W miarę intensyfikacji wysiłków naukowych mających na celu zniszczenie SARS-CoV-2, wzrasta również struktura i działanie wirusa. Robimy wszystko, co w naszej mocy, aby utrzymać SARS-CoV-2 poza mapą, dlatego on robi wszystko, co w jego mocy, aby się na nim utrzymać. Przede wszystkim: mutuje.
Co oznaczają te mutacje? Czy okażą się dla nas bardziej szkodliwe niż oryginalny wirus, czy też będą łagodnym zjawiskiem? Co najważniejsze, w jaki sposób te mutacje wpłyną na nasze obecne wysiłki w zakresie leczenia i szczepionek? Doktor Robinson rozmawiał z swiphealth o naukowych podstawach mutacji wirusowych i ich znaczeniu dla przyszłości SARS-CoV-2, a także wysiłkach mających na celu jego identyfikację i wyeliminowanie.
Szczepionki na Covid-19: bądź na bieżąco z informacjami o dostępnych szczepionkach, o tym, kto może je otrzymać i jak są bezpieczne.
SwipHealth: Dlaczego wirus mutuje?
Dr Robinson: Wirusy, podobnie jak ludzie, znajdują się pod ciągłą presją ewolucyjną, zatem celem wirusa jest przetrwanie i namnażanie się. Mutacje zachodzące w wirusie są często odpowiedzią na różne wysiłki naszego układu odpornościowego mające na celu jego identyfikację i neutralizację. Za każdym razem, gdy wirus się replikuje, w jego genomie powstają losowe mutacje. Dzieje się tak częściej w przypadku wirusów RNA, takich jak SARS-CoV-2, w porównaniu z wirusami DNA, takimi jak wirusy opryszczki, z którymi żyjemy dłużej. 1
Wirusy takie jak SARS-CoV-2 i oryginalny wirus SARS przedostały się na ludzi z innych zwierzęcych żywicieli. Kiedy po raz pierwszy zarażali ludzi, był to dla nich zupełnie nowy świat. Musieli nauczyć się, jak przystosować się i zmienić w środowisku, które próbuje je wyśledzić i zabić, uruchamiając scenariusz „przetrwania najsilniejszych”. Każdy wirus będzie miał własne zdolności poruszania się po ludzkim układzie odpornościowym, a szczepy stosujące najlepszą taktykę unikania staną się dominujące.
Jeśli mutacja prowadzi do infekcji, która szybko kończy się śmiercią, wyrządzi zbyt wiele szkody gospodarzowi, tracąc możliwość zarażenia innych członków społeczności. W ten sposób wirus może szybko wyginąć i jest mało prawdopodobne, aby spowodował globalną pandemię.
Z drugiej strony, jeśli wirus jest zbyt słaby, nasz układ odpornościowy szybko go wykryje i zabije, zapobiegając replikacji wirusa i rozprzestrzenianiu się na inne osoby.
Wirus ma najlepsze miejsce, w którym może infekować i rozprzestrzeniać się tak skutecznie, jak to możliwe. Im więcej czasu musi ewoluować wraz z nami, tym lepiej dostosowuje się do naszej obrony.
Swiphealth: Czy mutacje wirusów zawsze są czymś złym?
Dr Robinson: Mutacje wirusa niekoniecznie muszą być czymś złym; są naturalnym procesem zachodzącym podczas cyklu życia wirusa. W rzeczywistości wiele mutacji to zmiany całkowicie łagodne. Wirusy przechodzą proces selekcji naturalnej, podczas którego wygrywają szczepy wirusów najlepiej przygotowane do rozwoju w nowym środowisku. Śledzenie tych zmian przypomina w pewnym sensie układanie drzewa genealogicznego i zrozumienie, w jaki sposób każda gałąź jest inna, ale powiązana z drugą.
Jednakże, gdy wirus zaczyna zmieniać swoją pierwotną sekwencję, musimy zachować większą ostrożność w zakresie stosowanych metod zapobiegania i leczenia. Jeśli te interwencje będą skierowane na samego wirusa, mogą nie zadziałać tak jednolicie, jak wcześniej. W miarę jak wirus lepiej poznaje swojego żywiciela, jego mechanizmy obronne odpowiednio się zmieniają. Będziemy zatem musieli jeszcze bardziej przemyśleć sposób projektowania terapii, niż być może musieliśmy to robić wcześniej, gdy wirus był bardziej jednorodny. Leczenie, które mogło zadziałać dobrze w kwietniu, może nie dać takiego samego efektu w październiku, ponieważ wirus ewoluował.
Swiphealth: Czy wystąpiły jakieś mutacje w SARS-CoV-2?
Dr Robinson: Wirus rozwinął kilka mutacji, które obecnie krążą w populacji. W niedawnym badaniu, w ramach którego zsekwencjonowano ponad 7000 genomów, zidentyfikowano 198 różnych powtarzających się mutacji. 2
Chociaż wiele mutacji jest nieszkodliwych, badaczom udało się znaleźć specyficzną mutację w białku kolca – części wirusa przyczepiającej się do ludzkich komórek – które stało się obecnie dominującym globalnym szczepem wirusa. Oznacza to, że gdy spojrzymy wstecz na pierwotny genom zsekwencjonowany w Wuhan w Chinach, ta konkretna sekwencja genomu nie jest już najpowszechniejsza, a to nowe białko kolca jest obecnie szczepem dominującym. Mutację nazwano G614, co oznacza, że nastąpiła zmiana w aminokwasie na 614. pozycji. 3
Celem wielu obecnie opracowywanych szczepionek jest białko kolczaste, więc jeśli widzimy prawdziwą zmianę w sekwencji celów, musimy zachować niezwykłą ostrożność w odniesieniu do tego, co w badaniach klinicznych szczepionek określamy jako „wystarczająco neutralizującą reakcję”. próby.
Uważam, że powinniśmy także pomyśleć o terapii skojarzonej i równolegle opracowywać inne podejścia. Identyfikacja obszarów wirusa, które są spójne między szczepami, może zapewnić nam największą szansę na zaprojektowanie najlepszych terapii i szczepionek. Jeśli zastanawiamy się nad posiadaniem tylko jednego konkretnego celu, musimy zadać sobie pytanie, czy to podejście będzie nadal skuteczne, w miarę jak wirus będzie się dostosowywał i zmieniał.
Swiphealth: Czy którakolwiek z tych mutacji spowodowała, że wirus był bardziej śmiercionośny?
Dr Robinson: Wciąż poznajemy czynniki zjadliwości związane z pojawiającymi się szczepami. Niektóre z tych mutacji mogą prowadzić do zwiększonego wskaźnika infekcji lub reinfekcji.
Niedawno opisano pierwszy przypadek ponownej infekcji w Hongkongu. Pacjent został początkowo zakażony szczepem wirusa podobnym do pierwotnego szczepu z Wuhan, a cztery i pół miesiąca później został zakażony innym szczepem wirusa. Szczep powodujący ponowną infekcję zawierał nową mutację białka kolczastego, co powiązano z cięższą chorobą. 4
W niedawnym artykule Cell przyjrzano się bliżej tej konkretnej mutacji, określanej jako G614, i stwierdzono, że u osób zakażonych wirusem zawierającym mutację G614 wydalanie wirusa trwa dłużej. Oznacza to, że zarażali przez dłuższy czas. Naukowcy odkryli również, że infekując komórki w laboratorium, wirus G614 wykazał nawet dziewięciokrotny wzrost zakaźności w porównaniu z pierwotną sekwencją białka kolczastego, zwaną D614. 5
Swiphealth: Jeśli ktoś nabędzie odporność na SARS-CoV-2, czy istnieje szansa, że nie będzie odporny na zmutowany szczep wirusa?
Dr Robinson: Przypadek ponownej infekcji zrodził ważne pytania dotyczące tego, czy te nowe mutacje mogą wpływać na sposób, w jaki wirus wyzwala odpowiedź naszych limfocytów B i T, czyli komórek odpornościowych potrzebnych do walki z wirusem i wytworzenia przeciwciał. Kilka mutacji zaobserwowanych w przypadku ponownej infekcji ma zdolność interakcji z nabytym układem odpornościowym. Budzi to obawy, że odpowiedź immunologiczna, jaką u niektórych osób rozwinęła się wiosną na początkowy wirus SARS-CoV-2, może różnić się od reakcji niezbędnych do uzyskania skutecznej odpowiedzi na obecnie krążącego wirusa SARS-CoV-2. To sprawia, że opracowanie skutecznej szczepionki jest jeszcze bardziej złożone i istotne.
Swiphealth: Czy ten wirus mutuje w normalnym tempie w porównaniu do innych wirusów?
Dr Robinson: Wydaje się, że SARS-CoV-2 gromadzi się średnio około dwóch mutacji miesięcznie, czyli od dwóch do czterech razy wolniej niż w przypadku grypy. Naszym celem będzie teraz poznanie, jak różne odmiany na nas reagują i głębsze poznanie tych wariantów. 6
Swiphealth: Jedna potencjalna mutacja zidentyfikowana przez naukowców została powiązana z łagodniejszymi przypadkami Covid-19. Czy to oznacza, że mutacje mogą być dobre?
Dr Robinson: Udokumentowano mutację, która wydaje się w rzeczywistości osłabiać wirusa. Zakażenie szczepem wirusa zawierającym delecję 29 nukleotydów może zmniejszyć ciężkość wirusa. Zostało opisane jako prowadzące do mniejszego prawdopodobieństwa konieczności podawania przez pacjentów dodatkowego tlenu, a także może mieć niższy współczynnik replikacji. 7
Wciąż dowiadujemy się, dlaczego słabszy wirus nie miałby po prostu wyginąć. Posiadanie „słabszej” wersji wirusa może przynieść nam korzyści i ryzyko. Słabszy wirus może nie powoduje, że jesteśmy super chorzy, ale zwiększa możliwość zarażenia większej liczby osób. Możemy również nie wytworzyć wystarczająco silnej odpowiedzi immunologicznej, uniemożliwiającej osobom zakażonym wytworzenie wystarczającej ilości przeciwciał.
Swiphealth: W jaki sposób mutacje SARS-CoV-2 wpływają na rozwój szczepionek?
Dr Robinson: To zasadnicze pytanie, gdy myślimy o opracowaniu najlepszych strategii szczepień. Jeśli naszym celem będzie powstrzymanie rozprzestrzeniania się wirusa, prawdopodobnie będziemy potrzebować połączenia różnych podejść. Jedna szczepionka ukierunkowana na jeden konkretny antygen wirusa może nie wystarczyć.
Wciąż uczymy się również o bezpieczeństwie i skuteczności nowszych technologii szczepionek, które należy sprawdzić, zanim zostaną wprowadzone na szeroką skalę. Znalezienie sposobów wywołania odpowiedzi immunologicznej o odpowiednim zasięgu i głębokości, aby przytłoczyć i zneutralizować wirusa, będzie kluczem do rozwinięcia odpowiedniej odporności wspierającej odporność stadną. Musimy się dowiedzieć, czy te nowe szczepy i mutacje osłabią naszą reakcję na szczepienia.
Swiphealth: Jaka jest jedna ważna rzecz, którą ludzie powinni wiedzieć na temat mutacji?
Dr Robinson: Wszyscy musimy żyć tak, jakbyśmy byli narażeni na ryzyko infekcji. Nawet jeśli w przeszłości przebyłeś infekcję Covid-19, kontynuuj życie tak, jakbyś był narażony na tak samo wysokie ryzyko jak wszyscy inni. Pojawiające się dane o mutacjach i reinfekcjach powinny nas skłonić do ostrożnego podejścia do idei „certyfikatów” lub „paszportów” odporności, w których osoby, które zostały wcześniej zakażone, nie muszą już przestrzegać tych samych wytycznych, co ci, którzy wciąż nie są naiwni wobec wirusa . Wszyscy powinniśmy nadal koncentrować się na korzystaniu ze wszystkich dostępnych nam narzędzi w celu ochrony siebie i naszych społeczności.
Informacje zawarte w tym artykule są aktualne na podany dzień, co oznacza, że w momencie przeczytania tego artykułu mogą być dostępne nowsze informacje. Aby zapoznać się z najnowszymi aktualizacjami na temat Covid-19, odwiedź naszą stronę z aktualnościami dotyczącymi koronaawirusa .