Förklarat: Mutationen av virus och den nya Covid-19-varianten i Storbritannien
Snabbspridande varianter av SARS-CoV-2 av brittisk typ kan också utvecklas oberoende i Indien. Okunskap kan inte vara lycka. En grundläggande del av sjukdomsövervakning är tillräcklig täckning och täthet för att fånga händelser innan de sprider sig brett. Mycket mer genomsekvensering är avgörande.
Passagerare från Storbritannien fyller i formulär på Chhtrapati Shivaji International Airport i Mumbai. (AP Photo/File) År 2020 kommer att minnas för uppkomsten av ett nytt virus - SARS coronavirus 2 (SARS-CoV-2) och Covid-19-pandemin som det orsakade. Med några dagar kvar väntas 2020 avslutas med cirka 84 miljoner bekräftade Covid-19-fall och över 1,8 miljoner dödsfall.
Trots denna dysterhet har detta också varit ett år av hopp, med utveckling, testning och godkännande av vacciner med anmärkningsvärd hastighet . För första gången någonsin skulle en pandemi av mänskliga sjukdomar kontrolleras av vacciner i realtid.
Nobelpristagaren Joshua Lederberg, en av modern biologis mest inflytelserika tänkare, sa en gång: Det enskilt största hotet mot människans fortsatta dominans på planeten är viruset. Två nya händelser påminner oss om varför virus kan vara så formidabla motståndare.
Med upptäckten av 58 personer som testade positivt för det nya coronaviruset i Antarktis , har pandemin nått alla kontinenter. Och a mutant virus har dykt upp i Storbritannien, som hotar att stänga ner världen igen - en värld som precis börjat återhämta sig från låsningar och rörelsebegränsningar.
Mutationen av virus
Det genetiska materialet eller genomet av SARS-CoV-2 är en ribonukleinsyra (RNA) som består av över 30 000 enheter (kallade nukleotider). Bland familjerna av RNA-virus har coronavirusen det största genomet. De flesta andra RNA-virus har i genomsnitt cirka 10 000 nukleotider. När genom replikerar - alla genom, oavsett om DNA eller RNA, från de minsta virusen till människor - det finns slumpmässiga fel (eller mutationer). Medan högre organismer har maskineriet att rätta till dessa fel, så gör inte virus och särskilt RNA-virus det.
De flesta mutationer är skadliga, och dessa virus ses aldrig. Endast de mutationer som erbjuder vissa selektiva fördelar resulterar i utvecklingen av nya virala varianter.
Evolution kräver också urvalstryck. För ett virus kan detta vara dess förmåga att infektera bättre och föröka sig till högre antal eller undvika värdimmunitet. Den låga sannolikheten för dessa händelser kompenseras av den höga frekvensen av virusförökning. Till exempel producerar varje koronavirusinfekterad cell cirka 1 000 nya viruspartiklar på mindre än 12 timmar.
Mutanten i Storbritannien
Ett distinkt fylogenetiskt kluster eller härstamning (benämnt B.1.1.7) av SARS-CoV-2 upptäcktes nyligen i Storbritannien. De två tidigaste virusen av denna härstamning samlades in den 20 och 21 september från Kent respektive Greater London. Den 15 december innehöll denna härstamning 1 623 virus - 555 från Kent, 519 från Greater London, 545 i andra regioner i Storbritannien inklusive Skottland och Wales, och fyra från Australien, Danmark, Italien och Nederländerna.
På ytterligare tio dagar – den 25 december – har antalet av dessa variantvirus mer än fördubblats till 3 575; mestadels från Storbritannien, men nu även från Frankrike, Irland, Israel, Hong Kong och Singapore.
| Muterat coronavirus vs tester och vacciner
Vad mutationen gör
Jämfört med de ursprungliga SARS-CoV-2-stammarna har virus av denna härstamning ackumulerat 23 mutationer över 5 gener. Av dessa finns det 17 icke-synonyma och sex synonyma mutationer; de förra ändrar också en aminosyra på det stället i proteinet. Viktigt är att av de 17 icke-synonyma mutationerna finns åtta i spikeproteinet - proteinet som gör att viruset kan fästa vid och komma in i celler.
N501Y-mutationen i en av nyckelkontaktresterna i spikproteinets receptorbindande domän (RBD) ökar dess affinitet för ACE2-receptorn. P681H-mutationen i klyvningsstället mellan S1- och S2-domänerna av spikeproteinet främjar inträde i känsliga celler och ökar överföringen i djurmodeller av infektion.
N501Y-förändringen är också associerad med ökad smittsamhet och virulens i djurmodeller. Båda dessa mutationer observerades tidigare oberoende av varandra, men har kommit samman i den brittiska varianten av virus. Resultatet är ett virus som sprider sig snabbare än tidigare.
Experten
Dr Shahid Jameel är en av Indiens mest kända virologer. För närvarande är han chef för Trivedi School of Biosciences vid Ashoka University, han arbetade tidigare för Delhi-baserade International Center for Genetic Engineering and Biotechnology, och var sedan verkställande direktör för Wellcome Trust/DBT Alliance som finansierar hälsoforskning.
Orsaken till oro...
michael santana nettovärde
Det finns en utbredd oro för att dessa mutationer kan förhindra att tester som för närvarande används från att upptäcka viruset, göra det mer dödligt eller tillåta det att undvika vacciner under utveckling. Det finns hittills inga bevis för någon av dessa. Dessa varianter hittades trots allt hos personer som identifierades vara positiva med för närvarande tillgängliga RT-PCR-tester.
Men även om det inte finns några bevis för svårare sjukdom, finns det tydliga bevis för att denna variant är mer smittsam. De infekterade producerar mer virus i näsan och halsen, och det leder till mer virusutsöndring och mer person-till-person-överföring.
Även om dessa varianter inte verkar vara mer dödliga, med fler infekterade människor skulle det finnas ett högre antal (inte procent) av allvarliga infektioner och dödsfall. Detta borde vara anledning till oro.
...Och anledning att inte göra det
Även om det finns flera mutationer i spikeproteinet, tror de flesta experter att vacciner som för närvarande är under utveckling också skulle fungera på variantvirus. Vineet Menachery, biträdande professor i mikrobiologi och immunologi vid University of Texas Medical Branch i Galveston, USA, har gett de första bevisen för detta.
Hans laboratorium jämförde effektiviteten av serumprover från återhämtade Covid-19-patienter för att neutralisera virus med eller utan N501Y-mutationen. De hittade ingen skillnad. Även om de bara delas på Twitter den 23 december och fortfarande inte ingår i en publikation, är dessa resultat uppmuntrande och lugnande.
Resenärer tittar på informationstavlorna på King's Cross-stationen, eftersom EU-länder inför ett reseförbud från Storbritannien efter coronavirusutbrottet, i London, Storbritannien, 21 december 2020. (Reuters Photo) Flyg iväg, inte mutation
Indien har stoppat alla flygningar från Storbritannien och ökat övervakningen på flygplatser för att stoppa importen av de mycket överföringsbara varianterna. Även om det verkar vara en rimlig strategi, kan sådana varianter lätt utvecklas inom landet också. När allt kommer omkring har Indien över 10 miljoner bekräftade infektioner och det uppskattas att 150 till 200 miljoner människor redan är infekterade.
En variant av snabbspridare som heter 501.V2 växte fram oberoende i Sydafrika och delar N501Y-mutationen med de brittiska varianterna. Även om spike N501Y-varianten ännu inte har hittats i Indien, började virus med P681H-mutationen dyka upp i juli och för närvarande bär 14 % av SARS-CoV-2 som cirkulerar i Indien denna mutation.
Dessa virus kommer huvudsakligen från Maharashtra, med några från Västbengalen också. Det skulle bara krävas en mutation till för att vi ska komma dit Storbritannien är idag. Och det borde också oroa oss i Indien.
Snabb reaktion är nyckeln
För att fånga uppkomsten av nya virala varianter innan de sprids brett i befolkningen rekommenderar Världshälsoorganisationen (WHO) att man bestämmer virusets genomsekvens från minst ett av 300 bekräftade fall (eller 0,33 %). Storbritannien har sekvenserat 135 572 eller 6,2 % virusvarianter från sina 2,19 miljoner fall, medan Sydafrika och USA har rapporterat genomsekvenser från 0,3 % av de bekräftade fallen.
Men Indien har hittills bara sekvenserat 4 976 eller 0,05 % virus från sina över 10 miljoner fall. I denna takt kommer vi att förbli omedvetna om uppkomsten av nya varianter tills det redan är för sent. En grundläggande del av sjukdomsövervakning är tillräcklig täckning och täthet för att fånga händelser innan de sprider sig brett.
Ett par korsar vägen medan de bär ett paraply och shoppingväskor, i Mayfair, inför de nya Tier-4-begränsningsåtgärderna, i London, lördagen den 19 december 2020. (AP Photo) Främjande indiska förhållanden
En annan anledning att oroa sig är att de förhållanden som antas ge upphov till den brittiska varianten finns även i Indien. Immunbrist eller immunsupprimerade patienter, som blir kroniskt infekterade med SARS-CoV-2, förblir positiva för viralt RNA i 2-4 månader istället för de vanliga 2-3 veckorna. Dessa patienter behandlas ofta med konvalescent plasma (ibland mer än en gång) och vanligtvis även med läkemedlet remdesivir.
Virusgenomsekvensering från sådana patienter har avslöjat ovanligt stora antal nukleotidförändringar. Intrapatient virus genetisk mångfald är också känd för att öka efter plasmaterapi. Dåligt näringstillstånd är en känd orsak till svagt immunförsvar och läkare i Indien har rapporterat kronisk infektion hos en undergrupp av patienter.
Flera okända kvarstår
Plasmaterapi och remdesivir har också använts i stor utsträckning för att behandla Covid-19-patienter i Indien. Vidare har plasma administrerats i Indien utan att först testa nivåerna av neutraliserande antikroppar. Alla dessa skapar möjligheter för varianter av brittisk typ att dyka upp även i Indien. Men vi har inte sekvenserat tillräckligt för att veta om det har hänt.
Även vid låg täckning är sekvenserna från Indien skeva för urbana platser, särskilt tunnelbanorna där sekvenseringslaboratorier finns. Detta kräver en bredare täckning för att omfatta alla delar av landet. Indian Council of Medical Research kan underlätta denna process genom att ge tillgång till prover från Covid-19-patienter till forskningslaboratorier som har kapacitet för genomisk sekvensering och dataanalys. Övervakning i realtid kommer att tillhandahålla data som är både täta och detaljerade för att fastställa policy baserat på bevis.
Indien har stoppat alla flygningar från Storbritannien och ökat övervakningen på flygplatser för att stoppa importen av de mycket överföringsbara varianterna. (Expressfoto: Partha Paul) Går vidare med 'SMS'
När vacciner distribueras bredare, skulle det finnas ytterligare urvalstryck på viruset att förändras. Vaccin-escape-mutanter är välkända för andra virus och kommer att dyka upp för SARS-CoV2 också. Endast korrekt genetisk övervakning kommer att fånga upp eventuella vaccinfel i god tid.
När vi går in i 2021 är budskapet till beslutsfattare och allmänheten tydligt. De som övervakar folkhälsan måste ständigt söka nya bevis för att utforma politik på befolkningsnivå. På individnivå måste var och en av oss arbeta för att minska virusöverföringen – mindre överföring betyder mindre möjlighet för viruset att förändras. Och SMS är det enda verktyget som är tillgängligt för oss just nu - social distansering , masker och sanering.
Dela Med Dina Vänner:
