Czy koronawirus mutuje? Tak. Ale oto dlaczego nie musisz panikować

W powieściach i filmach, zakaźne patogeny mutują i nieuchronnie stają się bardziej niebezpieczne. W filmie kinowym „Contagion”, na przykład, śmiertelny wirus ulega mutacji w Afryce, co powoduje wzrost liczby zgonów na całym świecie w ciągu zaledwie kilku dni.

Rzeczywistość, jednakże, jest o wiele mniej teatralna.

W ciągu ostatnich kilku miesięcy, kilka grup badawczych twierdziło, że zidentyfikowało nowe szczepy koronawirusa, zwanego SARS-CoV-2, który zaraża ludzi na całym świecie. Brzmi to przerażająco, ale nie tylko czasami trudno jest określić, czy dana zmiana jest „nowym szczepem”, ale również nie wykazano, aby któraś z odnotowanych zmian w wirusie uczyniła go bardziej niebezpiecznym.

To doprowadziło do wielkiej dezorientacji opinii publicznej. Za każdym razem, gdy takie badania wypływają na powierzchnię, pojawiają się obawy, a eksperci od wirusów spieszą z wyjaśnieniem, że zmiany w genetycznym planie wirusa, lub genomie, zdarzają się cały czas. Koronawirus nie jest wyjątkiem.

„W rzeczywistości oznacza to, że jest to normalne”, mówi Kari Debbink, wirusolog z Bowie StateUniversity w Maryland. „Spodziewamy się, że wirusy będą ewoluować. Ale nie wszystkie z tych mutacji są znaczące.”

Oto co oznacza znalezienie mutacji w nowym koronawirusie i jakie dowody są potrzebne, aby faktycznie podnieść czerwoną flagę.

Po pierwsze, mutacja to tylko zmiana

W większości przypadków mutacje nie robią nic wirusowi.

Wirusy to po prostu powłoki białkowe, które zawierają DNA lub RNA jako swój materiał genetyczny. W przypadku SARS-CoV-2, jest to RNA. Elementy składowe RNA, zwane nukleotydami, są ułożone w trójki, zwane kodonami. Te trójki nukleotydów stanowią kod do budowy aminokwasów, z których zbudowane są białka wirusa. Mutacja to zmiana jednego z tych nukleotydów w materiale genetycznym wirusa – w przypadku SARS-CoV-2, jednego z około 30 000 nukleotydów.

Czasami mutacja w atriplecie jest niema, co oznacza, że kodon nadal koduje ten sam aminokwas. Ale nawet gdy aminokwas się zmienia, wirus może nie zachowywać się w sposób wyraźnie odmienny. Niektóre mutacje mogą również powodować dysfunkcyjne wirusy, które w rezultacie szybko znikają.

I w rzeczywistości te zmiany mogą być pomocne, jeśli chodzi o śledzenie drogi wirusa na całym świecie, co badacze robią od czasu, gdy eksperci z Chin opublikowali pierwszą sekwencję genetyczną koronawirusa w styczniu (SN: 2/13/20). Naukowcy rozszyfrowują lub sekwencjonują RNA wirusa, aby śledzić zmiany zachodzące w miarę zarażania kolejnych osób. Mogą wtedy śledzić, gdzie i jak koronawirus rozprzestrzenia się w populacji, a także monitorować dalsze zmiany w jego genetyce.

Epidemiolodzy są zainteresowani śledzeniem mutacji, nawet jeśli nie zmieniają one białka, mówi Emma Hodcroft, epidemiolog molekularny z Uniwersytetu w Bazylei w Szwajcarii. „Ale to nie oznacza, że jest to nowy szczep lub że jest to wirus, który zachowuje się inaczej”.

Nowy 'szczep’ wirusa nie znaczy wiele

Termin „szczep” jest „używany bardzo, bardzo luźno przez większość naukowców”, mówi Hodcroft. „Nie ma tak naprawdę ścisłej definicji słowa 'szczep’,” szczególnie gdy mówimy o wirusach. Eksperci mogą po prostu odnosić się do wirusów, które nie są genetycznie identyczne – prawie jak dyskusja o różnych ludziach.

Wirusy zawsze się zmieniają.Kiedy wirus infekuje komórkę, zaczyna tworzyć kopie swoich genetycznychinstrukcji. Większość wirusów nie ma niezbędnych narzędzi do sprawdzania każdego ciągu RNA pod kątem błędów, więc proces ten jest podatny na błędy, a różnice narastają z czasem.

Koronawirusy takie jakSARS-CoV-2, z drugiej strony, mają enzym korekty – rzadkość dla wirusów RNA. Ale to nie znaczy, że ich genomy nie mają błędów. Zmiany wciąż się kumulują, tylko wolniej niż w innych wirusach RNA, takich jak grypa. „Szczepy”, „warianty” lub „linie” to terminy, których badacze mogą używać do opisania wirusów posiadających identyczne lub blisko spokrewnione ciągiRNA.

Ale dla ogółu społeczeństwa, słowo takie jak „szczep” jest często interpretowane jako oznaczające zupełnie nową plagę. „Uważam, że użycie terminu 'szczep’ powoduje jedynie panikę” – mówi JeremyLuban, wirusolog z University of Massachusetts Medical School w Worcester. „To tak naprawdę nie trafia w to, co jest ważne kwestie”.

Większość mutacji nie są niebezpieczne

Mutacja może wpływać na wirusain wiele sposobów, ale tylko niektóre rodzaje mutacji może uczynić wirus bardziej niebezpieczne dla ludzi. Być może zmiana osłania wirusa przed układem odpornościowym, lub czyni go odpornym na leczenie. Mutacje mogą również zmienić to, jak łatwo wirus rozprzestrzenia się wśród ludzi lub spowodować zmiany w nasileniu choroby.

Na szczęście, takie mutacje są rzadkie. Niestety, mogą być trudne do zidentyfikowania.

Wstępne badanie opublikowaneMay 5 w bioRxiv.org, na przykład, znalazło mutację w szpikulcu SARS-CoV-2, aproteinie na zewnątrz koronawirusa, która pozwala mu włamać się do komórek. Ten nowy wariant jest teraz częściej spotykany w miejscach takich jak Europa i Stany Zjednoczone niż oryginalna forma koronawirusa. To może oznaczać, że zmiana sprawia, że wirus jest bardziej przenoszony, stwierdzili autorzy. Jednak w badaniu zabrakło eksperymentów laboratoryjnych, które potwierdziłyby to twierdzenie.

Inne wyjaśnienia mogłyby również wyjaśnić wzór. Wariant SARS-CoV-2 z mutacją mógł znaleźć się w pewnych regionach dzięki przypadkowi – osoba zarażona wirusem, który miał nową mutację po prostu wskoczyła do samolotu – i może nie mieć nic wspólnego z samym wirusem. Badanie nie dostarczyło wystarczających dowodów, aby rozróżnić te możliwości.

„Co myślę, że było potencjalnie mylące dla ludzi jest to, że oglądamy ten bardzo normalny proces transmisji i mutacji dzieje się w czasie rzeczywistym,” mówi Louise Moncla, epidemiolog ewolucyjny w Fred Hutchinson Cancer Research Center w Seattle. „I jest to prawdziwe pragnienie, aby zrozumieć, czy te mutacje mają jakiekolwiek funkcjonalne różnice”.

„Weź głęboki oddech”, mówią eksperci, i oczekuj mutacji

Aby zrozumieć, czy pojedyncza mutacja zmienia sposób działania wirusa, „to nie będzie tylko jeden eksperyment”, mówi wirusolog z Bowie State Debbink. „To wymaga wielu badań.”

Oprócz badania sekwencji genetycznych wirusów pochodzących od pacjentów z koronawirusem na całym świecie, naukowcy będą również polegać na badaniach w komórkach hodowanych w laboratorium lub na zwierzętach. Takie badania mogłyby pomóc w ustaleniu, czy wirusy z poszczególnymi mutacjami zachowywały się inaczej. Eksperymenty konkurencyjne – w których dwa różne wirusy są mieszane w komórkach w naczyniu lub używane do infekowania zwierząt – mogą pomóc naukowcom dowiedzieć się, który wariant jest bardziej skuteczny w tworzeniu kopii samego siebie, czyli który z nich „wygrywa”.

Inne rodzaje testów mogłyby ujawnić, czy mutacje w białku spike koronawirusa zmieniają jak silnie przylega do białka na ludzkich komórkach, które pozwala mu dostać się do wnętrza komórek, wirusologLuban mówi (SN: 2/3/20), lub czy zmiany modyfikują jak łatwo wirus dostaje się do komórki po związaniu.

Ale wyniki laboratoryjne mogą nie dostarczyć pełnego obrazu albo. „Tylko dlatego, że coś jest inne w komórce, nie musi koniecznie oznaczać, że jest inne, gdy skaluje się to do całego ludzkiego ciała,” mówi Hodcroft. „Na koniec dnia, będziesz potrzebował kilka animalstudies lub kilka naprawdę dobrych danych ludzkich”.

Te badania wymagają czasu. Meanwhile,more coronavirus mutations are guaranteed to pop up over the coming months – and experts will continue to trackthem.

„Dane powiedzą nam, czy musimy się martwić, i w jaki sposób musimy się martwić,” Moncla mówi. „Każdy powinien wziąć głęboki oddech i zdać sobie sprawę, że jest to dokładnie to, czego zawsze się spodziewaliśmy i niekoniecznie musimy być zaniepokojeni.”

.