Coronavirus: Was sind besorgniserregende Varianten?

Besorgniserregende Varianten und eine weit verbreitete Lockerung des COVID-19-angemessenen Verhaltens haben neue Übertragungswellen ausgelöst

Wenn Manuskripte wiederholt von Hand kopiert werden, treten häufig Rechtschreibfehler auf. In ähnlicher Weise treten Fehler auf, wenn in DNA oder RNA codierte “genetische Skripte” wiederholt zur Virusreplikation kopiert werden. RNA-Viren sind fehleranfälliger als DNA-Viren. Das SARS-CoV-2-Genom ist einzelsträngige RNA, und Fehler – in der Biologie Mutationen – treten häufig auf.

SARS-CoV-2 ist beim Menschen neu und bei seiner Ausbreitung sind Mutationen sehr häufig. Neue Varianten mit höherer Übertragungseffizienz dominieren und ersetzen tendenziell andere. Solche Spitzenreiter treten in verschiedenen geografischen Gemeinschaften auf, in denen das Virus epidemisch ist und sich weit verbreitet. In Großbritannien und Südafrika wurden Varianten nachgewiesen, da genetische Studien systematisch durchgeführt wurden. Die brasilianische Variante wurde in Japan bei Reisenden aus Brasilien entdeckt und ihre Herkunft geht zurück.

Die Fähigkeit, Varianten zu erkennen und zu verfolgen, hängt von der Laborkapazität für die Sequenzierung von Viren im gesamten Genom ab. Weltweit wurden bisher über 1 Million SARS-CoV-2-Genome sequenziert, was eine hochauflösende, räumlich-zeitlich granulare Anzeige der Virusentwicklung ermöglicht. Noch wichtiger ist, dass dies die Identifizierung und Dokumentation von varianten Viren mit veränderten Eigenschaften im Vergleich zu dem Virus ermöglicht hat, der die Pandemie ausgelöst hat. Als die Bedeutung von „Varianten der Besorgnis“ (VOC) erkannt wurde, wurde das indische SARS CoV-2-Genomkonsortium (INSACOG), ein Netzwerk von zehn kompetenten Laboratorien des öffentlichen Sektors für die Genomüberwachung, eingerichtet, und die genetische Variantenlandschaft wird aufgebaut in Indien befragt.

Nomenklaturschemata

Es gibt drei verschiedene Nomenklaturschemata für SARS-CoV-2-Varianten. Das weit verbreitete ist die “Phylogenetische Zuordnung globaler Ausbruchslinien” (PANGOLIN), die ein hierarchisches System verwendet, das auf genetischer Verwandtschaft basiert – ein unschätzbares Instrument für die genomische Überwachung. Es werden Alphabete (A, B, C, P) und Ziffern verwendet, die mit 1 beginnen. Variantenlinien befinden sich in verschiedenen Regionen am aufkommenden Rand der Pandemie. Linie B ist die produktivste. Die im Umlauf befindlichen Varianten sind B.1; B.1.1; B.1.1.7; B.1.167; B.1.177; B.1.351, B.1.427 und B.1.429. Die Linie P.1 ist vom Original B abgewichen.

Der Einfachheit halber werden die drei häufigsten nach ihrer Herkunftsgeographie benannt – “UK-Variante” für B.1.1.7; “Südafrika-Variante” für B.1.351; und ‘Brasilien-Variante’ für P.1. Sie wurden in den Jahren 2020 – September (Großbritannien), Oktober (Südafrika) und Dezember (Brasilien) entdeckt. Zu den Varianten in Indien gehören die sogenannte Doppelmutante B.1.617, die sich in Maharashtra ausbreitet, und die B.1.618, die sich in Westbengalen ausbreitet.

Mutationen können anhand der Nukleotidposition auf dem Genom und der geschalteten Aminosäuren infolge der Mutation lokalisiert werden. Das ursprüngliche Pandemievirus (Gründervariante) war Wu.Hu.1 (Wuhan-Virus). In wenigen Monaten entstand die Variante D614G, die weltweit dominierte.

Anliegen

Das “Problem” bei VOC umfasst drei unheimliche Eigenschaften – Übertragungseffizienz, Schweregrad der Erkrankung und Flucht vor der Immunitätsdeckung der Impfung.

In vielen Ländern, einschließlich Indien, hat die VOC aufgrund der erhöhten Übertragbarkeit neue Wellen der epidemischen Übertragung ausgelöst. Leider war zu diesem genauen Zeitpunkt, da die Fallzahlen niedrig waren, eine weitgehende Lockerung des COVID-angemessenen Verhaltens zu verzeichnen. Zusammen hat dies zu einer schnell ansteigenden zweiten Welle beigetragen – tägliche Zahlen, die weit über denen der früheren Welle liegen.

In Bezug auf Virulenz (Neigung zu schweren / lebensbedrohlichen Krankheiten) ist die britische Variante schlechter. Die Varianten in Südafrika und Brasilien scheinen keine höhere Virulenz zu haben.

Das dritte Problem betrifft die Immunitätsdeckung, die durch die Impfung mit Antigenen aus der D614G-Variante geboten wird – was für die meisten derzeit verwendeten Impfstoffe gilt. Eine verminderte Wirksamkeit von Impfstoffen wurde mehr bei der südafrikanischen und weniger bei der brasilianischen Variante festgestellt. Daher kann trotz Immunität durch frühere D614G-Infektion oder Impfung eine Reinfektion auftreten. Die Wirksamkeit des Impfstoffs kann jetzt geringer sein als in Phase-3-Studien festgestellt, da die VOC damals nicht weit verbreitet waren. Glücklicherweise haben mRNA-Impfstoffe (Pfizer und Moderna) aus verschiedenen Gründen eine breitere Immunität und schützen besser vor diesen beiden Varianten.

Das schwedische Karolinska-Institut schuf ein Antigen unter Verwendung einer neuen Variante des RBD-Peptids mit Adjuvans und inokulierten Affen, die bereits mit einem älteren Impfstoff vorbereitet waren. Die resultierende Booster-Reaktion war nicht nur hoch, sondern auch breit und deckte neue Varianten ab. Dieser Ansatz, der durch einen anderen Impfstoff als “Hetero-Boosting” bezeichnet wird, bietet eine Möglichkeit, die “Impfstoff-Flucht” -Varianten zu verwalten, bis neuere Impfstoffe verfügbar werden.

Stunden gelernt

Eine wichtige Lehre, die uns die Pandemie in Indien gezogen hat, ist die entscheidende Bedeutung der biomedizinischen Forschung und des Kapazitätsaufbaus – für die Rettung von Leben und Wirtschaftswachstum. Wir brauchen eine Grundlage für eine breit angelegte Forschung an Universitäten, medizinischen Hochschulen und Biotechnologieunternehmen, die alle finanziert, gefördert, geschätzt und Talente belohnt werden müssen. Während einige Bemühungen eingeleitet wurden, müssen sie in großem Umfang auf den Weg gebracht werden, und Indien muss stark in die Biowissenschaften investieren. Nach einem Jahrzehnt werden uns seine Produkte und sein Gewinn gesünder und reicher machen.

(T. Jacob John ist Professor im Ruhestand und Mahesh Moorthy derzeit Professor an der Abteilung für klinische Virologie des Christian Medical College in Vellore.)

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