Wyjaśnienie: Czy nowe szczepy Covid-19 odkryte w USA są bardziej zaraźliwe?

Wirus SARS-COV-2: Naukowcy śledzą warianty wirusów, ponieważ niektóre z nich mogą być bardziej śmiercionośne niż pierwotny wirus, mogą być łatwiej przenoszone i mogą mieć wpływ na skuteczność szczepionek.

Skan 3D cząstek wirusa SARS-CoV-2 stworzony przez laboratorium projektowe Nanographics jest widoczny w tej ulotce opublikowanej w Wiedniu, Austria, 20 stycznia 2021 r. (Nanographics.at/Handout via Reuters)

W badaniu opublikowanym w niedzielę, które nie zostało jeszcze zweryfikowane, naukowcy zgłosili siedem nowych wariantów wirusa SARS-CoV-2 w USA. Naukowcy śledzą warianty wirusów, ponieważ niektóre z nich mogą być bardziej śmiercionośne niż pierwotny wirus, mogą być łatwiej przenoszone i mogą mieć wpływ na skuteczność szczepionek.

Znane warianty SARS-CoV-2

B.1.1.7 : Ten wariant pojawił się w Wielkiej Brytanii i może być związany ze zwiększonym ryzykiem śmierci w porównaniu z innymi wariantami, powiedział amerykańskie Centrum Kontroli i Zapobiegania Chorobom (CDC).

B.1.351 : Ten wariant wyłonił się niezależnie od wariantu brytyjskiego i został po raz pierwszy zidentyfikowany w Afryce Południowej. Zgłoszono ją również w USA pod koniec stycznia 2021 r.

P.1 : Ten wariant pojawił się w Brazylii i wiadomo, że ma 17 unikalnych mutacji. Trzy z nich znajdują się w domenie wiążącej receptory białka wypustek (białko wypustek, które wystaje z powierzchni wirusa, jest jednym z kluczowych powodów, dla których SARS-CoV-2 był w stanie tak szybko się rozprzestrzeniać, a zatem wszelkie mutacje, które wpływają na białko wypustek, są ważne do zrozumienia).

Autorzy niedawnego badania twierdzą, że w obszarach, w których częstość występowania wirusa jest wysoka, presja selekcyjna mogła sprzyjać pojawieniu się wariantów, które unikają przeciwciał neutralizujących (białek, które zapobiegają zakażeniu wirusa, gdy znajdzie się w organizmie). We wszystkich siedmiu nowych liniach rodowych zauważonych przez naukowców ewoluowała mutacja w tej samej literze genetycznej, która wpływa na sposób, w jaki wirus wnika do ludzkich komórek. Ale nie jest jeszcze jasne, czy ta mutacja czyni te nowe warianty bardziej zaraźliwymi i bardziej niebezpiecznymi.

Ten obraz z mikroskopu elektronowego z 2020 r. udostępniony przez Centers for Disease Control and Prevention pokazuje cząsteczki wirusa SARS-CoV-2, które powodują COVID-19.
(CDC przez AP)

Co więcej, prawdopodobnie istnieje więcej wariantów wirusa na całym świecie, ale tylko sekwencjonowanie genomu może pomóc to ustalić, co w tej chwili nie dzieje się wystarczająco. W dokument opublikowane pod koniec grudnia 2020 r. Ministerstwo Zdrowia i Opieki nad Rodziną nakreśliło pewne kroki, jakie podejmie, aby zwiększyć i rozszerzyć sekwencjonowanie genomu wirusa. Jeden z nakreślonych kroków obejmuje wysłanie pięciu procent pozytywnych próbek do dziesięciu regionalnych laboratoriów sekwencjonowania genomu w całym kraju.

Dlaczego wirusy mutują?

Ewolucja pomaga organizmom zmieniać się w odpowiedzi na pewne zmiany w środowisku. Celem jest pomoc organizmowi w przystosowaniu się, aby mógł przetrwać. W trylogii Naked Ape zoolog Desmond Morris pisze o tym, jak ludzie przystosowali się do zmieniającego się środowiska na przestrzeni milionów lat ewolucji. Rozważa na przykład wpływ miejskiego życia miejskiego na ludzi. Morris twierdzi, że pomimo samotnego i bardziej stresującego życia w mieście, ludzie gromadzą się w nich, ponieważ miasto działa jak gigantyczne centrum bodźców, w którym może kwitnąć i rozwijać się nasza wielka pomysłowość.

Ponieważ wirusy mogą replikować się tylko w komórce gospodarza, na ich ewolucję mają wpływ gospodarze. Oznacza to, że wirus zmutuje, aby uniknąć obrony, którą ustanowili przed nim jego gospodarze.

Książka, Mikrobiologia medyczna mówi, że w porównaniu do wirusów DNA, wirusy RNA (SARS-CoV-2 to wirus RNA) mają znacznie wyższe wskaźniki mutacji, prawdopodobnie jedna mutacja na kopię genomu. Mutacje mogą być szkodliwe, neutralne, a czasami mogą być korzystne. Książka zauważa, że ​​tylko te mutacje, które nie zakłócają podstawowych funkcji wirusa, mogą przetrwać w danej populacji.

Ten obraz z transmisyjnego mikroskopu elektronowego pokazuje SARS-CoV-2-, znany również jako 2019-nCoV, wirus wywołujący COVID-19, wyizolowany od pacjenta w USA. (BSIP/Universal Images Group/Getty Images)

Artykuł w Nature mówi, że w porównaniu z wirusem HIV, który powoduje AIDS, wirus SARS-CoV-2 zmienia się znacznie wolniej w miarę rozprzestrzeniania się.

Ale tak jak ludzie wpływają na ewolucję wirusów, tak samo wirusy ukształtowały sposób, w jaki ewoluowali ludzie. W badaniu z 2016 roku opublikowanym w czasopismo e-życie , autorzy zauważają, że ciągła walka między patogenami a ich ludzkimi żywicielami od dawna jest uznawana za kluczowy czynnik ewolucji. W tym badaniu autorzy zauważają, że około 30% wszystkich białek (białka pomagają komórkom w wykonywaniu ich funkcji) adaptacji u ludzi od czasu ich odejścia od szympansów było napędzane przez wirusy. Co istotne, podczas epidemii lub pandemii populacja będąca celem wirusa albo wyginie, albo się dostosuje.

Ale czym właściwie jest mutacja?

Gdy wirus dostanie się do organizmu gospodarza, aby go zainfekować, zaczyna się replikować, co oznacza tworzenie kopii całej sekwencji genetycznej. Ale co jakiś czas wirus popełnia błędy podczas replikacji. A Blog wpis na stronie Harvard University wyjaśnia, że ​​te błędy, zazwyczaj zmiana w jednej literze ( każdy koronawirus ma około 30 000 liter RNA ) wśród tysięcy w sekwencji wirusa, może zmienić właściwości białek wirusa, a tym samym zmienić jego możliwości. Ta zmiana nazywana jest mutacją i jeśli jest korzystną mutacją, może dać wirusowi nową zdolność, która promuje jego reprodukcję, co pomaga wirusowi rozprzestrzeniać się z pokolenia na pokolenie.

Jest prawdopodobne, że tego rodzaju korzystne mutacje w wirusie SARS-CoV-2 powodują powstawanie nowych wariantów. Na przykład wiadomo, że odmiana brytyjska jest około 25-40 procent bardziej zakaźna niż oryginalny wirus.

Co oznaczają mutacje dla szczepionek?

W komentarzu w czasopiśmie Nature dwóch immunologów, Dennis Burton i Eric Topol, wezwało do alternatywnego podejścia do gotowości na wypadek pandemii. W tym podejściu środki należy przeznaczyć na opracowanie „szczepionek panwirusowych”, które mogą zapewnić immunizację przeciwko wielu szczepom wirusa.

PLIK – Na tym zdjęciu z 10 lutego 2021 r. ludzie otrzymują szczepionkę na COVID-19 w Martin Luther King Senior Center w North Las Vegas. Liczba przypadków koronawirusa w USA nadal spada po zimowym wzroście. (AP/Plik)

Jest to konieczne w kontekście SARS-CoV-2, ponieważ już ewoluuje, a wstępne dowody wskazują, że niektóre z jego szczepów łatwiej przenoszą się, co oznacza, że ​​w miarę pojawiania się większej liczby wariantów wirusa istniejące już szczepionki mogą być mniej skuteczne przeciwko nim.

Opracowanie szczepionki na inne koronawirusy

Chociaż istnieją setki koronawirusów, o których wiadomo, że infekują zwierzęta, takie jak świnie, wielbłądy, nietoperze i koty, do tej pory zidentyfikowano siedem rodzajów koronawirusów, które infekują ludzi. U ludzi wirusy zwykle wywołują łagodne do umiarkowanych choroby górnych dróg oddechowych, takie jak przeziębienie. Jednak w ciągu ostatnich dwóch dekad pojawiły się bardziej agresywne koronawirusy, które mogą powodować poważne choroby, a nawet śmierć u ludzi. Należą do nich SARS-CoV, MERS, a teraz SARS-CoV-2.

Pierwszy koronawirus zarażał ludzi w 1965 roku, kiedy naukowcy DJ Tyrrell i ML Bynoe wyizolowali szczep wirusa o nazwie B814 z płukania nosa dziecka płci męskiej z objawami przeziębienia.

Opracowanie szczepionki dla pierwszych czterech ludzkich koronawirusów, które obejmują HCoV-229E (jeden z pierwszych szczepów, które zostaną opisane w połowie lat 60.), HCoV-OC43 (odkryte w połowie lat 60.), HCoV-NL63 i HCoV-HKU1 ( NL63 i HKU1 odkryte w Hongkongu na początku 2005 r.) nie były priorytetem, ponieważ powodują jedynie łagodną chorobę. Dopiero dwie dekady temu, kiedy SARS-CoV pojawił się w Chinach około 2003 roku, odczuto potrzebę opracowania szczepionki, ponieważ był to pierwszy przykład ludzkiego koronawirusa, który mógł wywołać poważną chorobę.

Pisanie w Czasopismo Nauk Biomedycznych , autorzy zauważają, że chociaż różne formy szczepionek zostały opracowane i przetestowane w modelach przedklinicznych dla SARS i MERS, żadna z nich nie została zatwierdzona przez FDA.

Dlaczego wyprodukowanie szczepionki na SARS-CoV-2 było łatwe?

Odpowiedź potencjalnie leży w białku kolczastym wirusa, którego pewna liczba wystaje z powierzchni wirusa, tworząc koronę, od której wirus pochodzi jego nazwa. Białko kolczaste ułatwia wirusowi wiązanie się z receptorem ACE2 (zarówno SARS-CoV, jak i SARS-CoV-2 wiążą się z tym receptorem) w ludzkich komórkach, po czym wirus zaczyna infekować swojego gospodarza. Ale to białko kolczaste, które ułatwia przenoszenie, jest również jednym z powodów, dla których szczepionki przeciwko SARS-CoV-2 zostały opracowane w szybszym tempie w porównaniu z dwoma poprzednimi ludzkimi koronawirusami SARS i MERS, dla których zatwierdzona szczepionka nadal nie istnieje.

W szczególności projekt szczepionki przeciwko SARS-CoV-2 został przyspieszony, ponieważ białko wypustek oferuje większy obszar, na który może trafić szczepionka, ułatwiając jej wywołanie przez układ odpornościowy organizmu do wytwarzania przeciwciał neutralizujących, białek, które zapobiegają białko kolca z wiązania się z receptorem i inicjowania infekcji.

Podziel Się Z Przyjaciółmi: