Η ταχεία ανάπτυξη της γενεαλογικής γραμμής του κορωνοϊού, υποδεικνύει την ανάγκη για ενισχυμένη γονιδιωματική και επιδημιολογική παρακολούθηση παγκοσμίως, καθώς και εργαστηριακές έρευνες για την αντιγονικότητα και μολυσματικότητα του ιού.
Επιβάλλεται ευλαβική τήρηση του σχεδίου ΧΑΜ, όχι μόνο λόγω της νέας μετάλλαξης του κορωνοιού που είναι πολύ μεταδοτική, αλλά και δύο προ υπαρχόντων, πολύ μεταδοτικών στελεχών του ιού, που κυκλοφορούν στην Ευρώπη (από την άνοιξη και το καλοκαίρι).
Α) Τι γνωρίζουμε για το νέο στέλεχος του κορωνοϊού;
Η πρώτη φορά που αναφέρθηκε περίπτωση του νέου στελέχους του κορωνοϊού ήταν στις 14 Δεκεμβρίου στη ΝΑ Αγγλία, το οποίο ονομάστηκε VUI-202012/01.
Επιστήμονες αναφέρουν ότι τέτοιες μεταλλάξεις δεν είναι καθόλου σπάνιες και ήδη υπάρχουν πάνω από 12.000 διαφορετικά στελέχη.
Η μετάλλαξη μέχρι χθες (20/12/2020) εντοπίστηκε σε Ιταλία, Δανία και Ολλανδία, αλλά και σε χώρες εκτός Ευρώπης, κάτι που έχει προκαλέσει ανησυχία τόσο στον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας, όσο και σε κυβερνήσεις και ιδίως στην ΕΕ.
Μερικές ήδη απαγόρευσαν τις αεροπορικές πτήσεις από το Η.Β.
Β) Ο ιός SARS-CoV-2 ενσωματώνει, όπως οι περισσότεροι ιοί, συνεχώς μεταλλαγές στο γονιδίωμα του και η εμφάνιση νέων γενετικά στελεχών αποτελεί μια αναμενόμενη διαδικασία.
Στην εργασία με τίτλο: Preliminary genomic characterisation of an emergent SARS-CoV-2 lineage in the UK defined by a novel set of spike mutations από τους Andrew Rambaut, και συνεργάτες, δημοσιεύεται (https://virological.org/…/preliminary-genomic…) η ανάλυση και τα χαρακτηριστικά του νέου στελέχους του κορωνοϊού SARs-CoV-2.
Από γενετική ανάλυση του γονιδιώματος (ΡΝΑ) του νέου κορωνοϊού ταυτοποιήθηκε πρόσφατα στο Ηνωμένο Βασίλειο, μια ξεχωριστή φυλογενετική ομάδα του ιού SARS-CoV-2 που ονομάστηκε B.1.1.7.
Σε διάστημα των τελευταίων 4 εβδομάδων στελέχη αυτής της ομάδας έχουν εξαπλωθεί εκτεταμένα στο Ηνωμένο Βασίλειο.
-Μερικά χαρακτηριστικά αυτής της ομάδας είναι αξιοσημείωτα και σημειώνονται παρακάτω:
Η γενετική ομάδα B.1.1.7 αντιπροσωπεύει ένα αυξανόμενο ποσοστό περιστατικών σε διαφορετικές περιοχές της Αγγλίας.
Ο αριθμός των κρουσμάτων Β.1.1.7 και ο αριθμός των περιοχών που αναφέρονται μεταδόσεις με στελέχη Β.1.1.7 αυξάνονται διαρκώς.
Τα στελέχη της ομάδας Β.1.1.7 έχουν ασυνήθιστα υψηλό αριθμό μεταλλαγών ιδιαίτερα στην περιοχή της πρωτεΐνης της ακίδας του ιού..
Τι γνωρίζουμε για τις νέες μεταλλάξεις;
Μια αρχική ανάλυση του νέου στελέχους εντοπίζει 17 πιθανές σημαντικές αλλαγές στο γονιδίωμα του κορωνοϊού.
Αξίζει να ειπωθεί ότι 8 αλλαγές/μεταλλάξεις από τις 17, αφορούν στην πρωτεΐνη της ακίδας του ιού – που αποτελεί το κλειδί που χρησιμοποιεί ο ιός για να ξεκλειδώσει την κερκόπορτα για την είσοδό του στα κύτταρα του σώματός μας.
Μία μετάλλαξη τη θέση 501 (που ονομάζεται N501Y) αφορά την περιοχή του ιού (receptor binding domain, RBD) που αλληλοεπιδρά με τον υποδοχέα και πειραματικά δεδομένα υποδεικνύουν ότι αυξάνει την πρόσδεση με τον υποδοχέα ACE2 των κυττάρων μας.
Η μεταλλαγή N501Y σχετίζεται με αυξημένη μολυσματικότητα του ιού σε πειραματόζωα.
H μεταλλαγή P681H εντοπίζεται στο τμήμα που ανιχνεύεται από το ένζυμο φουρίνη μεταξύ των υποπεριοχών S1 και S2 της πρωτεΐνης της ακίδας.
H περιοχή αυτή που εντοπίζεται μόνο στον ιό SARS-CoV-2 και όχι σε άλλους συγγενικούς κορωνοϊούς, και έχει βρεθεί ότι προάγει την μόλυνση των επιθηλιακών κύτταρων του αναπνευστικού.
Η μεταλλαγή N501Y σχετίζεται με αυξημένη μολυσματικότητα του ιού σε πειραματόζωα.
Παράλληλα έχει εντοπιστεί ένα έλλειμμα δύο αμινοξέων στις θέσεις Η69-V70 που συνήθως παρατηρείται σε στελέχη με μεταλλαγές στην περιοχή του ιού που αλληλοεπιδρά με τον υποδοχέα (RBD).
Η εργασία έχει δείξει ότι αυτή η μετάλλαξη αυξάνει τη μολυσματικότητα δύο φορές στα εργαστηριακά πειράματα.
Η μετάλλαξη αυτή έχει εμφανιστεί αρκετές φορές πριν, συμπεριλαμβανομένης της φήμης στο μολυσμένο βιζόν.
Μελέτες από την ίδια ερευνητική ομάδα δείχνουν ότι το έλλειμμα ίσως καθιστά τα αντισώματα από το αίμα των επιζώντων λιγότερο αποτελεσματικά στην επίθεση στον ιό.
Τα στελέχη της ομάδας Β.1.1.7 περιλαμβάνουν έναν ασυνήθιστα μεγάλο αριθμό μεταλλαγών, δηλαδή σε σχέση με τον αναμενόμενο.
Οι περισσότερες ομάδες μέχρις σήμερα σχετίζονται με μικρό αριθμό μεταλλαγών και η συχνότητα εμφάνισης τους είναι περίπου 1-2 μεταλλαγές το μήνα.
Προκαταρκτική ανάλυση έδειξε ότι ο ρυθμός μοριακής εξέλιξης (ο ρυθμός δηλαδή μεταλλαγών) μέσα στην ομάδα Β1.1.7 είναι παρόμοιος με άλλες ομάδες του SARs-CoV-2.
Συμπερασματικά η εργασία περιγράφει μια νέα γενετική ομάδα του ιού που εξαπλώνεται ταχέως στο Ηνωμένο Βασίλειο και σχετίζεται με έναν απροσδόκητα μεγάλο αριθμό μεταλλαγών, συμπεριλαμβανομένης της περιοχής αλληλεπίδρασης με τον υποδοχέα του ιού στα κύτταρα στόχους και με την θέση αλληλεπίδρασης της φουρίνης.
Λαμβάνοντας υπόψη:
(i) τις βιολογικές ιδιότητες αυτών των μεταλλαγών όπως προέκυψαν από πειραματικά δεδομένα,
(ii) τις άγνωστες ιδιότητες του συνδυασμού αυτών των μεταλλαγών, και,
(iii) τον υψηλό ρυθμό διασποράς του Β.1.1.7 στο Ηνωμένο Βασίλειο, οι ιδιότητες αυτής της ομάδας χρήζουν άμεσης εργαστηριακής μελέτης και η περαιτέρω παρακολούθηση της διασποράς της ομάδας αυτής παγκοσμίως, είναι αναγκαία.
Προς το παρόν η επίδραση αυτών των μεταλλαγών αναφορικά με τη νοσηρότητα, τη μολυσματικότητα ή τα αντιγονικά χαρακτηριστικά του ιού που σχετίζονται με τον εμβολιασμό, είναι υπό διερεύνηση.
Γ) Ποια στοιχεία θέλουν προσοχή.
Αυτά είναι τα εξής:
-Αντικαθιστά πολύ γρήγορα άλλα στελέχη του ιού
-Το νέο στέλεχος, διαθέτει μεταλλάξεις που μπορούν να επηρεάσουν την αρχική μορφή του συγκεκριμένου κορωνοϊού.
Ειδικότερα, υπήρξαν αλλαγές στην πρωτεΐνη της ακίδας του ιού – που αποτελεί το κλειδί που χρησιμοποιεί ο ιός για να ξεκλειδώσει την «πόρτα» στα κύτταρα του σώματός μας.
Μία μετάλλαξη που ονομάζεται N501Y μεταβάλλει το πιο σημαντικό μέρος της πρωτεΐνης της ακίδας.
-Κάποιες από αυτές τις μεταλλάξεις στη γενετική σύσταση του ιού έχουν ήδη δείξει στα εργαστήρια πως αυξάνουν την ικανότητα του ιού να μολύνει κύτταρα του ανθρώπου.
Το νέο στέλεχος μπορεί να είναι έως και 70% πιο μεταδοτικό, υποστηρίζοντας ότι μπορεί να αυξήσει τον αριθμό R κατά 0,4.
– Δεν υπάρχουν στοιχεία που να δείχνουν ότι το κάνει πιο θανατηφόρα, αν και αυτό θα πρέπει να παρακολουθείται.
Ωστόσο, η αύξηση της μετάδοσης θα ήταν αρκετή για να προκαλέσει προβλήματα στα νοσοκομεία.
Εάν η νέα μετάλλαξη σημαίνει ότι περισσότεροι άνθρωποι μολύνονται πιο γρήγορα, αυτό με τη σειρά του θα οδηγήσει σε περισσότερους ανθρώπους που χρειάζονται νοσοκομειακή περίθαλψη.
Αντιμετωπίζουν τα εμβόλια αυτή τη μετάλλαξη του κορωνοϊού;
Λόγω του γεγονότος ότι ο ιός έχει σύστημα επιδιόρθωσης των βλαβών μάλλον δεν θα υπάρξει πρόβλημα με τα εμβόλια.
Αλλά, ακόμη και εάν υπάρξει, με την τεχνολογία mRNA σύντομα θα μπορεί να αναπτυχθεί ένα νέο εμβόλιο, όπως συμβαίνει στη γρίπη.
Δ) Υπήρξαν μεταλλάξεις στο παρελθόν που έπρεπε να μας ανησυχήσουν;
– Ναι.
Α) Διαπιστώθηκε όμως ότι μια μεταλλαγή στη θέση 614 (D614G) της πρωτεΐνης της ακίδας του ιού (αντικατάσταση αμινοξέος: ασπαρτικό οξύ σε γλυκίνη) ήταν σπάνια πριν τον Μάρτιο, αλλά τα ποσοστά της αυξήθηκαν σημαντικά κατά τη διάρκεια της πανδημίας, φτάνοντας σε ποσοστά άνω των 74% στις αλληλουχίες SARS-CoV-2 διαθέσιμες μέχρι τον Ιούνιο του 2020 σε πολλές χώρες της Ευρώπης.
-Η μεταλλαγή D641G σχετίζεται με αυξημένη πολλαπλασιαστική ικανότητα, όχι όμως με μεγαλύτερη φονικότητα, στην ανώτερη αναπνευστική οδό, λόγω αυξημένης μολυσματικότητας του ιού.
Σε σύγκριση με τον ιό φυσικού τύπου (D614), ο μεταλλαγμένος ιός (G614) βρέθηκε να έχει υψηλή πολλαπλασιαστική ικανότητα σε ανθρώπινους ιστούς του αναπνευστικού.
Η αυξημένη πολλαπλασιαστική ικανότητα σχετίστηκε με αυξημένη μολυσματικότητα του ιού με την μεταλλαγή G614.
Β) Μια νέα παραλλαγή στο RNA του ιού SARS-CoV-2, η A222V, (η EU1), εμφανίστηκε τον Ιούνιο 2020, στην Ισπανία, και έκτοτε εξαπλώθηκε σε πολλές ευρωπαϊκές χώρες.
Η παραλλαγή αυτή είχε συχνότητες από 40% έως 70% στην Ισπανία, την Ελβετία, την Ιρλανδία, το Ηνωμένο Βασίλειο, τη Νορβηγία, τη Λετονία, τις Κάτω Χώρες και τη Γαλλία.
Το στέλεχος αυτό έφθασε και στην χώρα μας.
Φαίνεται πως αντικαθιστά στους πληθυσμούς της Ευρώπης την μετάλλαξη D614.
Το στέλεχος αυτό είναι ακόμη πιο μεταδοτικό από το προηγούμενο ανεβάζοντας την πιθανότητα νοσηλείας έως 80%.
Αυτό σημαίνει ότι στο δεύτερο κύμα του ιού στην Ευρώπη έχουμε δύο (και ίσως τρεις) διαφορετικές μεταλλάξεις, πιο μεταδοτικές, αν και όχι –ευτυχώς- πιο θανατηφόρες.
Τέλος, ο έλεγχος των παραλλαγών του ιού πρέπει να γίνεται με αλληλούχιση όλου του γονιδιώματος (RNA) του κορωνοϊού για απρόσκοπτη παρακολούθηση της εξέλιξης (μεταλλάξεων) του ιού.
Τα στοιχεία αυτά θα επιτρέψουν να λαμβάνονται οι σωστές αποφάσεις διαχείρισης της πανδημίας.
Του Κωνσταντίνου Τριανταφυλλίδη, Ομότιμου Καθηγητή Γενετικής και Γενετικής του Ανθρώπου, του Α. Π. Θ.
