Koronawirus. Jak ewoluują wirusy typu SARS

Nowe badanie przeprowadzone na Uniwersytecie Kalifornijskim w Davis dotyczy dwóch wirusów: SARS-CoV-2 - który wywołuje COVID-19 oraz SARS-CoV-1, który spowodował wybuch epidemii SARS w 2003 r. - i ich powiązania. Badania te pomagają lepiej zrozumieć ewolucję tego typu wirusów, poznać sposób, w jaki nabyły one zdolność do zarażania ludzi, i przewidzieć, jakie inne wirusy mogą w przyszłości zostać przeniesione na człowieka - piszą naukowcy na łamach „Virus Evolution". „Nasze badanie pokazało, w jaki sposób wirusy SARS stały się tym, czym są dzisiaj, i dlaczego niektóre z nich mają zdolność infekowania ludzi, a inne nie” - mówi prof. Simon Anthony, główny autor artykułu. Jak wyjaśnia, zarówno SARS-CoV-1, jak i SARS-CoV-2 należą do grupy zwanej sarbecowirusami. Naukowcy wyróżniają wśród sarbecowirusów pięć linii, przy czym SARS-CoV-1 należy do linii 1, a SARS-CoV-2 do 5.

Jednak mimo tego, że należą do różnych linii, oba dostają się do ludzkich komórek za pomocą receptora ACE2. „To uderzające odkrycie, ponieważ istnieją inne wirusy - bliżej spokrewnione z SARS-CoV-1, które nie używają ACE2 - mówi prof. Anthony. - Jak więc doszło do tego, że SARS-CoV-1 jest najbardziej podobny do wirusa, z którym łączy go nieco dalsze pokrewieństwo?”

Aby to wyjaśnić Anthony i jego współpracownicy stworzyli drzewo genealogiczne wszystkich wirusów podobnych do SARS. Odkryli, że linia 5, do której należy SARS-CoV-2, jest linią podstawową (pierwotną). Natomiast większość wirusów z linii 1 w toku ewolucji utraciła zdolność wykorzystywania ludzkich receptorów ACE2. Stało się tak z powodu delecji w ich genomie. Jednak SARS-CoV-1 oraz kilka innych wirusów w pewnym momencie odzyskało zdolność używania ludzkiego ACE2.

„Prawdopodobnie nastąpiło to w procesie zwanym rekombinacją - wyjaśniają autorzy badania. - Aby tak się stało, dwa różne wirusy musiały zarazić to samo zwierzę w tym samym czasie, w skutek czego powstał hybrydowy wirus zdolny do zarażania ludzi poprzez ACE2”.

Drzewo genealogiczne dało również naukowcom wgląd w geograficzne pochodzenie omawianych wirusów. Okazało się, że jak dotąd wszystkie wirusy wykorzystujące ACE2 zostały wykryte w prowincji Yunnan. Oznacza to, że SARS-CoV-2 nie pochodzi z Wuhan, gdzie zgłoszono pierwsze przypadki COVID-19, ale z innych części Chin.

Jednak nadal jedno pytanie pozostaje bez odpowiedzi. Dlaczego SARS-CoV-2 pojawił się właśnie teraz? Czy pierwotnie nie „celował” w ACE2, czy też od zawsze miał zdolność przyłączania się do tego enzymu, ale dopiero teraz się ona ujawniła? „Muszą istnieć jakieś nieznane czynniki, które za tym stoją - uważa Anthony. - Posiadanie zdolności genetycznej do zarażania ludzi to tylko część dłuższej historii”.

Naukowiec podkreśla, że omawiane badanie umożliwi lepsze szacowanie tego, czy nowo odkryte wirusy z SARS będą mogły zarażać ludzi. „Teraz wiemy, że posiadanie potencjału genetycznego do rozprzestrzeniania się na ludzi wcale nie oznacza, że tak się stanie - mówi Anthony. - Ważne jest jednak, aby szybko identyfikować wirusy, które stanowią wysokie ryzyko. Następnie należy prowadzić badania epidemiologiczne i ekologiczne, które pokażą, czy i jak ludzie wchodzą w kontakt ze zwierzętami będącymi naturalnymi nosicielami tych wirusów”.

„Nasze badanie przypomina również, że istnieje jeszcze wiele wirusów, które musimy lepiej zrozumieć, aby być bezpiecznymi; SARS-CoV-1 i 2 nie będą jedynymi, które nam zagrożą” - podsumowuje.

Więcej - na stronie publikacji (https://academic.oup.com/ve/advance-article/doi/10.1093/ve/veab007/6129116) (PAP) Katarzyna Czechowicz

Ekspert: jest relatywnie niewiele wariantów koronawirusa, które warto monitorować

Wariantów koronawirusa jest dużo. Wariantów, którym warto się przyjrzeć jest mniej, a wariantów, które warto monitorować jest relatywnie niewiele - powiedział PAP dr Tomasz Wołkowicz z Narodowego Instytutu Zdrowia Publicznego – Państwowego Zakładu Higieny.

"Wirus mutuje cały czas. Jeśli weźmiemy 100 próbek do sekwencjonowania, to w każdej z tych próbek znajdziemy różne mutacje i to będą w większości osobne warianty. Część z tych wariantów faktycznie może wykazywać większą zdolność do transmisji, ale równocześnie to wcale nie oznacza, że trzeba nimi się interesować" - powiedział.

Ekspert przypomniał, że jeśli istnieje podejrzenie, że jakiś wariant wirusa może być na przykład bardziej zakaźny, szybciej rozprzestrzeniać się, to na początku określany jest mianem VUI, czyli Variant Under Investigation (wariant objęty badaniem - PAP). Jest on sprawdzany i badany. Często takie warianty obserwuje się monitorując dane epidemiologiczne oraz na podstawie danych z monitorowania molekularnego.

"Dopiero gdy okaże się, że taki wariant VUI jest interesujący, to staje się wariantem VOC (Variant of Concern). Przykładowo, wariant brytyjski jest określany właśnie takim mianem" - dodał. Równocześnie powiedział, że "wariantów wirusa SARS-CoV-2 jest dużo, wariantów, którym warto się przyjrzeć jest mniej, a wariantów, które warto monitorować w ogóle relatywnie niewiele".

"W Polsce monitorujemy przede wszystkim wariant brytyjski, południowoafrykański, brazylijski oraz stale obserwujemy sytuację globalną na wypadek pojawienia się nowych istotnych epidemiologicznie wariantów" - zaznaczył. Równocześnie wskazał, że mutacji charakteryzujących wariant brytyjski jest dużo, jednak najważniejsze wydają się mutacje aminokwasowe w jednym białku – białku S (Spike).

"Jedną z ważniejszych jest substytucja w pozycji 501. Dodatkowo zachodzi delecja dwóch aminokwasów 69 i 70 oraz w pozycji 144, jak również kilka dodatkowych mutacji. W myśl definicji europejskiej wariant brytyjski jest definiowany przez pakiet 9 mutacji w białku Spike" - wyjaśnił. Dr Wołkowicz powiedział też, że aby mówić o rozprzestrzenianiu się jakiejś wariacji trzeba przebadać przypadki pod kątem epidemiologicznym.

"Jeśli weźmiemy 20 próbek, a 10 z nich pochodzić będzie z jednej rodziny, to wcale nie oznacza to, że mamy w 50 proc. do czynienia z jakimś wariantem, np. brytyjskim. Faktycznie to będzie 10 kopii tego samego szczepu. Dopóki nie zderzymy tego z wywiadami epidemiologicznymi, to jest to jedynie gdybanie" – powiedział.

Dr Wołkowicz zaznaczył, że warianty koronawirusa monitoruje się m.in. ze względu na to, by dowiedzieć się, czy są istotnie epidemiologicznie, czyli stają się bardziej zakaźne lub bardziej zjadliwe. Bada się je również pod kątem diagnostycznym w celu stwierdzenia, czy pojawiają się warianty, które mogą dawać fałszywie ujemne wyniki w niektórych testach.

Kolejnym celem monitorowania wariantów jest określenie, czy nowo pojawiające się warianty mają zdolność do infekowania osób zaszczepionych, niejako "uciekając przed szczepionką".(PAP) Klaudia Torchała