Wariant południowoafrykański SARS-CoV-2 groźniejszy niż brytyjski. Jak mutacje koronawirusa utrudnią walkę z pandemią?

Koronawirus SARS-CoV-2, tak jak wszyskie inne wirusy, ulega ciągłym mutacjom. Oznacza to, że zmienia się ich materiał genetyczny. Dochodzi do tego podczas replikacji, gdy wytwarzane są nowe kopie wirusowego RNA, które atakują kolejne ludzkie komórki.

Większość mutacji wirusów nie ma większego znaczenia. Niektóre mogą utrudniać ich przeżycie, inne jednak sprawiają, że patogeny stają się bardziej zaraźliwe albo trudniejsze do zwalczenia.

W przypadku koronawirusa SARS-CoV-2 do najważniejszych należą mutacje dotyczące białek wypustki, poprzez którą atakuje on komórki. Białka te są kluczem do działania stosowanych obecnie szczepionek typu mRNA.

Obecnie po świecie krążą tysiące różnych wariantów koronawirusa SARS-CoV-2, jednak eksperci obawiają się tylko nieznacznego odsetka tych wersji. Są to przede wszystkim:

• Wariant brytyjski – po raz pierwszy wykryto go w grudniu 2020 roku; informacja o tym dotarła do WHO 14 grudnia. Dotarł do ponad 50 krajów świata, w tym do Polski. Ma 8 mutacji białek wypustki i jest znany jako B.1.1.7 (inaczej VOC 202012/01, 20I/501Y.V1 albo 501.V1). W przeciwieństwie do oryginalnej wersji koronawirusa powoduje infekcje również młodych ludzi oraz osoby bez poważnych problemów zdrowotnych.
• Wariant południowoafrykański – wariant B.1.351 (inaczej 20H/501Y.V2, 501Y.V2, 501.V2) zidentyfikowano 18 grudnia 2020 roku. Przypadki zarażenia stwierdzono w ponad 20 krajach na świecie. Ma 9 mutacji białek wypustki (m.in. E484K) i jest wysoce zaraźliwy, choć rzadziej wywołuje ciężkie powikłania.
• Wariant japoński/brazylijski – odkryto go w styczniu 2021 r. (raport do WHO dotarł 9.01). Ma 12 mutacji dotyczących białek wypustki, w tym trzy niebezpieczne – takie same, jak w powyższych wariantach. Wirusa wykryto u 4 osób podróżujących z Brazylii do Japonii, wśród których było dwoje dzieci. O wykryciu podobnej wersji koronawirusa w kraju poinformowały również władze Brazylii.
• Wariant amerykański – o odkryciu dwóch nowych wersji wirusa SARS-CoV-2 donieśli badacze z Ohio. Warianty zidentyfikowano w Columbus – jeden jest podobny do brytyjskiego, jednak w drugim przypadku koronawirus uległ całkiem innym mutacjom. Zdaniem odkrywców warianty te są rodzime. Badania nad nimi wciąż trwają.

Wariant koronawirusa SARS-CoV-2, który stanowi obecnie największe zagrożenie dla świata, dotarł z Południowej Afryki do co najmniej 20 krajów, m.in. Austrii, Norwegii i Japonii. W Wielkiej Brytanii wykryto go u kilkudziesięciu osób, przy czym zarażenia te miały związek z podróżami.

Obecnie wariant brytyjski koronawirusa wypiera jego wersję D614G, która dominowała na świecie w 2020 roku.

Pomimo tego, że wariant południowoafrykański koronawirusa jest inny niż wariant brytyjski, obie wersje są bardziej zaraźliwe, przez co powstrzymanie ich szerzenia się wymaga wprowadzenia bardziej ścisłych restrykcji.

Choć nie ma dowodów na to, że wariant południowoafrykański powoduje poważniejszy przebieg infekcji, ulega łatwiejszemu rozprzestrzenianiu i może sprawiać, że szczepionki przeciw COVID-19 nie będą w pełni skuteczne.

Spośród szeregu mutacji w wariancie południowoafrykańskim koronawirusa część dotyczy niestety budowy białek znajdujących się w jego wypustkach. Właśnie te białka mają kluczowe znaczenie dla stosowanych już masowo szczepionek mRNA od Pfizera i Moderny.

Producenci szczepionek obecnie testują swoje produkty w stosunku do nowych wariacji koronawirusa. Używając próbek krwi od 20 osób przebadano m.in. preparat Pfizer-BioNTech przeciwko jednej z mutacji w nowym wariancie wirusa, nazwanej N501Y. Podobne badania przeprowadziła Moderna. Ustalono, że szczepionki wciąż działają, choć ich efektywność może nie być tak wysoka lub tak długotrwała, jak wobec pierwotnej wersji patogenu.

Wstępne dane mówią też o efektywności kolejnych szczepionek, które wchodzą na rynek – chodzi o preparat firmy Novavax oraz firmy Jannsen i Johnson & Johnson. Ponieważ badania nad tymi preparatami aktualnie trwają, można było zaobserwować różnice w ich efektywności w odmiennych rejonach świata.

W porównaniu z krajami, gdzie nowe warianty koronawirusa wciąż są rzadkie, w Afryce Południowej skuteczność szczepionek przeciw COVID-19 była znacząco mniejsza. Dla szczepionki Novavax wynosiła tylko 50 procent, podczas gdy w Wielkiej Brytanii przekraczała 98 proc.

Dla szczepionki Janssena skuteczność przy jednorazowym podaniu wynosi 66 proc., ale w Afryce Południowej, gdzie wariantem znanym jako B 1.351 zarażonych było 95 proc., jej efektywność wynosiła tylko 57 proc. Jednocześnie jednak w 89 proc. przypadkach preparat chronił przed rozwojem ciężkiego COVID-19.

W południowoafrykańskim koronawirusie jest też jednak mutacja E484K, w ramach której patogen uległ takim zmianom, że nie jest już łatwo rozpoznawany przez przeciwciała – a to warunek niezbędny do jego zwalczania. Nowe warianty koronawirusa sprawiają więc, że wywoływane przez nie infekcje nie poddają się tak łatwo leczeniu, jak pierwotnie.

Zarówno brytyjski B.1.1.7, jak i południowoafrykański B.1.351, stały się odporne na neutralizację poprzez opracowywane przeciwciała monoklonalne (mAb) ukierunkowane na białka wypustki, a także na zawierające przeciwciała osocze ozdrowieńców.

Oba nowe warianty okazały się dwukrotnie mniej podatne na neutralizację przez przeciwciała podawane wraz z osoczem ozdrowieńców niż pierwotny typ koronawirusa. Co więcej, ten południowoafrykański był nawet 8,6 razy bardziej odporny na neutralizację przez przeciwciała podawane wraz z osoczem osób zaszczepionych.

Producenci szczepionek uspokajają, że w przypadku zmian koronawirusa utrudniających działanie szczepionek zawsze możliwe są modyfikacje tych preparatów.

ZOBACZ: Szczepionka Moderny działa na mutacje koronawirusa