Čt. Čvc 18th, 2024

Nové varianty SARS-CoV-2 změnily povahu pandemie. Co očekávat od viru v blízké budoucnosti?



Když v květnu 2020, pět měsíců po začátku šíření viru SARS-CoV-2 po celé planetě, byl specialista na vývoj virů Edward Holmes (Edward Holmes) z University of Sydney (Austrálie) požádán, aby předpověděl, co k pandemii dojde příště, navrhl, že se virus změní, aby se alespoň částečně naučil vyhýbat lidské imunitě. Ale s největší pravděpodobností závažnost onemocnění, které způsobuje, časem slábne a nakažlivost (schopnost se šířit) zůstane na stejné úrovni. To znamená, že podle tehdejší Holmesovy prognózy nebude v blízké budoucnosti evoluce hrát klíčovou roli ve vývoji pandemie.

„Uplynul rok a ukázalo se, že jsem se mýlil téměř ve všem,“ říká Holmes. Ne ve všem: SARS-CoV-2 se skutečně vyvinul směrem, který mu umožňuje lépe se vyhýbat lidským protilátkám. Zároveň se ale virus stal o něco virulentnějším (to znamená smrtícím), ale mnohem nakažlivějším a tyto změny měly obrovský dopad na průběh pandemie.

Varianta delta, která nyní na planetě většinou koluje, je tak radikálně odlišná od původního kmene, který se objevil ve Wu-chanu na konci roku 2019, že úřady v mnoha zemích po celém světě jsou nuceny přijmout naléhavá opatření – urychlit hromadné očkování, rozšířit nebo znovu zavést režim roušek a tak dále.

Pokud jde o cíl dosažení populační imunity, o kterém se hodně mluvilo na začátku pandemie, kdy bude v populaci tolik očkovaných nebo uzdravených lidí, že virus prostě nebude mít koho nakazit, pak , zřejmě by se na to mělo zapomenout.

S rozšířením delty jsem si uvědomil, že je prostě nemožné dosáhnout stádní imunity.
Müge Çevik

specialista na infekční onemocnění z University of St. Andrews (UK)

A vše „nejzajímavější“ spojené s dalším vývojem SARS-CoV-2 teprve přijde, říká Aris Katzourakis, evoluční biolog z University of Oxford (UK). Nyní lidská populace dosáhla úrovně imunity, která podporuje evoluční konkurenci a nutí virus, aby se nadále přizpůsoboval a měnil. Infekce se zároveň nekontrolovatelně šíří ve většině světa, takže virus má všechny příležitosti k rozmnožování a vytváření nových mutací.

Předpovědět, kam nás tyto znepokojivé faktory zavedou, je však stejně obtížné jako před rokem a půl.

13 nejnebezpečnějších míst pro koronavirus:

Jsme mnohem úspěšnější ve vysvětlování minulosti než v předpovídání budoucnosti.
Andrew Read

evoluční biolog na University of Pennsylvania (USA)

Evoluce viru je založena na náhodných mutacích, které jednoduše nelze předvídat. „Je to všechno velmi, velmi komplikované, matoucí a nejednoznačné, nemůžeme vědět, co je vůbec možné, dokud se to nestane. Tohle není fyzika pro vás a všechno se neděje na kulečníkovém stole,“ poznamenal Reid.

Nicméně jiné viry mohou evolučním biologům napovědět, jakým směrem se může situace s SARS-CoV-2 vyvíjet. Epidemie v minulosti ukazují, že koronavirus se může stát ještě nakažlivější než delta varianta.

Reed například věří, že SARS-CoV-2 má každou příležitost porazit lidstvo. Covid, onemocnění způsobené virem, nejenže nebude méně závažné. Nemoc se v budoucnu může stát mnohem smrtelnější než nyní, jako se to stalo s virem chřipky, který způsobil pandemii španělské chřipky v roce 1918.

A přestože vakcíny stále „drží linii“, historie ukazuje, že další vývoj viru může zcela zničit jejich ochranný účinek. Zároveň tento proces nemusí být okamžitý, ale lidstvu zabere dostatek času, aby přizpůsobilo vakcíny měnící se hrozbě viru.

Vysvětlení minulosti: jak se koronavirus vyvíjel

Od ledna 2020 byly dešifrovány a zveřejněny online více než dva miliony virových genomů, což umožňuje pozorovat neuvěřitelně podrobný obraz genetických změn, kterým SARS-CoV-2 prochází. Je však velmi obtížné zjistit, jaký je jejich význam. Každá z mutací je jen mírnou úpravou v návodu, podle kterého se syntetizují virové proteiny. Která mutace nakonec zůstane a rozšíří se, závisí na tom, jak užitečné jsou tyto modifikované proteiny pro virus v reálném světě.

Většina mutací nedává viru žádnou výhodu a je velmi obtížné předem izolovat ty, které fungují. Nejčastěji se jedná o změny ovlivňující spike protein, který se nachází na povrchu virové částice a umožňuje jí připojit se k lidským buňkám.

Ale mutace v jiných částech virového genomu mohou být stejně důležité, i když pochopit, co znamenají, je obtížnější, protože funkce mnoha genů zůstávají nejasné. Navíc dopad kterékoli z nových genetických změn na virus jako celek závisí na těch mutacích, které se již nahromadily dříve. To vše znamená, že potenciálně úspěšnou variantu nelze identifikovat pouze na základě dekódovaného genomu. Vědci mohou hledat ty mutace, které vysvětlují úspěch konkrétního kmene, až poté.

V určitém okamžiku na samém začátku pandemie tedy SARS-CoV-2 získal mutaci D614G a právě jí vděčí za svůj ohromný úspěch – díky této mutaci se schopnost viru šířit mezi lidmi se výrazně zlepšila. Varianta D614G se rychle rozšířila a byly z ní odvozeny téměř všechny aktuálně cirkulující kmeny.

Poté, na konci roku 2020, byla u pacientů z britského hrabství Kent identifikována nová alfa varianta, která se ukázala být o 50 % infekčnější než původní kmen „Wuhan“. A delta varianta, která si již podmanila celý svět, je o 40-60 % nakažlivější než alfa. Přitom výhody té či oné možnosti nelze vždy vidět v laboratoři nebo při testování na zvířatech. Objevují se pouze v reálném světě, když virus začne „kosit“ velké masy lidí.

Koronavirus zabíjí: hvězdy, které zemřely na pandemii:

„Za rok se účinnost viru ztrojnásobila, a to se pro mě ukázalo jako největší překvapení,“ říká Holmes. „Podcenil jsem ho.“ Mnoho dalších vědců může říci totéž o SARS-CoV-2 a o sobě, kteří byli na začátku pandemie velmi skeptičtí ohledně schopnosti viru vyvíjet se tak rychle.

Případ SARS-CoV-2 lze navíc považovat za ojedinělý – vědecká komunita dosud nikdy neměla příležitost pozorovat, jak se zcela nový virus šíří téměř v reálném čase v lidské komunitě a prochází genetickými změnami které tomu pomáhají. Dříve se vědci zabývali patogeny, které mezi lidmi kolovaly po staletí, a proto byl jejich vývoj zcela odlišný.

Smrtelné náklady

Nové varianty SARS-CoV-2 se zdají být nejen nakažlivější, ale také smrtelnější. Nedávná studie ukázala, že u pacientů infikovaných delta variantou byla dvakrát vyšší pravděpodobnost hospitalizace než u pacientů infikovaných alfa variantou.

Není to poprvé, co se nová infekce rychle stala závažnější. Podle epidemioložky Lone Simonsen z Roskilde University v Dánsku byla druhá vlna pandemie španělské chřipky v letech 1918–1919 šestkrát smrtelnější než ta první.

Oblíbeným předpokladem je, že viry se postupem času stávají méně nebezpečnými, což umožňuje jejich hostitelům žít déle, a tím šířit infekci. To je ale podle Holmese velmi zjednodušený pohled na vývoj virulence virů, ve skutečnosti je vše mnohem složitější. V případě SARS-CoV-2 nastává vrchol infekčnosti v prvních dnech po infekci, kdy se virus aktivně množí v horních cestách dýchacích, a závažné onemocnění se rozvíjí později, kdy virus sestupuje do dolních cest dýchacích. Nic tedy nebrání šíření smrtelnějších variant viru.

Únik před imunitou?

Od samého počátku pandemie se vědci nejvíce obávali, že se virus „naučí“ vyhýbat se imunitě vyvinuté v důsledku infekce nebo v důsledku očkování. Ve skutečnosti již bylo identifikováno několik variant, které mají „maskovací“ změny v spike proteinu, což ztěžuje jejich rozpoznání pro protilátky. Podle evolučních biologů Dereka Smithe (Derek Smith) z University of Cambridge (UK) a Davida Montefioriho je však navzdory všeobecnému strachu vyvolanému zprávami o možném poklesu účinnosti vakcín ještě příliš brzy na strach. (David Montefiori) z Duke University (USA).

Covid Art: 15 vynikajících obrazů na stěnách:

Smith, Montefiori a jejich kolegové sestavili takzvanou antigenní mapu, která ukazuje rovnováhu mezi imunitou a nejdůležitějšími variantami viru. Čím jsou varianty od sebe vzdálenější, tím hůře protilátky proti jedné z nich neutralizují druhou. Ukázalo se, že alfa varianta je v tomto smyslu velmi blízká původnímu kmeni „Wuhan“, což znamená, že protilátky proti jedné jsou vhodné pro druhou. Delta varianta se přitom od původní verze viru „odsunula“ mnohem dále, takže plně očkované lidi infikuje poněkud častěji než předchozí varianty. Zároveň však existují varianty, které se od původního viru posunuly ještě dále než delta, například beta varianta, ale tento „drift“ není doprovázen schopností uniknout imunitě.

Vědci se domnívají, že mapa obecně ukazuje, že v tuto chvíli se virus nepohybuje žádným konkrétním směrem. Pokud lze verzi „Wuhan“ přirovnat k městu, virus nyní „jezdí na elektrických vlacích“, studuje své okolí a necestuje do dalšího města. Alespoň prozatím.

Předvídání budoucnosti: jak bude pandemie vypadat v roce 2022?

I když není možné přesně předpovědět, jak se tyto tři klíčové parametry – infekčnost, virulence a únik imunitního systému – změní v nadcházejících měsících, některé faktory, které ovlivní trajektorii událostí, jsou již jasné.

Jednou z nich je imunita, která se díky masovému očkování a vysoké nakažlivosti viru rychle objevuje v lidské populaci. Imunita na jedné straně snižuje pravděpodobnost infekce, a i kdyby k ní došlo, může viru ztížit replikaci v buňkách. To znamená, že čím více lidí v populaci je očkováno, tím menší je pravděpodobnost, že virus zmutuje.

Ale na druhou stranu každá varianta, která získala schopnost vyhýbat se imunitnímu systému, má obrovskou výhodu oproti jiným, nakažlivějším variantám. To je důvod, proč nyní, v situaci, kdy více než dvě miliardy lidí na planetě dostaly alespoň jednu dávku vakcíny a stovky milionů onemocněly covidem, je svět v kritickém bodě, věří Holmes.

15 jednoduchých a spolehlivých způsobů, jak se vypořádat se stresem:

Zároveň se někteří vědci domnívají, že virus již dosáhl nebo se chystá dosáhnout limitů své infekčnosti a v tomto parametru dosáhne plató. Zároveň podle evolučního virologa Kristiana Andersena z Scripps Research Institute (USA) má SARS-CoV-2 „stále kam růst“ – virus spalniček je považován za šampióna v nakažlivosti, který je třikrát infekčnější než aktuální varianta. delta.

Není také jasné, do jaké míry si virus vyvine schopnost vyhýbat se imunitnímu systému. Tato otázka je velmi znepokojivá, protože určuje, zda lidstvo bude muset neustále aktualizovat vakcíny proti koronaviru, jako je tomu u vakcín proti chřipce.

Některá vodítka k budoucnosti SARS-CoV-2 mohou pocházet z jiných koronavirů, které mezi lidstvem kolují již dlouhou dobu – způsobují běžné nachlazení. Některé z nich jsou schopny infikovat již nemocné znovu, ale zatím nebylo jasné, zda je to způsobeno oslabením imunitního systému, nebo tím, že se virus mění a učí se ho obcházet. Jedna z nedávných studií ukázala, že to druhé je pravda – virus skutečně zmutoval a začal opouštět imunitní systém, ale tento proces trval nejméně deset let. Nyní se vědcům zdá, že SARS-CoV-2 se v tomto smyslu chová v podstatě stejným způsobem.

Další nová studie ukázala, že virus potřebuje 20 mutací v spike proteinu, aby se zcela vyhnul imunitě. To znamená, že laťka, kterou je třeba dosáhnout, abychom se zcela vyhnuli imunitní ochraně, je velmi vysoká, poznamenal jeden z autorů, virolog Paul Benesh (Paul Bieniasz) z Rockefellerovy univerzity (USA). „Je ale velmi obtížné podívat se do křišťálové koule a říci, zda bude pro virus snadné tuto laťku překonat, nebo ne,“ dodal Beneš.

„Zdá se docela pravděpodobné, že úplné vyloučení imunity není snadný úkol. Protiargumentem však může být, že přírodní výběr řeší všechny problémy jako žádný jiný a virus na tuto cestu vlastně právě vstoupil,“ říká další odborník William Hanage z Harvardské univerzity.

Zkrácený překlad článku Kai Kupferschmidta z sciencemag.org.


Přečtěte si také:
Jak zhubnout v pase a břiše
Anémie z nedostatku železa, diagnostika a léčba
Otékání pravého kotníku
Jak dělat domácí úkoly, abyste pomohli svým dětem
Lahodná ječná kaše, zajímavé kuchařské recepty
Léčba hepatitidy C
Kombucha, pozdrav ze SSSR
Hubnutí jídelníček pro muže
Léčba kýly krční páteře
Analýza názoru na obezitu dědičnou
Jak na velke ramena
3 nejčastější typy zlomenin
Fitness žen, pravidla domácího cvičení
Jak se zbavit manipulace ve vztahu s přítelkyní
Proč mě bolí palec
U alergiků je méně pravděpodobné, že se nakazí koronavirem SARS CoV 2
Jsem mořský muž, učíme se pít vodu bez stresu
Recepty zajímavých jídel z červeného zelí
Stejně jako na sponkách do vlasů, vše o nových doplňcích v Krygina Beauty Store
Acidofilní mléko a hubnutí