Pojasnjeno: mutacije Covid-19, ključne različice in učinkovitost cepiv

Mutantni sevi Covid-19 zdaj ostajajo ključna skrb, saj virus, ki se nenehno razvija, povzroča nove izzive, številne države pa poročajo o porastu prebojnih okužb med popolnoma cepljenimi ljudmi.

Testiranje stanovalcev v stanovanjskem društvu Giriraj v Seawoodsu. (Ekspresna fotografija Amita Chakravartyja)

Virus Covid-19 je od prvega odkritja doživel na tisoče mutacij, pri čemer so nekatere od njih povzročile različice, ki se uspešneje izognejo protitelesom in prispevajo k porastu okužb. Mutantni sevi zdaj ostajajo ključna skrb, saj virus, ki se nenehno razvija, povzroča nove izzive in številne države poročajo o porastu prebojnih okužb med popolnoma cepljenimi ljudmi.

Razvrstitev mutantnih sevov Covid

Za vse viruse je naravno, da sčasoma mutirajo in takšne spremembe so še posebej pogoste pri virusih, ki imajo kot genetski material RNA, kot v primeru koronavirusov in virusov gripe.

Ko virus vstopi v človeško telo, njegov genski material - RNA ali DNK - vstopi v celice in začne delati kopije samega sebe, ki lahko okužijo druge celice. Kadarkoli med tem postopkom kopiranja pride do napake, sproži mutacijo.

Občasno pride do mutacije, ko se genetske napake, ki se pojavijo med kopiranjem, izkažejo za koristne za virus – te pomagajo virusu, da se sam kopira ali lažje vstopi v človeške celice.

Kadar koli virus široko kroži v populaciji, bolj ko se širi in razmnožuje, njegove možnosti za mutacijo se povečajo.

V skladu z modelom klasifikacije, ki ga je razvila medagencijska skupina vlade ZDA SARS-CoV-2 (SIG) in ki mu sledijo Centri za nadzor in preprečevanje bolezni (CDC), so pomembne mutacije Covid-19 razdeljene na tri vrste – Variant zanimanja, varianta skrbi in varianta visoke posledice.

Ta SIG je bil ustanovljen za izboljšanje usklajevanja med CDC, Nacionalnimi inštituti za zdravje (NIH), Upravi za hrano in zdravila (FDA), Organom za napredne biomedicinske raziskave in razvoj (BARDA) in Ministrstvom za obrambo (DoD). Njegova naloga je opisati nastajajoče različice in preučiti, kako standardni protokoli zdravljenja in cepiva delujejo proti tem mutantnim sevom.

WHO razvršča tudi pomembne mutantne seve kot variante skrbi (VOC) in zanimive različice (VOI). Toda klasifikacije CDC se lahko razlikujejo od klasifikacij WHO, lahko pa so tudi razlike med državami in lokacijami.

Indijska vlada je na primer dejala, da je Delta Plus (AY.1) varianta, ki povzroča zaskrbljenost, medtem ko sta SZO in CDC njeno starševsko linijo – Delta – razvrstila kot HOS.

Svetovna zdravstvena organizacija je predlagala uporabo grške abecede za HOS in VOI, da bi zagotovili, da so oznake, ki se uporabljajo, enostavne za izgovor in ne stigmatizirajo.

Variante skrbi (VOC)

CDC opredeljuje VOC kot različico, za katero obstajajo dokazi o povečanju prenosljivosti, hujši bolezni (npr. povečane hospitalizacije ali smrti), znatnem zmanjšanju nevtralizacije s protitelesi, ki nastanejo med predhodno okužbo ali cepljenjem, zmanjšani učinkovitosti zdravljenja ali cepiv. , ali napake pri diagnostičnem zaznavanju.

Hlapljive organske spojine zaznamujejo povečana prenosljivost in možnost, da povzročijo hujše oblike bolezni, zmanjšana nevtralizacija s protitelesi, ki nastanejo med predhodno okužbo, in sposobnost, da povzročijo več prebojnih okužb pri cepljenih ljudeh.

Trenutno obstajajo štirje HOS – Alfa (B.1.1.7), Beta (B.1.251), Gama (P.1) in Delta (B.1.617.2).

Alfa različica (B.1.1.7): Po podatkih WHO je bila različica Alpha prvič identificirana v Združenem kraljestvu septembra 2020, zdaj pa se je po podatkih WHO razširila v najmanj 173 držav. Različica ima 23 mutacij in osem od teh je v virusnem spike proteinu. Od tega imajo največji vpliv tri mutacije beljakovin - N501Y, 69-70del in P681H.

Mutacija N501Y pomaga, da se virusni spike protein tesneje pritrdi na receptorje ACE2 človeških celic, medtem ko drugi dve ključni mutaciji povečata prenosljivost. Po podatkih CDC je različica Alpha 50 % bolj prenosljiva od prvotnega seva in lahko povzroči hujše okužbe.

Različica beta (B.1.251): Prvič odkrit v Južni Afriki maja 2020, B.1.251 je bil decembra 2020 označen kot HOS. Različico so zdaj odkrili v vsaj 122 državah. Sev ima osem mutacij, od katerih so tri pomembne - N501Y, K417N in E484K.

Kot v primeru različice Alpha, mutacija N501Y pomaga virusu, da se tesneje veže na receptorje ACE2, medtem ko drugi dve mutaciji pomagata virusu, da se lažje izogne ​​imunosti.

Različica Beta je tudi približno 50 % bolj prenosljiva od prvotnega seva in lahko povzroči hujše okužbe.

Različica gama (P.1): Različica Gamma je nastala v Braziliji novembra 2020, nato pa je povzročila znaten porast okužb in povečane hospitalizacije v južnoameriški državi. Na Japonskem so ga odkrili januarja 2021 in se nato razširili v 74 držav.

Različica ima 11 mutacij v svojem spike proteinu, od katerih mutacije N501Y in K417T pomagajo virusu, da se tesneje veže na celice, medtem ko je E484K bolj odporen na protitelesa.

Različica Gamma je dvakrat bolj prenosljiva kot originalni sev Covid-19.

Delta varianta (B.1.617.2): Najhitreje razširjena varianta, ki je med drugim valom v Indiji povzročila tudi oster porast števila primerov, Deltait je podvrsta različice B.1.617, ki je bila znana kot dvojni mutantni sev.

Različica Delta, ki je bila prvič odkrita v Indiji, je po podatkih WHO pokazala znatno povečano prenosljivost. Je dvakrat bolj prenosljiv kot prvotni sev Covid-19 in 60 odstotkov bolj prenosljiv kot različica Alpha. Sev ima več ključnih mutacij, pri čemer ji L452R in D6146 omogočata, da se trdneje pritrdi na receptorske celice, druge, kot je P681R, pa mu omogočajo, da se lažje izogne ​​imunosti.

PHE je dejal, da Delta povzroča večje tveganje za hospitalizacijo v primerjavi s sočasnimi primeri Alpha. Različica se je zdaj razširila v najmanj 104 države.

Različice zanimanja (VOI)

CDC opredeljuje VOI kot različico s specifičnimi genetskimi označevalci, ki so bili povezani s spremembami vezave na receptorje, zmanjšano nevtralizacijo s protitelesi, ustvarjenimi proti prejšnji okužbi ali cepljenju, zmanjšano učinkovitostjo zdravljenja, potencialnim diagnostičnim vplivom ali predvidenim povečanjem prenosljivosti ali resnosti bolezni. .

Svetovna zdravstvena organizacija pravi, da lahko varianta, ki nas zanima, postane zaskrbljujoča, če pokaže povečanje prenosljivosti ali škodljive spremembe v epidemiologiji COVID-19, povečanje virulence ali spremembo klinične predstavitve bolezni ali zmanjšanje učinkovitosti javnih zdravstvenih in socialnih ukrepov. ali razpoložljive diagnostike, cepiva, terapije.

Vendar pa so razvrščeni kot VOI, dokler ni prepričljivih dokazov, ki bi kazali, da so dovolj smrtonosni, da bi jih lahko razvrstili kot VOC. Na primer, Kappa varianta (B.1.617.1) prihaja iz iste linije kot Delta, vendar se je slednja izkazala za veliko bolj nevarno in razširjeno.

Nasprotno pa, Lambda varianta (C.37), ki je bil prvič odkrit v Peruju, se obravnava kot nastajajoča grožnja, raziskave v Čilu pa so pokazale, da ima večjo kužnost kot alfa in gama. Čeprav znanstveniki še naprej pozorno spremljajo lambdo, zdaj ni dovolj prepričljivih dokazov, da bi jo lahko razvrstili kot HOS. To je pogost dejavnik za druge mutantne seve, ki so bili razvrščeni kot VOI – bodisi niso dovolj dobro razumljeni ali pa predhodne raziskave kažejo, da jih ni mogoče povezati s povečanim tveganjem za okužbe na pomembni ravni.

Toda pomembne mutacije beljakovin v konicah in tveganje, da se lažje izognejo imunosti, so skupne vsem, kot je v različici Eta (B.1.525), identificirani v Združenem kraljestvu in Nigeriji, različica Iota (B.1.526), ​​ki je bila prvič odkrita v New Yorku, Različica Epsilon (B.1.427/B.1.429), ki je bila prvič najdena v Kaliforniji, različica Zeta (P.2), prvič odkrita v Braziliji, ali B.1.617.3 (neimenovana različica), najdena v Indiji, ki deli isto starševsko linijo (B .1.617) kot Delta in Kappa.

R-nič vrednost in visoka infektivnost mutantnih variant

Nedavno objavljena študija, opravljena do maja in junija v mestu Guangzhou na Kitajskem, je pokazala, da je iz vzorcev, ki jih je analiziral, virusna obremenitev bolnikov, okuženih z varianto Delta, približno 1000-krat večja od tiste pri sevih 9A/19B od leta 2020. To predlagali potencialno hitrejšo stopnjo razmnoževanja virusa in večjo kužnost različice Delta v zgodnji fazi okužbe. Različica je imela tudi veliko boljši imunski pobegni mehanizem.

Primerjava R-nič ( R0 ) nam daje pošteno predstavo o tem, kako so zaskrbljujoče različice zdaj bolj nalezljive kot prvotni sev Covid-19. R-nič ali osnovno razmnoževalno število v povprečju predstavlja število ljudi, za katere se lahko pričakuje, da bo ena okužena oseba prenesla to bolezen in s tem širljivost nalezljive bolezni.

Večina študij je dosegla vrednost R-noč 2,4–2,6 za originalni sev Covid-19, ki so ga našli v Wuhanu. Nadaljnje študije so pokazale, da je vrednost R-noč 4-5 za različico Alpha in 5-8 za sev Delta. To pomeni, da je Delta bolj nalezljiva kot črne koze, ki so imele v sedemdesetih letih R-nič od 3,5 do 4,5.

To bi lahko pomagalo razložiti, koliko (v povprečju) novih ljudi je okuženih s primeri različnih virusov, vključno z različicami COVID. R0 je osnovna reprodukcijska vrednost. Za črne koze v 70. letih prejšnjega stoletja je bilo približno 3,5-4,5. Torej je varianta Delta bolj prenosljiva kot črne koze. pic.twitter.com/tQziWBzPOI

— Larry Brilliant MD, MPH (@larrybrilliant) 27. junija 2021

Študija v mestu Guangzhou je tudi ugotovila, da je pri varianti Delta izjemno visoka stopnja kužnosti pri bolnikih tudi v predsimptomatski fazi. To pomeni, da so ljudje v nevarnosti širjenja virusa, še preden posumijo, da bi lahko bili okuženi.

Dober primer v zvezi s tem, ki prav tako poudarja kužnost različice Delta, je primer bežnega, brezkontaktnega prenosa, o katerem so nedavno poročali iz nakupovalnega središča blizu plaže Bondi v Sydneyju. Kot je ujeta CCTV kamera, je voznik limuzine, ki je bil okužen z različico Delta, a takrat še ni vedel, končal tako, da je okužil drugega moškega, ki je le šel mimo njega in za kratek čas stal blizu njega. Avstralski uradniki so se resno seznanili s posnetkom in le nekaj dni pozneje je bila v Sydneyju napovedana zapora.

glasilo| Kliknite, da dobite najboljše razlage dneva v mapi »Prejeto«.

Spike proteinske mutacije

Virusi so obdani z maščobnimi membranskimi beljakovinami (ali glikoproteini, saj so pogosto prekriti s spolzkimi molekulami sladkorja), ki jim pomagajo pri spajanju s celično membrano telesa.

Beljakovina korona virusov je eden od teh virusnih glikoproteinov v obliki linearne verige 1273 aminokislin, lepo zloženih v strukturo, posejana z do 23 molekulami sladkorja.

V primeru SARS-CoV-2 se spike protein zatakne na približno sferični virusni delec, vgrajen v ovojnico in projicira v vesolje. Vsak virus Covid ima približno 26 konic, ki mu pomagajo, da se oprime človeških celic – eden od teh se veže na beljakovino na površini človeških celic, imenovano ACE2, ki omogoča virusu, da vstopi v telo.

Mutacije, ki vključujejo pomembne spremembe v spike proteinu, so lahko zaskrbljujoče, ker sprožijo transformacije v strukturi in biokemičnih lastnostih virusa. To se lahko zgodi zaradi mutacij, zaradi katerih se konice lažje prilepijo na celice ali preprečujejo, da bi se protitelesa vezala nanje.

Nedavna raziskava, objavljena v Cell, je pokazala, da je lahko ena sama mutacija beljakovin imela pomembno vlogo pri pomoči koronavirusu, da preskoči z živali na ljudi. Med študijo, ki jo je vodil James Weger-Lucarelli, virolog na Virginia Tech v Blacksburgu, so znanstveniki ugotovili, da je bila aminokislina treonin, ki jo najdemo v koronavirusih, ki so jih okužili netopirji ali pangolini, nadomestila z aminokislino alaninom, ki jo najdemo v koronavirus, ki povzroča Covid-19. Raziskovalci so ugotovili, da je zamenjavo omogočila ena mutacija, imenovana T372A, ki je odstranila nekaj sladkorjev, ki so prekrivali beljakovino spike, in virusu omogočila boljši dostop do ACE2 za vdor v človeške celice.

Ker mnoga zdravila in cepiva proti Covidu ciljajo na virusne glikoproteine, lahko zaradi sprememb v beljakovinah spike postanejo manj učinkoviti. Na primer, mutacija D614G to doseže tako, da opozori genetsko kodo za protein Covid spike s spremembo ene črke aminokisline. Zaradi mutacije so konice tudi bolj stabilne, zaradi česar se virus lažje veže na receptorje ACE2.

Drug primer je različica Epsilon, ki ima dve različni liniji, B.1.427 in B.1.429, in jo je CDC nekoč štel za VOC, vendar je bila pozneje znižana na VOI. Različica Epsilon zmanjša nevtralizacijsko moč protiteles, ki jih povzročajo cepiva ali pretekle okužbe s Covidom zaradi mutacij, ki so privedle do znatnih preureditev na kritičnih območjih spike proteina virusa, je ugotovil raziskovalni projekt, ki ga vodi Univerza Washington v Seattlu in Vir Biotechnology. .

Študije elektronske kriomikroskopije na varianti Epsilon so pokazale, da je mutacija na domeni, ki veže receptorje na spike proteinu, zmanjšala aktivnost 14 od 34 nevtralizirajočih protiteles. Dve drugi mutaciji sta privedli do popolne izgube nevtralizacije z vsemi 10 protitelesi, specifičnimi za N-terminalno domeno na spike proteinu.

Mutantni sevi in ​​zmanjšana učinkovitost cepiva

Večina študij je ugotovila, da so cepiva manj učinkovita proti različicam Covida kot proti prvotnemu sevu virusa.

Študija PHE je na primer pokazala, da se učinkovitost cepiva Oxford-AstraZeneca zmanjša na 74 % proti različici Alpha in 64 % proti različici Delta. Prej je klinično preskušanje faze 1b-2, objavljeno v New England Journal of Medicine, pokazalo, da je cepivo AstraZeneca le 10,4-odstotno učinkovito proti blagim do zmernim okužbam, ki jih povzroča različica Beta.

Bharat Biotech je dejal, da Covaxin nudi 65,2-odstotno zaščito pred različico Delta.

Nedavni podatki izraelskega zdravstvenega ministrstva kažejo, da dva posnetka Pfizerja nudita 64-odstotno zaščito pred Covidom, pri čemer opažanje prihaja v času, ko je več kot 90 odstotkov primerov, o katerih so poročali v tej bližnjevzhodni državi v zadnjem času, posledica okužbe. Delta varianta.

Poleg tega je študija v The Lancet pokazala, da en odmerek cepiva Pfizer nudi le 32-odstotno zaščito proti Delta, raven nevtralizirajočih protiteles pa je tudi po dveh injekcijah več kot petkrat nižja proti različici Delta kot proti originalnemu Covid-19. obremenitev.

Poleg cepiv je večina variant manj dovzetnih za terapevtske posege in zdravljenje z monoklonskimi protitelesi.

Vendar pa je večina študij pokazala, da so skoraj vsa cepiva zelo učinkovita proti preprečevanju hospitalizacije.

Z nekaterimi poročili, ki navajajo, da lahko obnovitvene injekcije nudijo boljšo zaščito pred različicami, številne države zdaj uvajajo tretji odmerek cepiva za starejše in imunsko oslabljene ljudi.

Delite S Prijatelji: