Selgitatud: Covid-19 mutatsioonid, peamised variandid ja vaktsiinide tõhusus

Covid-19 mutantsed tüved on praegu endiselt peamiseks probleemiks, pidevalt arenev viirus tekitab uusi väljakutseid ja paljud riigid on teatanud läbimurdeliste nakkuste järsust täielikult vaktsineeritud inimeste seas.

Seawoodsi Giriraj Housing Society elanike testimine. (Amit Chakravarty ekspressfoto)

Covid-19 viirus on pärast selle esmakordset tuvastamist läbi teinud tuhandeid mutatsioone, millest mõned on tekitanud variante, mis väldivad antikehade teket edukamalt ja aitavad kaasa nakkuste tõusu. Mutantsetüved on praegu endiselt peamiseks probleemiks, kuna pidevalt arenev viirus tekitab uusi väljakutseid ja paljud riigid on teatanud läbimurdeliste nakkuste järsust täielikult vaktsineeritud inimeste seas.

Mutantsete Covid tüvede klassifikatsioon

On loomulik, et kõik viirused aja jooksul muteeruvad ja sellised muutused on eriti levinud viiruste puhul, mille geneetiliseks materjaliks on RNA, nagu koroonaviiruste ja gripiviiruste puhul.

Kui viirus siseneb inimkehasse, siseneb selle geneetiline materjal - RNA või DNA - rakkudesse ja hakkab tegema endast koopiaid, mis võivad nakatada teisi rakke. Kui selle kopeerimisprotsessi käigus ilmneb tõrge, käivitab see mutatsiooni.

Mõnikord ilmneb mutatsioon, kui kopeerimisel tehtud geneetilised vead osutuvad viiruse jaoks kasulikuks – need aitavad viirusel end kopeerida või inimrakkudesse kergemini siseneda.

Kui viirus levib populatsioonis laialdaselt, seda rohkem see levib ja paljuneb, seda suurem on selle muteerumise võimalus.

Vastavalt klassifikatsioonimudelile, mille töötas välja USA valitsuse SARS-CoV-2 agentuuridevaheline töörühm (SIG) ja millele järgnes haiguste tõrje ja ennetamise keskused (CDC), jagatakse Covid-19 olulised mutatsioonid kolme tüüpi – variant. huvipakkuv variant, mure ja suure tagajärjega variant.

See SIG loodi CDC, riiklike tervishoiuinstituutide (NIH), toidu- ja ravimiameti (FDA), biomeditsiini täiustatud uurimis- ja arendusameti (BARDA) ja kaitseministeeriumi (DoD) vahelise koordineerimise parandamiseks. Selle ülesanne on iseloomustada esilekerkivaid variante ja uurida, kuidas standardsed raviprotokollid ja vaktsiinid nende mutantsete tüvede vastu töötavad.

WHO liigitab olulised mutanttüved ka murevariantideks (VOC) ja huvipakkuvateks variantideks (VOI). Kuid CDC klassifikatsioonid võivad erineda WHO klassifikatsioonist ning erineda võib ka riikide ja asukohtade lõikes.

Näiteks on India valitsus öelnud, et Delta Plus (AY.1) on murettekitav variant, samas kui selle vanemlik põlvnemine (Delta) on WHO ja CDC poolt klassifitseeritud lenduvate orgaaniliste ühendite hulka.

WHO on teinud ettepaneku kasutada lenduvate orgaaniliste ühendite ja VOI jaoks kreeka tähestikku, et tagada kasutatavate märgiste lihtne hääldamine ja mitte häbimärgistamine.

Murevariandid (VOC)

CDC määratleb lenduvad orgaanilised ühendid kui varianti, mille puhul on tõendeid ülekanduvuse suurenemise, raskemate haiguste (nt haiglaravi või surmajuhtumite sagenemine), eelneva nakatumise või vaktsineerimise ajal tekkinud antikehade neutraliseerimise märkimisväärse vähenemise, ravi või vaktsiinide efektiivsuse vähenemise kohta. või diagnostilise tuvastamise tõrked.

Lenduvatele orgaanilistele ühenditele on iseloomulik suurenenud ülekanduvus ja potentsiaal kutsuda esile raskemaid haigusvorme, vähenenud neutraliseerimine varasema nakatumise ajal tekkinud antikehade poolt ja võime tekitada vaktsineeritud inimestel rohkem läbimurdelisi infektsioone.

Lenduvaid orgaanilisi aineid on praeguse seisuga neli – alfa (B.1.1.7), beeta (B.1.251), gamma (P.1) ja delta (B.1.617.2).

Alfa variant (B.1.1.7): WHO andmetel tuvastati Alfa variant esmakordselt Ühendkuningriigis 2020. aasta septembris ja WHO andmetel on see nüüdseks levinud vähemalt 173 riiki. Variantil on 23 mutatsiooni ja kaheksa neist on viiruse spike-valgus. Neist kolmel spike-valgu mutatsioonil – N501Y, 69-70del ja P681H – on suurim mõju.

N501Y mutatsioon aitab viiruse spike-valgul tihedamalt kinnituda inimese rakkude ACE2 retseptoritega, samas kui ülejäänud kaks võtmemutatsiooni suurendavad ülekannet. CDC andmetel on Alpha variant 50% nakkavam kui algne tüvi ja võib põhjustada raskemaid infektsioone.

Beetavariant (B.1.251): Esmakordselt avastati Lõuna-Aafrikas 2020. aasta mais, B.1.251 määrati lenduvate orgaaniliste ühendite hulka 2020. aasta detsembris. Variant on praeguseks tuvastatud vähemalt 122 riigis. Tüvel on kaheksa mutatsiooni, millest kolm on olulised – N501Y, K417N ja E484K.

Nagu alfavariandi puhul, aitab N501Y mutatsioon viirusel tihedamalt ACE2 retseptoritega seonduda, samas kui ülejäänud kaks mutatsiooni aitavad viirusel immuunsusest kergemini kõrvale hiilida.

Beeta-variant on ka umbes 50% rohkem nakkav kui algne tüvi ja võib põhjustada raskemaid infektsioone.

Gamma variant (P.1): Gamma variant pärineb 2020. aasta novembris Brasiiliast, misjärel põhjustas see Lõuna-Ameerika riigis märkimisväärse infektsioonide tõusu ja haiglaravi. See tuvastati Jaapanis 2021. aasta jaanuaris ja levis seejärel 74 riiki.

Selle variandi spike-valgus on 11 mutatsiooni, millest N501Y ja K417T mutatsioonid aitavad viirusel rakkudega tihedamalt seonduda, samas kui E484K muudab selle antikehade suhtes resistentsemaks.

Gamma variant on kaks korda levivam kui algne Covid-19 tüvi.

Delta variant (B.1.617.2): Kõige kiiremini leviv variant, mis põhjustas ka järsu hüppe Indias teise laine ajal, on Deltait variandi B.1.617 alamliin, mida tunti topeltmutantsetüvena.

Esmakordselt Indias tuvastatud Delta variant on WHO andmetel näidanud märkimisväärselt suurenenud ülekandumist. See on kaks korda levivam kui algne Covid-19 tüvi ja 60 protsenti levivam kui Alpha variant. Tüvel on mitmeid võtmemutatsioone, kusjuures L452R ja D6146 võimaldavad tal tugevamini kinnituda retseptorrakkudega ning teised, näiteks P681R, võimaldavad tal immuunsusest kergemini kõrvale hiilida.

PHE on öelnud, et Delta suurendab haiglaravi riski võrreldes samaaegsete alfa-juhtumitega. Variant on nüüdseks levinud vähemalt 104 riiki.

Huvipakkuvad variandid (VOI)

CDC defineerib VOI-d kui spetsiifiliste geneetiliste markeritega varianti, mida on seostatud muutustega retseptoriga seondumises, varasema infektsiooni või vaktsineerimise vastu tekkinud antikehade neutraliseerimise vähenemisega, ravi efektiivsuse vähenemisega, võimaliku diagnostilise mõjuga või prognoositava ülekanduvuse või haiguse tõsiduse suurenemisega. .

WHO sõnul võib huvipakkuv variant muutuda murettekitavaks variandiks, kui see näitab COVID-19 epidemioloogia ülekandumise suurenemist või kahjulikku muutust, virulentsuse suurenemist või haiguse kliinilise esituse muutumist või rahvatervise ja sotsiaalsete meetmete tõhususe vähenemist. või saadaolevad diagnostikad, vaktsiinid, teraapiad.

Siiski klassifitseeritakse need VOI-deks seni, kuni puuduvad veenvad tõendid, mis viitaksid sellele, et need on lenduvate orgaaniliste ühendite liigitamiseks piisavalt surmavad. Näiteks Kappa variant (B.1.617.1) pärines samast liinist kui Delta, kuid viimane on osutunud palju ohtlikumaks ja laiemalt levinud.

Seevastu Lambda variant (C.37), mis avastati esmakordselt Peruus, peetakse esilekerkivaks ohuks, kuna Tšiilis tehtud uuringud näitavad, et sellel on suurem nakkavus kui alfal ja gammal. Kuigi teadlased jätkavad lambda hoolikat jälgimist, ei ole praegu piisavalt veenvaid tõendeid selle liigitamiseks lenduvate orgaaniliste ühendite hulka. See on tavaline tegur teiste mutantsete tüvede puhul, mis on klassifitseeritud VOI-ks – neist kas ei mõisteta piisavalt hästi või näitavad esialgsed uuringud, et neid ei saa seostada olulisel määral suurenenud nakkusriskiga.

Kuid märkimisväärsed valgu mutatsioonid ja oht immuunsusest kergemini kõrvale hiilida on neile kõigile ühised, nagu Ühendkuningriigis ja Nigeerias tuvastatud Eta variandis (B.1.525), Iota variandis (B.1.526) avastati esmakordselt New Yorgis, Epsiloni variant (B.1.427/B.1.429) leiti esmakordselt Californias, Zeta variant (P.2) tuvastati esmakordselt Brasiilias või B.1.617.3 (nimetu variant), mis leiti Indiast ja millel on sama vanemlik põlvnemine (B). .1.617) kui Delta ja Kappa.

Mutantsete variantide R-väärtus ja kõrge nakkavus

Hiljuti avaldatud uuring, mis viidi läbi mai ja juunini Hiinas Guangzhous, näitas, et analüüsitud proovide põhjal oli Delta variandiga nakatunud patsientide viiruskoormus alates 2020. aastast umbes 1000 korda suurem kui 9A/19B tüvedes. viitas potentsiaalselt kiiremale viiruse replikatsioonikiirusele ja Delta variandi suuremale nakkavusele infektsiooni varases staadiumis. Variantil oli ka palju parem immuunpõgenemismehhanism.

R-naught ( R0 ) väärtused annavad meile õiglase ettekujutuse sellest, kuidas murettekitavad variandid on nüüd nakkavamad kui algne Covid-19 tüvi. R-naught ehk põhiline paljunemisarv tähistab keskmiselt inimeste arvu, kellele üks nakatunud inimene võib selle haiguse edasi kanda, ja seega ka nakkushaiguse levikut.

Enamik uuringuid jõudis Wuhanist leitud algse Covid-19 tüve R-nought väärtuseni 2,4–2,6. Hilisemad uuringud näitasid, et R-nought väärtus on 4-5 Alpha variandi ja 5-8 Delta tüve puhul. See tähendab, et delta on nakkavam kui rõuged, mille R-noodi 1970. aastatel oli 3,5–4,5.

See võib aidata selgitada, kui palju (keskmiselt) uusi inimesi on nakatunud erinevate viiruste, sealhulgas COVID-i variantidega. R0 on reprodutseerimise põhiväärtus. Rõugete puhul oli see 1970. aastatel umbes 3,5–4,5. Seega on Delta variant nakkav kui rõuged. pic.twitter.com/tQziWBzPOI

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

Guangzhou uuringus leiti ka, et Delta variandi puhul on patsientidel ülikõrge nakkavuse tase isegi sümptomaatilises faasis. See tähendab, et inimestel on viiruse leviku oht isegi enne, kui nad kahtlustavad, et nad võivad olla nakatunud.

Hea näide selles osas, mis rõhutab ka Delta variandi nakkavust, on põgus, kontaktivaba ülekanne, nagu hiljuti teatati Sydney Bondi ranna lähedal asuvast kaubanduskeskusest. CCTV kaamerale jäädvustatud limusiinijuht, kes oli nakatunud Delta variandiga, kuid ei teadnud seda tol hetkel, nakatas teise mehe, kes just tema lähedalt möödus ja korraks tema lähedal seisis. Austraalia ametnikud võtsid kaadrit tõsiselt teadmiseks ja alles mõni päev hiljem teatati Sydneys sulgemisest.

Infoleht| Klõpsake, et saada oma postkasti päeva parimad selgitused

Spike-valgu mutatsioonid

Viirused on ümbritsetud rasvmembraani valkudega (või glükoproteiinidega, kuna need on sageli kaetud libedate suhkrumolekulidega), mis aitavad neil sulanduda keha rakumembraaniga.

Koronaviiruste piigivalk on üks neist viiruslikest glükoproteiinidest 1273 aminohappest koosneva lineaarse ahela kujul, mis on korralikult volditud struktuuriks ja mis on täis kuni 23 suhkrumolekuli.

SARS-CoV-2 puhul on piigivalk kinni umbes sfäärilise viiruseosakese külge, põimitud ümbrisesse ja eendub kosmosesse. Igal Covidi viirusel on umbes 26 teraviktrimeeri, mis aitavad sellel inimese rakkude külge klammerduda – üks neist seondub inimese rakkude pinnal oleva valguga, mida nimetatakse ACE2-ks, mis võimaldab viirusel kehasse siseneda.

Mutatsioonid, mis hõlmavad olulisi muutusi piigivalgus, võivad olla murettekitavad, kuna need põhjustavad viiruse struktuuri ja biokeemiliste omaduste muutusi. See võib juhtuda mutatsioonide kaudu, mis muudavad naelu kergemini rakkude külge kinni või takistavad antikehade seondumist sellega.

Ajakirjas Cell avaldatud hiljutises uuringus leiti, et ühe teraviku valgu mutatsioon võis mängida olulist rolli koronaviiruse loomadelt inimestele hüppamisel. Blacksburgis asuva Virginia Techi viroloogi James Weger-Lucarelli juhitud uuringu käigus leidsid teadlased, et nahkhiirte või pangoliinide nakatunud koroonaviirustes leitud aminohape treoniin on asendatud aminohappe alaniiniga, mida leidub koroonaviirus, mis põhjustab Covid-19. Teadlased leidsid, et vahetus sai võimalikuks ühe mutatsiooni, nimega T372A, tõttu, mis eemaldas osa valku katvast suhkrust ja andis viirusele parema juurdepääsu ACE2-le, et tungida inimrakkudesse.

Kuna paljud Covidi-vastased ravimid ja vaktsiinid on suunatud viiruslike glükoproteiinide vastu, võivad muutused spike-valgus muuta need vähem tõhusaks. Näiteks D614G mutatsioon saavutab selle, hoiatades Covid spike valgu geneetilist koodi, muutes ühte aminohappe tähte. Mutatsioon muudab naelu ka stabiilsemaks, muutes viirusel lihtsamaks ACE2 retseptoritega seondumise.

Teine näide on Epsiloni variant, millel on kaks erinevat liini, B.1.427 ja B.1.429, ja mida CDC pidas kunagi lenduvaks orgaaniliseks aineks, kuid hiljem alandati see VOI-ks. Epsiloni variant vähendab vaktsiinide või varasemate Covid-nakkuste poolt indutseeritud antikehade neutraliseerimisvõimet mutatsioonide tõttu, mis viisid viiruse teravikvalgu kriitilistes piirkondades oluliste ümberkorraldusteni, leiti Washingtoni ülikooli Seattle'is ja Vir Biotechnology juhitud uurimisprojektis. .

Epsiloni variandi elektronkrüomikroskoopilised uuringud näitasid, et mutatsioon retseptorit siduvas domeenis spike-valgul vähendas 14 neutraliseeriva antikeha aktiivsust 34-st. Kaks muud mutatsiooni tõid kaasa täieliku neutralisatsiooni kadumise kõigi 10 antikehaga, mis olid spetsiifilised terava valgu N-terminaalse domeeni suhtes.

Mutantsed tüved ja vähenenud vaktsiini efektiivsus

Enamik uuringuid on jõudnud järeldusele, et vaktsiinid on Covidi variantide vastu vähem tõhusad kui viiruse algse tüve vastu.

Näiteks PHE uuringus leiti, et Oxford-AstraZeneca vaktsiini efektiivsus langeb 74%-ni Alpha variandi ja 64%-ni Delta variandi vastu. Varem leiti ajakirjas New England Journal of Medicine avaldatud faasi 1b-2 kliiniline uuring, et AstraZeneca vaktsiini efektiivsus beetavariandi põhjustatud kergete kuni mõõdukate infektsioonide vastu oli vaid 10,4%.

Bharat Biotech on öelnud, et Covaxin pakub Delta variandi vastu 65,2% kaitset.

Iisraeli tervishoiuministeeriumi hiljutised andmed näitavad, et kaks Pfizeri võtet pakuvad Covidi vastu 64% kaitset, kusjuures vaatlus tehti ajal, mil Lähis-Ida riigis on viimasel ajal teatatud juhtudest üle 90 protsendi põhjustatud Delta variant.

Veelgi enam, ajakirjas The Lancet tehtud uuring leidis, et üks Pfizeri vaktsiiniannus pakub Delta vastu vaid 32% kaitset ning neutraliseerivate antikehade tase isegi pärast kahte süsti on Delta variandi vastu üle viie korra madalam kui algse Covid-19 vastu. tüvi.

Peale vaktsiinide on enamik variante vähem vastuvõtlikud terapeutilistele sekkumistele ja monoklonaalsete antikehade ravile.

Enamik uuringuid on aga näidanud, et peaaegu kõik vaktsiinid on väga tõhusad haiglaravi ärahoidmisel.

Kuna mõnes aruandes väidetakse, et kordussüstid võivad pakkuda paremat kaitset variantide vastu, on paljudes riikides praegu eakatele ja nõrgenenud immuunsüsteemiga inimestele mõeldud kolmas vaktsiiniannus.

Jagage Oma Sõpradega: