Objašnjeno: Covid-19 mutacije, ključne varijante i učinkovitost cjepiva

Mutantni sojevi Covid-19 sada i dalje ostaju ključna briga, s virusom koji se kontinuirano razvija koji izaziva nove izazove i mnoge zemlje izvještavaju o porastu prodora infekcija među potpuno cijepljenim ljudima.

Testiranje stanovnika u stambenom društvu Giriraj u Seawoodsu. (Ekspresna fotografija Amita Chakravartyja)

Virus Covid-19 doživio je tisuće mutacija otkako je prvi put identificiran, a neke od njih dovele su do varijanti koje uspješnije izbjegavaju antitijela i pridonose porastu infekcija. Mutantni sojevi sada ostaju ključna briga, s virusom koji se kontinuirano razvija koji izaziva nove izazove i mnoge zemlje izvještavaju o porastu prodora infekcija među potpuno cijepljenim ljudima.

Klasifikacija mutantnih sojeva Covida

Prirodno je da svi virusi mutiraju tijekom vremena, a takve su promjene osobito česte kod virusa koji imaju RNA kao genetski materijal, kao u slučaju koronavirusa i virusa gripe.

Jednom kada virus uđe u ljudsko tijelo, njegov genetski materijal - RNA ili DNK - ulazi u stanice i počinje stvarati kopije samog sebe koje mogu zaraziti druge stanice. Kad god se dogodi pogreška tijekom ovog procesa kopiranja, ona pokreće mutaciju.

Povremeno dolazi do mutacije kada se genetske pogreške koje se uvedu tijekom kopiranja pokažu da su korisne za virus - one pomažu virusu da se kopira sam ili lakše uđe u ljudske stanice.

Kad god virus široko cirkulira u populaciji, što se više širi i umnožava, povećavaju se njegove šanse za mutiranje.

Prema modelu klasifikacije koji je razvila međuagencijska skupina američke vlade SARS-CoV-2 (SIG) i koju slijedi Centar za kontrolu i prevenciju bolesti (CDC), značajne mutacije Covid-19 dijele se u tri tipa — Varijanta interesa, varijanta zabrinutosti i varijanta visoke posljedice.

Ovaj SIG osnovan je kako bi poboljšao koordinaciju između CDC-a, Nacionalnog instituta za zdravlje (NIH), Uprave za hranu i lijekove (FDA), Biomedicinskog naprednog istraživanja i razvoja (BARDA) i Ministarstva obrane (DoD). Njegova je funkcija karakterizirati nove varijante i proučavati kako standardni protokoli liječenja i cjepiva djeluju protiv ovih mutantnih sojeva.

SZO također klasificira značajne mutantne sojeve kao varijante zabrinutosti (VOC) i varijante od interesa (VOI). No klasifikacije CDC-a mogu se razlikovati od klasifikacije WHO-a, a mogu postojati i razlike među zemljama i lokacijama.

Na primjer, indijska vlada je rekla da je Delta Plus (AY.1) varijanta zabrinutosti, dok su njezinu roditeljsku lozu - Delta - WHO i CDC klasificirali kao VOC.

WHO je predložio korištenje grčke abecede za HOS i VOI kako bi se osiguralo da se oznake koje se koriste budu jednostavne za izgovor i ne stigmatiziraju.

Varijante zabrinutosti (VOC)

CDC definira VOC kao varijantu za koju postoje dokazi o povećanju prijenosa, težim bolestima (npr. povećane hospitalizacije ili smrti), značajnom smanjenju neutralizacije antitijelima stvorenim tijekom prethodne infekcije ili cijepljenja, smanjenoj učinkovitosti liječenja ili cjepiva , ili kvarovi u dijagnostici.

Hlapljive organske tvari obilježene su povećanom prenosivosti i potencijalom izazivanja težih oblika bolesti, smanjenom neutralizacijom antitijelima nastalim tijekom prethodne infekcije i sposobnošću da izazovu više infekcija u cijepljenim osobama.

Za sada postoje četiri HOS-a — Alfa (B.1.1.7), Beta (B.1.251), Gama (P.1) i Delta (B.1.617.2).

Alfa varijanta (B.1.1.7): Prema WHO-u, Alpha varijanta je prvi put identificirana u Velikoj Britaniji u rujnu 2020., a sada se proširila u najmanje 173 zemlje, prema WHO-u. Varijanta ima 23 mutacije od kojih je osam u proteinu virusa. Od toga, tri mutacije šiljastog proteina - N501Y, 69-70del i P681H - imaju najveći utjecaj.

Mutacija N501Y pomaže da se šiljasti protein virusa čvršće veže za ACE2 receptore ljudskih stanica, dok druge dvije ključne mutacije povećavaju prenosivost. Prema CDC-u, Alpha varijanta je 50% prenosiva od izvornog soja i može uzrokovati teže infekcije.

Beta varijanta (B.1.251): Prvi put otkriven u Južnoj Africi u svibnju 2020., B.1.251 je označen kao VOC u prosincu 2020. Varijanta je sada otkrivena u najmanje 122 zemlje. Soj ima osam mutacija, od kojih su tri značajne - N501Y, K417N i E484K.

Kao iu slučaju Alpha varijante, mutacija N501Y pomaže virusu da se čvršće veže na ACE2 receptore, dok druge dvije mutacije pomažu virusu da lakše izbjegne imunitet.

Beta varijanta je također oko 50% prenosiva od izvornog soja i može uzrokovati teže infekcije.

Gama varijanta (P.1): Gamma varijanta nastala je u Brazilu u studenom 2020. nakon čega je izazvala značajan porast infekcija i povećan broj hospitalizacija u toj južnoameričkoj naciji. Otkriven je u Japanu u siječnju 2021., a potom se proširio na 74 zemlje.

Varijanta ima 11 mutacija u svom šiljkom proteinu, od kojih mutacije N501Y i K417T pomažu virusu da se čvršće veže na stanice, dok ga E484K čini otpornijim na antitijela.

Gamma varijanta dvostruko je prenosiva od originalnog soja Covid-19.

Delta varijanta (B.1.617.2): Najbrže širenje varijante koja je također izazvala oštar porast slučajeva tijekom drugog vala u Indiji, Deltait je podloza varijante B.1.617, koja je bila poznata kao dvostruki mutantni soj.

Prvi put otkrivena u Indiji, varijanta Delta prema WHO-u pokazala je značajno povećanu prenosivost. Dvostruko je prenosiviji od originalnog soja Covid-19 i 60 posto prenosiviji od Alpha varijante. Soj ima nekoliko ključnih mutacija, s L452R i D6146 koji mu omogućuju da se čvršće veže na stanice receptora, a druge poput P681R omogućuju mu da lakše izbjegne imunitet.

PHE je rekao da Delta uzrokuje povećani rizik od hospitalizacije u odnosu na istovremene slučajeve Alpha. Varijanta se sada proširila u najmanje 104 zemlje.

Varijante interesa (VOI)

CDC definira VOI kao varijantu sa specifičnim genetskim markerima koji su povezani s promjenama vezanja receptora, smanjenom neutralizacijom antitijelima stvorenim protiv prethodne infekcije ili cijepljenja, smanjenom učinkovitosti liječenja, potencijalnim dijagnostičkim utjecajem ili predviđenim povećanjem prijenosa ili težine bolesti .

WHO kaže da varijanta od interesa može postati varijanta zabrinjavajuće ako pokazuje povećanje prijenosa ili štetne promjene u epidemiologiji COVID-19, povećanje virulencije ili promjenu kliničke prezentacije bolesti ili smanjenje učinkovitosti javnozdravstvenih i socijalnih mjera ili dostupne dijagnostike, cjepiva, terapije.

Međutim, oni su klasificirani kao VOI sve dok ne postoje uvjerljivi dokazi koji sugeriraju da su dovoljno smrtonosni da se klasificiraju kao VOC. Na primjer, Kappa varijanta (B.1.617.1) potječe iz iste loze kao i Delta, ali se pokazalo da je potonja daleko opasnija i raširenija.

Nasuprot tome, Lambda varijanta (C.37), koji je prvi put otkriven u Peruu, smatra se prijetnjom u nastajanju, a istraživanja u Čileu pokazuju da ima veću infektivnost od Alpha i Gamma. Iako znanstvenici i dalje pomno prate Lambdu, sada nema dovoljno uvjerljivih dokaza da bi se klasificirala kao VOC. Ovo je uobičajen čimbenik za druge mutantne sojeve koji su klasificirani kao VOI - ili nisu dovoljno dobro shvaćeni ili preliminarna istraživanja sugeriraju da se ne mogu povezati s povećanim rizikom od infekcija na značajnoj razini.

Ali značajne mutacije proteina šiljaka i rizik od lakšeg izbjegavanja imuniteta zajednički su svima njima, kao u Eta varijanti (B.1.525) identificiranoj u Ujedinjenom Kraljevstvu i Nigeriji, varijanta Iota (B.1.526) prvi put otkrivena u New Yorku, Epsilon varijanta (B.1.427/B.1.429) prvi put pronađena u Kaliforniji, Zeta varijanta (P.2) prvi put otkrivena u Brazilu ili B.1.617.3 (neimenovana varijanta) pronađena u Indiji koja dijeli istu roditeljsku lozu (B .1.617) kao Delta i Kappa.

R-naught vrijednost i visoka infektivnost mutantnih varijanti

Nedavno objavljena studija, provedena tijekom svibnja i lipnja u Guangzhouu u Kini, otkrila je da je iz uzoraka koje je analizirao virusno opterećenje pacijenata zaraženih varijantom Delta bilo oko 1000 puta veće od onog u sojevima 9A/19B od 2020. godine. sugerira potencijalno bržu stopu replikacije virusa i veću infektivnost Delta varijante u ranoj fazi infekcije. Varijanta je također imala puno bolji imunološki mehanizam za bijeg.

Uspoređujući R-ništa ( R0 ) vrijednosti nam daje poštenu ideju o tome kako su varijante zabrinutosti sada zaraznije od izvornog soja Covid-19. R-naught, ili osnovni reprodukcijski broj, predstavlja, u prosjeku, broj ljudi na koje se može očekivati ​​da će jedna zaražena osoba prenijeti tu bolest, a time i širinu zarazne bolesti.

Većina studija došla je do vrijednosti R-nol od 2,4-2,6 za izvorni soj Covid-19 pronađen u Wuhanu. Naknadne studije su otkrile da je vrijednost R-nula 4-5 za Alpha varijantu i 5-8 za Delta soj. To znači da je Delta zaraznija od velikih boginja koje su 1970-ih imale R-not od 3,5 do 4,5.

To bi moglo pomoći objasniti koliko je (u prosjeku) novih ljudi zaraženo slučajevima različitih virusa, uključujući varijante COVID-a. R0 je osnovna reprodukcijska vrijednost. Za velike boginje 1970-ih bilo je oko 3,5-4,5. Dakle, Delta varijanta je prenosiva više od velikih boginja. pic.twitter.com/tQziWBzPOI

— Larry Brilliant MD, MPH (@larrybrilliant) 27. lipnja 2021

Studija u Guangzhouu također je otkrila da u slučaju Delta varijante postoji iznimno visoka razina zaraznosti kod pacijenata čak i u predsimptomatskoj fazi. To znači da su ljudi u opasnosti od širenja virusa čak i prije nego što posumnjaju da bi mogli biti zaraženi.

Dobar primjer u tom smislu, koji također naglašava infektivnost varijante Delta, je slučaj prolaznog, beskontaktnog prijenosa, kako je nedavno objavljeno iz trgovačkog centra u blizini plaže Bondi u Sydneyu. Kako je snimljeno CCTV kamerom, vozač limuzine, koji je bio zaražen varijantom Delta, ali to tada nije znao, završio je tako što je zarazio još jednog muškarca koji je samo prošao blizu njega i nakratko stajao u njegovoj blizini. Australski dužnosnici ozbiljno su zabilježili snimku i samo nekoliko dana kasnije najavljeno je zatvaranje u Sydneyu.

bilten| Kliknite da biste dobili najbolja objašnjenja dana u svoju pristiglu poštu

Spike mutacije proteina

Virusi su obavijeni proteinima masne membrane (ili glikoproteinima jer su često prekriveni skliskim molekulama šećera) koji im pomažu da se spoje s staničnom membranom tijela.

Protein korona virusa jedan je od ovih virusnih glikoproteina u obliku linearnog lanca od 1273 aminokiseline, uredno presavijenih u strukturu, prošaranu s do 23 molekule šećera.

U slučaju SARS-CoV-2, šiljasti protein zaglavi se na otprilike sferičnoj virusnoj čestici, ugrađen je unutar ovojnice i projicira u svemir. Svaki virus Covida ima oko 26 šiljastih trimera koji mu pomažu da se uhvati za ljudske stanice - jedan od njih se veže na protein na površini ljudskih stanica nazvan ACE2, što omogućuje virusu da uđe u tijelo.

Mutacije koje uključuju značajne promjene u spike proteinu mogu biti zabrinjavajuće jer pokreću transformacije u strukturi i biokemijskom svojstvu virusa. To se može dogoditi kroz mutacije koje čine da se šiljci lakše lijepe za stanice ili sprječavaju da se antitijela vežu na njih.

Nedavno istraživanje objavljeno u Cellu pokazalo je da je mutacija proteina s jednim šiljkom možda igrala značajnu ulogu u pomaganju koronavirusu da preskoči sa životinja na ljude. Tijekom studije koju je vodio James Weger-Lucarelli, virolog na Virginia Techu u Blacksburgu, znanstvenici su otkrili da je aminokiselina treonin pronađena u koronavirusima koji su zaraženi šišmišima ili pangolinima zamijenjena aminokiselinom alaninom koja se nalazi u koronavirusa koji uzrokuje Covid-19. Istraživači su otkrili da je zamjenu omogućila jedna mutacija, nazvana T372A, koja je uklonila neke šećere koji su prekrivali protein šiljaka i omogućila virusu bolji pristup ACE2 za probijanje u ljudske stanice.

Budući da mnogi lijekovi i cjepiva protiv Covida ciljaju na virusne glikoproteine, promjene u spike proteinu mogu ih učiniti manje učinkovitima. Na primjer, mutacija D614G to postiže tako što upozorava genetski kod za Covid spike protein promjenom jednog slova aminokiseline. Mutacija također čini šiljke stabilnijima, što olakšava virusu da se veže na ACE2 receptore.

Drugi primjer je varijanta Epsilon, koja ima dvije različite loze, B.1.427 i B.1.429, i koju je CDC nekada smatrao VOC-om, ali je kasnije degradiran na VOI. Varijanta Epsilon smanjuje neutralizirajuću moć protutijela izazvanih cjepivima ili prošlim infekcijama Covidom zbog mutacija koje su dovele do značajnih preuređivanja u kritičnim područjima šiljastog proteina virusa, otkrio je istraživački projekt Sveučilišta Washington u Seattleu i Vir Biotechnology. .

Studije elektronske kriomikroskopije na varijanti Epsilon pokazale su da mutacija na domeni vezanja receptora na proteinu šiljka smanjuje aktivnost 14 od 34 neutralizirajuća protutijela. Dvije druge mutacije dovele su do potpunog gubitka neutralizacije od strane svih 10 antitijela specifičnih za N-terminalnu domenu na spike proteinu.

Mutantni sojevi i smanjena učinkovitost cjepiva

Većina studija je zaključila da su cjepiva manje učinkovita protiv varijanti Covida nego protiv izvornog soja virusa.

Na primjer, studija PHE otkrila je da se učinkovitost cjepiva Oxford-AstraZeneca smanjuje na 74% u odnosu na Alpha varijantu i 64% na varijantu Delta. Ranije je kliničko ispitivanje faze 1b-2 objavljeno u New England Journal of Medicine pokazalo da je cjepivo AstraZeneca s samo 10,4% učinkovitosti protiv blagih do umjerenih infekcija uzrokovanih Beta varijantom.

Bharat Biotech je rekao da Covaxin nudi 65,2% zaštite od Delta varijante.

Nedavni podaci izraelskog ministarstva zdravstva pokazuju da dvije snimke Pfizera nude 64% zaštite od Covida, a opažanje dolazi u trenutku kada je više od 90 posto slučajeva prijavljenih u bliskoistočnoj zemlji u posljednje vrijeme uzrokovano Delta varijanta.

Štoviše, studija u The Lancetu pokazala je da jedna doza cjepiva Pfizer nudi samo 32% zaštite od Delte, a razina neutralizirajućih antitijela čak i nakon dvije injekcije je preko pet puta niža protiv Delta varijante nego protiv originalnog Covid-19. naprezanje.

Osim cjepiva, većina varijanti manje je osjetljiva na terapijske intervencije i liječenje monoklonskim antitijelima.

Međutim, većina studija je pokazala da su gotovo sva cjepiva vrlo učinkovita u sprječavanju hospitalizacije.

Uz neka izvješća koja navode da dopunske injekcije mogu ponuditi bolju zaštitu od varijanti, mnoge zemlje sada uvode treću dozu cjepiva za starije osobe i osobe s oslabljenim imunitetom.

Podijelite Sa Svojim Prijateljima: