Sisukord:
Video: Kas Uued COVID-variandid Võivad Vaktsiine õõnestada? Labs Rüselus Selle Väljaselgitamiseks
Teadlased otsustavad, miks Suurbritannias ja Lõuna-Aafrikas tuvastatud variandid levivad nii kiiresti ja kas need kahjustavad vaktsiine.
Kui mure kasvab kiiremini levivate koroonaviiruse variantide pärast, võistlevad laborid kogu maailmas nende viiruste bioloogia valimisel. Teadlased tahavad mõista, miks Ühendkuningriigis ja Lõuna-Aafrikas tuvastatud SARS-CoV-2 variandid tunduvad levivat nii kiiresti ja kas need võivad vähendada vaktsiinide tugevust või ületada looduslikku immuunsust ja põhjustada reinfektsioonide levikut.
"Paljud meist uurivad uute variantide mõtestamist ja miljoni dollari küsimus on, kui oluline on see praegu manustatavate vaktsiinide efektiivsusele," ütleb Massachusettsi Meditsiini ülikooli viroloog Jeremy Luban. Worcesteri kool.
Esimesed laboritulemused nirisevad ja lähipäevil on oodata veel paljusid, kui teadlased kiirustavad uurida viiruse variante ja nende koostisosi mutatsioone SARS-CoV-2 raku- ja loommudelites ning testida neid vaktsiinide ja looduslike infektsioonid. 8. jaanuaril avaldatud eeltrükis leiti, et mõlema variandi ühine mutatsioon ei muutnud Pfizeri ja BioNtechi välja töötatud vaktsiini saanud inimeste toodetud antikehade aktiivsust. Peagi on oodata andmeid teiste mutatsioonide ja vaktsiinide kohta.
"Järgmiseks nädalaks on meil palju rohkem teavet," ütleb Galvestonis asuva Texase ülikooli meditsiiniosakonna viroloog Vineet Menachery, kelle meeskond valmistub variante uurima.
Bioloogia aluseks
Teadlased märkasid mõlemat koronaviiruse varianti 2020. aasta novembri lõpus ja detsembri alguses genoomide järjestamise kaudu. Suurbritannias läbi viidud COVID-19 genoomika jõupingutused näitasid, et viiruse variant, mida praegu tuntakse kui B.1.1.7, oli Inglismaal ja Londonis kagus juhtumite arvu kasvu taga; variant on nüüd levinud ülejäänud Suurbritannias ja seda on leitud kümnetes riikides kogu maailmas.
.
Ja Lõuna-Aafrika Vabariigis Durbanis KwaZulu-Natali ülikooli bioinformaatiku Tulio de Oliveira juhitud meeskond ühendas riigi Ida-Kapimaa provintsis kiiresti kasvava epideemia koroonaviiruse variandiga, mida nad kutsuvad 501Y. V2. Ühendkuningriigi ja Lõuna-Aafrika variandid tekkisid iseseisvalt, kuid mõlemal neist on hulgaliselt mutatsioone - mõned neist sarnased - koronaviiruse naastvalgus, mille kaudu viirus tuvastab ja nakatab peremeesrakke ning mis on meie immuunvastuse peamine sihtmärk.
Ühendkuningriigis B.1.1.7 variandi kasvu uurivad epidemioloogid on hinnanud, et see on umbes 50% nakatuvam kui ringluses olevad olemasolevad viirused - see aitas kaasa Ühendkuningriigi valitsuse otsusele siseneda 5. jaanuaril kolmandasse riiki. "Epidemioloogia on meile tõepoolest siin teed näidanud," ütleb Wendy Barclay, Londoni Imperial College'i viroloog ja Ühendkuningriigi valitsust B.1.1.7 vastuses nõustava rühma liige.
Kuid Barclay lisab, et on oluline, et teadlased määraksid selle aluseks oleva bioloogia. "Mõistmine, millised viiruse omadused muudavad selle edasikanduvamaks, võimaldab meil olla poliitiliste otsuste osas rohkem kursis."
Üheks väljakutseks on mutatsioonide mõju lahti harutamine, mis eristavad Ühendkuningriigi ja Lõuna-Aafrika päritolu nende lähisugulastest. Variant B.1.1.7 kannab 8 muutust, mis mõjutavad piigivalku, ja veel mitmeid teisi geene; Lõuna-Aafrika 501Y. V2 variandi proovidel on kuni 9 muudatust naastvalgus. Variantide ja muude omaduste kiire leviku eest vastutavate isikute väljatöötamine on "tohutu väljakutse", ütleb Luban. "Ma ei usu, et oleks olemas üht mutatsiooni, mis seda kõike arvestaks."
Suur osa fookusest on suunatud muutusele naastvalgus, mida jagavad mõlemad liinid, nimega N501Y. See mutatsioon muudab osa piiki, mida nimetatakse retseptorit siduvaks domeeniks, mis nakkuse võimaldamiseks lukustub inimese valgule. Üks varasemates uuringutes viidatud hüpotees on see, et N501Y muutus võimaldab viirusel rakkudele tugevamalt kinnituda, muutes nakatumise lihtsamaks, ütleb Barclay.
N501Y mutatsioon on üks paljudest, mida Menachery meeskond valmistub katsetama hamstritel, mis on SARS-CoV-2 ülekande mudel. Ta oli osa meeskonnast, kes teatas eelmisel aastal, et naastvalgu erinev mutatsioon võimaldas viirustel hamstrite ülemistes hingamisteedes kasvada kõrgemale tasemele võrreldes viirustega, millel muutust ei olnud. "Seda ma ootan nende mutatsioonidega," ütleb ta. "Kui see nii on, siis see aitab neid edasi anda." Detsembri lõpus avaldatud aruanne toetab seda hüpoteesi: see leidis B.1.1.7 variandiga nakatunud inimeste tampoonidest rohkem SARS-CoV-2 geneetilist materjali võrreldes N501Y muutust puuduvate viirustega nakatunud inimestega.
Antikehade testid
Variantide kiire levik on käivitanud jõupingutused nende leviku piiramiseks lukustuste, piiripiirangute ja tõhustatud järelevalve kaudu. Kiireloomulisust lisab mure, et variandid võivad nõrgendada vaktsiinide ja varasema nakkuse põhjustatud immuunvastuseid. Mõlemal variandil on mutatsioonid piikvalgu piirkondades, mida tunnevad ära tugevad viirust blokeerivad "neutraliseerivad" antikehad: retseptorit siduv domeen ja osa, mida nimetatakse N-terminaalseks domeeniks, ütleb Texase ülikooli struktuuribioloog Jason McLellan Austin, kes uurib koronaviiruse naelu valke. See tekitab võimaluse, et mutatsioonid võivad mõjutada nende piirkondade antikehi.
Seetõttu töötavad akadeemilised ja valitsuse teadlased ning vaktsiiniarendajad küsimuse lahendamiseks ööpäevaringselt. "See on meeletu kiirus," ütleb UTMB viroloog Pei-Yong Shi, kes teeb Pfizeriga koostööd, et analüüsida nende edukal vaktsiinikatsel osalejate verd. 8. jaanuari eelprindis leidis töörühm vähe erinevusi N501Y mutatsiooni kandvate viiruste vastu 20 osaleja poolt genereeritud antikehade tugevuses, võrreldes muutusteta viirustega. Meeskond uurib nüüd variantide teiste mutatsioonide mõju.
Seoses sellega leidis kolleeg Menachery juhitud meeskond, et vähemalt 501Y mutatsioon ei mõjutanud drastiliselt neutraliseerivate antikehade aktiivsust tervendavas seerumis - antikehasid sisaldav osa verest, mis võeti inimestelt, kes on taastunud COVID-ist. infektsioon. See viitab sellele, et tõenäoliselt ei muuda 501Y mutatsioon immuunsust, lisab Menachery, kes postitas andmed 22. detsembril Twitterisse.
Kuid muud mutatsioonid võivad. Nende seas on peamine veel üks retseptorit siduv domeeni mutatsioon, mille de Oliveira meeskond on tuvastanud variandis 501Y. V2, nimega E484K. Tema meeskond töötab Durbani Aafrika terviseuuringute instituudis viroloog Alex Sigaliga, et testida varianti uuringutes vaktsineeritud inimeste tervendava seerumi ja seerumi vastu. Nende uuringute esimesed tulemused peaksid olema avalikud mõne päeva pärast, ütleb de Oliveira.
Immuunpõgenemine
On tõendeid selle kohta, et E484K mutatsioon võib võimaldada viirusel pääseda mõne inimese immuunvastustest. 28. detsembri eelprindis kasvatas Itaalias Sienas asuvas Fondazione Toscana Life Sciencesi immunoloog Rino Rappuoli juhitud meeskond SARS-CoV-2 ühe inimese tervendava seerumi madala taseme juuresolekul. Eesmärk oli valida viirusmutatsioonide jaoks, mis väldivad infektsioonile reageerimisel tekkinud antikehade mitmekesist repertuaari. "Eksperiment ei pidanud tingimata toimima," ütleb kaasautor McLellan. Kuid 90 päeva jooksul oli viirus korjanud 3 mutatsiooni, mis muutsid selle inimese seerumit läbitungimatuks, kaasa arvatud Lõuna-Aafrika variandi E484K mutatsioon ning selles ja Ühendkuningriigi variandis leitud N-terminaalse domeeni muutused. "See oli üllatav," ütleb McLellan, sest see viitas sellele, et inimese kogu antikeha vastus SARS-CoV-2 vastu oli suunatud väikese osa piikvalgu vastu.
Laboris arenenud tüvi osutus teiste inimeste paranemisseerumite suhtes vähem resistentseks. Kuid katse viitab sellele, et mõlema variandi poolt kantud mutatsioonid nagu E484K ja N-terminaalse domeeni muutused võivad mõjutada seda, kuidas vaktsiinide ja varasema nakkuse tekitatud antikehad neid ära tunnevad, ütleb McLellan.
Massachusettsi osariigis Cambridge'is asuv biotehnoloogiafirma Moderna, mis on välja töötanud RNA-põhise vaktsiini, on öelnud, et loodab, et tema söödud töötavad Ühendkuningriigi variandi vastu ja testid on pooleli.
Kiireloomuline küsimus on see, kas sellised muutused muudavad vaktsiinide tegelikku efektiivsust, ütleb Washingtoni Seattle'is asuva Fred Hutchinsoni vähiuuringute keskuse viirus evolutsioonibioloog Jesse Bloom. 4. jaanuari eelprindis teatas tema meeskond ka sellest, et E484K ja mitmed muud mutatsioonid võivad erineval määral pääseda antikehade tuvastamisest inimeste tervendavates seerumites.
Kuid Bloom ja teised teadlased loodavad, et variantide mutatsioonid ei nõrgenda vaktsiinide toimimist oluliselt. Kaadrid kipuvad esile kutsuma neutraliseerivate antikehade tohutut taset, nii et nende potentsiaali väike langus variantide suhtes ei pruugi olla oluline. Teised vaktsiinide poolt käivitatud immuunvastuse harud, näiteks T-rakud, ei pruugi mõjutada. "Kui peaksin praegu panustama, ütleksin, et vaktsiinid jäävad tõhusaks ka nende asjade jaoks, mis tegelikult hoiavad inimesi surmaga haigestumast," ütleb Luban.
