Тревожен модел, открит сред новите разновидности на коронавирус

Тревожен модел, открит сред новите разновидности на коронавирус
Тревожен модел, открит сред новите разновидности на коронавирус
Anonim

Коронавирусът води постоянна война срещу имунната система на човека. И с течение на времето тя ще продължи да се развива, пише авторът. Това означава, че човешките ваксини също трябва да се развиват заедно с вируса.

и през по -голямата част от 2020 г. коронавирусът, който причинява covid -19, се предаваше от човек на човек, натрупвайки мутации със стабилна скорост - две мутации на месец, което не е много впечатляващо за вирус. Като цяло тези мутации не са много мощни.

Наскоро обаче беше открито, че три вида коронавирус са възникнали независимо, очевидно, подобни мутации - и това въпреки факта, че тези генетични варианти на коронавируса са локализирани на много хиляди мили един от друг: във Великобритания, Южна Африка и Бразилия… (Мутацията е промяна в генома; генетичен вариант е вирус със специфичен набор от мутации.) Тези мутации са възникнали не една, не две, а цели три пъти (тук говорим само за тези, които са известни за нас) в генетични варианти с необичайно поведение; този факт ни позволява да приемем, че благодарение на тях вирусът получава еволюционно предимство. И трите генетични варианта вероятно ще станат по -чести. И е възможно и трите да бъдат предадени още по -бързо.

"Появата на мутации независимо една от друга и освен това на няколко различни места е предупредителен сигнал за всички нас", предупреждава Vineet Menachery, изследовател на коронавирус в Медицинското училище на Тексаския университет. Учените в момента се опитват да разберат дали коронавирусът може да се възползва от тези мутации и кои от тях.

На този етап обаче учените все още не са получили категоричен отговор; освен това все още нямаме достатъчно данни за генетичния вариант на коронавирус, открит в Бразилия. В допълнение към мутациите, общи за тези вируси, всеки от тези генетични варианти има голям брой уникални мутации. Бързото начало на цял набор от мутации е необичайно. Но вирусът се разпространява толкова бързо, че ще се сблъскваме с всякакви необикновени явления повече от веднъж. Обичайната честота на мутации е два пъти месечно. Но очевидно нямаме достатъчно разбиране за броя на мутациите в нестандартни случаи. „И това е нещо като сигнал за събуждане“, ми каза в интервю микробиологът Кристиан Андерсен от Центъра за медицински изследвания на Scripps.

Ролята на всяка мутация все още е неясна, но специфичната мутация в шип протеина (наричан "N501Y") заслужава специално внимание, тъй като присъства и в трите генетични варианта на коронавируса. Протеинът на шипа помага на коронавируса да навлезе в клетката, а самата мутация N501Y се локализира в особено важен регион, наречен рецептор-свързващ домен, който се прикрепя към клетката. Образно казано, мутацията N501Y прави протеина на шипа (шипа) по -лепкав, което улеснява прикрепването и проникването в клетката. Ето защо вирус с този тип мутации може да се разпространи по -лесно. От друга страна, тази мутация очевидно не нанася удар по имунитета, получен по време на ваксинацията.

Между другото, нека обясним какво имаме предвид, когато говорим за такива мутации. Както знаете, протеините са изградени от градивни елементи, наречени аминокиселини. Наличието на N501Y мутация означава, че 501 -вата аминокиселина, първоначално обозначена с буквата "N" (т.е.аминокиселина аспарагин) променен на "Y" (т.е. тирозин).

Въпреки това, мутацията N501Y не е уникална за тези три генетични варианта на вируса; този факт е установен чрез изучаване на редица аминокиселинни последователности, открити в различни страни по света. И трите от тези генетични мутации са придружени от много други мутации в други части на вируса - и това е необичайно. Според молекулярния епидемиолог Ема Ходкрофт от Университета в Берн, поведенческата промяна в генетичния вариант на вируса (напр. Повишената му предаваемост) вероятно е „свързана с повече от една, но с много мутации“. Роденият в Великобритания генетичен вариант има повече от дузина други мутации, които не са изследвани толкова задълбочено като N501Y. Но повишената преносимост на този вариант на вируса става все по -ясна: вирусът започна бързо да се разпространява не само във Великобритания, но и в Ирландия и Дания (голям брой проби редовно се подреждат в тези две страни). Американските центрове за контрол и превенция на заболяванията (CDC) наскоро предупредиха, че този вариант на вируса вероятно ще доминира в САЩ през март.

(Учените са дали на тези три генетични варианта на вируси специални имена, които, уви, все още не са се установили. Британският сорт се нарича така: „B.1.1.7“, „20I / 501Y. V1“и „VOC 202012 / 01 "; Южна Африка понякога се нарича" B.1.351 "или" 20C / 501Y. V2 "; бразилският сорт е известен като" P.1 "и" 20J / 501Y. V3 ".)

В южноафриканските и бразилските генетични варианти на коронавируса, втората и третата мутации, общи и за двете, се случват в рецептор-свързващия домейн на протеина шип, а именно: E484K и K417. Учените знаят малко повече за първата от тях (т.е. за мутацията E484K). С негова помощ зарядът на аминокиселина се променя от отрицателен в положителен - това е като смяна на полюсите на магнит. В резултат на това микробиологът Кристиан Андерсен твърди, че е вероятно формата на шип протеина също да се промени, когато се свърже с клетката, но тази промяна в заряда изглежда се случва едновременно с N501Y. Споменатите по -горе мутации, може би, заедно с други, са в състояние да стимулират по -ефективно прикрепването на коронавируса към клетката.

Но южноафриканските и бразилските генетични варианти на коронавирус също могат да имат допълнително свойство. Така в едно от последните проучвания се предполага, че вирусите с мутация E484K са в състояние по-ефективно да избягват антителата, получени от кръвната плазма на пациенти, които са се възстановили от covid-19. Някои вируси, при които е възникнала такава мутация, стават по -опасни при повторно заразяване или дори при заразяване на ваксинирани хора.

Вярно е, че тази гореспомената мутация сама по себе си е малко вероятно да нанесе удар върху имунитета, придобит в резултат на заболяване или след ваксинация. Според Винит Менахери, когато се използват ваксините, които имаме сега, „в тялото се появяват повече от достатъчно антитела и дори ако концентрацията им се намали наполовина, това количество антитела все пак ще бъде повече от достатъчно, за да устои на вируса“. "Дори ако нов генетичен вариант [на вируса] намали ефективността на антителата … с 50 процента, тялото все още може да се защити", каза Менахери. Изследванията продължават, учените искат да определят точно колко новата мутация намалява ефективността на ваксинациите; но ако през годините вирусът е натрупал нови мутации като E484K, тогава производителите на ваксини трябва да обмислят постоянно модифициране на своите продукти. Точно това правят с ваксината срещу грип, която се променя всяка година; Според производителите на ваксини, настоящите ваксини срещу covid -19 mRNA могат да бъдат модифицирани особено бързо - само за шест седмици.

В момента учените са задали следния въпрос: допринася ли това за малко предимство (т.е.способността на вируса да заобиколи имунната защита, получена в резултат на предварително развития имунитет) до разпространението на южноафрикански и бразилски генетични модификации? И двата генетични варианта първоначално бяха открити в части от Южна Африка и Бразилия с високи нива на инфекция с Covid-19, особено в град Манаус, Бразилия, където по-голямата част от населението е заразено с коронавирус. (В един доклад, публикуван през декември миналата година, авторите цитират 76 % от заразените, което вероятно е надценяване. Въпреки това, големият брой смъртни случаи от Covid-19, регистриран в региона, ни казва, че през 2020 г. наистина е имало силен огнище на болестта.) Южноафриканският генетичен вариант на вируса започва да се разпространява в Южна Африка; Ситуацията в Бразилия е по-малко ясна поради недостатъчни данни, но понастоящем Манаус наблюдава друг силен скок в заболеваемостта от COVID-19. Според Винит Менахери, придобитият имунитет е малко вероятно да обясни непременно увеличеното разпространение на тези варианти, особено след като Южна Африка все още не е близо до придобиване на стаден имунитет. Повишената преносимост на мутиралия коронавирус вече е предимство за него.

Други експерти предложиха следния сценарий (правдоподобен, но все още хипотетичен): генетичните варианти на коронавируса могат да се появят в тялото на имунокомпрометирани пациенти, които са останали заразени в продължение на няколко месеца. Обикновено, казва Ема Ходкрофт, „човешката имунна система едва може да устои и той я натиска“. Но при имунокомпрометирани пациенти имунният отговор е по -слаб. „Всичко е като обучение, по време на което има адаптация към човешката имунна система“, казва Ема Ходкрофт. Може би затова тези генетични варианти на коронавируса веднага са имали толкова много нови мутации - сякаш една или две години еволюция са се свили до няколко месеца. Най -вероятно това е доста рядко явление, но когато десетки милиони случаи на инфекциозна инфекция се регистрират в световен мащаб, тогава редките събития престават да бъдат редки.

Така след хронична инфекция може да се появи генетичен вариант на коронавирус, придружен от мутации, които му позволяват бързо да се прикрепи към клетката, като по този начин увеличава скоростта на нейното разпространение. Може би това се е случило с британската генетична модификация на вируса. Поради това вероятността от повторно заразяване може леко да се увеличи. И това може да се случи като в Бразилия, където вече са регистрирани два случая на повторно заразяване с нов генетичен вариант на коронавирус. Новият тип коронавирус, който е малко по-добър при заобикалянето на имунната бариера, разбира се, ще има предимство пред други форми на този вирус на места, където има огромен скок в инфекцията с COVID-19. Тези повторни инфекции може да не са толкова тежки и в същото време те все още не са често срещани, но с течение на времето този по-успешен вариант на коронавирус ще надделее. Коронавирусът води постоянна война срещу имунната система на човека. И с течение на времето тя ще продължи да се развива.

Това означава, че човешките ваксини също трябва да се развиват заедно с вируса. В Съединените щати обаче секвенирането се извършва само при много малък процент от инфекциите с COVID-19. (Стандартните диагностични тестове за COVID-19 включват изучаване само на няколко части от генома на коронавирус, а не на цялата последователност.) „Сан Диего е едно от онези места в нашата страна, където ситуацията е добра в този смисъл. Използваме секвениране при два процента от инфекциите. В сравнение с Великобритания и Дания това е изключително малко, казва микробиологът Кристиан Андерсен. "И ние трябва да променим тази ситуация." Резултатите от секвенирането се изпращат в отделни лаборатории у нас. Според Андерсен в САЩ е необходимо да се установи геномно наблюдение на федерално ниво. Това е единственият начин САЩ да получат информация за постоянно мутиращия вирус.

Препоръчано: