Inače, Inačice Koronavirusa Do Sada Nisu Jako Varijabilne

U slučaju SARS-CoV-2, kompletne sekvence genoma virusa hiljada pacijenata omogućavaju nam traženje konvergentnih obrazaca. Iako je većina mutacija jednokratna koja izumire, neke uspostavljaju nove loze koje postaju sve češće kako virus uspijeva umnožiti i zaraziti mnoge ljude. Ako isti dio virusa više puta mutira u različitim uzorcima širom svijeta i postane češći, ova mutacija vrlo vjerojatno kodira adaptaciju koja pomaže virusu da se razmnožava i prenosi.

U korist pojačanog nadzora nad genomom koronavirusa, nekoliko nedavnih studija identifikovalo je potpise konvergentne evolucije. Ovdje u SAD-u naš je laboratorij pronašao najmanje sedam genetski neovisnih loza koje su stekle mutaciju na jednom određenom mjestu zloglasnog proteina spike virusa, onom koji koristi za spajanje na ljudskim ćelijama. Spike ima niz povezanih aminokiselina, a mutacija se javlja na položaju broj 677. U originalnom SARS-CoV-2 ovo je aminokiselina glutamin, skraćeno Q.

U šest loza, ovaj Q mutira u drugu aminokiselinu, histidin (H) i naziva se 677H. U sedmoj lozi Q je mutirao u drugu aminokiselinu, prolin (P). Svaka loza takođe ima mutaciju nazvanu S: 614G, što je bila prva značajna promjena virusa koja je identificirana prije nekoliko mjeseci i proširila se tako široko da se sada nalazi u 90 posto svih infekcija. Ovih sedam američkih loza nazvali smo po zajedničkim pticama - "crvendać", na primjer, i "pelikan" - kako bi nam pomogli da ih razlikujemo i uđemo u trag, kao i da bismo izbjegli stvaranje predrasuda tako što bismo ih nazvali po područjima na kojima su prvi put otkriveni.

Loze izvan SAD-a također su stekle 677H, uključujući Egipat, Dansku, Indiju i veliki klaster u Makedoniji. Nova zabrinjavajuća varijanta pod nazivom B.1.525 također ima 677H, kao i nekoliko loza koje su potekle od B.1.1.7, jedne od prvih zabrinjavajućih verzija koja je uočena. Slučajna, globalna pojava mutacija S: 677 i njihov petostruki dobitak u prevalenciji pruža snažne dokaze da ove promjene na neki način moraju poboljšati virusnu sposobnost. Još ne znamo kako, ali vrijedno je pažnje da S: 677 graniči sa regijom proteina klasja koja pomaže virusu da uđe i zarazi ljudske ćelije.

Ovo nije jedini primjer konvergencije u SARS-CoV-2. Mutacije u najmanje osam različitih položaja proteina klasova istovremeno su u porastu širom svijeta, pojavljujući se u B.1.1.7 i u drugim glavnim zabrinjavajućim varijantama poznatim kao B.1.351, P.1 i P.3. Ove varijante dijele kombinacije mutacija na položajima 18, 69–70, 417, 452, 501, 681 i posebno u vezi sa mutacijom E484K koja izbjegava neutralizirajuća antitijela. Iz tog razloga, dvije vodeće naučne veb stranice (https://covariants.org/ i https://outbreak.info) koje prate varijante sada prijavljuju ove zajedničke, definirajući mutacije kako bi pojednostavile i objedinile našu pažnju. Američki Centri za kontrolu bolesti i mediji sporo prate značaj ovih ključnih mutacija, ali to se mijenja, jer upravo te promjene vjerojatno mijenjaju funkcije virusa poput zaraznosti ili sposobnosti izbjegavanja cjepiva.

Jedan od načina da se zamisli ova vrsta konvergentne evolucije je igra Tetrisa, gdje se ograničeni broj građevinskih blokova može sastaviti na različite načine, u različitim kombinacijama, kako bi se postigle iste pobjedničke strukture. Na primjer, sada je poznato da ga kombinacija mutacija u B.1.1.7 čini posebno zaraznim i da linija B.1.351 može izbjeći antitijela zbog E484K.

Budući da se čini da mnoge novootkrivene varijante preispituju mutacije pronađene u drugim utvrđenim varijantama, možemo pretpostaviti da virus počinje da ostaje bez novih, glavnih adaptacija. Ali to ne znači da će se sile evolucije zaustaviti kad se počnemo približavati imunitetu stada i olabaviti ograničenja. Istorija nam govori da virusi mogu brzo evoluirati kako bi izbjegli prepreke prenošenju, posebno kada su infekcije brojne. Moramo imati na umu da što je više infekcija, to će se dogoditi više mutacija, a one koje najbolje pomažu preživljavanju virusa će se razmnožavati. Zbog toga je zaustavljanje novih infekcija ključno. Ove virusne adaptacije već prepravljaju naše udžbenike biologije o konvergentnoj evoluciji; nastojmo ograničiti novi materijal.

Također je kritično da uložimo značajna ulaganja u izgradnju sistema ranog upozoravanja za otkrivanje novih varijanti SARS-CoV-2, kao i mnogih drugih patogena u nastajanju, kako poznatih, tako i tek otkrivenih. Nadzor i sekvenciranje virusnog genoma je ključ. Razlog zašto su u UK otkrivene mnoge varijante je zbog vizionarskog ulaganja istraživača i službenika javnog zdravstva u ove tehnologije.

U SAD-u značajan priliv novca u CDC iz novog federalnog paketa stimulacija već povećava učestalost kojom istraživači mogu sekvencirati i analizirati uzorke virusa. Ovo se mora održati izgradnjom stručnosti za javno zdravstvo i istraživačke infrastrukture za dekodiranje genetskih promjena u virusu i predviđanje potrebe za budućim modifikacijama cjepiva. Bila je to osnovna nauka koja je pružala nadu u ovu pandemiju novom tehnologijom vakcina; i uz obnovljenu podršku, ujedno će biti i naš čuvar protiv budućih prijetnji.