Nowy wariant o nazwie omicron (B.1.1.529) został zgłoszony przez naukowców z Republiki Południowej Afryki 24 listopada 2021 r., a dwa dni później Światowa Organizacja Zdrowia oznaczyła go jako „wariant obaw” . Omicron jest bardzo niezwykły, ponieważ jest jak dotąd najsilniej zmutowanym wariantem SARS-CoV-2, wirusa wywołującego COVID-19 .
Wariant omikronowy ma łącznie 50 mutacji, z 32 mutacjami w samym białku wypustkowym. Białko kolce — które tworzy wystające guzki na zewnątrz wirusa SARS-CoV-2 — pomaga wirusowi przylegać do komórek, dzięki czemu może uzyskać dostęp. Jest to również białko, które wszystkie trzy szczepionki dostępne obecnie w USA wykorzystują do indukowania ochronnych przeciwciał. Dla porównania wariant delta ma dziewięć mutacji. Większa liczba mutacji w wariancie omikronowym może oznaczać, że może on być bardziej zakaźny i/lub lepiej unikać ochrony immunologicznej — perspektywa, która jest bardzo niepokojąca.
Jestem wirusologiem , który bada pojawiające się i odzwierzęce wirusy, aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób pojawiają się nowe wirusy epidemiczne lub pandemiczne. Moja grupa badawcza zajmowała się różnymi aspektami wirusa COVID-19, w tym jego rozprzestrzenianiem się na zwierzęta.
Dlaczego wciąż pojawiają się nowe warianty SARS-CoV-2?
Chociaż niezwykle wysoka liczba mutacji w wariancie omikronowym jest zaskakująca, pojawienie się kolejnego wariantu SARS-CoV-2 nie jest nieoczekiwane.
W wyniku doboru naturalnego w każdym wirusie gromadzą się losowe mutacje. Proces ten jest przyspieszony w przypadku wirusów RNA, w tym SARS-CoV-2. Jeśli i kiedy zestaw mutacji zapewni wariantowi przewagę w zakresie przeżywalności nad jego poprzednikami, wariant ten przewyższy wszystkie inne istniejące warianty wirusa.
Czy większa liczba mutacji wariantu omikronowego oznacza, że jest on bardziej niebezpieczny i przenoszalny niż delta? Po prostu jeszcze nie wiemy. Warunki, które doprowadziły do pojawienia się wariantu, nie są jeszcze jasne, ale jasne jest, że sama liczba i konfiguracja mutacji w omikronie jest niezwykła.
Jednym z możliwych wyjaśnień, w jaki sposób pojawiają się warianty wirusa z wieloma mutacjami, jest przedłużająca się infekcja u pacjenta z osłabionym układem odpornościowym – sytuacja, która może prowadzić do szybkiej ewolucji wirusa . Badacze postawili hipotezę, że niektóre wcześniejsze warianty SARS-CoV-2, takie jak wariant alfa, mogły pochodzić od uporczywie zakażonego pacjenta. Jednak niezwykła konstelacja i liczne mutacje w wariancie omikron sprawiają, że bardzo różni się on od wszystkich innych szczepów SARS-CoV-2, co rodzi pytania, jak do tego doszło.
Innym możliwym źródłem wariantów mogą być żywiciele zwierzęce. Wirus wywołujący COVID-19 może zainfekować kilka gatunków zwierząt , w tym norki, tygrysy, lwy, koty i psy. W badaniu, które nie zostało jeszcze zrecenzowane, międzynarodowy zespół, którym kieruję, poinformował niedawno o rozpowszechnionym zakażeniu SARS-CoV-2 u jeleni wirginijskich żyjących na wolności i żyjących w niewoli w USA. Dlatego też nie możemy wykluczyć, że wariant omikronowy pojawił się u gospodarza zwierzęcego w wyniku szybkiej ewolucji.
Jak wariant Delta stał się dominujący na całym świecie?
Delta jest od 40 do 60 procent bardziej zakaźna niż wariant alfa i prawie dwukrotnie bardziej zakaźna niż oryginalny wirus SARS-CoV-2 zidentyfikowany po raz pierwszy w Chinach. Podwyższona zdolność przenoszenia wariantu delta jest głównym powodem, dla którego naukowcy uważają, że był w stanie konkurować z innymi wariantami, aby stać się szczepem dominującym.
Kluczowym czynnikiem sprawności wirusa jest jego szybkość replikacji — czyli szybkość, z jaką wirus może wykonać więcej kopii samego siebie. Wariant delta replikuje się szybciej niż poprzednie warianty SARS-CoV-2, a nierecenzowane badanie oszacowało, że wytwarza 1000 razy więcej cząstek wirusa niż jego poprzednicy.
Ponadto osoby zakażone wariantem delta wytwarzają i wydalają więcej wirusa, co jest kolejnym potencjalnym mechanizmem jego zwiększonej zdolności do rozprzestrzeniania się. Badania sugerują, że możliwym wyjaśnieniem zwiększonej zdolności wariantu delta do replikacji jest to, że mutacje w białku wypustek prowadzą do bardziej wydajnego wiązania białka wypustek z gospodarzem za pośrednictwem receptora ACE-2.
Wariant delta nabył również mutacje, które umożliwiły mu uniknięcie przeciwciał neutralizujących, które odgrywają kluczową rolę w obronie organizmu przed inwazyjnym wirusem. To może wyjaśniać, dlaczego, jak pokazało wiele raportów , szczepionki COVID-19 były nieco mniej skuteczne przeciwko wariantowi delta . To połączenie wysokiej przepuszczalności i unikania odporności może pomóc wyjaśnić , w jaki sposób wariant delta stał się tak skuteczny .
Badania pokazują również, że osoby zakażone wariantem delta mają większe ryzyko hospitalizacji w porównaniu do osób zakażonych oryginalnym SARS-CoV-2 i wczesnymi wariantami. Uważa się, że jedna szczególna mutacja w białku kolczastym wariantu delta — mutacja P681R — jest kluczowym czynnikiem wpływającym na jego lepszą zdolność do wnikania do komórek i wywoływania cięższej choroby.
Czy Omicron zastąpi Delta?
Jest zbyt wcześnie, aby stwierdzić, czy wariant omikronowy jest lepiej dopasowany niż delta, czy też stanie się dominujący. Omicron dzieli pewne mutacje z wariantem delta, ale posiada również inne, które są zupełnie inne. Ale jednym z powodów, dla których my w środowisku naukowym jesteśmy szczególnie zaniepokojeni, jest to, że wariant omikronowy ma 10 mutacji w domenie wiążącej receptor – części białka kolczastego, które oddziałuje z receptorem ACE-2 i pośredniczy w wejściu do komórek – w porównaniu z tylko dwoma dla wariantu delta.
Załóżmy, że połączenie wszystkich mutacji w omikronie sprawia, że jest on albo bardziej zakaźny, albo lepiej w unikaniu immunologicznym niż delta. W takim przypadku mogliśmy zaobserwować rozprzestrzenianie się tego wariantu na całym świecie. Jednak możliwe jest również, że niezwykle duża liczba mutacji może być szkodliwa dla wirusa i spowodować jego niestabilność.
Jest wysoce prawdopodobne, że wariant omikron nie jest grą końcową i że pojawi się więcej wariantów SARS-CoV-2. Ponieważ SARS-CoV-2 nadal rozprzestrzenia się wśród ludzi , dobór naturalny i adaptacja zaowocują większą liczbą wariantów, które mogą być bardziej przenośne niż delta.
Z wirusów grypy wiemy, że proces adaptacji wirusa nigdy się nie kończy . Niższe wskaźniki szczepień w wielu krajach oznaczają, że wciąż jest wielu nosicieli podatnych na wirusa i że będzie on nadal krążył i mutował, dopóki może się rozprzestrzeniać. Pojawienie się wariantu omikronu jest kolejnym przypomnieniem o pilnej potrzebie szczepień w celu powstrzymania dalszego rozprzestrzeniania się i ewolucji SARS-CoV-2.
Suresh V. Kuchipudi jest profesorem nowych chorób zakaźnych na Penn State University. Otrzymuje fundusze od Narodowego Instytutu Zdrowia Stanów Zjednoczonych, Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych oraz Narodowej Fundacji Nauki Stanów Zjednoczonych.
Ten artykuł został ponownie opublikowany z The Conversation na licencji Creative Commons. Oryginalny artykuł można znaleźć tutaj .
