Paskaidrots: vīrusu mutācija un jaunais Covid-19 variants Apvienotajā Karalistē

Ātri izplatoši Apvienotās Karalistes tipa SARS-CoV-2 varianti Indijā varētu attīstīties arī neatkarīgi. Neziņa nevar būt svētlaime. Viens no slimību uzraudzības pamatelementiem ir atbilstošs pārklājums un blīvums, lai notvertu notikumus, pirms tie ir plaši izplatīti. Daudz lielāka genoma sekvencēšana ir kritiska.

Pasažieri no Apvienotās Karalistes aizpilda veidlapas Chhtrapati Shivaji starptautiskajā lidostā Mumbajā. (AP fotoattēls/fails)

2020. gads paliks atmiņā ar jauna vīrusa — SARS koronavīrusa 2 (SARS-CoV-2) un tā izraisītās Covid-19 pandēmijas — parādīšanos. Paredzams, ka 2020. gads beigsies ar vēl dažām dienām ar aptuveni 84 miljoniem apstiprinātu Covid-19 gadījumu un vairāk nekā 1,8 miljoniem nāves gadījumu.

Neskatoties uz šo drūmumu, šis ir bijis arī cerību gads, kad tika izstrādātas, pārbaudītas un apstiprinātas vakcīnas ievērojamā ātrumā . Pirmo reizi cilvēku slimību pandēmija tiktu kontrolēta ar vakcīnām reāllaikā.

Nobela prēmijas laureāts Džošua Lederbergs, viens no ietekmīgākajiem mūsdienu bioloģijas domātājiem, reiz teica: vienīgais lielākais drauds cilvēka pastāvīgajai dominēšanai uz planētas ir vīruss. Divi nesenie notikumi mums atgādina, kāpēc vīrusi var būt tik milzīgi pretinieki.

Tika atklāts, ka 58 cilvēkiem ir pozitīvs jaunais koronavīruss Antarktīdā , pandēmija ir sasniegusi visus kontinentus. Un a mutants vīruss ir parādījies Apvienotajā Karalistē, kas draud atkal slēgt pasauli - pasaule tikai sāk atgūties no bloķēšanas un pārvietošanās ierobežojumiem.

Vīrusu mutācijas

SARS-CoV-2 ģenētiskais materiāls jeb genoms ir ribonukleīnskābe (RNS), kas sastāv no vairāk nekā 30 000 vienībām (ko sauc par nukleotīdiem). No RNS vīrusu ģimenēm koronavīrusiem ir lielākais genoms. Lielākajai daļai citu RNS vīrusu ir vidēji aptuveni 10 000 nukleotīdu. Kad genomi replikējas — jebkuri genomi, neatkarīgi no tā, vai tie ir DNS vai RNS, no mazākajiem vīrusiem līdz cilvēkiem, rodas nejaušas kļūdas (vai mutācijas). Lai gan augstākiem organismiem ir tehnika šo kļūdu labošanai, vīrusiem un jo īpaši RNS tādiem nav.

Lielākā daļa mutāciju ir kaitīgas, un šie vīrusi nekad nav redzami. Tikai mutācijas, kas piedāvā dažas selektīvas priekšrocības, izraisa jaunu vīrusu variantu attīstību.

Evolūcijai ir vajadzīgs arī atlases spiediens. Vīrusam tā varētu būt tā spēja inficēties labāk un vairoties līdz lielākam skaitam vai izvairīties no saimnieka imunitātes. Šo notikumu zemo iespējamību kompensē augstais vīrusu pavairošanas ātrums. Piemēram, katra ar koronavīrusu inficēta šūna mazāk nekā 12 stundu laikā ražo apmēram 1000 jaunu vīrusa daļiņu.

Mutants Apvienotajā Karalistē

Nesen Apvienotajā Karalistē tika atklāta atšķirīga SARS-CoV-2 filoģenētiskā kopa vai līnija (nosaukta B.1.1.7). Divi agrākie šīs līnijas vīrusi tika savākti 20. un 21. septembrī attiecīgi no Kentas un Lielās Londonas. Līdz 15. decembrim šajā ciltsrakstā bija 1623 vīrusi — 555 no Kentas, 519 no Lielās Londonas, 545 citos Apvienotās Karalistes reģionos, tostarp Skotijā un Velsā, un četri no Austrālijas, Dānijas, Itālijas un Nīderlandes.

Vēl desmit dienu laikā — 25. decembrī — šo vīrusu variantu skaits ir vairāk nekā dubultojies līdz 3575; pārsvarā no Lielbritānijas, bet tagad arī no Francijas, Īrijas, Izraēlas, Honkongas un Singapūras.

Ko dara mutācija

Salīdzinot ar oriģinālajiem SARS-CoV-2 celmiem, šīs līnijas vīrusi ir uzkrājuši 23 mutācijas 5 gēnos. No tām ir 17 nesinonīmas un sešas sinonīmas mutācijas; pirmās arī maina aminoskābi šajā vietā proteīnā. Svarīgi, ka no 17 mutācijām, kas nav sinonīmi, astoņas ir smailes proteīnā — proteīnā, kas ļauj vīrusam pievienoties šūnām un iekļūt tajās.

N501Y mutācija vienā no galvenajām kontakta atliekām smailes proteīna receptoru saistošajā domēnā (RBD) palielina tā afinitāti pret ACE2 receptoru. P681H mutācija šķelšanās vietā starp smailes proteīna S1 un S2 domēniem veicina iekļūšanu jutīgās šūnās un palielina infekcijas dzīvnieku modeļu pārnešanu.

N501Y izmaiņas ir saistītas arī ar paaugstinātu inficētspēju un virulenci dzīvnieku modeļos. Abas šīs mutācijas iepriekš tika novērotas neatkarīgi, bet ir apvienojušās Apvienotās Karalistes vīrusu variantos. Rezultāts ir vīruss, kas izplatās ātrāk nekā iepriekš.

Eksperts

Dr Shahid Jameel ir viens no Indijas pazīstamākajiem virusologiem. Pašlaik viņš ir Ašokas universitātes Trivedi Biozinātņu skolas direktors, viņš iepriekš strādāja Deli Starptautiskajā gēnu inženierijas un biotehnoloģijas centrā, un pēc tam bija Wellcome Trust/DBT alianses izpilddirektors, kas finansē veselības pētniecību.

Iemesls satraukumam…

ir precējusies Izabela Stiklere

Pastāv plaši izplatītas bažas, ka šīs mutācijas var neļaut pašlaik izmantotajiem testiem atklāt vīrusu, padarīt to letālāku vai ļaut tam izvairīties no izstrādes stadijā esošajām vakcīnām. Pagaidām nevienam no tiem nav pierādījumu. Galu galā šie varianti tika atklāti cilvēkiem, kuri tika identificēti kā pozitīvi, izmantojot pašlaik pieejamos RT-PCR testus.

Tomēr, lai gan nav pierādījumu par smagāku slimību, ir skaidri pierādījumi, ka šis variants ir lipīgāks. Inficētie ražo vairāk vīrusu degunā un kaklā, un tas izraisa vairāk vīrusa izplatīšanās un vairāk pārnešanas no cilvēka uz cilvēku.

Lai gan šķiet, ka šie varianti nav nāvējošāki, ar vairāk inficētu cilvēku būtu lielāks smagu infekciju un nāves gadījumu skaits (nevis procentuālais daudzums). Tam vajadzētu radīt bažas.

…Un iemesls to nedarīt

Lai gan smaile proteīnā ir vairākas mutācijas, lielākā daļa ekspertu uzskata, ka pašlaik izstrādes stadijā esošās vakcīnas darbotos arī pret vīrusu variantiem. Teksasas Universitātes Medicīnas filiāles Galvestonā, ASV, mikrobioloģijas un imunoloģijas docente Vineet Menachery ir sniegusi pirmos pierādījumus tam.

Viņa laboratorija salīdzināja seruma paraugu efektivitāti no atveseļotiem Covid-19 pacientiem, lai neitralizētu vīrusus ar vai bez N501Y mutācijas. Viņi neatrada nekādu atšķirību. Lai gan tie tika kopīgoti pakalpojumā Twitter tikai 23. decembrī un joprojām nav iekļauti publikācijā, šie rezultāti ir iepriecinoši un pārliecinoši.

Ceļotāji aplūko informācijas stendus King’s Cross stacijā, jo ES valstis nosaka ceļošanas aizliegumu no Lielbritānijas pēc koronavīrusa uzliesmojuma Londonā, Lielbritānijā, 2020. gada 21. decembrī. (Reuters Photo)

Lidojumi, nevis mutācijas

Indija ir pārtraukusi visus lidojumus no Apvienotās Karalistes un palielinājusi uzraudzību lidostās, lai apturētu ļoti transmisīvo variantu importu. Lai gan šķietami saprātīga stratēģija, šādi varianti varētu viegli attīstīties arī valsts iekšienē. Galu galā Indijā ir vairāk nekā 10 miljoni apstiprinātu infekciju, un tiek lēsts, ka jau ir inficēti 150 līdz 200 miljoni cilvēku.

Ātrās izplatītāja variants, ko sauc par 501.V2, parādījās neatkarīgi Dienvidāfrikā, un tam ir kopīga N501Y mutācija ar Apvienotās Karalistes variantiem. Lai gan Indijā vēl nav atrasts N501Y variants, vīrusi ar mutāciju P681H sāka parādīties jūlijā, un pašlaik 14% no Indijā cirkulējošā SARS-CoV-2 ir šīs mutācijas nesēji.

Šie vīrusi galvenokārt ir no Maharaštras, daži arī no Rietumbengālijas. Vajadzētu tikai vēl vienu mutāciju, lai mēs nonāktu tur, kur šobrīd atrodas Apvienotā Karaliste. Un tam vajadzētu arī mūs uztraukties Indijā.

Ātra reakcija ir galvenais

Lai panāktu jaunu vīrusu variantu parādīšanos, pirms tie plaši izplatās populācijā, Pasaules Veselības organizācija (PVO) iesaka noteikt vīrusa genoma secību vismaz vienā no 300 apstiprinātajiem gadījumiem (jeb 0,33%). Apvienotā Karaliste ir sekvencējusi 135 572 jeb 6,2% vīrusu variantus no saviem 2,19 miljoniem gadījumu, savukārt Dienvidāfrika un ASV ir ziņojušas par genoma sekvencēm no 0,3% apstiprināto gadījumu.

Tomēr Indija līdz šim ir sekvencējusi tikai 4976 jeb 0,05% vīrusu no vairāk nekā 10 miljoniem gadījumu. Šādā tempā mēs paliksim nevērīgi pret jaunu variantu rašanos, līdz jau būs par vēlu. Viens no slimību uzraudzības pamatelementiem ir atbilstošs pārklājums un blīvums, lai notvertu notikumus, pirms tie ir plaši izplatīti.

Pāris šķērso ceļu, nesot lietussargu un iepirkumu maisiņus Meifērā, pirms jaunajiem 4. līmeņa ierobežošanas pasākumiem Londonā, sestdien, 2020. gada 19. decembrī. (AP foto)

Labvēlīgi Indijas apstākļi

Vēl viens iemesls bažām ir tas, ka apstākļi, par kuriem tiek uzskatīts, ka varētu rasties Apvienotās Karalistes variants, ir arī Indijā. Pacientiem ar imūndeficītu vai imūnsupresiju, kuri hroniski inficējas ar SARS-CoV-2, vīrusa RNS ir pozitīvas 2-4 mēnešus, nevis parastās 2-3 nedēļas. Šos pacientus bieži ārstē ar atveseļojošu plazmu (dažreiz vairāk nekā vienu reizi) un parasti arī ar zālēm remdesivir.

Vīrusa genoma sekvencēšana no šādiem pacientiem ir atklājusi neparasti lielu nukleotīdu izmaiņu skaitu. Ir zināms, ka pēc plazmas terapijas palielinās arī pacienta vīrusa ģenētiskā daudzveidība. Slikts uztura stāvoklis ir zināms vājās imūnsistēmas cēlonis, un Indijas ārsti ir ziņojuši par hronisku infekciju daļai pacientu.

Palikuši vairāki nezināmie

Plazmas terapija un remdesivirs ir plaši izmantoti arī Covid-19 pacientu ārstēšanai Indijā. Turklāt Indijā plazma tika ievadīta, iepriekš nepārbaudot neitralizējošu antivielu līmeni. Tas viss rada iespējas Apvienotās Karalistes tipa variantiem parādīties arī Indijā. Taču mēs neesam pietiekami kārtojuši, lai uzzinātu, vai tas ir noticis.

Pat zema pārklājuma gadījumā Indijas secības ir novirzītas pilsētām, īpaši metros, kur atrodas sekvencēšanas laboratorijas. Tam nepieciešams plašāks pārklājums, lai ietvertu visas valsts daļas. Indijas Medicīnas pētījumu padome var atvieglot šo procesu, nodrošinot piekļuvi Covid-19 pacientu paraugiem pētniecības laboratorijām, kurām ir iespēja veikt genoma sekvencēšanu un datu analīzi. Reāllaika uzraudzība nodrošinās datus, kas ir gan blīvi, gan detalizēti, lai noteiktu uz pierādījumiem balstītu politiku.

Indija ir pārtraukusi visus lidojumus no Apvienotās Karalistes un palielinājusi uzraudzību lidostās, lai apturētu ļoti transmisīvo variantu importu. (Express Foto: Partha Paul)

Turpināsim ar 'SMS'

Ja vakcīnas tiek izmantotas plašāk, vīrusam būs vēl lielāks spiediens, lai tas mainītos. Vakcīnas evakuācijas mutanti ir labi zināmi attiecībā uz citiem vīrusiem, un tie parādīsies arī attiecībā uz SARS-CoV2. Tikai pareiza ģenētiskā uzraudzība savlaicīgi novērsīs vakcīnas neveiksmes.

Ieejot 2021. gadā, vēstījums politikas veidotājiem un sabiedrībai ir skaidrs. Tiem, kas pārrauga sabiedrības veselību, ir nepārtraukti jāmeklē jauni pierādījumi, lai izstrādātu politiku iedzīvotāju līmenī. Individuālā līmenī katram no mums ir jāstrādā, lai samazinātu vīrusu pārnešanu — mazāk pārnešanas nozīmē mazāku iespēju vīrusam mainīties. Un SMS šobrīd ir vienīgais mums pieejamais rīks — fiziskā distancēšanās , maskas un dezinfekcija.

Dalieties Ar Draugiem: