Какво знаем за вариантите на Covid-19

Снимка: ВВС

Разбирането какво стимулира появата на нови варианти на коронавируса и какво означават промените ще бъде от решаващо значение в нашата надпревара за оръжия срещу Covid-19.
В началото на своето съществуване Covid-19 придоби способност, която ще се окаже решаваща в отношенията му с хората. Вирусът отчете на пръв поглед малка промяна в генетичния си код, с което стана възможно прилеп да зарази човек.

В това малко парче геном обаче бяха включени инструкциите, които променяха ключова част от вируса – неговия протеинов шип. Този важен протеин закрепва външната страна на коронавируса и е частта, която се прикрепя към външната страна на клетките, като помага на останалата част от вируса да се проникне вътре и да репликира.

Тази нова мутация означава, че Covid-19 може внезапно да се закрепи върху важна молекула, намерена разпръсната около външната страна на човешките дихателни клетки, наречена Neuropilin 1. Тази молекула помага за транспортирането на материал вътре в клетките и по-дълбоко в тъканите – мутацията е като предаване на ключовете на Covid-19 към нова врата в нашите клетки и означава, че вирусът може да се репликира в по-голям брой в човешките дихателни пътища .

Въпреки че тази мутация беше само една за краткото съществуване на Covid-19, тя се оказа важна. Някои изследователи смятат, че това може да е една от ключовите мутации, която е позволила на коронавируса да прескочи видовете и да започне да причинява бързо разпространяваща се болест при хората. Но почти веднага след като направи това, той започна да улавя други мутации.

Учените са успели да проследят как вирусът се развива в проби от тампони, взети в тестови центрове на Covid-19 (Кредит: Prakash Mathema / Getty Images)

При почти всеки човек, който заразява, вирусът се променя много фино – взима тук буква в генетичния си код, друг се изтрива там или се разменя за нещо различно. Те обикновено се случват поради малки грешки, тъй като вирусът поема молекулярната техника на клетката, за да се копира . Повечето имат малък ефект, освен да помагат на учените да проследят как вирусът се разпространява по света . Но понякога се появява мутация, която променя колко бързо се разпространява вирусът, колко инфекциозен може да бъде или дори тежестта на причиняваното заболяване.

Това води до появата на нови варианти на вируса. Най-новият от тях – южноафриканският и бразилският – вече показват признаци, че вирусът може да се адаптира, за да избегне имунитета при някои хора. Въпреки че много от тестовете все още са предварителни за тези нови варианти на Covid-19, това дава някои улики за това какво може да се случи в бъдеще.

Разбирането на това, което може да е причина за някои от тези промени във вируса и какво правят те с поведението му, може да се окаже от съществено значение, тъй като пандемията продължава. Ето някои от най-важните промени, които Covid-19 претърпя досега.

Супер шейдърът

Мутацията, която позволи на фурин да намали шип протеина, вече присъства във вируса Covid-19, тъй като той започва да заразява хората в Ухан в началото на декември. Няколко кратки месеца по-късно първите случаи започнаха да се откриват в Европа и настъпи голяма промяна във вируса, която би се оказала значима за хода на пандемията.

Въпреки че сега има доказателства, които предполагат, че Covid-19 е пристигнал в Европа още през декември 2019 г., първоначално вирусът е бил забелязан да се разпространява в Северна Италия през февруари 2020 г.

Пробите, взети от там на 20 февруари, разкриват, че вирусът е претърпял мутация на протеина, който драстично е увеличил броя на вирусните частици, отделени от заразените клетки, особено в горните дихателни пътища на пациентите. Неотдавнашният анализ обаче предполага, че този вариант може да произхожда и от Китай и е циркулирал в няколко провинции там в края на януари 2020 г. Дори се установи, че е стигнал до Бавария , Германия, на 28 януари 2020 г. чрез човек, пътуващ от Шанхай.

Мутацията, която вирусът е получил, е известна като D614G и изглежда, че тази промяна е позволила на вируса да се разпространи по-бързо между хората .

D614G придава на протеина Covid-19 spike по-„отворена“ структура, което подобрява способността му да се свързва с друг рецептор, открит на повърхността на човешките клетки, наречен ACE2. Способността на Covid-19 да се свързва с АСЕ2 вече е била известна като една от причините, поради които е успял да започне да заразява хората на първо място, но тази нова мутация му е дала повишена способност да насочва човешки клетки.

Последващите изследвания показват, че D614G прави вируса по- заразен от оригиналната версия , излязла от Ухан и изглежда по-често срещана при по-млади хора .

Въпреки това, вариантът D614G бързо се превърна в доминираща форма на вируса по целия свят.

Новият британски вариант на Covid-19 има няколко мутации на протеина, който позволява на вируса да се свърже с човешки клетки (Credit: Science Photo Library / Getty Images)

Ваканционният вирус

След това, когато блокировките в Европа намаляха през лятото и международните пътувания отново започнаха да се увеличават, в Испания се появи друг значим нов вариант на Covid-19. Открит за първи път през юни 2020 г., той се разпространява в цяла Европа и до септември представлява 50-70% от случаите в Швейцария, Ирландия и Великобритания.

Наречена 20A.EU1, или по-често „испански вариант“, тази версия на Covid-19 улавя мутация на протеина си, който е обозначен като A222V. Но мутацията не се появява в област, която се свързва с клетъчната повърхност, така че е малко вероятно да е довела до повишена инфекциозност. Вместо това изследователите смятат, че бързото му разпространение е поради скока на пътуванията, настъпили през лятото, когато хората бяха  в почивка, а ограниченията бяха облекчени.

Избягването на антителата

Макар че мутациите на A222V не са довели до драстична промяна в поведението на вируса, друга мутация, която се появи в Шотландия през март 2020 г., накара някои звънци да зазвънят. Тази мутация – известна като N439K – е била открита в около 500 проби, взети от пациенти в Шотландия, но до юни изглежда е изчезнала в страната, вероятно поради намаленото разпространение благодарение на строгите ограничения за заключване.

През есента обаче се появиха нови прояви на тази мутация в Covid-19 – очевидно независими от наблюдаваните в Шотландия – другаде в Европа, а също и в САЩ, където те продължават да се разпространяват. Сега също се случва заедно с друга мутация – заличаването на две очевидно ключови аминокиселини върху протеиновия протеин, H69 и V70 .

Рецидивистът

Всъщност  H69 / V70 се появява по целия свят. Учените за пръв път започнаха да го виждат в проби в Тайланд през януари 2020 г., а след това и в Германия на следващия месец , въпреки че изглежда, че са възникнали независимо.

Анализ на данни за секвениране на вируси от цял ​​свят предполага, че делеции на H69 / V70 са се случвали многократно в Covid-19. През по-голямата част от миналата година тя се разпространи тихо, след което в Дания се появи група пациенти, заразени с вируса, носещ делеция на H69 / V70 . Тази мутация се появява във версия на вируса, който се предава от норки на хора . Докато анализът показва, че вирусът е леко мутирал, за да стане по-заразен за животните, някои ранни данни предполагат, че той е и по-малко чувствителен към антитела, съдържащи се в кръвния серум на пациенти, които са се възстановили от Covid-19.

През август обаче изтриването на H69 / V70 започна да става много по-често и се появява във вирусни проби заедно с мутацията N439K.

Британският вариант

Същото изтриване на H69 / V70 е една от основните характеристики в бързо разпространяващия се B117 „британски“ вариант на Covid-19. Заедно с тази промяна, B117 е натрупал 16 други мутации на своя протеинов шип. Много от мутациите, които се виждат в този нов вариант, са такива, които всъщност не сме виждали преди, казват експерти.

Сред тях е мутация, съседна на мястото на разцепване на фурин върху протеина, който се оказа толкова важен за способността на Covid-19 да се превърне в пандемичен щам на първо място. Тази мутация, известна като P681H, е била откривана и в други варианти по света преди, включително в линия на вируса, появил се в Нигерия през декември, наречен B11207.

Учените са изчислили, че B117 се възпроизвежда два пъти по-бързо от щама, възникнал от Ухан. Сега някои служители в областта на общественото здравеопазване прогнозират, че B117 ще се превърне в доминираща форма на Covid-19 в много страни, включително САЩ .

Все още не е ясно как точно е възникнал британският вариант, въпреки че не се смята, че е натрупал толкова много мутации постепенно . Внезапната им поява заедно е подсказка за някои изследователи.

Работната хипотеза е, че това се е случило при хронично заразено лице . Има поне два случая на делеции на H69 / V70, настъпили заедно с други мутации при пациенти, които са били хронично болни от Covid-19 – един при възрастна жена в Москва , Русия и мъжа в Кеймбридж , Великобритания.

И двамата са получили лечение на рак, което се смята, че е намалило способността на имунната им система да се бори с Covid-19. Тъй като пациентите били заразени дълго, вирусът имал време да се възпроизведе до високи нива в телата си и да натрупа мутации. Когато пациентите получават терапия с антитела, тези версии на вируса, които са по-способни да избягат или изпреварват лечението, оцеляват.

Новините за варианта B117, който бързо се разпространява в Англия, накараха много страни да затворят границите си временно, което доведе до дълги отстъпки (Кредит: Уилям Едуардс / Гети Имиджис)

Последните данни за смъртността, публикувани във Великобритания, предполагат, че вариантът B117 е до 30% по-смъртоносен от по-ранните версии на вируса , но това все още предстои да бъде потвърдено в рецензирани научни изследвания.

Южноафриканският вариант

Малко след като новината за варианта B117 се разпространи, учени от Южна Африка разкриха, че и те са идентифицирали друг мутирал вирус Covid-19, разпространяващ се в собствената им страна.

Неотдавнашно проучване показа, че южноафриканският вариант е в състояние да избяга от антитела в кръвната плазма на пациенти. Въпреки че това може да се разглежда като тревожен знак, че настоящите ваксини Covid-19 може да са по-малко ефективни срещу този вариант, важно е да се помни, че антителата формират само една част от отговора на имунната система към вируса. Други видове имунитет, като този, осигурен от Т клетки , все още могат да бъдат ефективни, въпреки че това все още предстои да бъде тествано.

Новият вариант, разпространяван из Бразилия, показва признаци, че може да реинфекцира хората, които вече са имали вируса (Кредит: Mauro Pimentel / Getty Images)

Новият вариант, разпространяван из Бразилия, показва признаци, че може да реинфекцира хората, които вече са имали вируса. Проучванията обаче предполагат, че мутацията K417N може да намали чувствителността на вируса към човешки антитела . Резултати от малко проучване на ваксината Novavax срещу Covid-19 предполагат, че тя е по-малко ефективна срещу южноафриканския вариант, отколкото срещу оригиналния и британския вариант на вируса. Установено е също, че антителата, произведени от ваксината Pfizer, са малко по-малко ефективни срещу южноафриканския вариант. Но дали южноафриканският вариант също ще бъде по-малко уязвим към други видове имунитет като тези, предоставени от Т клетките, все още не е ясно.

Бразилският вариант

Мутацията E484K се оказва важна в друг засягащ вариант, който сега се разпространява по света. Вариантът P1 съдържа 20 уникални мутации , включително промяната на E484K, открита в южноафриканския вариант. Изглежда, че се е появило за първи път в град Манаус , провинция Амазонас, в Северна Бразилия, който е особено тежко засегнат от пандемията . Вариантът е открит и при четирима пътници, прелетели от Северна Бразилия до Япония на 2 януари тази година.

Появата на бразилския вариант P1 поражда опасения, че вирусът може да развие повишена склонност към повторно заразяване на индивиди , според американския Център за контрол и превенция на заболяванията.

Но докато Covid-19 продължава да мутира, много вирусолози търсят начини да изпреварят вируса. Майкъл Уробей, вирусен еволюционен биолог от университета в Аризона, и неговият екип разработват тест за „ранно предупреждение“, който може да помогне за откриването на нови потенциално тревожни варианти на Covid-19, тъй като те започват да се разпространяват.

 

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *