, вызванное инфекцией Омикрона, также может быть результатом выработанного иммунитета человека, приобретенного в результате вакцинации или перенесенных инфекций SARS-CoV-2.

Хотя приобретенный иммунитет может влиять на тяжесть заболевания, исследования на животных и клетках, культивируемых в лаборатории, показывают, что мутации, переносимые вариантом Омикрона, сделали его менее эффективным при поражении легких, чем вариант Дельта. Это может объяснить менее тяжелое заболевание, которое вызывает Омикрон.

Лабораторные исследования и исследования на животных

Вирус SARS-CoV-2 может поражать как верхние, так и нижние дыхательные пути. Верхние дыхательные пути состоят из носа, придаточных пазух носа и горла, в то время как нижние дыхательные пути включают трахею и легкие. Легкое течение или ранние признаки инфекции SARS-CoV-2 сопровождаются симптомами верхних дыхательных путей, такими как насморк и боль в горле. Тяжелое течение заболевание, вызванное SARS-CoV-2, зачастую сопровождается инфекцией и воспалением легких. Воспаление может привести к накоплению жидкости в воздушных мешочках, или альвеолах, в легких, снижая способность легких переносить кислород в кровь.

Ученые провели эксперименты с использованием животных и лабораторных культур клеток легких, чтобы охарактеризовать способность Омикрона поражать дыхательные пути и вызывать тяжелые заболевания. Исследователи из Университета Гонконга (University of Hong Kong) использовали клетки легких человека, культивируемые в лаборатории, для анализа способности варианта Омикрона поражать легкие. Эти клетки были культивированы из легочной ткани, удаленной во время лечения легкого. Как правило, эта ткань выбрасывается. 

Результаты исследования показали, что Омикрон размножался в 70 раз быстрее, чем Дельта, в бронхах человека. Однако он был менее эффективен при репликации в легочной ткани, чем Дельта.

Другие исследовательские группы сравнили способность Омикрона, Дельты и других вариантов SARS-CoV-2 вызывать заболевания у животных, таких как хомяки и мыши.

Существует связь между заражением Дельтой и другими вариантами и снижением веса у хомяков и мышей через 1 неделю, при этом некоторые данные свидетельствуют о корреляции между повышением уровня вируса в дыхательных путях и снижении веса. Однако различные исследовательские группы независимо показали отсутствие такой потери веса у хомяков и мышей после инфекции Омикроном.

Более того, эти исследования показали, что хомяки с инфекцией Омикрона имели высокие или аналогичные уровни вируса по сравнению с Дельта-вариантом в верхних дыхательных путях. Напротив, исследователи наблюдали более низкие уровни вируса в нижних дыхательных путях после заражения вариантом Омикрон по сравнению с вариантом Дельта.

В целом, эти исследования показывают, что Омикрон может быть менее эффективным при поражении легких. Важно отметить, что эти исследования на животных показывают, что инфицирование омикроном приводит к снижению уровня воспаления и повреждения легких.

В соответствии с этим появляется все больше свидетельств того, что люди с инфекцией Омикрона реже попадают в больницу или нуждаются в госпитализации и искусственной вентиляции легких, чем люди с Дельта-вариантом.

Скотт Робертс (Scott Roberts), профессор инфекционных заболеваний Йельской медицинской школы (Yale School of Medicine) в Нью-Хейвене, штат Коннектикут, заявил: «Ряд лабораторных исследований в настоящее время показал, что вариант Омикрон в меньшей степени способен поражать легкие, и, как следствие, приводит к меньшему количеству пациентов, поступающих с пневмонией, которым требуется кислород и аппараты искусственной вентиляции легких. Мы видим, что у большинства пациентов, инфицированных Омикроном, заболевание легкой степени тяжести, которое более локализовано в верхних дыхательных путях, и что число госпитализаций растет не так быстро, как при предыдущих вариантах».

Причины легкого течения инфекции, вызванные Омикроном 

Потенциальной причиной менее тяжелой инфекции нижних дыхательных путей при варианте Омикрон могут быть изменения в способности этого варианта проникать в клетки нижних дыхательных путей. Вариант Омикрона несет большое количество мутаций в гене, кодирующем спайк-белок, который экспрессируется на поверхности вируса SARS-CoV-2. Спайковый белок SARS-CoV-2 связывается с рецептором ACE2, экспрессируемым в клетках легких, и помогает вирусу проникать в клетку. Расщепление белка спайка ферментом под названием TMPRSS2, присутствующим на поверхности клеток человека, необходимо для того, чтобы могло произойти слияние вирусной мембраны с клеточной мембраной человека.

Вирус SARS-CoV-2 также может проникать в клетки человека альтернативным путем. Этот путь включает поглощение вируса эндосомами, которые представляют собой мембраносвязанные мешочки, присутствующие внутри клетки. Исследования с использованием клеток, культивируемых в лабораторных условиях, показывают, что мутации в спайковом белке Омикрона изменили его способность проникать в клетки человека с помощью TMPRSS2.

Эти исследования показали, что вариант Омикрона менее эффективен при заражении культивируемых в лабораторных условиях клеток легких, экспрессирующих TMPRSS2, чем вариант Дельта. Напротив, Омикрон более эффективен, чем Дельта, при заражении клеток, которые позволяют проникать в клетки через эндосомный путь.

Рецепторы ACE2 и TMPRSS2 экспрессируются на более высоких уровнях в клетках, полученных из нижних дыхательных путей человека, чем в клетках из верхних дыхательных путей. Это потенциально может объяснить, почему вариант Омикрона может быть менее эффективным при поражении нижних дыхательных путей и вызывать тяжелые заболевания.

Взаимодействие спайкового белка SARS-CoV-2 и TMPRSS2 также участвует в опосредовании слияния инфицированных клеток человека с соседними неинфицированными клетками. Сниженная способность спайк-белка Омикрона использовать фермент TMPRSS2 также ограничивает его способность инфицировать соседние клетки. Это может еще больше способствовать снижению тяжести инфекции нижних дыхательных путей, вызванной COVID-19. Однако выводы получены в результате исследований на клеточных культурах и животных. Поэтому необходимы исследования на людях, чтобы установить, что такое изменение в Омикроне ответственно за его сниженную способность поражать клетки легких.

Питер Кассон (Peter Kasson), профессор Университета Вирджинии (University of Virginia) в Шарлоттсвилле сказал: «Вариант Омикрон интересен тем, что он меняет предпочтения для пути входа по сравнению с Дельта и предыдущими вариантами. В результате он менее эффективен при заражении клеток легких, но более эффективен при заражении многих клеток верхних дыхательных путей. Это коррелирует с картиной заболевания, наблюдаемой при Омикроне — в то время как наблюдается патология нижних отделов легких, заболевания верхних дыхательных путей встречаются чаще».

В дополнение к менее тяжелым заболеваниям, вариант Омикрона также более заразен. Исследования на животных и клеточных культурах также показывают, что Омикрон может быть более эффективным при поражении верхних дыхательных путей.

Исследования, проведенные на ранней стадии пандемии, показывают связь между уровнями SARS-CoV-2 в верхних дыхательных путях и увеличением передачи инфекции. Таким образом, более быстрая репликация Омикрона в верхних дыхательных путях может объяснить его повышенную заразность.

«Эти исследования дают повод для предположения, что повышенная репликация в тканях верхних дыхательных путей может способствовать повышению трансмиссивности, потенциально как за счет увеличения выдыхаемой вирусной нагрузки, так и за счет уменьшения количества вирусных частиц, необходимых для заражения, хотя, насколько мне известно, это не было продемонстрировано окончательно», — объяснил доктор Кассон.

Повышенная контагиозность варианта Омикрона также может быть обусловлена его способностью избегать обнаружения антителами. Предыдущие инфекции SARS-CoV-2 и иммунизация вакцинами COVID-19 приводят к выработке антител, нейтрализующих вирус. Эти нейтрализующие антитела, как правило, предсказывают уровень защиты от инфекции SARS-CoV-2. Вакцины против COVID-19 были разработаны для индуцирования иммунной реакции против спайкового белка штамма SARS-CoV-2. Наличие мутаций в спайковом белке варианта Омикрона предполагает, что этот вариант может избежать нейтрализации антителами.

Авторы другого исследования заявили, что люди, инфицированные Омикроном, могут быть менее восприимчивы к варианту Дельта.

Перед применением советов и рекомендаций, изложенных на сайте «Medical Insider», обязательно проконсультируйтесь с врачом!

  telegram    

Учредитель сетевого издания (Medical Insider), главный редактор, автор статей.

Врач ультразвуковой диагностики в СЗЦДМ, травматолог-ортопед, г. Санкт-Петербург

E-mail для связи - [email protected]