Классы вирусов: Периодическая система вирусов, или Классификация вирусов по Балтимору 50 лет спустя

Содержание

Периодическая система вирусов, или Классификация вирусов по Балтимору 50 лет спустя

В этом году вирусология отмечает необычный юбилей. Ровно 50 лет назад американский ученый Дэвид Балтимор предложил классификацию вирусов, основанную на молекулярном составе их геномов и этапах экспрессии генов. Балтимор подразделил все известные на тот момент вирусы на шесть классов: вирусы, геномы которых представлены двухцепочечной ДНК; вирусы с геномами из одноцепочечной ДНК; вирусы с геномами из двухцепочечной РНК; вирусы с геномами из одноцепочечной РНК положительной полярности; вирусы с геномами из одноцепочечной РНК отрицательной полярности; вирусы, способные к обратной транскрипции, у которых РНК-геном положительной полярности с помощью специального фермента в клетке переходит в форму двухцепочечной ДНК. Эта система оказалась так проста и изящна, что, несмотря на стремительное развитие вирусологии на рубеже веков и в новом тысячелетии благодаря усовершенствованию методов секвенирования, по-прежнему активно используется учеными. Какие преобразования претерпела система Балтимора за минувшие полвека? Можно ли на основе классификации Балтимора создать «периодическую систему вирусов», позволяющую, подобно периодической системе химических элементов, предсказывать свойства еще не описанных групп вирусов?

Ты помнишь, как все начиналось…

В сентябре 1971 года в журнале Bacteriology Reviews, который сейчас известен как Microbiology and Molecular Biology Reviews, вышла небольшая статья за авторством Дэвида Балтимора, озаглавленная Expression of animal virus genomes. В этой статье, состоящей всего из семи страниц, он предложил удивительно простую и логичную систему классификации вирусов, основанную на том, какие этапы включает путь от нуклеиновой кислоты, заключенной в вирион, до мРНК, с которой транслируются вирусные белки. Балтимор предложил разделить все известные на тот момент вирусы животных на шесть классов (рис. 1) [1]:

Класс I. Вирусы с геномами, представленными двухцепочечной ДНК (дцДНК). В их вирионах генетическая информация присутствует в форме дцДНК, а в клетке экспрессия генов включает все те же этапы, что и экспрессия белоккодирующих клеточных генов.

Класс II. Вирусы, у которых в вирионе геном присутствует в виде одноцепочечной ДНК (оцДНК), но в клетке их репликация включает образование дцДНК в качестве промежуточного продукта.
Класс III. Вирусы с геномами, представленными двуцепочечной РНК (дцРНК). В клетке с вирионной дцРНК идет транскрипция, в результате которой образуются вирусные мРНК. Именно с них впоследствии и будут синтезированы вирусные белки.
Класс IV. Вирусы, которые упаковывают в вирионы одноцепочечную РНК (оцРНК) положительной полярности. РНК положительной полярности пригодна для трансляции, а РНК отрицательной полярности не может быть транслирована в белок напрямую: в этом случае необходим дополнительный этап синтеза комплементарной РНК, которая будет иметь положительную полярность.
Класс V. Вирусы, геномы которых представлены РНК отрицательной полярности. В клетках на матрице их геномов синтезируются вирусные мРНК, имеющие положительную полярность.
Класс VI. Вирусы, способные к обратной транскрипции. В вирион упаковывается оцРНК положительной полярности, которая в клетке при помощи фермента обратной транскриптазы переводится в форму дцДНК и далее встраивается в геном клетки-хозяина при участии интегразы.

Рисунок 1. Оригинальная схема Дэвида Балтимора, иллюстрирующая созданную им систему классификацию вирусов, с примерами

Как оказалось, эта система подходит не только для классификации вирусов животных, но и для классификации вирусов остальных организмов — бактерий, растений и других [2].

Вскоре после публикации первого варианта классификации вирусов по Балтимору была описана необычная группа вирусов животных — гепаднавирусы, к которой относится, в частности, вирус гепатита B [3].

В их вирионы упаковывается дцДНК, причем одна цепь, как правило, не полностью «покрывает» другую, а репликация в клетке происходит через РНК-интермедиат и обратную транскрипцию. Так в системе Балтимора появился еще один, седьмой класс [2].

Стоит отметить, что в классификации Балтимора главную роль играет не сама форма нуклеиновой кислоты, которой представлен вирусный геном в вирионе, а этапы пути от генетического материала вириона к белку. Так, вирусы VI класса можно было бы слить с вирусами IV класса, так как и у тех, и у других в вирионы упаковывается оцРНК положительной полярности, однако пути от оцРНК к белку кардинально различаются [2].

Нельзя забывать, что классификация вирусов по Балтимору не указывает на родственность вирусов. Схожесть этапов экспрессии генов не обязательно подразумевает родство геномных последовательностей. Классическая биологическая классификация вирусов, основанная на их филогенетическом родстве, существует в параллели с классификацией вирусов по Балтимору и разделяет вирусы на виды, роды, семейства и порядки (таксоны более высокого ранга фигурируют в научной литературе крайне редко).

Эту классификацию поддерживает и регулярно обновляет Международный комитет по классификации вирусов (International Committee on Taxonomy of Viruses, ICTV).

Разумеется, за минувшие 50 лет было открыто множество новых вирусов, и некоторые из них с трудом вписываются в систему Балтимора. Например, родственные вирусы семейства Pleolipoviridae могут упаковывать в вирионы как оцДНК, так и дцДНК, что в системе Балтимора формально заставляет разделять их по разным классам. У некоторых вирусов в геномах есть участки и оцДНК, и дцДНК. Еще более запутана и непонятна ситуация с амбисенсными РНК-вирусами, такими как аренавирусы и некоторые представители порядка

Bunyavirales. У этих вирусов геном разбит на несколько сегментов РНК, причем один из них имеет участки и положительной, и отрицательной полярности. А вирусы грибов из семейства амбивирусов вообще имеют рамки считывания на РНК-цепях и положительной, и отрицательной полярности. Некоторые исследователи предлагают выделить их в дополнительный класс в рамках системы Балтимора [2].

Классификация по Балтимору: естественная или искусственная?

Ценность любой классификации определяется тем, как много особенностей классифицируемых объектов она учитывает. Идеальная классификация, которая, несомненно, утопична, должна была бы учитывать все ключевые особенности объектов, которые она классифицирует. В этом отношении классификация по Балтимору весьма неплоха. Она прямо или косвенно учитывает размер генома, репликативный цикл, этапы экспрессии генов, генный состав, присутствие или отсутствие в вирионе компонентов систем репликации и транскрипции, а также ряд других черт, характеризующих вирус [2].

Примечательно, что в классификации Балтимора отображены некоторые особенности вирусов, которые напрямую не вытекают из правил, согласно которым она строится. Возьмем, к примеру, размер генома. Все вирусы со второго по седьмой класс имеют, как правило, маленькие геномы по сравнению с геномами клеточных организмов, а их репликация сопровождается внесением большого количества ошибок. Здесь особняком стоят широко известные в последнее время коронавирусы. Их геномы содержат от 30 до 40 тысяч пар оснований, а в репликативном аппарате имеются механизмы коррекции ошибок, повышающие точность репликации. В целом, малый размер геномов вирусов, входящих во II–VII классы, объясняется относительной химической нестабильностью оцРНК и структурными ограничениями, накладываемыми на геномы, представленные оцДНК или дцРНК: оцДНК слишком склонна к образованию вторичных структур, а дцРНК обладает повышенной структурной жесткостью, что мешает ее упаковке в вирионы. Что же касается вирусов I класса, имеющих геномы из дцДНК и экспрессирующих гены по той же схеме, что и живые клетки, тот тут эффективная репликация позволяет им иметь геномы длиной 50 тысяч пар оснований и более [2]. Именно к этой группе относятся так называемые гигантские вирусы, которые и по размеру вириона, и по размеру генома близки к клеточным организмам .

Подробнее о гигантских вирусах читайте в нашей статье «Гиганты вирусного мира» [4].

Еще один интересный момент, который «невольно» учитывает система классификации по Балтимору, — это необходимость в кодировании собственной РНК-зависимой РНК-полимеразы вирусами, относящимися к III и V–VII классам. Дело в том, что удвоение РНК, как и обратная транскрипция, вообще-то, клеткам несвойственны, за исключением некоторых процессов вроде РНК-интерференции и удлинения теломер, и вирусам, имеющим РНК-геномы, ничего не остается, как иметь гены для этих ферментов в собственных геномах. Можно сказать, что система классификации по Балтимору позволяет отчасти предсказать наличие определенных генов у РНК-вирусов. Более того, вирусам из указанных групп приходится включать эти ферменты в свои вирионы, чтобы, попав в клетку, немедленно приступить к репликации и синтезу собственных белков. Стоит отметить, что вирусам IV класса, которые имеют геномы в виде РНК положительной полярности, РНК-зависимая РНК-полимераза не нужна, поскольку сама геномная РНК может выступать в роли матричной, поэтому они являются исключением из правила. ДНК-вирусам в отношении репликации и транскрипции генома можно полностью положиться на клетку-хозяина, поэтому собственных ДНК- и РНК-полимераз они, как правило, не кодируют, хотя и тут есть необычные исключения. Так, у вирусов семейства Bidnaviridae есть собственная ДНК-полимераза, роль затравки для которой исполняет белок [2].

Интересно, что, несмотря на исключительное положение ДНК-вирусов в плане отсутствия нужды в собственных ферментах репликации и экспрессии генов, их большие геномы все же содержат гены, кодирующие компоненты этих систем. Например, у гигантского тупанвируса имеется почти полный арсенал собственных тРНК и аминоацил-тРНК-синтетаз, — в конце концов, вирусы с огромными геномами могут себе многое позволить [5]. За счет этого многие ДНК-вирусы становятся более автономными в плане репликации и синтеза белка, разве что собственных рибосом они никогда не содержат [2].

Некоторые другие закономерности, отраженные в системе Балтимора, объяснить сложнее. Например, все РНК-содержащие вирусы VI класса, практикующие обратную транскрипцию, в своих вирионах содержат обратную транскриптазу, которая переводит геномную оцРНК положительной полярности в дцДНК, хотя остается непонятным, почему у них не происходит непосредственной трансляции оцРНК, как это происходит у вирусов IV класса. Интересно, что на момент создания классификации Балтимора все известные дцРНК-вирусы имели сегментированные геномы, и было совершенно неясно, что мешает им иметь цельный несегментированный дцРНК-геном. И хотя спустя несколько лет после публикации классификации Балтимора описали семейство тотивирусов, имеющих несегментированные дцРНК-геномы, общий тренд к сегментации геномов у дцРНК-вирусов сохраняется. Однозначного объяснения этой тенденции нет, но, возможно, это обусловлено трудностью упаковки в вирионы крупных жестких молекул двухцепочечной РНК [2].

Распределение разных групп вирусов по различным группам организмов тоже весьма нетривиально и порой просто необъяснимо (рис. 2). Почему среди вирусов прокариот так мало РНК-вирусов и нет вирусов, использующих обратную транскрипцию? Почему среди эукариот в целом преобладают оцРНК-вирусы с положительной полярностью? Почему среди вирусов грибов преобладают вирусы с дцРНК-геномами? Почему у животных так много вирусов VI класса? Почему ДНК-содержащие вирусы распространены среди животных и одноклеточных эукариот, но не растений?

Однозначных ответов на большинство из этих вопросов нет, хотя в некоторых случаях можно предложить довольно правдоподобные объяснения. Так, у растений ДНК-содержащие вирусы с крупными геномами просто не смогли бы протискиваться через плазмодесмы — узкие цитоплазматические «мостики», соединяющие соседние клетки. Возможно, что в клетках прокариот, лишенных ядра, ДНК-вирусам оказалось размножаться проще, поскольку все необходимые ферменты и так плавают в цитоплазме, и они в конкурентной борьбе почти полностью вытеснили РНК-содержащие вирусы. У эукариот, напротив, ядро представляет собой весомую преграду для легкой и непринужденной репликации ДНК-вирусов, поэтому РНК-вирусы, приспособившиеся реплицироваться в специальных вирусных фабриках, собранных из эндомембранной системы клетки-хозяина, распространились среди эукариот сильнее. Почему же среди эукариот преобладают именно оцРНК-вирусы с положительной полярностью? Возможно, это связано с тем, что голая РНК отрицательной полярности, а тем более дцРНК, запускает защитный интерфероновый ответ в клетке, поэтому для эффективной репликации этим вирусам необходим укромный уголок, недоступный для защитных систем клетки-хозяина [2].

Рисунок 2. Представленность вирусов из разных классов классификации по Балтимору в разных доменах организмов (археях, бактериях, эукариотах — а), а также различных группах эукариот (животных, растениях и одноклеточных эукариотах — б)

Как мы видим, система Балтимора, несмотря на свою кажущуюся простоту, позволяет учитывать множество особенностей вирусов. А может ли она дать возможность предсказать свойства еще не открытых вирусов?

«Периодическая система» вирусов

Периодическая система химических элементов, созданная Дмитрием Менделеевым, примечательна не только тем, что она позволила упорядочить до того разрозненные и несистематизированные сведения о разных химических элементах, но и предсказать свойства элементов, еще не известных науке. Можно ли на основе системы Балтимора, так удачно упорядочивающей свойства большинства открытых вирусов, создать «периодическую систему» вирусов, которая позволила бы предсказать особенности еще не открытых вирусов?

Спустя три года после публикации системы Балтимора советский вирусолог Вадим Израилевич Агол расширил и модифицировал ее, создав нечто вроде «периодической системы» вирусов, в которой упорядочены все возможные варианты жизненных циклов вирусов (рис. 3). Более того, в предложенной им системе представлены все теоретически возможные пути передачи биологической информации в целом [2].

Рисунок 3. Расширенная иерархическая версия системы классификации вирусов по Балтимору, предложенная В.И. Аголом. DDR, DRRD, RR, DRD, DDRD и RRD — теоретически возможные пути (типы) передачи информации, где D — ДНК, R — РНК. Элементарные акты синтеза ДНК или РНК на матрице ДНК обозначены как

DD и DR соответственно, а акты синтеза ДНК или РНК на матрице РНК обозначены RD и RR. Каждый тип, использующий одну из теоретически возможных стратегий передачи генетической информации, подразделяется на суперклассы, обозначаемые латинскими буквами, и классы, обозначенные арабскими цифрами (классы — это отдельные ячейки). В каждой ячейке красным обозначена нуклеиновая кислота, входящая в состав вириона.

Ячейки, для которых уже описаны представители, закрашены зеленым, если представители были известны на момент создания таблицы в 1974 году, или желтым, если представители были описаны позднее. Синими стрелками обозначен синтез одноцепочечных молекул на матрице двухцепочечных молекул, а черными — синтез двуцепочечных ДНК или РНК на одноцепочечной матрице.
В левых нижних углах ячеек указаны группы в классической классификации по Балтимору. В скобках указаны примеры семейств вирусов, использующих данный тип передачи информации.

Конечно, на момент создания большинство ячеек этой таблицы пустовали, однако к сегодняшнему дню многие из них удалось заполнить. Например, описали род вирусов Protoparvovirus, в вирионы которого упаковывается только оцДНК отрицательной полярности (то есть ДНК, с которой не может идти транскрипция, — транскрипция может идти с комплементарной ей цепи положительной полярности). Чуть позже обнаружили загадочное семейство Anelloviridae, геномы членов которого тоже представлены отрицательной оцДНК. Одну ячейку таблицы заняли плазмиды. Например, F-плазмида и подобные ей при передаче от одной бактериальной клетки к другой переходит из состояния дцДНК в оцДНК, а на стадии дцДНК с нее транскрибируется РНК положительной полярности [2].

Тем не менее незаполненных ячеек еще предостаточно. Можно предполагать, что стремительное развитие высокопроизводительного секвенирования и метагеномики позволят нам описать еще множество вирусов с разнообразными жизненными циклами, и количество пустующих ячеек в «периодической системе» вирусов будет сокращаться. Однако полное заполнение таблицы крайне маловероятно. Если даже вирусы с некоторыми экзотическими системами передачи генетической информации существуют, то они крайне редко встречаются в биосфере, и даже с помощью всемогущей метагеномики мы не сможем их «поймать». В ходе эволюции промежуточные продукты удвоения генома в виде РНК—ДНК-гибридов, и уж тем более геномы, представляющие собой РНК—ДНК-гибриды, отбраковывались, поэтому весьма маловероятно, что вирусы с такими геномами когда-либо будут обнаружены.

D Baltimore. (1971). Expression of animal virus genomes. Bacteriol Rev. 35, 235-241;
Eugene V. Koonin, Mart Krupovic, Vadim I. Agol. (2021). The Baltimore Classification of Viruses 50 Years Later: How Does It Stand in the Light of Virus Evolution?. Microbiol Mol Biol Rev. 85;
Не дружите, дети, с гепатитом B;
Гиганты вирусного мира;
Jônatas Abrahão, Lorena Silva, Ludmila Santos Silva, Jacques Yaacoub Bou Khalil, Rodrigo Rodrigues, et. al.. (2018). Tailed giant Tupanvirus possesses the most complete translational apparatus of the known virosphere. Nat Commun. 9.

Определение тропизма ВИЧ

Проникновение ВИЧ в клетки человека сопровождается взаимодействием белка вируса gp120 с рецептором CD4 и одним из клеточных корецепторов: CCR5 или CXCR4. Соответственно различают вирусы трех типов: обладающих тропностью к рецептору CCR5 – R5-тропные вирусы, обладающих тропностью к рецептору CXCR4 – X4-тропные вирусы, и вирусы, обладающие двойной тропностью.

В последние годы определенные надежды в увеличении эффективности лечения ВИЧинфекции возлагают на новые классы препаратов, к которым относят антагонисты корецептора CCR5. Однако активность данных препаратов ограничивается R5тропными вирусами; препараты этой группы неэффективны против X4-тропных, а также R5X4-тропных вирусов. Поэтому перед назначением препаратов из класса ССR5-антагонистов (основной представитель класса — маравирок) необходимо определить тропизм ВИЧ у пациента. Для определения тропизма ВИЧ используют фенотипические и генотипические методы.

Фенотипические методы. Рекомбинантный псевдовирус, созданный с помощью искусственного лабораторного вируса и фрагмента генома исследуемого вируса пациента (регион env),используют для инфицирования клеточных линий, экспрессирующих на своей поверхности либо CCR5, либо CXCR4 корецептор.

Генотипические методы, основанные на секвенировании РНК или ДНК ВИЧ, приобретают в мире все большую популярность. Показано, что тропизм ВИЧ во многом определяется аминокислотной последовательностью гипервариабельной петли V3, расположенной в регионе поверхностного белка, кодируемого геном env.

Полученную в результате секвенирования нуклеотидную последовательность петли V3 анализируют при помощи специальных алгоритмов и оценивают вероятность той или иной тропности вируса. Для проведения оценки тропности ВИЧ на основании нуклеотидной последовательности обычно используют открытые онлайн ресурсы, например, базу данных «geno-2-pheno» ( http://coreceptor.bioinf.mpi-inf.mpg.de/).

Результатом анализа определения тропизма ВИЧ является установление тропности: CCR5 или CXCR4. В случае если вирус является R5-тропным, возможно назначение препарата класса CCR5-антагонистов. Если же вирус является X4тропным или имеет двойную тропность (R5X4) использование препаратов класса CCR5-анатагонистов запрещено вследствие их неэффективности.

Исследование назначают после принятия решения о смене АРВ терапии (после доказанной неэффективности существующей схемы, в том числе методом определения мутаций устойчивости ВИЧ) и переходе на класс ингибиторов CCR5. Вследствие высокой изменчивости ВИЧ такой тест необходимо провести непосредственно перед назначением CCR5-антагониста;
тест также может быть рекомендован в случае вирусологической неэффективности применяемого маравирока (или какого-либо иного CCR5-антагониста).

Перейти в оглавление справочника

О возможных противопоказаниях необходимо проконсультироваться со специалистом

9.3B: Балтиморская классификация вирусов

Последнее обновление
Сохранить как PDF

Идентификатор страницы: 9868

Boundless (теперь LumenLearning)
Boundless

Балтиморская классификация группирует вирусы в семейства в зависимости от типа их генома.

Цели обучения

Перечислите характеристики вирусов, полезные для Балтиморской классификации и способ репликации определяют его класс.
Другие классификации определяются заболеванием, вызываемым вирусом, или его морфологией.
Вирусы могут быть помещены в одну из семи групп.

Ключевые термины

геном : Полная генетическая информация (либо ДНК, либо, в некоторых вирусах, РНК) организма, обычно выражаемая количеством пар оснований.

Классификация вирусов — это процесс присвоения вирусам названий и помещения их в таксономическую систему. Подобно системам классификации, используемым для клеточных организмов, классификация вирусов является предметом постоянных дискуссий и предложений. В основном это связано с псевдоживой природой вирусов, то есть они представляют собой неживые частицы с некоторыми химическими характеристиками, сходными с характеристиками жизни. Таким образом, они не вписываются в установленную систему биологической классификации клеточных организмов.

Балтиморская классификация (впервые определена в 1971 г.) представляет собой систему классификации, которая относит вирусы к одной из семи групп в зависимости от комбинации их нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), многоцепочечности (одноцепочечной или двухцепочечной), смысла и метод репликации. Названные в честь Дэвида Балтимора, биолога, лауреата Нобелевской премии, эти группы обозначаются римскими цифрами и различают вирусы в зависимости от способа их репликации и типа генома. Другие классификации определяются болезнью, вызванной вирусом, или его морфологией, ни одна из которых не является удовлетворительной из-за того, что разные вирусы либо вызывают одно и то же заболевание, либо выглядят очень похоже. Кроме того, вирусные структуры часто трудно определить под микроскопом.

Рисунок: Классы вирусов : Балтиморская классификация вирусов

Классификация вирусов в соответствии с их геномом означает, что все вирусы данной категории будут вести себя сходным образом, что дает некоторое представление о том, как продолжить дальнейшие исследования. Вирусы могут быть отнесены к одной из семи следующих групп:

I: вирусы двухцепочечной ДНК (например, аденовирусы, герпесвирусы, поксвирусы)
II: вирусы одноцепочечной ДНК (+)смысловая ДНК (например, парвовирусы)
III: вирусы дцРНК (например, реовирусы)
IV: (+) вирусы оцРНК (+) смысловая РНК (например, пикорнавирусы, тогавирусы)
V: (-) вирусы оцРНК (-) смысловая РНК (например, ортомиксовирусы, рабдовирусы)
VI: вирусы ssRNA-RT (+)смысловая РНК с промежуточной ДНК в жизненном цикле (например, ретровирусы)
VII: вирусы dsDNA-RT (например, гепаднавирусы)

Наверх

Была ли эта статья полезной?

Тип изделия
Раздел или Страница
Автор
Безграничный
Лицензия
CC BY-SA
Версия лицензии
4,0
Показать оглавление
нет
Теги

Классификация и определения вариантов SARS-CoV-2

Важное обновление: Медицинские учреждения

Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) обновили избранные способы эффективной работы систем здравоохранения в ответ на вакцинацию против COVID-19. Узнать больше

Варианты SARS-CoV-2 Классификация и определения

Обновлено 20 марта 2023 г.

Распечатать

Что вам нужно знать

Вирусы, подобные SARS-CoV-2, постоянно развиваются по мере того, как изменения в генетическом коде (вызванные генетическими мутациями или рекомбинацией вирусов) происходят во время репликации генома.
SARS-CoV-2 последовательно мутировал в течение пандемии, в результате чего появились варианты, отличные от исходного вируса SARS-CoV-2.
На протяжении всего периода COVID-19пандемии, многие варианты SARS-CoV-2 были обнаружены в Соединенных Штатах и во всем мире.
Ученые используют несколько систем классификации, чтобы описать сходства и различия между вирусами SARS-CoV-2 и сообщить о них.

Основные определения
Типы классификации
Рекомбинанты

Краткое изложение классификаций вариантов
Список вариантов
Ссылки

Ключевые определения

Мутация: Мутация относится к единичному изменению в геноме вируса (генетическом коде). Мутации случаются часто, но лишь иногда изменяют характеристики вируса.
Линия: Линия — это группа близкородственных вирусов с общим предком. SARS-CoV-2 имеет много родословных; все вызывают COVID-19.
Дочерняя линия: Термин, используемый для определения линии, поскольку он относится к прямому потомку родительской линии. Например, BA.2.75 является подлинейкой BA.2.
Вариант: Вариант — это вирусный геном (генетический код), который может содержать одну или несколько мутаций. В некоторых случаях линия или группа линий с аналогичными генетическими изменениями может быть определена Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) или Межведомственной группой США по SARS-CoV-2 (SIG) как представляющий интерес вариант (VOI), вариант Обеспокоенность (VOC), вариант с серьезными последствиями (VOHC) или вариант, находящийся под наблюдением (VBM) из-за общих атрибутов и характеристик, которые могут потребовать действий общественного здравоохранения.
Рекомбинация: Процесс, при котором геномы двух вариантов SARS-CoV-2 объединяются в процессе репликации вируса с образованием нового варианта, который отличается от обоих родительских линий. Это может произойти, когда человек заражен двумя вариантами одновременно. Линия, полученная в результате рекомбинации, называется «рекомбинантной».

Типы классификации

Существует несколько способов классификации вирусов SARS-CoV-2. Каждый тип классификации может быть уместным в зависимости от контекста, в котором передается информация о SARS-CoV-2. SARS-CoV-2 часто обсуждается в контексте линий (и подлиний). Наиболее часто используемая система классификации родословных — Панго. Nextclade также может использоваться в этом контексте. В более широком контексте родословные или группы родственных родословных могут быть классифицированы Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) с использованием греческих букв (например, омикрон). Эти методы классификации позволяют ученым сообщать о сходствах и различиях между вирусами SARS-CoV-2.

Вариант классификации

Министерство здравоохранения и социальных служб США (HHS) создало Межведомственную группу (SIG) по SARS-CoV-2 для улучшения координации между CDC, Национальными институтами здравоохранения (NIH), Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA). , Управление передовых биомедицинских исследований и разработок (BARDA) и Министерство обороны (DoD). Эта межведомственная группа характеризует возникающие варианты и отслеживает их потенциальное влияние на вакцины, терапевтические и диагностические средства.

SIG регулярно собирается для оценки вариантов SARS-CoV-2, циркулирующих в США, и для выработки рекомендаций по классификации вариантов. Группа экспертов оценивает имеющиеся данные о доле вариантов на национальном и региональном уровне. Эта информация передается местным и государственным чиновникам общественного здравоохранения, чтобы помочь им в принятии решений для руководства на уровне сообщества. Они также оценивают, как эти изменения могут повлиять на вакцины, терапевтические и диагностические средства, а также на передачу и тяжесть заболевания. Варианты могут быть переклассифицированы по мере поступления дополнительной информации.

SIG использует четыре типа классификаций:

Интересующий вариант (VOI)
Вызывающий беспокойство вариант (VOC)
Вариант тяжелых последствий (VOHC)
Отслеживаемые варианты (VBM)

Примечания: Каждый вариант классификации включает возможные атрибуты низших классов (например, VOC включает возможные атрибуты VOI). Эта страница будет обновляться по мере необходимости, чтобы отображать варианты, принадлежащие каждому классу. Классификации США могут отличаться от классификаций ВОЗ, поскольку влияние вариантов может различаться в зависимости от местоположения. Метки, присвоенные каждому варианту, приведены в таблице «Список вариантов».

Система родословной Панго

Система родословной Панго иерархична, как генеалогическое древо. Линии являются эволюционно потомками «родительской» линии. Линия может быть описана как «подлиния», когда она обсуждается в связи с ее родительской линией.

Родословные именуются с использованием буквенного префикса (например, B или BA) и числового суффикса (например, «.1» или «.1.1.5»). Когда определяется новая линия, система Pango присваивает дополнительный номер имени своей родительской линии (например, BA.2.75 является подлинейкой BA.2). По мере того, как вирус продолжает меняться, имена родословных Pango могут стать очень длинными. Линиям с более длинными именами могут быть присвоены алфавитные псевдонимы, и нумерация продолжается (например, «BA» означает «B.1.1.529».», таким образом, BA.2 совпадает с B.1.1.529.2).

Для получения дополнительной информации о системе родословной Pango и ее номенклатуре см. Pango Network. Полный список текущих родословных панго см. на сайте cov-lineages.org.

Nextclade

Nextclade — это инструмент, который используется для классификации последовательностей SARS-CoV-2 в соответствии с их генетическим родством. Потенциально важным ветвям генеалогического древа SARS-CoV-2 даются имена, указывающие на то, что члены этой ветви являются «кладой» и, как считается, произошли от общего предка.

Члены одной клады будут иметь много общего друг с другом, отражая их общее происхождение. Не каждому вирусу SARS-CoV-2 Nextclade присваивает собственный клад. Каждая потенциальная клада должна циркулировать с определенной частотой в течение определенного периода времени, демонстрировать постоянный рост в регионе или быть присвоена классификация ВОЗ. Команда Nextclade описывает свою рубрику обозначения кладов в этой публикации. Эти более широкие определения предлагают альтернативное решение для именования, которое предназначено для отражения существенных различий в биологии или кровообращении.

Названия кладов Nextclade состоят из двухзначного года присвоения, за которым следует буква, указывающая порядок присвоения в течение года. Например, «22A» — это первая клада, обозначенная в 2022 году и соответствующая группе линий Pango, происходящих от BA.4, которая циркулировала в начале 2022 года. подробно на covariants.org.

Начало страницы

Рекомбинанты

Все коронавирусы могут подвергаться естественному процессу, называемому «рекомбинация». Это может произойти, когда две разные линии инфицируют одну и ту же клетку у кого-то одновременно. Это редкое явление может повлиять на характеристики вируса, включая его способность распространяться, вызывать тяжелые заболевания или снижать эффективность лечения или вакцин. Во многих случаях рекомбинантные вирусы не имеют конкурентных преимуществ, которые помогают им расти.

Системы геномного наблюдения CDC могут надежно обнаруживать и отслеживать распространение вариантов, включая рекомбинантные. Когда рекомбинант действительно появляется, ученые CDC оценивают и контролируют новый рекомбинант, как и любой другой вариант линии, включая то, как его можно классифицировать или когда он должен быть представлен в системе отслеживания данных COVID CDC.

Краткое изложение классификаций вариантов

CDC отслеживает все варианты, циркулирующие в США. Варианты, обозначенные как VOI, включают варианты, которые имеют:

изменения в домене связывания рецептора (RBD).
снижает нейтрализацию антителами, образовавшимися против предыдущей инфекции или вакцинации.
снижает эффективность лечения или тестов.
предсказал увеличение трансмиссивности или тяжести заболевания.

Возможные атрибуты представляющего интерес варианта включают:

специфические генетические маркеры, которые, по прогнозам, влияют на передачу, диагностику, терапию или ускользание от иммунитета.
доказательств того, что это является причиной увеличения доли случаев или уникальных кластеров вспышек.
ограниченная распространенность или распространение в США или других странах.

Интересующий вариант может иметь ограниченную распространенность в США или других странах. Однако для этого может потребоваться одно или несколько действий общественного здравоохранения. CDC может усилить надзор или эпидемиологические расследования, чтобы оценить риск, который VOI может иметь для Соединенных Штатов.

В настоящее время ни один из вариантов SARS-CoV-2 не обозначен как VOI. Классификация может со временем меняться в зависимости от имеющейся информации.

CDC отслеживает все варианты, циркулирующие в США. В дополнение к возможным атрибутам интересующего варианта, варианты, обозначенные как VOC, включают:

повышение способности к передаче.
более тяжелое заболевание (например, увеличение количества госпитализаций или смертей).
значительное снижение нейтрализации антителами, образовавшимися во время предыдущей инфекции или вакцинации.
снижение эффективности лечения или вакцин или сбой диагностики.

Варианты, вызывающие озабоченность, могут потребовать одного или нескольких соответствующих действий общественного здравоохранения, таких как:

уведомление ВОЗ в соответствии с Международными медико-санитарными правилами.
сообщить CDC, местные или региональные усилия.
усилить профилактические меры, такие как ношение масок, тестирование или физическое дистанцирование.
провести исследование для определения эффективности вакцин и методов лечения против этого варианта.

Диагностические тесты, вакцины или методы лечения могут быть адаптированы для повышения эффективности против циркулирующих вариантов, вызывающих озабоченность.

Классификация может меняться со временем в зависимости от доступной информации.

VOHC имеет четкие доказательства того, что профилактические меры или медицинские контрмеры (МКМ) значительно снизили эффективность по сравнению с ранее циркулировавшими вариантами. CDC отслеживает все варианты, циркулирующие в США. В дополнение к возможным атрибутам рассматриваемого варианта, варианты, обозначенные как VOHC, включают влияние на MCM, например:

продемонстрировал сбой целей диагностического теста.
доказательств, свидетельствующих о значительном снижении эффективности вакцины, непропорционально большом количестве инфекций среди вакцинированных лиц или очень низкой вакцино-индуцированной защите от тяжелых заболеваний.
значительно снизил восприимчивость к множеству EUA или одобренным терапевтическим средствам.
более тяжелое клиническое заболевание и увеличение числа госпитализаций.

Вариант с серьезными последствиями потребует уведомления ВОЗ в соответствии с Международными медико-санитарными правилами, сообщения CDC, объявления стратегий предотвращения или сдерживания передачи и рекомендаций по обновлению методов лечения и вакцин.

В настоящее время ни один из вариантов SARS-CoV-2 не обозначен как VOHC. Классификация может со временем меняться в зависимости от имеющейся информации.

CDC отслеживает все варианты, циркулирующие в США. Варианты, обозначенные как VBM, включают:

родословные, данные которых указывают на потенциальное или явное влияние на доступные медицинские контрмеры.
линии, которые вызывают более тяжелое заболевание или повышенную передачу, но больше не выявляются.
родословных, ранее обозначенных как VOI, VOC или VOHC, которые в настоящее время циркулируют в очень низких количествах в Соединенных Штатах.

Эти варианты не представляют значительного и неминуемого риска для здоровья населения в США.

Вариант, представляющий интерес или вариант, вызывающий озабоченность, может быть понижен до этого списка после того, как он перестанет циркулировать на устойчивом уровне и больше не будет представлять значительного риска для здоровья населения в Соединенных Штатах. Классификация может со временем меняться в зависимости от имеющейся информации.

Начало страницы

Список вариантов

Этикетка ВОЗ

Линия Pango

Родословная Панго

Родословная панго

Текущее состояние

Дата назначения

Дата обозначения

Этикетка ВОЗ

Альфа

Линии B.1.1.7 и Q

Родословная Панго

Линии B.1.1.7 и Q

Текущее состояние

VBM

VOC: 29 декабря 2020 г.

VBM: 21 сентября 2021 г.

Дата назначения

VOC: 29 декабря 2020 г.

VBM: 21 сентября 2021 г.

Этикетка ВОЗ

Бета

B.1.351 и потомки

Родословная Панго

B.1.351 и потомки

Текущее состояние

VBM

VOC : 29 декабря 2020 г.

VBM : 21 сентября 2021 г.

Дата назначения

VOC : 29 декабря 2020 г.

VBM : 21 сентября 2021 г.

Этикетка ВОЗ

Гамма

P.1 и потомки

Родословная Панго

P.1 и потомки

Текущее состояние

VBM

VOC : 29 декабря 2020 г.

VBM : 21 сентября 2021 г.

Дата назначения

VOC : 29 декабря 2020 г.

VBM : 21 сентября 2021 г.

Этикетка ВОЗ

Дельта

B.1.617.2 и потомки

Родословная Панго

B.1.617.2 и потомки

Текущее состояние

VBM

VOC: 15 июня 2021 г.

VBM: 14 апреля 2022 г.

Дата назначения

ЛОС: 15 июня 2021 г.

VBM: 14 апреля 2022 г.

Эпсилон

Этикетка ВОЗ

Эпсилон

B.1.427 и
B.1.429

Родословная Панго

B.1.427 и
B.1.429

Текущее состояние

VBM

VOC : 19 марта 2021 г.

VOI : 26 февраля 2021 г.

VOI: 29 июня 2021 г.

ВБМ : 21 сентября 2021 г.

Дата назначения

VOC : 19 марта 2021 г.

VOI : 26 февраля 2021 г.

VOI: 29 июня 2021 г. 9 0032

ВБМ : 21 сентября 2021 г.

Этикетка ВОЗ

Эта

Б.1.525

Родословная Панго

Б.1.525

Текущее состояние

VBM

VOI : 26 февраля 2021 г.

VBM : 21 сентября 2021 г.

Дата назначения

VOI : 26 февраля 2021 г.

VBM : 21 сентября 2021 г.

Этикетка ВОЗ

Йота

Б.1.526

Родословная Панго

Б.1.526

Текущее состояние

VBM

VOI : 26 февраля 2021 г.

VBM : 21 сентября 2021 г.

Дата назначения

VOI : 26 февраля 2021 г.

VBM : 21 сентября 2021 г.

Этикетка ВОЗ

Каппа

B.1.617.1

Родословная Панго

Б.1.617.1

Текущее состояние

VBM

VOI : 7 мая 2021 г.

VBM : 21 сентября 2021 г.

Дата назначения

VOI : 7 мая 2021 г.

VBM : 21 сентября 2021 г.

Этикетка ВОЗ

Н/Д

B.1.617.3

Родословная Панго

Б.1.617.3

Текущее состояние

VBM

VOI : 7 мая 2021 г.

ВБМ : 21 сентября 2021 г.

Дата назначения

VOI : 7 мая 2021 г.

VBM : 21 сентября 2021 г.

Омикрон

Этикетка ВОЗ

Омикрон

B.1.1.529 и потомки

Родословная Панго

B.1.1.529 и потомки

Текущее состояние

ЛОС

ЛОС: 26 ноября 2021 г.

Дата назначения

ЛОС: 26 ноября 2021 г.

Этикетка ВОЗ

Зета

Родословная Панго

стр.2

Текущее состояние

VBM

VOI : 26 февраля 2021 г.

VBM : 21 сентября 2021 г.

Дата назначения

VOI : 26 февраля 2021 г.

VBM : 21 сентября 2021 г.

Этикетка ВОЗ

Мю

Б.1.621, Б.1.621.1

Родословная Панго

Б.1.621, Б.1.621.1

Текущее состояние

ВБМ

ВБМ : 21 сентября 2021 г.

Дата назначения

VBM : 21 сентября 2021 г.

Начало страницы

Ссылки

Чжоу, Б., Тхи Нху Тао, Т., Хоффманн, Д. и др. аль . Изменение шипа SARS-CoV-2 D614G улучшает репликацию и передачу. Природа (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03361-1
Volz E, Hill V, McCrone J и др. Оценка влияния спайковой мутации D614G SARS-CoV-2 на трансмиссивность и патогенность. Сотовый 2021; 184(64-75). Дои: https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.11.020
Корбер Б., Фишер В. М., Гнанакаран С. и др. Отслеживание изменений в пике SARS-CoV-2: доказательства того, что D614G повышает инфекционность COVID-19Вирус. Сотовый 2021; 182(812-7) doi: https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.06.043
Юрковецкий Л., Ван Х., Паскаль К.Е. и др. Структурно-функциональный анализ варианта спайкового белка D614G SARS-CoV-2. Сотовый 2020; 183(3): 739-751. doi: https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.09.032
*Davies NG, Abbott S, Barnard RC, et al. Предполагаемая трансмиссивность и влияние вируса SARS-CoV-2 линии B.1.1.7 в Англии. MedRXiv 2021. doi: https://doi.org/10.1101/2020.12.24.20248822
Horby P, Huntley C, Davies N et al. Примечание NERVTAG о серьезности B.1.1.7. Консультативная группа по новым и возникающим угрозам, 21 января 2021 г. Получено из заметки NERVTAG о серьезности варианта 9.0010
Информационный бюллетень для медицинских работников. Разрешение на экстренное использование (Eua) бамланивимаба и этесевимаба 02092021 (fda.gov)
*Ванг П. , Наир М.С., Лю Л. и др. Устойчивость к антителам вариантов SARS-CoV-2 B.1.351 и B.1.1.7. BioXRiv 2021. doi: https://doi.org/10.1101/2021.01.25.428137
*Shen X, Tang H, McDanal C, et al. Вариант B.1.1.7 SARS-CoV-2 чувствителен к нейтрализующим антителам, вырабатываемым предковыми вакцинами Spike. BioRxiv 2021. doi: https://doi.org/10.1101/2021.01.27.428516
*Эдара В.В., Флойд К., Лай Л. и др. Инфекция и вакцинные антитела к мРНК-1273 нейтрализуют британский вариант SARS-CoV-2. MedRxiv 2021. doi: https://doi.org/10.1101/2021.02.02.21250799
*Коллиер Д.А., Демарко А., Феррейра И. и др. Чувствительность SARS-CoV-2 B.1.1.7 к мРНК-вызванным вакциной, реконвалесцентным и моноклональным антителам. MedRxiv 2021. doi: https://doi.org/10.1101/2021.01.19.21249840
*Wu K, Werner AP, Moliva JI, et al. Вакцина мРНК-1273 индуцирует нейтрализующие антитела против шиповидных мутантов глобальных вариантов SARS-CoV-2. BioRxiv 2021. doi: https://doi.org/10.1101/2021. 01.25.427948
Emary KRW, Голубчик Т., Алей П.К. и др. Эффективность вакцины ChAdOx1 nCoV-19 (AZD1222) против SARS-CoV-2 VOC 202012/01 (B.1.1.7). 2021. Ланцет. doi: http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.3779160
ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ ДЛЯ ПОСТАВЩИКОВ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РАЗРЕШЕНИЕ НА ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В СРОЧНЫХ СИТУАЦИЯХ (EUA) REGEN-COV (fda.gov)
* Ван П., Ван М., Ю Дж. и др. Повышенная устойчивость варианта P.1 SARS-CoV-2 к нейтрализации антителами. BioRxiv 2021. doi: https://doi.org/10.1101/2021.03.01.433466
Pearson CAB, Russell TW, Davies NG, et al. Оценки тяжести и трансмиссивности нового южноафриканского варианта SARS-CoV-2 501Y.V2. Получено из: pdf (cmmid.github.io)
Лю И, Лю Дж, Ся Х и др. Нейтрализующая активность сыворотки, вызванной BNT162b2. 2021. НЭЖМ. DOI: 10.1056/NEJMc2102017
*Madhi SA, Ballie V, Cutland CL, et al. Безопасность и эффективность вакцины ChAdOx1 nCoV-19 (AZD1222) Covid-19 против варианта B.1.351 в Южной Африке. MedRxiv 2021. doi: https://doi.org/10.1101/2021.02.10.21251247
Вакцина Novavax против COVID-19 демонстрирует эффективность 89,3% в британских испытаниях фазы 3 | Novavax Inc. – сайт IR
Вакцина Johnson & Johnson против COVID-19, одобренная FDA США для экстренного использования | Джонсон и Джонсон (jnj.com)
*Deng X, Garcia-Knight MA, Khalid MM, et al. Передача, инфекционность и нейтрализация антителами нового варианта SARS-CoV-2 в Калифорнии, несущего мутацию спайкового белка L452R. MedRxiv 2021. doi: https://doi.org/10.1101/2021.03.07.21252647
Xie X, Liu Y, Liu J и др. Мутация E484K шипа SARS-CoV-2 снижает нейтрализацию антител. The Lancet 2021. doi: https://doi.org/10.1016/S2666-5247(21)00068-9
Garcia-Beltran W, Lam EC, St. Denis K, et al. Множественные варианты SARS-CoV-2 избегают нейтрализации с помощью индуцированного вакциной гуморального иммунитета. Ячейка 2021. doi: https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.03.013
*Annavajhala MK, Mohri H, Zucker JE, at al. Новый вызывающий беспокойство вариант SARS-CoV-2, B.1.526, обнаружен в Нью-Йорке. MedRxiv 2021. DOI: 1101/2021.02.23.21252259.
*Ядав П.Д., Сапкал Г.Н., Абрахам П. и др. Нейтрализация исследуемого варианта В.1.617 сывороткой вакцинированных BBV152. BioRxiv 2021. DOI: https://doi.org/10.1101/2021.04.23.441101
Greaney AJ, Loes AN, Crawford KHD, et al. Всестороннее картирование мутаций в домене, связывающем рецептор SARS-CoV-2, которые влияют на распознавание поликлональными антителами плазмы человека. Cell 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.chom.2021.02.003
*Эдара В.В., Лай Л., Саху М.К. и др. Инфекция и индуцированные вакциной реакции нейтрализующих антител на вариант SARS-CoV-2 B.1.617.1. BioRxiv 2021. DOI: https://doi.org/10.1101/2021.05.09.443299
Информационный бюллетень GSK по сотровимабу для медицинских работников 05262021 (fda.gov)
Аллен Х., Вусирикала А., Фланнаган Дж. и др. Увеличение случаев передачи в домашних условиях случаев COVID-19, связанных с вызывающим беспокойство вариантом SARS-CoV-2 B.