Предположим, вы новый член семьи SARS-CoV-2, с несколькими генетическими особенностями, которые отличают вас от остальных членов клана. Возможно, у вас есть изменения в вашем спайковом белке, которые позволяют вам легче вторгаться в клетки, или случайная мутация, которая помогает вам избежать убивающих вирус эффектов лечения COVID-19.

Вы могли бы стать соперником. Но сначала вы должны выйти из тела, в котором находитесь, и заразить еще несколько человек.

Что вам нужно, чтобы преуспеть и преуспеть? С другой стороны, что заставило бы вас умереть на корню, недолговечный эксперимент в суровой испытательной камере эволюции?

Эксперимент по моделированию, проведенный исследователями из Исследовательского центра рака Фреда Хатчинсона в Сиэтле, показывает, что для того, чтобы генетический вариант SARS-CoV-2 стал угрожающим новым присутствием, недостаточно быть страшным и сильно передаваемым. Ему также нужна вереница счастливых случаев, чтобы утвердиться.

Прежде всего, он должен получить доступ к событию суперпредприятия, если он хочет иметь боевой шанс установить свой флаг в популяции. В течение короткого периода, в течение которого его носитель находится на пике вирусной нагрузки или близок к нему, новый вариант должен поймать попутку в какое-нибудь место, например, на репетицию хора, политический митинг, плохо проветриваемый бар или переполненную крытую арену, где люди смешиваются в тесном пространстве, и многие из них не носят масок.

Оказавшись там, он должен заразить хотя бы горстку людей. Пяти было бы достаточно, чтобы новый вариант выжил, чтобы конкурировать за большее количество жертв. Заражение 20 или более даст ему реальный шанс стать доминирующим в своем новом сообществе.

Новое исследование предполагает, что время имеет существенное значение: даже для нового варианта, который вооружен трансмиссионными сверхдержавами, это первое событие суперспредера должно произойти в течение месяца после его прибытия, чтобы у варианта был шанс утвердиться.

Это много узких окон и много высоких препятствий, и вероятность того, что новый вариант устранит все эти препятствия, на самом деле довольно мала, заключили исследователи. И это должно дать людям немного надежды.

Но тогда есть реальность: по крайней мере пять новых "вариантов беспокойства", по-видимому, преодолели эти запретные шансы в течение примерно шести месяцев.

Это наводит на мысль о чем-то довольно зловещем: вероятно, существует еще много таких вариантов, каждый из которых ищет свой счастливый случай. В то время как немногие варианты получат его, требуется только один или два с правильным созвездием мутаций, чтобы продлить или обострить пандемию—или подорвать вакцины и лекарства, которые могли бы положить ей конец.

Модель команды была опубликована на этой неделе на сайте medRxiv, где исследователи делятся своими результатами исследований и ищут обратную связь от коллег. Таким образом, его выводы считаются предварительными.

Для исследователей, надеющихся заглянуть за следующий угол пандемии, подобное моделирование-это больше, чем праздные домыслы.

Известно, что коронавирус, вызывающий COVID-19, постоянно мутирует, но почти всегда таким образом, что его поведение существенно не меняется. Так что было бы неплохо узнать, как рождаются эти варианты и много ли еще таких, как они. И если они есть, было бы полезно знать, как их можно быстро закупорить.

"Феноменологические" моделирующие исследования, подобные этому, собирают дико беспорядочные паттерны распространения, похороненные в данных пандемии, объединяют их с хорошо документированными случаями сверхраспространяющих событий и вводят нового актера, который играет по несколько иным правилам. Затем они снова и снова воспроизводят то, что происходит дальше, в компьютерных моделях, которые действуют как цифровые пробирки.

Одна вещь, в которой исследователи все больше уверены, заключается в том, что у пациентов с ослабленной иммунной системой коронавирус, скорее всего, приобретет не одну, а целый ряд мутаций. Эти генетические изменения могут еще больше затруднить борьбу с вирусом с помощью лекарств, масок и вакцин.

Такая модель не дает откалиброванных измерений того, насколько эффективно вмешательство, подобное универсальной маскировке, может остановить распространение. Он не дает прогнозов относительно следующей стадии пандемии. Но он дает представление о том, как вирус ведет себя в различных обстоятельствах, наряду с вероятностными оценками, которые могут обострить интуицию чиновников общественного здравоохранения.

"Мы, по всей вероятности, создадим новые варианты поверх тех, которые уже появились", - сказал доктор Джошуа Т. Шиффер, возглавлявший группу моделирования в Fred Hutch. - А победят те, кто увернется от вакцины или легче передаст."

Эти варианты еще не имеют названий и могут не всплывать в течение нескольких месяцев, добавил Шиффер. Но когда они возникнут, они будут подвержены тем же самым суровым ранним жизненным переживаниям.

Проанализировав тысячи сценариев, команда пришла к выводу, что варианты с потенциально пугающими возможностями распространения и заражения, вероятно, часто встречаются в ходе пандемии такого масштаба, как эта. В конце концов, на генеалогическом древе SARS-CoV-2 есть десятки ветвей, и каждая из них могла быть шансом на генетическое зло. Учитывая ужасающую скорость вымирания новых вариантов, злополучные должны рождаться каждый день по всему миру, чтобы появилось так много ветвей.

Периоды высокой передачи, по-видимому, создают атмосферу "приветствия всех желающих" для вариантов. Таким образом, когда инфекции растут, даже вариант, который не более передаваем, чем те, которые уже находятся в обращении, имеет больше шансов пробиться в игру, показывает моделирование. И генетический вариант, который приходит с биологическим преимуществом в этой области, имеет еще больше шансов на успех.

Ученый из клинической лаборатории обрабатывает образцы верхних дыхательных путей у пациентов с подозрением на COVID-19.

Все эти новички по-прежнему сталкиваются с большими трудностями. Но если существует много вариантов, и если неосторожные общества дают им шанс на раннее событие суперпредприятия, тогда разумно предположить, что по крайней мере один или два могут получить достаточную точку опоры, чтобы взлететь.

Их влияние на траекторию пандемии будет генетическим броском костей.

В то же время исследование предлагает некоторые практические советы как для экспертов, так и для широкой общественности.

Наиболее эффективный способ уменьшить количество новых вариантов-это в первую очередь предотвратить "большие волны инфекции", пишут авторы исследования. Всплеск-это не только идеальная среда для генерации новых вариантов, но и множество возможностей для суперпотока.

И это означает, что мы все должны играть определенную роль, надевая маски, практикуя социальное дистанцирование, избегая больших собраний и принимая другие меры предосторожности, которые могут лишить новый вариант удачи, в которой он нуждается.

ИСТОЧНИК