Eine neue Variante namens Omicron (B.1.1.529) wurde am 24. November 2021 von Forschern in Südafrika gemeldet und zwei Tage später von der Weltgesundheitsorganisation als „besorgniserregende Variante“ bezeichnet . Omicron ist insofern sehr ungewöhnlich, als es die bisher mit Abstand am stärksten mutierte Variante von SARS-CoV-2 ist, dem Virus, das COVID-19 verursacht .
Die Omicron - Variante weist insgesamt 50 Mutationen auf, davon allein 32 Mutationen am Spike-Protein. Das Spike-Protein – das hervorstehende Knöpfe an der Außenseite des SARS-CoV-2-Virus bildet – hilft dem Virus, an Zellen zu haften, damit es eindringen kann. Es ist auch das Protein, das alle drei derzeit in den USA erhältlichen Impfstoffe verwenden, um schützende Antikörper zu induzieren. Zum Vergleich: Die Delta-Variante hat neun Mutationen. Die größere Anzahl von Mutationen in der Omicron-Variante könnte bedeuten, dass sie möglicherweise besser übertragbar ist und/oder den Immunschutz besser umgehen kann – eine Aussicht, die sehr besorgniserregend ist.
Ich bin ein Virologe , der neu auftretende und zoonotische Viren untersucht , um besser zu verstehen, wie neue epidemische oder pandemische Viren entstehen. Meine Forschungsgruppe hat verschiedene Aspekte des COVID-19-Virus untersucht, einschließlich seines Übergreifens auf Tiere.
Warum tauchen immer wieder neue SARS-CoV-2-Varianten auf?
Während die ungewöhnlich hohe Zahl an Mutationen in der Omicron-Variante überraschend ist, kommt das Auftauchen einer weiteren SARS-CoV-2-Variante nicht unerwartet.
Durch natürliche Selektion häufen sich zufällige Mutationen in jedem Virus an. Dieser Prozess wird bei RNA-Viren, einschließlich SARS-CoV-2, beschleunigt. Wenn eine Reihe von Mutationen einer Variante einen Überlebensvorteil gegenüber ihren Vorgängern verschafft, wird die Variante alle anderen existierenden Virusvarianten überflügeln.
Bedeutet die größere Anzahl von Mutationen der Omicron-Variante, dass sie gefährlicher und übertragbarer ist als Delta? Wir wissen es einfach noch nicht. Die Bedingungen, die zur Entstehung der Variante führten, sind noch nicht klar, aber klar ist, dass die schiere Anzahl und Konfiguration von Mutationen in Omicron ungewöhnlich ist.
Eine mögliche Erklärung dafür, wie virale Varianten mit mehreren Mutationen entstehen, ist eine längere Infektion bei einem Patienten, dessen Immunsystem unterdrückt ist – eine Situation, die zu einer schnellen viralen Evolution führen kann . Forscher haben die Hypothese aufgestellt, dass einige der früheren SARS-CoV-2-Varianten, wie die Alpha-Variante, möglicherweise von einem anhaltend infizierten Patienten stammen. Die ungewöhnliche Konstellation und zahlreiche Mutationen in der Omicron-Variante unterscheiden sie jedoch stark von allen anderen SARS-CoV-2-Stämmen, was Fragen zu ihrer Entstehung aufwirft.
Eine weitere mögliche Quelle für Varianten könnten tierische Wirte sein. Das Virus, das COVID-19 verursacht, kann mehrere Tierarten infizieren , darunter Nerze, Tiger, Löwen, Katzen und Hunde. In einer noch nicht begutachteten Studie berichtete ein internationales Team, das ich leite, kürzlich über eine weit verbreitete Infektion mit SARS-CoV-2 bei freilebenden und in Gefangenschaft gehaltenen Weißwedelhirschen in den USA. Daher können wir die Möglichkeit auch nicht ausschließen Die Omicron-Variante entstand durch schnelle Evolution in einem tierischen Wirt.
Wie die Delta-Variante weltweit zur Dominanz wurde
Delta ist zwischen 40 und 60 Prozent übertragbarer als die Alpha-Variante und fast doppelt so übertragbar wie das ursprünglich in China identifizierte SARS-CoV-2-Virus. Die erhöhte Übertragbarkeit der Delta-Variante ist der Hauptgrund, warum Forscher glauben, dass sie in der Lage war, andere Varianten zu überflügeln, um der dominante Stamm zu werden.
Ein Schlüsselfaktor für die virale Fitness ist seine Replikationsrate – oder wie schnell ein Virus mehr Kopien von sich selbst erstellen kann. Die Delta-Variante repliziert sich schneller als frühere SARS-CoV-2-Varianten, und eine noch nicht von Experten begutachtete Studie schätzt, dass sie 1.000-mal mehr Viruspartikel produziert als ihre Vorgänger.
Darüber hinaus produzieren und scheiden Menschen, die mit der Delta-Variante infiziert sind, mehr Viren aus, was ein weiterer potenzieller Mechanismus für ihre erhöhte Ausbreitungsfähigkeit ist. Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass eine mögliche Erklärung für die erhöhte Replikationsfähigkeit der Delta-Variante darin besteht, dass Mutationen im Spike-Protein zu einer effizienteren Bindung des Spike-Proteins an seinen Wirt über den ACE-2-Rezeptor führten.
Die Delta-Variante hat auch Mutationen erworben, die es ihr ermöglichen würden, neutralisierenden Antikörpern auszuweichen , die eine entscheidende Rolle bei der Abwehr des Körpers gegen ein eindringendes Virus spielen. Dies könnte erklären, warum, wie mehrere Berichte gezeigt haben, die COVID-19-Impfstoffe gegen die Delta-Variante etwas weniger wirksam waren . Diese Kombination aus hoher Übertragbarkeit und Immunumgehung könnte erklären, warum die Delta-Variante so erfolgreich wurde .
Studien zeigen auch, dass Personen, die mit der Delta-Variante infiziert sind, ein höheres Risiko haben, ins Krankenhaus eingeliefert zu werden, als Personen, die mit dem ursprünglichen SARS-CoV-2 und frühen Varianten infiziert sind. Es wird angenommen, dass eine bestimmte Mutation auf dem Spike-Protein der Delta-Variante – die P681R-Mutation – einen Schlüsselbeitrag zu ihrer verbesserten Fähigkeit leistet, in Zellen einzudringen und schwerere Krankheiten zu verursachen.
Wird Omicron Delta ersetzen?
Es ist noch zu früh zu sagen, ob die Omicron-Variante fitter als Delta ist oder ob sie dominant werden wird. Omicron teilt einige Mutationen mit der Delta-Variante, besitzt aber auch andere, die ganz anders sind. Aber einer der Gründe, warum wir in der Forschungsgemeinschaft besonders besorgt sind, ist, dass die Omicron-Variante im Vergleich 10 Mutationen in der Rezeptorbindungsdomäne – dem Teil des Spike-Proteins, der mit dem ACE-2-Rezeptor interagiert und den Eintritt in Zellen vermittelt – aufweist mit nur zwei für die Delta-Variante.
Angenommen, die Kombination aller Mutationen in Omicron macht es entweder übertragbarer oder besser in der Immunumgehung als Delta. In diesem Fall könnten wir die weltweite Verbreitung dieser Variante sehen. Es ist aber auch möglich, dass die ungewöhnlich hohe Zahl an Mutationen dem Virus schadet und es instabil macht.
Es ist sehr wahrscheinlich, dass die Omicron-Variante nicht das Endspiel ist und weitere SARS-CoV-2-Varianten entstehen werden. Da sich SARS-CoV-2 weiter unter Menschen ausbreitet , werden natürliche Selektion und Anpassung zu mehr Varianten führen, die plausibel übertragbarer sein könnten als Delta.
Von Influenzaviren wissen wir, dass der Prozess der viralen Anpassung niemals endet . Niedrigere Impfraten in vielen Ländern bedeuten, dass es immer noch viele anfällige Wirte für das Virus gibt und dass es so lange zirkulieren und mutieren wird, wie es sich ausbreiten kann. Das Auftauchen der Omicron-Variante ist eine weitere Erinnerung an die Dringlichkeit der Impfung, um die weitere Ausbreitung und Entwicklung von SARS-CoV-2 zu stoppen.
Suresh V. Kuchipudi ist Professor für neu auftretende Infektionskrankheiten an der Penn State University. Er wird von den US National Institutes of Health, dem US Department of Agriculture und der US National Science Foundation finanziert.
Dieser Artikel wurde von The Conversation unter einer Creative Commons-Lizenz neu veröffentlicht. Den Originalartikel finden Sie hier .
