Изменчивость вируса SARS-CoV-2 и восприимчивости населения в динамике развития эпидемического процесса

Актуальность. Известно, что основным триггером развития пандемии COVID-19 в 2021–2022 годах явилось геномное многообразие вируса SARS-CoV-2. Между тем исследований по изучению влияния восприимчивости населения на сложный процесс эволюционных преобразований вируса SARS-CoV-2 в ходе развития пандемии мы не встретили. Цель. Изучение взаимообусловленной изменчивости двух гетерогенных взаимодействующих в динамике развития пандемии COVID-19 популяций – вируса и населения. Материалы и методы. Исследование проведено в г. Перми с 01.03.2021 г. (начало секвенирования вируса SARS-CoV-2 на территории) по 01.01.2023 г. В понедельной динамике изучены: геномное разнообразие SARS-CoV-2 (молекулярно-генетическое исследование 2521 пробы биоматериала от больных), серопревалентность населения (исследовано 366 804 сывороток крови на наличие IgG), заболеваемость, коэффициент распространения болезни и смертность (по данным официальной статистики). Интерпретация результатов проведена в соответствии с положениями теории саморегуляции паразитарных систем В.Д. Белякова. Результаты и обсуждение. Анализ геномного разнообразия вируса в ходе пандемии позволил выделить 5 периодов. Три периода характеризовались гомогенностью популяции возбудителя, когда циркулировали варианты Альфа, Дельта и Омикрон. Два периода характеризовались одновременной циркуляцией двух вариантов вирусов вследствие адаптации вируса к изменившейся среде обитания. Циркуляция варианта Альфа в гетерогенной по признаку восприимчивости популяции (доля серопозитивных увеличилась до 52%) способствовала изменению вируса с формированием свойств высокой трансмиссивности и высокой патогенности. Становление эпидемического варианта возбудителя (геноварианта Дельта), произошло в течение 12 недель, «господствовал» он на протяжении более 6 месяцев, увеличив заболеваемость в 2,8 раза, смертность в 17,3 раза (фаза эпидемического распространения). Рост заболеваемости и масштабная вакцинация увеличили серопревалентность населения до 70% и более. Вариант Дельта начинает адаптироваться к новой среде обитания с высокой долей невосприимчивых, идет формирование геноварианта Омикрон с высокой трансмиссией и уклонением от иммунного ответа (фаза формирования резервационного варианта). Популяция возбудителя гетерогенна, одновременно циркулируют Дельта и Омикрон. Заболеваемость увеличивается в 2.9 раза, коэффициент распространения инфекции (RT) в 1,3 раза, в 5,1 раза снижается смертность. Омикрон в течение 5 недель вытесняет геновариант Дельта, снижается смертность, при сохранении RT (фаза резервации). Выводы. Взаимообусловленная изменчивость вируса и восприимчивости населения обусловили фазовое развития эпидемического процесса COVID-19.

1. Краснов Я. М., Попова А.Ю., Сафронов В. А., Федоров А. В. и др. Анализ геномного разнообразия SARS-CoV-2 и эпидемиологических признаков адаптации возбудителя COVID-19 к человеческой популяции (Сообщение 1). Проблемы особо опасных инфекций. 2020; 3:70–82 DOI: 10.21055/0370-1069-2020-3-70-82.

2. World Health Organization. Coronavirus disease (COVID-19) pandemic. Доступно на: https://www.who.int/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019.

3. Кутырев В. В., Попова А. Ю., Смоленский В. Ю. и др. Эпидемиологические особенности новой коронавирусной инфекции (COVID-19). Сообщение 1: Модели реализации профилактических и противоэпидемических мероприятий. Проблемы особо опасных инфекций. 2020; 1:6–13. DOI: 10.21055/0370-1069-2020-1-6-13.

4. Акимкин В. Г., Попова А. Ю., Плоскирева А. А. и др. COVID-19: эволюция пандемии в России. Сообщение I: проявления эпидемического процесса COVID-19. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2022;99(3):269–286. DOI: https://doi.org/10.36233/0372-9311-276.

5. Беляков В. Д., Голубев Д. Б., Каминский Г. Д., Тец В. В. Саморегуляция паразитарных систем: (молекулярно-генетические механизмы). – Ленинград: Медицина; 1987. – 240 с.

6. Акимкин В. Г., Попова А. Ю., Хафизов К. Ф. и др. COVID-19: эволюция пандемии в России. Сообщение II: динамика циркуляции геновариантов вируса SARS-CoV-2. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2022;99(4):381–396. DOI: https://doi.org/10.36233/0372-9311-295.

7. Вологжанин Д. А., Голота А. С., Камилова Т. А. и др. Генетика COVID-19. Клиническая практика. 2021;12(1):41–52. doi: 10.17816/clinpract64972.

8. Willett B.J., Grove J., MacLean O.A., et al. The hyper-transmissible SARS-CoV-2 Omicron variant exhibits significant antigenic change, vaccine escape and a switch in cell entry mechanism. medRxiv (2022), DOI: 10.1101/2022.01.03.21268111.

9. Yuan S., Ye Z.-W., Liang R., et al. The SARS-CoV-2 Omicron (B.1.1.529) variant exhibits altered pathogenicity, transmissibility, and fitness in the golden Syrian hamster model. bioRxiv (2022). DOI: 10.1101/2022.01.12.476031.

10. Смирнов В. С., Тотолян А. А. Врожденный иммунитет при коронавирусной инфекции // Инфекция и иммунитет. 2020. Т. 10, № 2. С. 259–268. doi: 10.15789/2220-7619-III-1440.

11. Новикова И. А., Генетическая характеристика вируса SARS-CoV-2 // «Живые и биокосные системы». – 2021. – № 35. Доступно на: https://jbks.ru/archive/issue-35/article-4/. DOI: 10.18522/2308-9709-2021-35-4.

12. Антонец Д. В., Старчевская М. Е., Колосова Н. П. и др. 2022. Предварительный анализ генетической изменчивости изолятов вируса SARS-CoV-2, относящихся к варианту Омикрон, циркулирующих на территории Российской Федерации. COVID-19-PREPRINTS.MICROBE.RU. https://doi.org/10.21055/preprints-3112049.

13. Cherian S, Potdar V, Jadhav S, Yadav P, Gupta N, Das M, et al. Convergent evolution of SARS-CoV-2 spike mutations, L452R, E484Q and P681R, in the second wave of COVID-19 in Maharashtra, India. Microorganisms. 2021; 9 (7): 1542.

14. Wrapp D., Wang N., Corbett K.S., et al. Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation. Science. 2020; 367(6483): 1260–3. DOI: 10.1126/science.abb2507.

15. Yangyang Y., Liu Y, Shi Zh., Daihai H. A Simple Model to Estimate the Transmissibility of SARS-COV-2 Beta, Delta and Omicron Variants in South Africa (December 20, 2021). SSRN (2021). DOI: 10.2139/ssrn.3989919.

16. Suzuki R., Yamasoba D., Kimura I., Wang L., Kishimoto M., Ito J., et al. Attenuated fusogenicity and pathogenicity of SARS-CoV-2 Omicron variant. Nature (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-04462-1.

17. Градобоева Е. А., Тюлько Ж. С., Фадеев А. В. и др. Сравнительный анализ разнообразия линий SARS-CoV-2, циркулирующих в Омской области в 2020–2022 гг. Эпидемиология и Вакцинопрофилактика. 2022;21(6): 24–33. https://doi:10.31631/2073-3046-2022-21-6-24-33