Защо индийските коронавирусни варианти са глобален проблем

Ваня Милева Последна промяна на 30 април 2021 в 06:35 9667 0

Кредит:Flickr/Public domain

Броят на случаите на COVID-19 и починалите заради коронавируса в Индия продължават да нарастват, те достигат нови мрачни рекорди - новозаразените за денонощие приближават 400 хиляди, а починалите - 3000.

И причината за тази вълна, сравнявана с "цунами", се сочи както преждевременното обявяване от правителството, че е овладяна пандемията в Индия, така и новите варианти, появили се в страната.

Според служителите в областта на общественото здравеопазване, които внимателно наблюдават надвисналата заплаха, новите мутации биха могли да направят циркулиращия там вирус по-заразен или по-способен да причини тежки заболявания.

"Въпреки че отпускането при спазването на мерките като носенето на маски и физическото дистанциране, може да са изиграли роля, изглежда все по-вероятно тази втора вълна да е подхранвана от много по-вирулентен щам" , отбелязва в Indian Express Викрам Пател (Vikram Patel), професор в Харвардското медицинско училище.

Кога се е развил B.1.617 и доколко е разпространен?

На 5 октомври 2020 г. в Индия е идентифициран нов вариант, предизвикващ безпокойство, технически наречен B.1.617, а специалистите смятат, че той до голяма степен е отговорен за настоящата опустошителна вълна.

Вариантът B.1.617 е записан за първи път в глобалната база данни за вирусни геноми само две седмици след като е бил открит за първи път сега широко разпространеният британски вариант B.1.1.7.

Оттогава B.1.617 се разпространява не само в Индия, а и в международен мащаб. В над 20 страни са докладвани случаи, главно при пътуващи от Индия.

Новият вариант е открит в поне 5 индийски щата, включително Махаращра, Делхи и Пенджаб, като явно е допринесъл за нарастването на случаите в страната, заедно с британския B.1.1.7, южноафриканския B.1.351 и бразилския P.1 варианти, които също циркулират в Индия. 

Проблемът е, че Индия е извършила геномно секвениране на много малък дял от огромната си популация, а то е единственият надежден начин за проследяване на еволюцията на вариантите. Следователно степента на участие на варианта B.1.617 в епидемията в Индия е неизвестна, въпреки че той представлява около две трети от геномите, докладвани от страната в глобалната база данни GISAID.

„Има доказателства за множество припокриващи се епидемии в Индия, а не за едно монолитно огнище“, обяснява Джефри Барет (Jeffrey Barrett), директор на инициативата за геномика на COVID-19 в Института Wellcome Sanger в Кеймбридж. „Което има смисъл, тъй като това е огромна, разнородна държава“.

Общ брой открити секвенции на B.1.617 по държави към 21 април 2021 г. Легенда:      100+ потвърдени секвенции    2–99 потвърдени  секвенции     1 потвърдена  секвенция     няма данни

Дали B.1.617 е особено вирулентен или трансмисивен?

Подробният анализ на генома и протеините на B.1.617 разкрива, че той е възникнал независимо в Индия.

Вариантът се различава съществено от вариантите B.1.1.7 (Вликобритания), P.1 (Бразилия), B.1.351 (Южна Африка), B.1.427/9 (Калифорния) и B.1.526 (Ню Йорк).

Всички 15 промени в аминокиселините на B.1.617 се различават от тези на всички други варианти, които предизвикват загриженост, в сравнение с глобално доминиращия щам D614G, обозначен с B.1, с две забележителни изключения.

Родословие на вариант B.1.617

B.1.617 е описан като „двоен мутант“. Този термин, макар и неточен, се използва за обозначаване на точно тези две изключения - мутации в областта на шиповия протеин, рецептор-свързващия домен (RBD), който е от решаващо значение както за свързването с ACE2 рецептора, така и за неутрализирането на антителата.

Двете мутации (E484Q и L452R), които се срещат и в други варианти (като тези, идентифицирани в Южна Африка и Бразилия), които предизвикват повишена трансмисивност и способност да избягват имунитета от ваксинация или след инфекция.

Едната мутация от двете е заместване на левцин с аргинин при аминокиселина 452 (L452R). Това е същата промяна, установена при варианта в Калифорния (B.1.427/429). Лабораторни експерименти показват, че тази промяна едновременно увеличава афинитета на шиповия протеин към рецептора и намалява способността на антителата да разпознават вируса, това важи и за антителата, присъстващи в реконвалесцентната плазма, както и някои клинично важни неутрализиращи моноклонални антитела.

Втората интересна мутация възниква при аминокиселина 484. Много от разглежданите варианти, включително вариантите B.1.351, P.1 и B.1.526, заместват глутаминовата киселина с лизин (E484K), което е заместване на отрицателно заредени с положително заредена аминокиселина. Тази промяна намалява неутрализирането на вируса чрез реконвалесцентна плазма и някои моноклонални антитела и увеличава афинитета към ACE2.

Индийският вариант B.1.617 също е мутирал в позиция 484. Мутацията 484 обаче е различна. Глутаминовата киселина е заместена от незаредената аминокиселина глутамин (E484Q). Лабораторните експерименти потвърждават, че тази промяна също така дава повишена способност на свързване с АСЕ2 и избягване на защитата на имунната система.

И така мутацията в E484Q е подобна на E484K, която вече се появи в британския, южноафриканския и бразилския вариант. А L452R може да бъде намерена в калифорнийския вариант. В Индия обаче тези две мутации се появяват заедно за първи път, поради което наричат B.1.617 „двоен мутант“.

Комбинацията от двете мутации до голяма степен обяснява засиленото предаване на индийския вариант в родната му страна и подчертава опасността сега, когато вариантът е идентифициран в други страни.

Главни части на коронавируса
Корона вирусът Ковид-19 или (SARS-CoV-2) се състои от четири основни структурни протеини:Шип (S), мембрана (M), обвивка (E), които оформят повърхността на вириона, и нуклеокапсид (N), който свързва вирусната РНК във вириона. S протеинът е показан като тример в пре-фузионна конформация. Всеки монономер се състои от две субединици: S1 (включваща N-край (NTD) и област на свързване с клетъчния рецептор (RBD), рецепторния мотив (RBM) в RBD е също означен; и субединица S2 - с пептид (FP), свързваща област (CR), хептаден повтор 1 (HR1), и 2 (HR2) и централна спирала (CH). Шипът SARS-CoV-2 S се свързва с атакуваната клетка чрез нейния рецептор, димерния ангиотензин-конвертиращ ензим 2 (hACE2), чрез RBD участъка. Разцепването между S1–S2 от конвертазата фурин и на мястото S2′ от протеазат, необходимо за сливане на вирусната и клетъчната мембрана. Показан е S2-тримера на вирусния шип в пост-фузионно разположение (опъната форма - долу вдясно на фигурата). Предната част на шипа – S1, участъкът RBD е удобна цел за ваксина. Когато RBD е приготвен под формата на димер или тример имуногенността на ваксината е по-голяма. Префузионният шип S не е стабилен и лесно преминава в пост-фузионна конформация. Замяната (мутация) на две аминокиселини лизин и валин (K986 и V987) с пролини (P) стабилизира шипа (S-2P) (долу вляво на фигурата) и предотвратява прехода от пре-фузионно в пост-фузионно състояние. Образуването на тримери се предизвиква с включване на три специални „лепенки“ - тримеризиращи участъците в С-краищата на двете субединици S1 и S2.

Две от петте останали мутации в шиповия протеина се намират в N-крайния домейн на S1 протеина, регион, който силно е мутирал в другите опасни варианти. Тези две мутации са уникални за индийския вариант .

Третият мутант в S1, заместването на пролин с аргинин (P681R), се намира близо до мястото на разцепване между S1 и S2. Тази промяна може да увеличи инфекциозността на вирусните частици, като улесни разцепването на S протеина, необходимо за сливане на вирусната и клетъчната мембрана. Приносът на двете останали аминокиселинни замествания в S2 часта също е уникален за индийския вариант. Пълният обхват на мутациите в шиповия протеин във варианта B.1.617 може да се намери на фигурата по-долу.

Повечето от вариантите, предизвикващи загриженост, също съдържат широк набор от мутации в структурните протеини, репликационните ензими и спомагателните протеини. B.1.617 не е изключение. В.1.617 носи една мутация във всеки от репликационните ензими, NSP3, NSP6, NSP13, NSP15, NSP16, както и една мутация в спомагателните протеини orf3a, orf6 и orf7a. Тези промени са уникални за индийския вариант. Всички тези мутации са илюстрирани на следващата фигура.

"Тройният мутант"

В Индия е идентифициран и още един местен вариант, наречен бенгалски щам - троен мутант (B.1.618), който се смята за причина за много от инфекциите в щата Западна Бенгалия. 

„Бенгалският щам“ може да бъде още по-заразен и - нещо, което експертите намират за особено притеснително - може да избягва имунната защита, дори при хора по-рано срещали се с вируса SARS-CoV-2, но без тази мутация, и дори ако са ваксинирани. Все още обаче няма изследвания, които да потвърдят или отхвърлят страховете.

Данните, предоставени от Индия на GISAID, показват, че B.1.618 е третият най-често срещан вариант, секвениран през последните 60 дни в страната причиняващ близо 12% от случаите. Двойно мутиралият B.1.617, с 28%, е най-често срещаният сред секвенираните вируси, последван от B.1.1.7 (вариантът от Великобритания).

Случаи на бенгалския вариант са открити в САЩ, Великобритания, Сингапур, Швейцария и Финландия. Вариантът е открит за първи път в проба извън Индия на 22 април 2020 г.

Трябва да се направи всичко възможно, за да се предотврати разпространението на индийските варианти

Все още е рано да се разбере значението на разпространението на индийския вариант по света. Вариантът B.1.617 има всички белези на много опасен вирус.

Ако наистина този вариант е двигател на безпрецедентното експоненциално нарастване на инфекциите в Индия, потенциалът за проблеми в други страни е реален и непосредствен. Трябва да се направи всичко възможно, за да се идентифицира разпространението му и да го ограничим.

Разпространение на B.1.617 в различните  страни и континенти. Кредит: https://cov-lineages.org/lineages/lineage_B.1.617.html

Освен това B.1.617 сам по себе си „се развива и размива с течение на времето“, коментира Шарън Пийкок (Sharon Peacock), директор на консорциума на COVID-19 UK Genomics. Учените вече са открили три потомствени линии - наречени B.1.617.1, B.1.617.2 и B.1.617.3 - с малко по-различни мутации. Практическите последици от тези щамове са неизвестни.

Това откритие само засилва необходимостта да се увеличи драстично наблюдаването на болестта, за да ни подготви за непрекъснато настъпление на вариантите на SARS-CoV-2.

И все пак има добри новини

Предварително проучване показва, че Covishield и Covaxin - двете ваксини срещу коронавирус, които се използват в момента в Индия - са ефективни срещу варианта B.1.617 и облекчават протичането на заболяване в случай на инфекция след ваксинация.

Друго проучване на Центъра за клетъчна и молекулярна биология (CCMB) в Хайдерабад предполага, че ранните резултати от in vitro анализ за неутрализирането на вируса, показват, че и реконвалесцентните плазми и ваксинирането с Covishield дават защита срещу варианта B.1.617 .

На този етап обаче не се знае дали това се отнася и за другите ваксини.

Но и самият вариант може да ни даде полезна почивка.

Изследователи сигнализират (както е в отговора на този туит), че вирусът изглежда губи мутацията E484Q в някои случаи (обратна мутация). Ако случаят е такъв, това би направило варианта по-малко опасен. Дано.

Източници:

An Indian SARS-CoV-2 Variant Lands In California. More Danger Ahead? William A. Haseltine, Forbes

Is a new variant driving India’s coronavirus catastrophe? Financial Times

The COVID-19 variant in India: what we know so far, ZMEScience

Vaccines appear effective against India COVID variant, DW

Виж още за:
Най-важното
Всички новини

Още от Медицина

Коментари

За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !