Wirus COVID-19 mutuje. Co to oznacza dla szczepionek?

gdy wchodzimy w drugi rok życia z nowym koronawirusem SARS-COV-2, wirus świętuje inwazję na światową populację z jeszcze bardziej zmutowanymi formami, które pomagają mu łatwiej rozprzestrzeniać się z osoby na osobę.

jeden, po raz pierwszy wykryty w Wielkiej Brytanii w grudniu, już wzbudził alarm, czy wirus COVID-19 ucieka obecnie przed ochroną, którą mogą zapewnić szczepionki dopiero teraz wdrażane. Wariant ten spotykany był również w USA, WIELKIEJ BRYTANII. urzędnicy zaostrzyli blokady w Anglii, Szkocji i Walii, a w ciągu wakacji ponad 40 krajów zakazało podróżowania z regionu, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się nowego szczepu w inne części świata. Służby zdrowia są również zaniepokojeni innym szczepem znalezionym w Republice Południowej Afryki, który może stać się bardziej odporny na ochronę przed szczepionkami. Ten wariant zawiera kilka mutacji w kluczowych obszarach, które przeciwciała, generowane przez szczepionkę, cel.

dokładny sposób, w jaki nowe szczepy wpływają na zakażonych ludzi—na przykład czy rozwijają się cięższe objawy—i czy mogą prowadzić do większej liczby hospitalizacji i zgonów, nie jest jeszcze jasny. Ale naukowcy zwiększają wysiłki, aby genetycznie sekwencjonować więcej próbek od zakażonych pacjentów, aby dowiedzieć się, jak rozpowszechnione są. Do tej pory jest wystarczająco dużo wskazówek, aby martwić ekspertów w dziedzinie zdrowia publicznego.

fakt, że SARS-CoV-2 przekształca się w potencjalnie bardziej niebezpieczne szczepy, nie jest zaskoczeniem. Wirusy mutują. Muszą, w celu uzupełnienia krytycznego pominięcia w ich makijażu. W przeciwieństwie do innych patogenów, takich jak bakterie, grzyby i pasożyty, wirusy nie mają żadnej maszyny potrzebnej do zrobienia większej liczby kopii siebie, więc nie mogą się rozmnażać samodzielnie. Polegają w pełni na przejęciu narzędzi reprodukcyjnych komórek, które zarażają, w celu wygenerowania potomstwa.

bycie takimi darmozjadami oznacza, że nie mogą być wybredni w stosunku do swoich gospodarzy i muszą zadowolić się każdym sprzętem komórkowym, jaki znajdą. To na ogół prowadzi do lawiny błędów, gdy wkradają się, aby skopiować swój kod genetyczny; w rezultacie wirusy mają wśród niechlujnych genomów wśród drobnoustrojów. Większość tych błędów jest bez znaczenia-fałszywe początki i ślepe zaułki – które nie mają wpływu na ludzi. Ale jak więcej błędów są popełniane, szanse, że jeden sprawi, że wirus lepiej w poślizgu z jednej osoby do drugiej, lub wypompowując więcej kopii siebie, dramatycznie wzrasta.

na szczęście koronawirusy w szczególności generują te błędy genetyczne wolniej niż ich kuzyni, tacy jak grypa i HIV—naukowcy sekwencjonujący tysiące próbek SARS-CoV-2 od pacjentów z COVID-19 odkryli, że wirus popełnia około dwóch błędów miesięcznie. Mimo to, to doprowadziło do około 12,000 znanych mutacji SARS-CoV-2, według gisaid, publicznej genetycznej bazy danych wirusa. A niektórzy, przez przypadek, tworzą większe zagrożenie dla zdrowia publicznego.

zaledwie kilka miesięcy po zidentyfikowaniu SARS-CoV-2 w Chinach w styczniu ubiegłego roku, na przykład nowy wariant, o nazwie D614G, zastąpił pierwotny szczep. Ta nowa wersja stała się dominującą, która zainfekowała znaczną część Europy, Ameryki Północnej i Ameryki Południowej. Eksperci od wirusów nadal nie są pewni, jak ważne jest D614G, nazwany gdzie mutacja znajduje się w genomie wirusowym, jeśli chodzi o ludzkie choroby. Ale do tej pory próbki krwi od osób zakażonych szczepem pokazują, że wirus może być nadal neutralizowany przez układ odpornościowy. Oznacza to, że obecne szczepionki wdrażane na całym świecie mogą również chronić przed tym szczepem, ponieważ zastrzyki zostały zaprojektowane tak, aby generować podobne odpowiedzi immunologiczne w organizmie. „Jeśli opinia publiczna jest zaniepokojona tym, czy odporność na szczepionki jest w stanie pokryć ten wariant, odpowiedź będzie twierdząca”, mówi Ralph Baric, profesor epidemiologii, mikrobiologii i immunologii na University of North Carolina Chapel Hill, który od kilkudziesięciu lat bada koronawirusy.

tzw. wariant N501Y (niektórzy SANEPID nazywają go również B. 1.1.7.), który został niedawno wykryty w Wielkiej Brytanii i USA, może być inną historią. Na podstawie badań laboratoryjnych i na zwierzętach naukowcy uważają, że szczep ten może łatwiej rozprzestrzeniać się między ludźmi. Nie jest to zaskoczeniem, mówi Baric, ponieważ do tego momentu większość ludności świata nie była narażona na SARS-CoV-2. Oznacza to, że na razie szczepy, które są lepsze w przeskakiwaniu od jednej osoby do drugiej, będą miały przewagę w rozpowszechnianiu kodu genetycznego. Ale jak więcej osób się szczepić i chronić przed wirusem, to może się zmienić. „Warunki selekcji dla ewolucji wirusów sprzyjają szybkiej transmisji”, mówi. „Ale w miarę jak coraz więcej ludzi staje się odpornych, presja selekcji zmienia się. I nie wiemy, w którym kierunku pójdzie wirus.”

w najgorszym przypadku zmiany te mogą spowodować, że wirus stanie się odporny na komórki odpornościowe generowane przez obecnie dostępne szczepionki. Obecne mutanty są pierwszymi próbami zmaksymalizowania współpracy ludzkiej populacji jako wirusowych maszyn kopiujących. Ale mogą również służyć jako podstawa, na której SARS-COV-2 buduje bardziej trwałe i stabilne przejęcie. Podobnie jak więzień planujący ucieczkę z więzienia, wirus czeka na swój czas i odpycha obronę zbudowaną przez ludzki układ odpornościowy. Na przykład wirus może mutować w sposób, który zmienia skład jego białek kolców-część wirusa, w której przeciwciała układu odpornościowego próbują się przyklejać, aby zneutralizować wirusa. Jedna mutacja może nie wystarczyć do ochrony wirusa przed tymi przeciwciałami. Ale dwóch lub trzech może.

największym problemem w tej chwili, mówi Baric, jest to, że istnieją już dwa lub trzy warianty SARS-CoV-2, które mają mutacje w właśnie takich miejscach, „gdzie dodatkowe mutacje mogą spowodować bardziej znaczącą zmianę pod względem przenoszenia lub zjadliwości.”

najlepszym sposobem monitorowania tej ewolucji jest sekwencjonowanie wirusa u jak największej liczby zarażonych osób, tak często, jak to możliwe. Tylko śledząc, jak zmienia się SARS-COV-2, naukowcy mogą mieć nadzieję wyprzedzić najbardziej niebezpieczne i potencjalnie bardziej śmiertelne mutacje. W Listopadzie Amerykańskie Centrum Kontroli Chorób (CDC) uruchomiło program sekwencjonowania, który poprosi każde państwo o wysłanie 10 próbek co drugi tydzień od osób zakażonych, w celu bardziej konsekwentnego śledzenia zmian w genomie SARS-COV-2. Ale to dobrowolny program. „To nadal nie jest wysiłek Narodowy, jest dobrowolny i nie ma na to dedykowanych funduszy”, mówi Baric. „Jesteśmy w XXI wieku-wkroczmy w XXI wiek.”

bez znacznych funduszy federalnych przeznaczonych specjalnie na sekwencjonowanie genomów SARS-CoV-2, większość prac w USA jest obecnie wykonywana przez naukowców z ośrodków akademickich, takich jak Broad Institute of MIT i Harvard oraz University of Washington. Od początku ubiegłego roku CDC pracuje nad lepszym scharakteryzowaniem wirusów SARS-CoV-2 z próbek pacjentów we współpracy z niektórymi z tych laboratoriów akademickich, a także z krajowymi i lokalnymi wydziałami zdrowia oraz komercyjnymi firmami diagnostycznymi, w ramach konsorcjum SARS-COV-2 w zakresie reagowania kryzysowego, Epidemiologii i nadzoru (sfer) Zdrowia Publicznego „jeśli uporządkujemy jeden z 200 przypadków, to brakuje nam wielu informacji”, mówi Baric. „Jeśli sekwencjonujemy około 20% przypadków, możemy zacząć coś widzieć i będziemy w grze, aby znaleźć nowe warianty. Prawdopodobnie moglibyśmy zrobić lepszą robotę tutaj w USA. ”

Inne kraje również pracują nad tym wysiłkiem. Wielka Brytania od dawna jest liderem w sekwencjonowaniu genetycznym i prawdopodobnie dzięki ich wysiłkom udało się stosunkowo szybko zidentyfikować nowy wariant po jego pojawieniu się. Na całym świecie naukowcy publikują również sekwencje genetyczne z SARS-COV-2 do publicznej bazy danych GISAID.

Dr Anthony Fauci, dyrektor National Institute of Allergy and Infectious Diseases i główny doradca medyczny prezydenta elekt Joe Bidena, mówi, że jego zespoły sekwencjonują i badają nowe warianty, aby lepiej zrozumieć, jaki wpływ mogą mieć na chorobę, jak blisko mogą być powodowane cięższymi chorobami i, co ważniejsze, w miarę jak więcej osób się szczepi, czy nowe warianty mogą uniknąć ochrony szczepionek, które znamy dziś.Pfizer-BioNTech i Moderna powinny umożliwić firmom opracowywanie nowych ujęć bez tak długiego opracowywania i testowania, jak wymaga tego oryginał.

dobra wiadomość jest taka, że jeśli zmutowane szczepy staną się odporne na obecne szczepionki, technologia mRNA stojąca za Pfizer-BioNTech i Moderna powinna umożliwić firmom opracowywanie nowych ujęć bez tak długiego opracowywania i testowania, jak wymaga tego oryginał. „Platforma mRNA jest niezwykle elastyczna, aby się odwrócić”, mówi Fauci. Gdyby potrzebna była nowa szczepionka, byłaby traktowana przez Food and Drug Administration jako zmiana szczepu w celu wirusa, podobnie jak co roku modyfikowane są szczepionki przeciw grypie. „Można to szybko usunąć”, mówi Fauci, po wykazaniu w testach z udziałem kilkudziesięciu osób, że nowa szczepionka wytworzyła zadowalające ilości przeciwciał i ochronę przed zmutowanym wirusem.

śledzenie każdej zmiany wprowadzanej przez wirusa będzie kluczowe dla wykupienia czasu potrzebnego na przesunięcie celów szczepionkowych, zanim SARS-CoV-2 skoczy za daleko, aby naukowcy mogli nadrobić zaległości. „Traktujemy poważnie i będziemy je uważnie śledzić, aby upewnić się, że niczego nie przeoczymy” – mówi Fauci.