A Koronavírus-változatok Eddig Nem Tűnnek Erősen Változónak
A Koronavírus-változatok Eddig Nem Tűnnek Erősen Változónak
Videó: A Koronavírus-változatok Eddig Nem Tűnnek Erősen Változónak
Videó: 2020.03.10. - WHO: Valós a világjárvány veszélye, de még kontrollálható a koronavírus terjedése 2023, Február
Anonim

A SARS-CoV-2 korlátozott számú mutációba telepedhet.

A koronavírus-változatok eddig nem tűnnek erősen változónak
A koronavírus-változatok eddig nem tűnnek erősen változónak

Kétségtelen, hogy hallottál az új koronavírus-változatokról, amelyek világszerte fejlődnek. Úgy tűnik, hogy a SARS-CoV-2 több mint egy tucat változata létezik, amelyek különböző mértékű aggodalomra adnak okot, mert némelyik a megnövekedett fertőzőképességhez és halálhoz kapcsolódik, míg mások nem. Könnyű elárasztani ezt a sokféleséget és félni attól, hogy soha nem érjük el az állomány immunitását. Mégis egyre több a bizonyíték arra, hogy ezek a variánsok hasonló mutációk kombinációival rendelkeznek. Lehet, hogy nem ez a sokfrontos háború, amelytől sokan rettegnek, végtelen sok új vírusverzióval.

Evolúciós mikrobiológus vagyok, aki azt tanulmányozza, hogyan alkalmazkodnak a baktériumok és a vírusok az új környezetekhez vagy a gazdákhoz. Mint sok mikrobiológus, kollégáimmal is arra fordítottuk a figyelmünket, hogy megértsük, hogyan fejleszti a SARS-CoV-2 az emberekben történő reprodukcióhoz és továbbadáshoz szükséges adaptációkat. Kedvenc laboratóriumi módszerünk a kísérleti evolúció, ahol ugyanazon törzsből kiinduló mikrobák több populációját növesztjük azonos körülmények között, hetekig vagy hónapokig. Olyan problémákat vizsgálunk, mint az antibiotikum-rezisztencia kialakulása és a fertőzések krónikussá válása. Ennek a módszernek az az ereje, hogy több populáció használata lehetővé teszi számunkra, hogy „visszajátsszuk az élet szalagját”, és tanulmányozzuk, mennyire megismételhető és végső soron kiszámítható az evolúció.

Az egyik mintát konvergens evolúciónak nevezzük, ahol ugyanaz a tulajdonság az idő múlásával különböző független vonalakban jelenik meg, általában hasonló környezetekhez alkalmazkodva. A konvergens evolúció legjobb példái közé tartozik a különféle sivatagi állatok homokos színe; bálnák, rozmárok és lamantinok karimás úszóuszonyai (amelyek valójában távoli rokonságban vannak); sőt az emberek képesek laktózt felnőtté emészteni, ami többször felmerült a földrajzilag elszigetelt populációkban.

.

A SARS-CoV-2 esetében a betegek ezreinek teljes genomszekvenciája lehetővé teszi számunkra, hogy konvergens mintákat keressünk. Míg a mutációk többsége egyszeri, és kihal, egyesek új vonalakat hoznak létre, amelyek gyakoribbá válnak, mivel a vírus sok embert képes megismételni és megfertőzni. Ha a vírus ugyanazon része a világ különböző mintáiban többször mutálódik és gyakoribbá válik, akkor ez a mutáció nagy valószínűséggel olyan adaptációt kódol, amely segíti a vírus szaporodását és továbbadását.

A koronavírus fokozott genomfigyelésének előnye, hogy számos újabb tanulmány kimutatta a konvergens evolúció aláírásait. Itt, az Egyesült Államokban laboratóriumunk legalább hét genetikailag független vonalat talált, amelyek mutációt nyertek a vírus hírhedt tüskefehérjéjének egy adott pontján, amelyet az emberi sejtekhez köt. A tüskének kapcsolt aminosav-szekvenciája van, és a mutáció a 677. pozícióban következik be. Az eredeti SARS-CoV-2-ben ez a glutamin aminosav, rövidítve Q-ként.

Hat vonalban ez a Q egy másik aminosavvá, a hisztidinné (H) mutálódott, és 677H-nak hívják. A hetedik törzsben Q egy másik aminosavvá, a prolinná (P) mutálódott. Minden nemzetségnek van egy S: 614G nevű mutációja is, amely az első figyelemre méltó változás a vírusban, amelyet néhány hónappal ezelőtt azonosítottak és olyan széles körben elterjedt, hogy ma már az összes fertőzés 90 százalékában megtalálható. Ezt a hét amerikai nemzetséget közös madarakról neveztük el - például a vörösbegyre és a pelikánra -, hogy segítsen nekünk megkülönböztetni és nyomon követni őket, valamint elkerülni az előítéleteket azzal, hogy elnevezzük azokat a területeket, ahol először észlelték őket.

Az Egyesült Államokon kívüli vonalak 677H-t is megszereztek, többek között Egyiptomban, Dániában, Indiában és egy nagy klasztert Macedóniában. A B.1.525 nevű új aggodalomra okot adó változat szintén 677H-val rendelkezik, csakúgy, mint számos, a B.1.1.7-ből származó leszármazás, az egyik első aggasztó változat, amelyet észrevettek. Az S: 677 mutációk egybeeső, globális megjelenése és ötszörös prevalenciájuk erős bizonyítékot szolgáltat arra nézve, hogy ezeknek a változásoknak valamilyen módon javítaniuk kell a vírus alkalmasságát. Még nem tudjuk, hogyan, de figyelemre méltó, hogy az S: 677 határozza meg a tüskefehérje egy régióját, amely segíti a vírus bejutását és megfertőzését az emberi sejtekben.

Ez messze nem az egyetlen példa a konvergenciára a SARS-CoV-2-ben. A tüskefehérje legalább nyolc különböző pozíciójában lévő mutációk egyidejűleg növekszenek az egész világon, a B.1.1.7. Szakaszban és a B.1.351, a P.1 és a P.3 más ismert aggodalomra okot adó változatokban. Ezeknek a variánsoknak megoszlanak a mutációk kombinációi a 18., 69–70., 417., 452., 501., 681. pozícióban, különös tekintettel az E484K mutációra, amely elkerüli a semlegesítő antitesteket. Emiatt a két vezető tudományos webhely (http://covariants.org/ és http://outbreak.info), amelyek a változatokat követik, jelentik ezeket a megosztott, definiáló mutációkat, hogy egyszerűsítsük és megszilárdítsuk figyelmünket. Az Egyesült Államok Betegségellenőrzési Központjai és a média lassan követte e kulcsmutációk fontosságát, de ez változik, mert valószínűleg ezek a változások változtatják meg a vírusfunkciókat, például a fertőzőséget vagy az oltásoktól való kitérés képességét.

Az ilyen típusú konvergens evolúció elképzelésének egyik módja a Tetris játék, ahol korlátozott számú építőelem különféle módon, különböző kombinációkban állítható össze ugyanazon nyerő struktúrák elérése érdekében. Például ma már ismert, hogy a B.1.1.7 mutációk kombinációja különösen fertőzővé teszi, és hogy a B.1.351 törzs az E484K miatt elkerülheti az antitesteket.

Mivel úgy tűnik, hogy sok újonnan felfedezett variáns újramintázza a más bevált változatokban található mutációkat, feltételezhetjük, hogy a vírus kezd elfogyni az új, jelentős adaptációkból. De ez nem azt jelenti, hogy az evolúció erői megállni fognak, amikor elkezdjük megközelíteni az állomány immunitását és lazítani a korlátozásokat. A történelem azt mondja, hogy a vírusok gyorsan fejlődhetnek, hogy elkerüljék az átvitel akadályait, különösen akkor, ha a fertőzések továbbra is sokak. Emlékeznünk kell arra, hogy minél több fertőzés van, annál több esély mutáció fordul elő, és azok, amelyek a legjobban segítik a vírus túlélését, elszaporodnak. Ezért kulcsfontosságú az új fertőzések megállítása. Ezek a vírusadaptációk már átírják a konvergens evolúcióról szóló biológiai tankönyveinket; törekedjünk az új anyagok korlátozására.

Kritikus az is, hogy jelentős beruházásokat hajtunk végre egy korai figyelmeztető rendszer kiépítésében az új SARS-CoV-2 variánsok, valamint számos más, ismert és még felfedezésre váró kórokozó kimutatására. A vírusgenom megfigyelése és szekvenálása a legfontosabb. Az ok, amiért sok változatot fedeztek fel az Egyesült Királyságban, a kutatók és a közegészségügyi tisztviselők látásbeli befektetéseinek köszönhető ezekben a technológiákban.

Az Egyesült Államokban az új szövetségi stimuluscsomag jelentős pénzáramlása a CDC-hez máris növeli a kutatók szekvenciájának és elemzésének gyakoriságát. Ezt fenn kell tartani a közegészségügyi szakértelem és kutatási infrastruktúra kiépítésével a vírus genetikai változásainak dekódolása és az oltások jövőbeli módosításainak előrejelzése érdekében. Alapvető tudomány volt az, amely reményt adott ebben a járványban az új oltástechnológia révén; és megújult támogatással a jövőbeni fenyegetésekkel szemben is őrzőnk lesz.

A téma által népszerű