Sadržaj:

Najzabrinjavajuće Mutacije U Pet Novih Varijanti Koronavirusa
Najzabrinjavajuće Mutacije U Pet Novih Varijanti Koronavirusa

Video: Najzabrinjavajuće Mutacije U Pet Novih Varijanti Koronavirusa

Video: Najzabrinjavajuće Mutacije U Pet Novih Varijanti Koronavirusa
Video: Эд Бойден: Переключатель для нейронов 2023, Septembar
Anonim

Evo vodiča za nove verzije virusa i genetskih promjena koje uzrokuju COVID koje ih mogu učiniti zaraznijima i izbjegavati u tijelu.

Najzabrinjavajuće mutacije u pet novih varijanti koronavirusa
Najzabrinjavajuće mutacije u pet novih varijanti koronavirusa

Kada je prošle zime svijet provalio koronavirus SARS-CoV-2, naučnici su znali da je to loše. Ali, takođe su mislili da je stabilna. Koronavirusi ne mutiraju tako lako kao virusi koji uzrokuju gripu, hepatitis ili AIDS, na primjer - dijelom zahvaljujući molekularnom "lektorskom" sistemu koji SARS-CoV-2 i njegovi srodnici koriste za sprečavanje štetnih genetskih grešaka pri repliciranju.

Istraživači su bili samo djelimično u pravu. Virus je zaista loš, ali ipak nije toliko stabilan. SARS-CoV-2 stječe manje slučajne mutacije otkad je sa životinja preskočio na ljude. Te mutacije mogu imati oblik slovnih grešaka u slovima u virusnom genetskom kodu ili brisanja ili umetanja dužih dijelova. Kad se pojave, većina mutacija ili ubija virus ili ne uzrokuje promjene u njegovoj strukturi ili ponašanju.

Ali posljednjih mjeseci uočeno je nekoliko novih varijanti izvornog virusa (koji se nazivaju i divljim tipom) koje izgleda da uzrokuju velike promjene u načinu djelovanja patogena, uključujući promjene u njegovoj zaraznosti. Ove virusne verzije naizgled su se brzo pojavile u različitim geografskim regijama, poput Ujedinjenog Kraljevstva, Južne Afrike i Brazila, au nekim su slučajevima nadmašile postojeće verzije. Iako bi poboljšani napori nadzora i sekvenciranja mogli djelomično objasniti zašto se ove varijante pojavljuju sada, neka ponavljanja u njihovim obrascima sugeriraju da mutacije nisu slučajne.

"Ono što vidimo su slične mutacije koje se javljaju na više mjesta", kaže Adam Lauring, virolog sa Univerziteta u Michiganu. "To je prilično sugestivno da ove mutacije nešto rade.".

Konkretno, čini se da pomažu virusu da se lakše prenosi i izbjegava imunološki sistem. Ovog mjeseca istraživači su prvi put izvijestili da antitijela osoba sa COVID nisu u potpunosti neutralizirala varijantu koja je prvi put identificirana u Južnoj Africi. Čini se da je nekoliko ljudi koji su se oporavili od bolesti ponovo zaraženi mutiranim virusom.

Do sada izgleda da vakcine koje su napravile Moderna i Pfizer djeluju protiv novih varijanti, iako je Moderna započela s razvojem potaknuće injekcije specifične za nove varijante. Budući da su ove dvije vakcine učinkovite više od 90 posto, lagani pad djelotvornosti i dalje će ih učiniti vrijednima, kažu stručnjaci.

"Optimističan sam da ovo neće ugroziti [COVID cjepiva], ali očito je to nešto što moramo pozorno pratiti", kaže Lauring. U narednim godinama, dodaje on, kompanije će možda trebati obnoviti ove vakcine i primijeniti ažurirane verzije, približno na isti način na koji se cjepiva protiv gripa revidiraju svake godine. Većina cjepiva uzrokuje mnogo jaču imunološku reakciju od prirodne infekcije virusom. U kliničkim ispitivanjima za svoje cjepivo, Moderna je otkrila da antitijela proizvedena nakon vakcinacije mogu trajati duže od onih koja se prirodno proizvode nakon infekcije SARS-CoV-2.

Evo pet najistaknutijih varijanti, navedenih redoslijedom kako su ih istraživači prvi put primijetili. Ovaj spisak identificira gdje je svaka varijanta prvi put viđena i daje tehničko ime ili imena koja znanstvenici koriste da bi je identificirali. (Imenovanje varijanti izazvalo je određenu zabunu jer različiti istraživački timovi koriste različite sisteme. Ova lista koristi jedan zasnovan na lozi predaka svake varijante, ali neke varijante i dalje imaju više imena). Unosi takođe ističu važne mutacije u svakoj varijanti - označene slovima i brojevima koji označavaju njihov položaj u nizu virusnog genoma - i opisuju ono što naučnici znaju ili sumnjaju u to što te promjene rade.

Španija

Imena: 20A. EU1, B.1.177

Značajna mutacija: A222V

Varijanta 20A. EU1, koja je prvi put identificirana u Španiji, sadrži mutaciju nazvanu A222V na virusnom proteinu spike. Šiljak je komponenta SARS-CoV-2 koja se veže za receptor na ljudskim ćelijama nazvan ACE2, a ovaj prilog pomaže virusu da uđe u te ćelije i zarazi ih. Šiljak protein je takođe dio patogena na koji ciljaju ljudska antitijela kada se bore protiv infekcije. U laboratorijskim testovima, ljudska antitijela bila su nešto manje efikasna u neutralizaciji virusa s mutacijom A222V. Tokom nekoliko mjeseci, varijanta 20A. EU1 postala je dominantna u Evropi. Međutim, epidemiolozi nikada nisu vidjeli nikakve dokaze da je prenosiviji od originala. Istraživači vjeruju da se varijanta koja je dominirala u Španiji prošloga ljeta proširila cijelim kontinentom kada je Evropa počela ukinuti putnička ograničenja.

UK

Imena: 20I / 501Y. V1, VOC 202012/01, B.1.1.7

Značajna mutacija: N501Y

Naučnici u Velikoj Britaniji neko su vrijeme promatrali varijantu B.1.1.7 prije nego što su u decembru objavili da bi mogla biti barem 50 posto prenosivija od izvornog oblika. Ta se objava temeljila na epidemiološkim podacima koji su pokazali da se virus brzo širi cijelom državom. I to je dovelo do međunarodnih zabrana putovanja i jačih mjera zaključavanja u Velikoj Britaniji.

Varijanta B.1.1.7 sadrži 17 mutacija, uključujući nekoliko u proteinu klas. Utvrđeno je da jedan od njih, N501Y, pomaže virusu da se čvršće veže za ćelijski receptor ACE2. Međutim, nejasno je da li pojačana zaraznost varijante dolazi samo od N501Y ili također uključuje neku kombinaciju drugih mutacija proteina šiljaka.

Uprkos početnim zabrinutostima, nije bilo stvarnih dokaza da je varijanta zaraznija kod djece od originalne, kaže mikrobiologinja Univerziteta u Cambridgeu Sharon Peacock, koja je izvršna direktorica konzorcija COVID-19 Genomics UK (COG-UK), grupe koja analizira genetske promjene virusa. I Pfizer i Moderna vjeruju da će njihova COVID-19 cjepiva i dalje djelovati protiv B.1.1.7. Noviji podaci iz Velike Britanije nagovještavaju da je varijanta možda smrtonosnija od originala, ali analize su preliminarne.

B.1.1.7 se ističe jer je nakupio toliko mutacija, očigledno odjednom. Lauring i drugi sumnjaju da su ove mutacije mogle nastati kod jednog imunološki oslabljenog pacijenta koji je dugo bio zaražen jer ta osoba nije bila u stanju da se bori protiv virusa. Vjerovatno je da je samo nekoliko od ovih promjena dalo varijanti evolucijsku prednost i omogućilo joj da se brzo proširi po Velikoj Britaniji, kaže Scott Weaver, mikrobiolog s medicinske podružnice Univerziteta u Teksasu u Galvestonu. Ostali su jednostavno bili uz vožnju.

Južna Afrika

Imena: 20H / 501Y. V2, B.1.351

Značajne mutacije: E484K, N501Y, K417N

Varijanta B.1.351 pojavila se otprilike u isto vrijeme kada i B.1.1.7, i brzo se proširila u Južnoj Africi da bi postala dominantna verzija u toj zemlji. Kao i njegov evropski kolega, B.1.351 sadrži mutaciju N501Y, iako čini se da dokazi sugeriraju da su dvije varijante nastale nezavisno. Ali naučnike više brine još jedna mutacija nazvana E484K koja se pojavljuje u južnoafričkoj verziji. Genetska promjena može pomoći virusu da izbjegne imuni sistem i vakcine.

Koristeći ćelije kvasca, evolucijski i računski biolog Jesse Bloom iz Istraživačkog centra za rak Fred Hutchinson u Seattlu i njegov laboratorij stvorili su niz bjelančevina klasova sa gotovo svim od više od 3.800 mogućih promjena proteinskih komponenata koje bi mogle biti uzrokovane genetskim mutacijama. Tada su naučnici testirali koliko su se ljudska antitela dobro ili loše vezala za svaki izmenjeni klas. Otkrili su da je E484K, kao i slične mutacije na tom određenom mjestu u proteinu, čak 10 puta otežalo antitijelima da se vežu za šiljak kod nekih ljudi. Bloomova laboratorija također je otkrila da su neki kokteli s antitijelima, poput onog koji trenutno testiraju kompanije za lijekove i biotehnologiju Regeneron i Eli Lilly, možda manje efikasni protiv mutacija prisutnih u varijanti B.1.351.

Krajem ovog mjeseca istraživači u Južnoj Africi objavili su preprint studiju (istraživanje koje još uvijek nije recenzirano) koje je pokazalo da je serum koji sadrži antitijela kod pacijenata s COVID-om bio znatno manje efikasan u neutralisanju ove varijante. I u drugom preliminarnom preprintu objavljenom 26. januara, znanstvenici su izvijestili da su B.1.351 stavili u serum uzet ljudima koji su cijepljeni vakcinom Pfizer ili Moderna. Otkrili su da antitela u tom serumu pokazuju smanjenu neutralizujuću aktivnost prema mutantu, u poređenju sa njihovom aktivnošću protiv izvornog virusa.

Međutim, antitela u epruvetama nisu ista stvar kao vakcine kod stvarnih ljudi. Obje vakcine proizvode toliko antitijela da bi pad aktivnosti i dalje mogao ostaviti dovoljno njih da neutraliziraju virus. Vakcine takođe stimulišu druge zaštitne komponente imunološkog sistema. Ipak, Moderna je započela rad na pojačivačkom pucanju specifičnom za nove varijante.

Brazil

Imena: B.1.1.28, VOC202101 / 02, 20J / 501Y. V3, P.1

Značajne mutacije: E484K, K417N / T, N501Y

Imena: VUI202101 / 01, str.2

Značajna mutacija: E484K

U januaru su istraživači izvijestili da su u Brazilu otkrili dvije nove varijante, obje potomke nešto starije varijante zajedničkog pretka. Iako dijele mutacije s drugim novootkrivenim verzijama, čini se da su nastale neovisno o tim varijantama.

Od njih dvoje, istraživače trenutno više brine P.1. Ta varijanta sadrži više mutacija od P.2 (iako obje imaju E484K), a to je već viđeno u Japanu i drugim zemljama. Iako je moguće da je P.1 akumulirao svoje mutacije kod imunokompromitiranog pojedinca, istraživačica genetike Emma Hodcroft sa Univerziteta u Bernu u Švicarskoj kaže da bi moglo biti teže odrediti vrijeme i mjesto kada je ova varijanta prvi put nastala jer Brazil nema slijed gotovo onoliko virusnih uzoraka kao Velika Britanija

Hodcroft ističe da su i Brazil i Južna Afrika imali velike epidemije COVID-a u 2020. S toliko zaraženih ljudi koji stvaraju antitijela protiv virusa, verzija koja bi mogla izbjeći imunološki sistem i reinficirati osobu koja se oporavila mogla bi imati veliku prednost, a zatim postati raširenije u populaciji.

Širenje i promjena virusa

Iako je naizgled iznenadna pojava nekoliko varijanti proteina spike razlog za zabrinutost, istraživači kažu da nema dokaza da se virus promijenio na temeljni način koji mu omogućava bržu mutaciju. Ono što je najvjerojatnije, kaže Lauring, jest da ogroman broj slučajeva COVID-a širom svijeta omogućava virusu da se malo promijeni. Svaka zaražena osoba u osnovi ima priliku za SARS-CoV-2 da se ponovo izmisli. "Nešto je to evolucija, ali puno epidemiologija", kaže Lauring. Sve u svemu, „virus postaje sve bolji u tome što postaje virus“.

Pročitajte više o epidemiji koronavirusa iz časopisa Scientific American ovdje. I pročitajte izvještaje iz naše međunarodne mreže časopisa ovdje.

Preporučuje se: