Pojasnjeno: mutacija virusov in nova različica Covid-19 v Združenem kraljestvu

Različice SARS-CoV-2, ki se hitro širijo v Združenem kraljestvu, bi se lahko razvile tudi neodvisno v Indiji. Nevednost ne more biti blaženost. Eden od osnovnih elementov nadzora bolezni je ustrezna pokritost in gostota za ulov dogodkov, preden se široko razširijo. Ključnega pomena je veliko več zaporedja genoma.

Potniki iz Združenega kraljestva izpolnjujejo obrazce na mednarodnem letališču Chhtrapati Shivaji v Mumbaju. (AP fotografija/datoteka)

Leto 2020 si bomo zapomnili po pojavu novega virusa – koronavirusa SARS 2 (SARS-CoV-2) in pandemije Covid-19, ki jo je povzročila. Predvideva se, da se bo leto 2020 končalo še nekaj dni s približno 84 milijoni potrjenih primerov Covid-19 in več kot 1,8 milijona smrti.

Kljub tej mračnosti je bilo to tudi leto upanja z razvojem, testiranjem in odobritvijo cepiv z izjemno hitrostjo . Prvič doslej bi pandemijo človeških bolezni nadzorovali s cepivi v realnem času.

Nobelov nagrajenec Joshua Lederberg, eden najvplivnejših mislecev sodobne biologije, je nekoč dejal: Edina največja grožnja za nadaljnjo prevlado človeka na planetu je virus. Dva nedavna razvoja nas spominjata, zakaj so virusi lahko tako močni nasprotniki.

Z odkritjem 58 ljudi, ki so bili pozitivni na novi koronavirus na Antarktiki pandemija je dosegla vse celine. In a mutantni virus se je pojavila v Združenem kraljestvu, ki grozi, da bo znova zaprla svet – svet, ki se šele začenja okrevati po zaporah in omejitvah gibanja.

Mutacija virusov

Genetski material ali genom SARS-CoV-2 je ribonukleinska kislina (RNA), sestavljena iz več kot 30.000 enot (imenovanih nukleotidi). Med družinami virusov RNA imajo koronavirusi največji genom. Večina drugih RNA virusov ima v povprečju okoli 10.000 nukleotidov. Ko se genomi replicirajo – kateri koli genomi, bodisi DNK ali RNA, od najmanjših virusov do ljudi – pride do naključnih napak (ali mutacij). Medtem ko imajo višji organizmi mehanizem za odpravo teh napak, virusi in zlasti RNA ne.

Večina mutacij je škodljivih in teh virusov nikoli ne opazimo. Samo mutacije, ki nudijo neko selektivno prednost, povzročijo razvoj novih virusnih variant.

Evolucija zahteva tudi selekcijski pritisk. Za virus je to lahko njegova sposobnost, da se bolje okuži in se pomnoži na večje število ali se izogne ​​imunosti gostitelja. Nizka verjetnost teh dogodkov je kompenzirana z visokimi stopnjami razmnoževanja virusa. Na primer, vsaka celica, okužena s koronavirusom, proizvede približno 1000 novih virusnih delcev v manj kot 12 urah.

Mutant v Združenem kraljestvu

V Združenem kraljestvu so nedavno odkrili ločeno filogenetsko skupino ali linijo (imenovano B.1.1.7) SARS-CoV-2. Dva najstarejša virusa te linije sta bila zbrana 20. in 21. septembra iz Kenta oziroma Velikega Londona. Do 15. decembra je ta rod vseboval 1623 virusov - 555 iz Kenta, 519 iz Velikega Londona, 545 v drugih regijah Združenega kraljestva, vključno s Škotsko in Walesom, ter štiri iz Avstralije, Danske, Italije in Nizozemske.

V naslednjih desetih dneh - 25. decembra - se je število teh variant virusov več kot podvojilo na 3.575; večinoma iz Združenega kraljestva, zdaj pa tudi iz Francije, Irske, Izraela, Hong Konga in Singapurja.

Kaj naredi mutacija

V primerjavi z originalnimi sevi SARS-CoV-2 so virusi te linije nabrali 23 mutacij v 5 genih. Od tega je 17 nesinonimnih in šest sinonimnih mutacij; prvi spremenijo tudi aminokislino na tem mestu v beljakovini. Pomembno je, da je od 17 nesinonimnih mutacij osem v spike proteinu - beljakovini, ki omogoča, da se virus pritrdi in vstopi v celice.

Mutacija N501Y v enem od ključnih kontaktnih ostankov v receptorski vezavni domeni (RBD) spike proteina poveča njegovo afiniteto za receptor ACE2. Mutacija P681H na mestu cepitve med domenama S1 in S2 spike proteina spodbuja vstop v občutljive celice in poveča prenos pri živalskih modelih okužbe.

Sprememba N501Y je povezana tudi s povečano infektivnostjo in virulenco pri živalskih modelih. Obe mutaciji sta bili prej opaženi neodvisno, vendar sta se združili v variantnih virusih Združenega kraljestva. Rezultat je virus, ki se širi hitreje kot prej.

Strokovnjak

Dr Shahid Jameel je eden najbolj znanih indijskih virologov. Trenutno je direktor šole za biološke znanosti Trivedi na univerzi Ashoka, prej je delal za Mednarodni center za genetski inženiring in biotehnologijo s sedežem v Delhiju, nato pa je bil izvršni direktor zavezništva Wellcome Trust/DBT, ki financira zdravstvene raziskave.

Vzrok za skrb …

Obstaja široko zaskrbljenost, da lahko te mutacije preprečijo, da bi trenutno uporabljeni testi odkrili virus, ga naredili bolj smrtonosnega ali mu omogočili, da se izogne ​​cepivom v razvoju. Za nobeno od teh zaenkrat ni dokazov. Navsezadnje so bile te različice najdene pri ljudeh, za katere je bilo s trenutno razpoložljivimi testi RT-PCR ugotovljeno, da so pozitivni.

Kljub temu, da ni dokazov za hujšo bolezen, obstajajo jasni dokazi, da je ta varianta bolj nalezljiva. Okuženi proizvajajo več virusa v nosu in grlu, kar vodi do večjega prenosa virusa in več prenosa z osebe na osebo.

Čeprav se zdi, da te različice niso bolj smrtonosne, bi bilo pri več okuženih večje število (ne odstotkov) hudih okužb in smrti. To bi moralo biti razlog za skrb.

…In razlog, da ne

Čeprav obstaja več mutacij v spike proteinu, večina strokovnjakov meni, da bi cepiva, ki so trenutno v razvoju, delovala tudi na variantne viruse. Vineet Menachery, docent za mikrobiologijo in imunologijo na medicinski podružnici Univerze v Teksasu v Galvestonu v ZDA, je zagotovil prve dokaze za to.

Njegov laboratorij je primerjal učinkovitost vzorcev seruma ozdravljenih bolnikov Covid-19 za nevtralizacijo virusov z ali brez mutacije N501Y. Niso našli razlike. Čeprav so bili ti rezultati deljeni na Twitterju šele 23. decembra in še vedno niso del objave, so ti rezultati spodbudni in pomirjujoči.

Popotniki si ogledujejo informacijske table na postaji King's Cross, ko države EU uvajajo prepoved potovanja iz Združenega kraljestva po izbruhu koronavirusa v Londonu, Velika Britanija, 21. decembra 2020. (Reuters Photo)

Odleti, ne mutacija

Indija je ustavila vse lete iz Združenega kraljestva in povečala nadzor na letališčih, da bi ustavila uvoz zelo prenosljivih različic. Čeprav se zdi razumna strategija, bi se takšne različice zlahka razvile tudi znotraj države. Konec koncev ima Indija več kot 10 milijonov potrjenih okužb in ocenjuje se, da je že okuženih od 150 do 200 milijonov ljudi.

Različica hitrega širjenja, imenovana 501.V2, se je pojavila neodvisno v Južni Afriki in si deli mutacijo N501Y z različicami v Združenem kraljestvu. Čeprav različice spike N501Y v Indiji še niso našli, so se virusi z mutacijo P681H začeli pojavljati julija in trenutno 14 % SARS-CoV-2, ki kroži v Indiji, nosi to mutacijo.

Ti virusi so večinoma iz Maharaštre, nekaj pa tudi iz Zahodnega Bengala. Potrebovala bi samo še eno mutacijo, da bi prišli tja, kjer je Združeno kraljestvo danes. In to bi moralo skrbeti tudi nas v Indiji.

Hitra reakcija je ključna

Da bi ujeli pojav novih virusnih variant, preden se razširijo v populaciji, Svetovna zdravstvena organizacija (WHO) priporoča določitev genomskega zaporedja virusa pri vsaj enem od vsakih 300 potrjenih primerov (ali 0,33 %). Združeno kraljestvo je sekvenciralo 135.572 ali 6,2 % virusnih različic od svojih 2,19 milijona primerov, medtem ko sta Južna Afrika in ZDA poročali o sekvencah genoma iz 0,3 % potrjenih primerov.

Vendar je Indija do zdaj sekvencirala le 4.976 ali 0,05 % virusov iz več kot 10 milijonov primerov. Pri tej stopnji ne bomo pozorni na nastanek novih variant, dokler ne bo že prepozno. Eden od osnovnih elementov nadzora bolezni je ustrezna pokritost in gostota za ulov dogodkov, preden se široko razširijo.

Par prečka cesto, ko nosi dežnik in nakupovalne vrečke, v Mayfairu, pred novimi omejevalnimi ukrepi stopnje 4, v Londonu, sobota, 19. decembra 2020. (AP Photo)

Ugodne indijske razmere

Drug razlog za zaskrbljenost je, da so pogoji, za katere se domneva, da so povzročili različico v Združenem kraljestvu, prisotni tudi v Indiji. Imunsko pomanjkljivi ali imunosupresivni bolniki, ki se kronično okužijo s SARS-CoV-2, ostanejo pozitivni na virusno RNA 2-4 mesece namesto običajnih 2-3 tednov. Te bolnike pogosto zdravimo z rekonvalescentno plazmo (včasih večkrat) in običajno tudi z zdravilom remdesivir.

Zaporedje virusnega genoma pri takšnih bolnikih je pokazalo nenavadno veliko število nukleotidnih sprememb. Znano je, da se po plazemski terapiji poveča tudi genetska raznolikost virusa znotraj pacienta. Slabo prehransko stanje je znan vzrok za šibek imunski sistem in zdravniki v Indiji so poročali o kronični okužbi pri podskupini bolnikov.

Ostaja še kar nekaj neznank

Plazemsko terapijo in remdesivir se pogosto uporabljata tudi za zdravljenje bolnikov s Covid-19 v Indiji. Poleg tega so v Indiji dajali plazmo brez predhodnega testiranja ravni nevtralizirajočih protiteles. Vse to ustvarja priložnosti, da se različice UK-ja pojavijo tudi v Indiji. Vendar nismo dovolj razporedili, da bi vedeli, ali se je to zgodilo.

Tudi pri nizki pokritosti so sekvence iz Indije izkrivljene za urbane lokacije, zlasti za metroje, kjer se nahajajo laboratoriji za sekvenciranje. To zahteva širšo pokritost, da bi vključevala vse dele države. Indijski svet za medicinske raziskave lahko olajša ta proces z zagotavljanjem dostopa do vzorcev bolnikov s Covid-19 raziskovalnim laboratorijem, ki imajo zmogljivosti za genomsko sekvenciranje in analizo podatkov. Nadzor v realnem času bo zagotovil podatke, ki so tako gosti in zrnati za določanje politike na podlagi dokazov.

Indija je ustavila vse lete iz Združenega kraljestva in povečala nadzor na letališčih, da bi ustavila uvoz zelo prenosljivih različic. (Hitra fotografija: Partha Paul)

Naprej z 'SMS'

Ko bi se cepiva razširila, bi prišlo do nadaljnjih selekcijskih pritiskov na virus, da se spremeni. Mutanti, ki pobegnejo od cepiva, so dobro znani po drugih virusih in se bodo pojavili tudi za SARS-CoV2. Samo ustrezen genetski nadzor bo pravočasno odkril kakršno koli neuspeh cepiva.

Ko vstopamo v leto 2021, je sporočilo oblikovalcem politik in javnosti jasno. Tisti, ki nadzorujejo javno zdravje, morajo nenehno iskati nove dokaze za oblikovanje politik na ravni prebivalstva. Na individualni ravni si mora vsak od nas prizadevati za zmanjšanje prenosa virusa – manj prenosa pomeni manj možnosti za spremembo virusa. In SMS je edino orodje, ki nam je trenutno na voljo — socialna distanca , maske in razkuževanje.

Delite S Prijatelji: