nbsprotВестник войск РХБ защитыJournal of NBC Protection Corps2587-57283034-279127 Научный центр10.35825/2587-5728-2022-6-1-44-55jfxeebnbsprot-12Research ArticleБиологическая безопасность и защита от биологических угрозBiological Security and Protection against Biological ThreatsВариант омикрон вируса SARS-CoV-2: способность вызывать заболевание у лиц, имеющих иммунитет против COVID-19, сформированный в результате вакцинации или ранее перенесенного заболеванияThe Omicron Variant of SARS-CoV-2 Virus: the Ability to Cause Disease in Persons with Immunity against COVID-19СизиковаТ. Е.SizikovaT. E.

Научный сотрудник, канд. биол. наук

141306, г. Сергиев Посад, ул. Октябрьская, д. 11

Researcher, Candidate of Biologic Sciences

141306 Sergiev Posad, Oktyabrskaya st., 11

ЧухраляО. В.ChuhralyaO. V.

Заместитель начальника отдела

141306, г. Сергиев Посад, ул. Октябрьская, д. 11

Assistant of chief of department

141306 Sergiev Posad, Oktyabrskaya st., 11

ЛебедевВ. Н.LebedevV. N.

Ведущий научный сотрудник, д-р биол. наук, проф.

141306, г. Сергиев Посад, ул. Октябрьская, д. 11

Leading researcher, Doctor of Biologic Sciences, Professor

141306 Sergiev Posad, Oktyabrskaya st., 11

БорисевичС. В.BorisevichS. V.

Начальник ФГБУ «48 ЦНИИ» Минобороны России, д-р биол. наук, проф., член-корр. РАН.

141306, г. Сергиев Посад, ул. Октябрьская, д. 11

Head of Federal State Budgetary Establishment «48 Central Scientific Research Institute» of the Ministry of the Defense of the Russian Federation, Corresponding member of Russian Academy of Sciences, Doctor of Biologic Sciences, Professor.

141306 Sergiev Posad, Oktyabrskaya st., 11

48cnii@mil.ruФедеральное государственное бюджетное учреждение «48 Центральный научно-исследовательский институт» Министерства обороны Российской Федерации»РоссияFederal State Budgetary Establishment «48 Central Scientific Research Institute» of the Ministry of the Defense of the Russian FederationRussian Federation202221042023614455Copyright © Сизикова Т.Е., Чухраля О.В., Лебедев В.Н., Борисевич С.В., 20232023Сизикова Т.Е., Чухраля О.В., Лебедев В.Н., Борисевич С.В.Sizikova T.E., Chuhralya O.V., Lebedev V.N., Borisevich S.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nbsprot.ru/jour/article/view/12

В ходе пандемии COVID-19 отмечено возникновение и периодическая смена доминирующих вариантов вызвавшего его коронавируса (SARS-CoV-2). Доминирующей в пятую волну пандемии COVID-19 стала линия B.1.1529, по классификации ВОЗ – вариант омикрон. Цель работы – анализ свойств вирусов линии B.1.1529 (омикрон), обеспечивающих ее способность вызывать заболевание у вакцинированных или ранее переболевших COVID-19. Для пятой волны характерно параллельное распространение вариантов дельта и омикрон с доминированием последнего. Наиболее вероятно, что вариант омикрон возник в результате множественных пассажей SARS-CoV-2 через организмы больных с ослабленным иммунитетом. Если вариант дельта является наиболее вирулентным для человека из всех известных вариантов вируса SARS-CoV-2, то вариант омикрон, безусловно, наиболее заразный их них – величина базового репродуктивного числа (R0) для него ≈ 10,0, для варианта дельта ≈ 6,0. Инфицированный вариантом омикрон человек, уже через сутки может быть способен к трансмиссии вируса SARS-CoV-2. Это вызвано сочетанием у варианта омикрон мутаций N501Y и Q498R, повышающих сродство рецептор-связывающего домена S1-субъединицы S-белка вируса к рецептору АСЕ-2 в легких человека. Мутации H655Y и N679K расположены вблизи сайта расщепления фурином, что в свою очередь способствует ускоренному расщеплению S-белка и повышает уровень заразности возбудителя. По способности преодолевать иммунитет, вызванный вакцинацией, вариант омикрон существенно превосходит вариант дельта. Подъем заболеваемости не остановило то, что количество лиц, прошедших полный курс вакцинации, на начало пятой волны в России достигло 64 %. Поэтому достигнутый уровень вакцинации нельзя считать достаточным для торможения распространения данного варианта вируса. В статье приводятся данные, показывающие, что этот показатель для предотвращения его распространения должен составлять как минимум 80 % и только при проведении вакцинации в сжатые сроки. Однако не исключено, что мутационный потенциал вируса SARS-CoV-2 еще не исчерпан, и пандемия на варианте омикрон не завершится.

During the COVID-19 pandemic the experts noted the emergence and periodic change of the dominant variants of the coronavirus (SARS-CoV-2) that caused the disease. The line B.1.1529, the omicron variant according to the WHO classification, became dominant in the fifth wave of the COVID-19 pandemic. The aim of the work is to analyze the properties of B.1.1529 (omicron) viruses that ensure its ability to cause disease in vaccinated or previously recovered from COVID-19. The fifth wave is characterized by the parallel distribution of the delta and omicron variants, with the domination of the latter. The omicron variant arose as a result of multiple passages of SARS-CoV-2 through the organisms of immunocompromised patients. If the delta variant is the most virulent for humans, the omicron variant is certainly the most infectious - the value of the basic reproductive number (R0) for it is ≈ 10.0, for the delta variant ≈ 6, 0. A person infected with the omicron variant is capable of transmitting the SARS-CoV-2 virus within a day. This is caused by a combination of N501Y and Q498R mutations in the omicron variant, which increase the affinity of the receptor-binding domain of the S1 subunit of the viral S protein for the ACE-2 receptor in the human lung. Mutations H655Y and N679K are located near the furin cleavage site, which in turn promotes accelerated cleavage of the S-protein and increases the level of infectiousness of the pathogen. The omicron variant is significantly superior to the delta variant in terms of ability to overcome the immunity caused by vaccination. The spread of the disease was not stopped by the fact that the number of people who completed the full course of vaccination at the beginning of the fifth wave in Russia reached 64%.Therefore, the achieved level of vaccination cannot be considered sufficient to stop the spread of this variant of the virus. It is shown in the article, that this indicator should be at least 80% to prevent the spread of the disease, and only if vaccination is carried out in a short time. However, it is possible that the mutational potential of the SARS-CoV-2 virus has not yet been exhausted, and the pandemic on the omicron variant will not end.

вирус SARS-CoV-2COVID-19вариант омикронгенетическая изменчивостьзаболеваемостьпротивовирусный иммунитетколлективный иммунитетвакциныantiviral immunitygenetic variabilityherd immunitymorbidityOmicron variantSARS-CoV-2 virus COVID-19vaccinesФедеральное государственное бюджетное учреждение «48 Центральный научно-исследовательский институт» Министерства обороны Российской Федерации», г. Сергиев Посад.ReferencesSinganayagam A., Hakki S., Dunning J. et al. Community transmission and viral load kinetics of the SARS-CoV-2 delta (B.1.617.2) variant in vaccinated and unvaccinated individuals in the UK: a prospective, longitudinal, cohort study // Lancet Infect. Dis. 2022. V. 22. № 2. P. 183–195. https://doi.org/10.1016/S1473-3099(21)00648-4Singanayagam A., Hakki S., Dunning J. et al. Community transmission and viral load kinetics of the SARS-CoV-2 delta (B.1.617.2) variant in vaccinated and unvaccinated individuals in the UK: a prospective, longitudinal, cohort study // Lancet Infect. Dis. 2022. V. 22. № 2. P. 183–195. https://doi.org/10.1016/S1473-3099(21)00648-4Li Q., Guan X., Wu P., et al. Early transmission dynamics in Wuhan, China, of novel coronavirusinfected pneumonia // N. Engl. J. Med. 2020. V. 382. № 13. P. 1199–1207. https://doi.org/10.1056/NEJMoa2001316Li Q., Guan X., Wu P., et al. Early transmission dynamics in Wuhan, China, of novel coronavirusinfected pneumonia // N. Engl. J. Med. 2020. V. 382. № 13. P. 1199–1207. https://doi.org/10.1056/NEJMoa2001316Riou J., Althaus C.L. Pattern of early human-tohuman transmission of Wuhan 2019 novel coronavirus (2019-nCoV), December 2019 to January 2020 // Euro Surveill. 2020. V. 25. № 4. P. 2000058. https://doi.org/10.2807/1560-7917.ES.2020.25.4.2000058Riou J., Althaus C.L. Pattern of early human-tohuman transmission of Wuhan 2019 novel coronavirus (2019-nCoV), December 2019 to January 2020 // Euro Surveill. 2020. V. 25. № 4. P. 2000058. https://doi.org/10.2807/1560-7917.ES.2020.25.4.2000058Wu J.T., Leung K., Bushman M. et al. Estimating clinical severity of COVID-19 from the transmission dynamics in Wuhan, China // Nat. Med. 2020. V. 26. № 4. P. 506–510. https://doi.org/10.1038/s41591-020-0822-7Wu J.T., Leung K., Bushman M. et al. Estimating clinical severity of COVID-19 from the transmission dynamics in Wuhan, China // Nat. Med. 2020. V. 26. № 4. P. 506–510. https://doi.org/10.1038/s41591-020-0822-7Sanche S., Lin Y.T., Xu C. et al. High contagiousness and rapid spread of severe acute respiratory syndrome Coronavirus 2 // Emerg. Infect. Dis. 2020. V. 26. № 7. P. 1470–1477. https://doi.org/10.3201/eid2607.200282Sanche S., Lin Y.T., Xu C. et al. High contagiousness and rapid spread of severe acute respiratory syndrome Coronavirus 2 // Emerg. Infect. Dis. 2020. V. 26. № 7. P. 1470–1477. https://doi.org/10.3201/eid2607.200282Torjesen I. Covid-19: Omicron may be more transmissible than other variants and partly resistant to existing vaccines, scientists fear // BMJ. 2021. V. 375. P. 2943. https://doi.org/10.1136/bmj.n2943Torjesen I. Covid-19: Omicron may be more transmissible than other variants and partly resistant to existing vaccines, scientists fear // BMJ. 2021. V. 375. P. 2943. https://doi.org/10.1136/bmj.n2943Grant M.C., Geoghegan L., Arbyn M. et al. The prevalence of symptoms in 24,410 adults infected by the novel coronavirus (SARS-CoV-2; COVID-19): a systematic review and meta-analysis of 148 studies from 9 countries // PLoS One. 2020. V. 15. № 6. P. e0234765. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0234765Grant M.C., Geoghegan L., Arbyn M. et al. The prevalence of symptoms in 24,410 adults infected by the novel coronavirus (SARS-CoV-2; COVID-19): a systematic review and meta-analysis of 148 studies from 9 countries // PLoS One. 2020. V. 15. № 6. P. e0234765. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0234765Fu L., Wang B., Yuan T. et al. Clinical characteristics of coronavirus disease 2019 (COVID-19) in China: A systematic review and meta-analysis // J. Infect. 2020. V. 80. № 6. P. 656–665. https://doi.org/10.1016/j.jinf.2020.03.041Fu L., Wang B., Yuan T. et al. Clinical characteristics of coronavirus disease 2019 (COVID-19) in China: A systematic review and meta-analysis // J. Infect. 2020. V. 80. № 6. P. 656–665. https://doi.org/10.1016/j.jinf.2020.03.041Oran D.P., Topol E.J. Prevalence of asymptomatic SARS-CoV-2 Infection: a narrative review // Ann. Intern. Med. 2020. V. 173. № 5. P. 362–367. https://doi.org/10.7326/M20-3012Oran D.P., Topol E.J. Prevalence of asymptomatic SARS-CoV-2 Infection: a narrative review // Ann. Intern. Med. 2020. V. 173. № 5. P. 362–367. https://doi.org/10.7326/M20-3012Walls A.C., Park Y.J., Tortorici M.A. et al. Structure, function, and antigenicity of the SARS-CoV-2 spike glycoprotein // Cell. 2020. V. 181. № 2. P. 281–292. e6. https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.02.058Walls A.C., Park Y.J., Tortorici M.A. et al. Structure, function, and antigenicity of the SARS-CoV-2 spike glycoprotein // Cell. 2020. V. 181. № 2. P. 281–292. e6. https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.02.058Sun Y., Lin W., Dong W., Xu J. Origin and evolutionary analysis of the SARS-CoV-2 Omicron variant // J. Biosafety Biosecurity. 2022. V. 4. № 1. P. 33–37. https://doi.org/10.1016/j.jobb.2021.12.001Sun Y., Lin W., Dong W., Xu J. Origin and evolutionary analysis of the SARS-CoV-2 Omicron variant // J. Biosafety Biosecurity. 2022. V. 4. № 1. P. 33–37. https://doi.org/10.1016/j.jobb.2021.12.001Yeh T.Y., Contreras G.P. Full vaccination suppresses SARS-CoV-2 delta variant mutation frequency // medRxiv. 2021. https://doi.org/10.1101/2021.08.08.21261768Yeh T.Y., Contreras G.P. Full vaccination suppresses SARS-CoV-2 delta variant mutation frequency // medRxiv. 2021. https://doi.org/10.1101/2021.08.08.21261768Cele S., Jackson L., Khoury D.S. et al. Omicron extensively but incompletely escapes Pfizer BNT162b2 neutralization // Nature. 2022. V. 602. P. 654–656. https://doi.org/10.1038/s41586-021-04387-1Cele S., Jackson L., Khoury D.S. et al. Omicron extensively but incompletely escapes Pfizer BNT162b2 neutralization // Nature. 2022. V. 602. P. 654–656. https://doi.org/10.1038/s41586-021-04387-1Супотницкий М.В. COVID-19: трудный экзамен человечества. М.: «Русская панорама», 2021. 15. Shahhosseini N., Babuadze G.G., Wong G., Kobinger G.P. Mutation Signatures and In Silico Docking of Novel SARS-CoV-2 Variants of Concern. Microorganisms // 2021. V. 9. № 5. P. 926. https://doi.org/10.3390/microorganisms9050926Supotnitskiy M.V. COVID-19: the difficult exam of humanity. Moscow: «Russian panorama», 2021. (in Russian).Gazit S., Shlezinger R., Perez G. et al. Comparing SARS-CoV-2 natural immunity to vaccine-induced immunity: reinfections versus breakthrough infections // medRxiv. 2021. https://doi.org/10.1101/2021.08.24.21262415Shahhosseini N., Babuadze G.G., Wong G., Kobinger G.P. Mutation Signatures and In Silico Docking of Novel SARS-CoV-2 Variants of Concern. Microorganisms // 2021. V. 9. № 5. P. 926. https://doi.org/10.3390/microorganisms9050926Хаитов Р.М. Иммунология: структура и функции иммунной системы: учебное пособие. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013.Gazit S., Shlezinger R., Perez G. et al. Comparing SARS-CoV-2 natural immunity to vaccine-induced immunity: reinfections versus breakthrough infections // medRxiv. 2021. https://doi.org/10.1101/2021.08.24.21262415Онищенко Г.Г., Сизикова Т.Е., Лебедев В.Н., Борисевич С.В. Анализ перспективных направлений создания вакцин против COVID-19 // БИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечение. 2020. Т. 20. № 4. С. 216–227. https://doi.org/10.30895/2221-996X-2020-20-4-216-227Khaitov R.M. Immunology: structure and functions of the immune system: textbook. Moscow: GEOTAR-Media, 2013 (in Russian).Iyer A.S., Jones F.K., Nodoushani A. et al. Persistence and decay of human antibody responses to the receptor binding domain of SARS-CoV-2 spike protein in COVID-19 patients // Sci. Immunol. 2020. V. 5. № 52. P. eabe0367. https://doi.org/10.1126/sciimmunol.abe0367Onishchenko G.G., Sizikova T.E., Lebedev V.N., Borisevich S.V. Analysis of promising approaches to COVID-19 vaccine development // BIOpreparations. Prevention, Diagnosis, Treatment // 2020. V. 20. № 4. P. 216–227 (In Russ.). https://doi.org/10.30895/2221-996X-2020-20-4-216-227 (in Russian).Wei C., Shan K.J., Wang W. et al. Evidence for a mouse origin of the SARS-CoV-2 Omicron variant // J. Genet. Genomics. 2021. V. 48. № 12. P. 1111–1121. https://doi.org/10.1016/j.jgg.2021.12.003Iyer A.S., Jones F.K., Nodoushani A. et al. Persistence and decay of human antibody responses to the receptor binding domain of SARS-CoV-2 spike protein in COVID-19 patients // Sci. Immunol. 2020. V. 5. № 52. P. eabe0367. https://doi.org/10.1126/sciimmunol.abe0367Wei C., Shan K.J., Wang W. et al. Evidence for a mouse origin of the SARS-CoV-2 Omicron variant // J. Genet. Genomics. 2021. V. 48. № 12. P. 1111–1121. https://doi.org/10.1016/j.jgg.2021.12.003Wei C., Shan K.J., Wang W. et al. Evidence for a mouse origin of the SARS-CoV-2 Omicron variant // J. Genet. Genomics. 2021. V. 48. № 12. P. 1111–1121. https://doi.org/10.1016/j.jgg.2021.12.003

The authors declare that there are no conflicts of interest present.