Das virale Wettrüsten | Naturbiotechnologie

Um einer zunehmenden Anzahl von SARS-CoV-2-Varianten einen Schritt voraus zu sein, müssen die Überwachung und das Testen von Krankheitserregern zu einem gemeinsamen globalen und nicht zu einem lokalen Unterfangen werden.

Zwischen SARS-CoV-2 und der Weltbevölkerung läuft ein Wettrüsten. Während die Regierungen sich beeilen, so viele Menschen wie möglich zu impfen, entwickelt sich das Virus schnell zu Fluchtmutanten. In Indien, Lateinamerika und Afrika beginnen neue virale Varianten, Infektionen zu dominieren. Viele Länder, wie das Vereinigte Königreich, Dänemark und die Vereinigten Staaten, haben ihre Sequenzierungskapazität erhöht, sodass die Gesundheitsbehörden die Prävalenz hoch übertragbarer Varianten überwachen, diagnostische Primer-Designs aktualisieren und über die Entwicklung künftiger Impfstoff-Booster und multivalenter Impfungen informieren können. Da die Nationen bestrebt sind, ihre Volkswirtschaften zu öffnen und die Reisebeschränkungen zu lockern, ist es ein attraktiver und wichtiger Gedanke, dass eine rasche Integration von Sequenzierung und Tests die öffentliche Gesundheitspolitik und Gegenmaßnahmen rational leiten könnte. An einigen Stellen kann es sogar funktionieren. Aber global ist der Begriff mehr Traum als Realität.

Nach etwa zehn Monaten relativer Ruhe zu Beginn der Pandemie hat SARS-CoV-2 seine Form geändert. Mutationen entstehen größtenteils durch Fehler der RNA-abhängigen RNA-Polymerase des Virus. Die Rekombination zwischen verschiedenen Stämmen bei einer einzelnen koinfizierten Person oder über Zoonosen (Übertragung zwischen Tieren und Menschen und umgekehrt) trägt ebenfalls dazu bei. Obwohl die meisten Varianten nur eine oder zwei neue Mutationen erwerben, können in seltenen Fällen – möglicherweise aufgrund chronischer Infektionen auf niedrigem Niveau oder Immunsuppression – mehrere Mutationen in einem einzigen Isolat rekombinieren (wie im Fall von B.1.1.7 oder B.1.1) .28 Unterklasse P.1).

Abgesehen von D614G-tragenden Viren wurden in den ersten Monaten des Jahres 2020 nur wenige SARS-CoV-2-Varianten nachgewiesen, wahrscheinlich aufgrund eines Mangels an selektivem Druck und unzureichender Überwachung. Während sich die ursprünglichen Viruslinien wie ein Lauffeuer in einer immunologisch naiven Welt ausbreiten, ist der selektive Druck auf das Virus gestiegen, da mehr Menschen eine teilweise Immunität erlangen (aufgrund natürlicher Infektionen oder in jüngerer Zeit aufgrund von Impfungen). Heute zirkulieren Tausende von Varianten bei Hunderttausenden von Infizierten auf der ganzen Welt.

Viele Details der Evolution, Phylogenie und Annotation von SARS-CoV-2-Varianten werden noch ausgearbeitet. Ende Februar gab die Weltgesundheitsorganisation formale Definitionen für “Variante von Interesse” oder “Variante von Interesse” (VOC) bekannt: Ersteres ist ein “Virus, das phänotypische Veränderungen enthält” und nicht synonyme Mutationen im Vergleich zum Referenzisolat; Letzteres ist ein Virus, das eine „erhöhte Übertragbarkeit“, eine „schädliche Veränderung der COVID-19-Epidemiologie“ oder eine „erhöhte Virulenz oder eine andere Veränderung der Krankheitsvorstellung“ aufweist oder zu einer verminderten „Wirksamkeit von Maßnahmen im Bereich der öffentlichen Gesundheit und der Gesellschaft oder verfügbaren Diagnosen, Impfstoffen und Therapeutika“ führt . ”

USA-WA1 / 2020, das D614G enthielt, wurde schnell zur dominierenden Form. Seitdem wurden mehrere VOC identifiziert, darunter B.1.1.298 in Dänemark (im Zusammenhang mit Infektionen bei Nerzfarmen), B.1.1.7 im Vereinigten Königreich, B.1.1.248 (P.1) in Brasilien, B. .1.351 in Südafrika und B.1428 / B.1429 in den Vereinigten Staaten. Dänemark und Großbritannien haben eine herausragende Rolle bei der Identifizierung von VOC gespielt. Beide Länder haben Konsortien zur Überwachung von Krankheitserregern (COG-UK und TestCenter Denmark) und nationale öffentliche Gesundheitssysteme eingerichtet, die den Austausch klinischer Proben und Daten erleichtern können. Laut GISAID hat Dänemark 20% seiner gesamten COVID-19-Proben sequenziert und geteilt. das Vereinigte Königreich 9%.

Im Gegensatz dazu sind die Vereinigten Staaten zurückgeblieben. Von Juni bis Dezember teilten das SPHERES-Netzwerk und das NS3-Programm des US-amerikanischen Centers for Disease Control (CDC) jeden Monat 4.000 oder weniger SARS-CoV-2-Genome mit GISAID. Ende des Jahres belegte die US-amerikanische Überwachung von Krankheitserregern weltweit den abgrundtiefen 43. Platz.

Ein Teil des Problems ist das fragmentierte US-Gesundheitssystem, das über 60 überarbeiteten und balkanisierten staatlichen und lokalen Gesundheitsbehörden überlagert ist, die sich wie unabhängige Lehen verhalten. Eine weitere Herausforderung ist das Fehlen eines Bundesmandats oder einer Finanzierung, um Anreize für kommerzielle Labors zur Sequenzierung von COVID-19-Proben zu schaffen. Schließlich haben strenge US-amerikanische Datenschutzanforderungen den Austausch von Daten im Zusammenhang mit Proben auf ein eiszeitliches Tempo verlangsamt.

Seit dem Jahreswechsel hat die CDC die Dinge jedoch umgedreht. Anfang Februar wurden pro Woche 5.000 bis 8.000 Coronavirus-Proben verarbeitet, und im vergangenen Monat teilten die USA ~ 44.000 Sequenzen in GSAID – mehr als in jedem anderen Land. Ein neuer US-Präsident löste eine massive Zuführung von Bundesmitteln aus und stellte 1,7 Milliarden US-Dollar zur Verfügung, um virale Mutationen zu verfolgen, sechs akademische „Kompetenzzentren“ für Forschung und Entwicklung zu schaffen und ein nationales Netzwerk für den Datenaustausch einzurichten. All dies lässt die SARS-CoV-2-Überwachung auf einem festeren Fundament als jemals zuvor.

Es gibt jedoch immer noch Gründe zur Besorgnis und Wachsamkeit.

Derzeit dauert es zu lange, bis die Sequenzierungsergebnisse an staatliche und kommunale Behörden zurückgegeben werden. Für die Vereinigten Staaten bedeutet dies, dass es immer noch kein Fenster für sinnvolle Maßnahmen im Bereich der öffentlichen Gesundheit gibt, um potenzielle Cluster oder Übertragungen zu kontrollieren, insbesondere wenn einige VOC die Wirksamkeit des Impfstoffs verringern und zugelassene Antikörperbehandlungen gefährden.

Zweitens wird, während sich die regionalen und nationalen Überwachungsbemühungen verbessern, zu wenig unternommen, um die SARS-CoV-2-Verfolgung international zu koordinieren oder offensichtliche Lücken in der Überwachung in ärmeren Ländern zu schließen. Stichproben in Gesundheitseinrichtungen in 24 afrikanischen Ländern ergaben, dass nur 8% der Gesundheitseinrichtungen PCR-Tests durchführen können, geschweige denn Sequenzierung. Der massive Anstieg in Indien und die mangelnde Überwachung vor Ort machen die Notwendigkeit nur allzu deutlich.

Schließlich besteht die Gefahr von Selbstzufriedenheit in der Öffentlichkeit und Pandemiemüdigkeit. Im April passierten 1,36 Millionen Menschen an einem Tag die US-Flughäfen, und die CDC-Richtlinien für Masken wurden gelockert. Trotz der raschen Fortschritte bei Impfimpfungen in den USA ist die Aufnahme ins Stocken geraten. Schlimmer noch, Millionen kommen nicht zu ihrem zweiten Impfstoffschuss und unterhalten einen Pool von teilweise immunen Inkubatoren für SARS-CoV-2-Fluchtvarianten. Da der Virus von Fernseh- und Smartphonebildschirmen zurückgeht, schwinden die Testimpulse, wenn die Notwendigkeit, Varianten zu überwachen, wichtiger denn je ist.

Jetzt ist die Zeit zu handeln. Und es ist Zeit, international zu handeln. Kein nationales Netzwerk zur Überwachung von Krankheitserregern kann effektiv sein, wenn ständig neue VOC aus dem Rest der Welt importiert werden. Investitionen in die globale Überwachung sind entscheidend für die Hoffnung, die Pandemie zu beenden oder zu kontrollieren.

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Das virale Wettrüsten.
Nat Biotechnol (2021). https://doi.org/10.1038/s41587-021-00937-0

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