Nove različice virusa SARS-CoV-2

Spomladi 2020 so bili v velikem brazilskem mestu Manaus, ki leži v središču amazonskega deževnega gozda, prisiljeni umrle za boleznijo covida-19 pokopavati kar v množična grobišča. Večmilijonsko mesto je virus sars-cov-2 močno prizadel, saj so se v prvem valu z virusom srečali skorajda vsi meščani.

Protitelesa, ki se tvorijo ob prebolevanju okužbe, so našli pri kar treh četrtinah vseh prebivalcev mesta, kar je verjetno največji delež prebolele populacije na svetu. Prav zaradi naravne imunosti, ki se vzpostavi, ko je posameznik soočen z virusom in njegov imunski sistem zato tvori protitelesa, so bili meščani Manausa prepričani, da je najhuje za njimi. Domnevali so, da se lahko njihovo vsakdanje življenje zaradi dosežene čredne imunosti brez težav vrne nazaj v stare okvire, kot so jih poznali pred izbruhom epidemije.

Vendar so se hudo ušteli, saj se je število okužb v mestu konec leta 2020 spet začelo hitro povečevati. Januarja 2021 so imeli na dan že več umrlih kot maja 2020, številke pa so še kar rasle. Strokovnjaki so se seveda takoj lotili iskanja odgovora na vprašanje, zakaj prebivalci mesta, ki so virus že preboleli, niso več imuni.

Hitro so ugotovili, da je vir težav nova različica virusa sars-cov-2, ki se je začela hitro širiti po mestu, poimenovali pa so jo z oznako P.1 ali kar brazilska verzija virusa. Izkazalo se je, da ima ta različica nekaj mutacij, ki med drugim povzročijo, da protitelesa, ki jih je imunski sistem ustvaril med prebolevanjem starejše verzije virusa, niso več tako učinkovita, da bi uspešno zaustavila njegovo vstopanje v človeške celice in mu tako preprečila, da bi se razmnoževal.

Kako nastajajo različice virusa?

Virus sars-cov-2 mutira v povprečju enkrat ali dvakrat na mesec, kar je manj kot virus gripe. A če je hkrati okuženih zelo veliko ljudi, to pomeni veliko naključnih mutacij, med katerimi se lahko zelo redko pojavijo tudi takšne, ki so za virus koristne.

Najverjetneje je, da do nastanka novih različic virusa pride v telesu človeka z oslabljenim imunskim sistemom, ki je dolgo časa bolan. V več mesecih, kolikor nekateri prebolevajo covid-19, lahko virus v njih večkrat mutira in tako po naključju pridobi tudi kako sposobnost, ki mu omogoča bolj učinkovito razmnoževanje in širjenje.

Na srečo pride do takšnih dogodkov, ko se v bolniku z oslabljeno imunostjo, ki dolgotrajno preboleva bolezen, ustvari nova, bolj nevarna verzija virusa, razmeroma redko. A ko se to zgodi in ko takšna nova verzija virusa začne krožiti med ljudmi, hitro postane dominantna.

To se je zadnjega pol leta zgodilo vsaj že trikrat: v Braziliji, Južni Afriki in Veliki Britaniji. Povsod so imeli zelo hud izbruh bolezni in zato veliko obolelih. Proti nastajanju novih nevarnih verzij virusa se zato najbolj učinkovito borimo tako, da čim bolj zamejimo kroženje virusa oziroma porast novih okužb.

Nevarne mutacije virusa

Britanska različica z oznako B.1.1.7 ima kar 23 mutacij glede na izvorni genski zapis virusa, kot so ga prvič določili v začetku leta 2020 na Kitajskem. Kar 17 od teh mutacij pa se je pojavilo naenkrat. Najverjetneje je tudi v tem primeru prišlo do kopičenja sprememb virusa pri posamezniku z oslabljenim imunskim sistemom, ki je bil dolgo časa bolan.

V njegovem telesu so se virusi neprestano množili, ob tem pa je prihajalo do naključnih napak pri pomnoževanju. Ker pa njegov imunski sistem skozi mesece ni in ni uspel premagati virusa, so se mutacije namnožile. Pomembno je bilo tudi, da je novi različici virusa uspelo okužiti ljudi v okolici, kar je pomenilo, da se je začela širiti po populaciji.

Poleg naključnih točkovnih mutacij, ki pomenijo zamenjavo ali izbris posamezne črke v genskem zapisu, lahko pride pri virusih tudi do medsebojne izmenjave genskega materiala. To je značilno predvsem za viruse gripe, ko dve različni verziji virusa okužita isto človeško celico. Takrat se lahko njun dedni material pomeša, čemur bi po analogiji lahko rekli tudi virusno spolno razmnoževanje. Tako dobimo iz dveh verzij virusa, ki sta okužili isto celico, več novih verzij, v katerih so genski zapisi in s tem pripadajoče mutacije dodatno pomešani.

Da bi preprečili nastajanje novih različic virusa, bi bilo morda smiselno, da bi strateško prednostno cepili tudi ljudi z oslabljenim imunskim sistemom, kot so denimo nekateri bolniki z rakom, saj tako ne zaščitimo le njih, ampak hkrati virusu preprečimo, da bi se učinkovito spreminjal in se tako morda preoblikoval v kako še bolj nalezljivo verzijo. A težava je v tem, da cepivo pri ljudeh z oslabljenim imunskim sistemom morda sploh ne sproži ustreznega imunskega odziva, ki bi jim omogočil učinkovito obrambo pred virusom. Ljudem z oslabljenim imunskim sistem zato med zdravljenjem včasih vbrizgajo tudi umetno proizvedena monoklonska protitelesa ali protitelesa ljudi, ki so bolezen že preboleli, saj svojih lastnih ne uspejo tvoriti v dovolj velikih količinah.

Mutacije, ki povzročajo največ skrbi

Nekaj mutacij virusa, ki so se neodvisno pojavile na različnih koncih sveta, je posebej pomembnih. Trenutno so v porastu različice virusa z mutacijo N501Y, kar pomeni, da se je pri njih spremenila ena od aminokislin v zgradbi in obliki za virus značilnega koničastega proteina. Malenkost spremenjena zgradba koničastega proteina virusu omogoči, da se bolj učinkovito veže na receptor ACE2 na človeških celicah in tako lažje oziroma pogosteje vstopa v celice.

Skupaj s še nekaterimi drugimi mutacijami ta sprememba v zgradbi značilnega koničastega izrastka virusu omogoči, da je bistveno bolj kužen kot virusi, ki te mutacije nimajo. Zato ne preseneti podatek, da je mutacija N501Y prisotna pri vseh treh različicah virusa, ki se trenutno najhitreje širijo po svetu: brazilski, južnoafriški in britanski.

Morda še bolj skrb vzbujajoča je mutacija E484K, ki jo imata brazilska in južnoafriška različica virusa, ne pa tudi britanska, čeprav so jo tudi pri tej verziji že opazili, a le v zelo majhnem številu. Mutacija E484K prav tako povzroči spremembo v zgradbi virusa na koničastem proteinu, njena posledica pa je, da oteži vezavo že obstoječih protiteles, ki jih je imunski sistem razvil med okužbo s starejšimi različicami virusa. Mutacija E484K povzroči močnejšo vezavo koničastega proteina virusa na človeško celico in slabšo vezavo na že obstoječa protitelesa, ki se sicer vežejo na mesto, s katerim se virus pritrdi na celico.

Laboratorijski testi so pokazali, da so obstoječa protitelesa zaradi mutacije kar desetkrat manj učinkovita pri vezavi na virus, kar pomeni, da bistveno slabše preprečujejo njegovo vstopanje v človeške celice. Prav ta sprememba v virusu je najverjetneje glavni razlog za to, da imajo v brazilskem mestu Manaus zdaj ponovni izbruh epidemije, čeprav so domnevali, da so že dosegli naravno čredno imunost.

Bodo cepiva uspešna proti novim različicam?

Že v začetku leta 2020 je nekje na Kitajskem prišlo do mutacije D614G, ki se je prav tako zgodila na koničastem proteinu virusa. Ta sprememba v virusu je bila tako učinkovita, da je v nekaj mesecih spomladi 2020 izrinila izvorno verzijo virusa in postala dominantna povsod po svetu. K sreči pa takratna nova različica virusa ni povzročala hujše oblike bolezni, prav tako ni vplivala na učinkovitost diagnostičnih metod oziroma testov.

V začetku leta 2021 tudi pri nas opažamo zelo hitro rast deleža angleške verzije virusa z mutacijo N501Y, prav tako med naključnim vzorčenjem zaznavajo vse več različice virusa, ki ima mutacijo E4A84K.

Ker so bila trenutno dostopna cepiva izdelana in preizkušena na različicah virusa, ki so prevladovale v letu 2020, je pomembno vprašanje, kako se bodo izkazala pri vzpostavitvi imunosti na nove različice virusa. Kot vse kaže, so cepiva učinkovita proti britanski različici virusa, žal pa trenutno še ne vemo natančno, kako dobra je zaščita proti brazilski in južnoafriški različici. Nekatere prve raziskave niso bile spodbudne, a trenutno kaže, da zaščita obstaja, vendar je slabša.

-