A világ egyik legnagyobb üzleti tanácsadó cége, a McKinsey is feltette a kérdést , hogy vajon mikor lehet vége a pandémiának. Arra jutottak, hogy amíg meg nem jelent a SARS-CoV-2 delta variánsa, a fejlett, komoly vakcinázási kampányokat folytató országokban jó esély volt rá, hogy kialakuljon a nyájimmunitás és visszatérjen az élet a normális kerékvágásba. A delta megjelenése után azonban a trend irányt váltott, és távolabbra tolta a normalitást. A McKinsey szakértői megállapították, hogy a delta változat növeli a betegségek rövid távú terhét, emelkedik az esetszám, a kórházi kezelések száma és a halálozás. A delta magas fertőzőképessége is nehezebbé teszi az nyájimmunitás elérését, mert egy adott populáció nagyobb hányadának kell immunisnak lennie, hogy e mutáns ne terjedjen tovább. Ám a delta variáns gyakorlatilag elérhetetlenné teszi az nyájimmunitást a legtöbb országban.
A McKinsey elemzése elsősorban az Egyesült Királyság tapasztalatai alapján arra jutott, hogy ha egy ország átvészelte a delta variáns okozta hullámot, képes lesz enyhíteni a közegészségügyi intézkedéseket, és folytathatja az átmenetet a normalitás felé. A járvány végpontja azonban reálisan nem akkor érkezhet el, amikor bekövetkezik a nyájimmunitás, hanem amikor egy adott ország képes lesz kellőképpen mérsékelni a COVID-19 okozta károkat és következményeket ahhoz, hogy endémiás betegségként legyen kezelhető. Persze annak kockázata nem múlik el, hogy idővel megjelenik egy még fertőzőbb, még súlyosabb megbetegedést okozó, még halálosabb variáns, ami ismét nagy terheket róna az egyes országokra.
Ezért nincsenek pontos válaszok
Egy éve még elég sokan próbálkoztak vele, hogy - gyakran mesterséges intelligencia segítségével - készített elemzésekkel megjósolják a COVID-19-járvány végét. Az optimista jóslatok szerint a pandémia 2023-ra szelídülhet meg. Az előrelátás azonban igen nehéz, mert bármikor felbukkanhat egy újabb veszélyes mutáns. Ezért egy idő után a számítógépes elemzések is elfogytak, mert a delta változat megjelenésével világossá vált, hogy nincsenek pontos válaszok a járvány végét illetően. Ám jó magyarázatok mégis léteznek annak megértéséhez, hogy mi zajlik a SARS-CoV-2 birodalmában, és ez hogyan érint bennünket.
Edward Holmes, a Sydney-i Egyetem vírusszakértője 2020 májusában egy előadásában arról beszélt, hogy a vírus új mutációja valószínűleg azért fejlődik ki, hogy elkerülje az emberi immunrendszert. Akkor úgy gondolta, hogy a kórokozó idővel valószínűleg kevésbé betegíti majd meg az embereket, a fertőzőképessége pedig alig változik. "Egy év elteltével bebizonyosodott, hogy tévedtem" - jelentette ki a tudós a Science magazin elemző cikkében.
A SARS-CoV-2 evolúciójának legzavarosabb időszaka azonban még előttünk állhat - véli Aris Katzourakis, az Oxfordi Egyetem evolúciós biológusa. Az emberi populáció egy részének immunitása már elegendő ahhoz, hogy evolúciós versenyt szítson, és arra kényszerítse a vírust, hogy tovább alkalmazkodjon. Ugyanakkor a világ nagy részén (ahol az oltási kampányok még el sem kezdődtek) szabad a pálya: rengeteg lehetőség kínálkozik a vírusnak a replikációra és új mutációk létrehozására.
5.-es biológiakvíz: hány veséje van egy embernek? – 10 kérdés az emberi testről
Meglepődtek a kutatók
"Ez a vírus nagyon meglepett minket. Túlmutat mindenen, amitől tartottunk. Az a tény, hogy 18 hónap alatt kétszer is úgy mutálódott, hogy az új (alfa, majd delta) változat mindegyike 50 százalékkal fertőzőképesebb, fenomenális mértékű változás" - mondta a kutató a BBC-nek . Katzourakis könnyen elképzelhetőnek tartja, hogy a következő néhány évben további ugrások következnek be a SARS-CoV-2 átviteli képességében, hiszen más vírusoknak, például a fertőzőképességi rekorder kanyarónak sokkal magasabb az R0-juk (az érték, ami azt mutatja, hogy egy beteg átlagosan hány másik embert tud megfertőzni.)
Andrew Read, a Pennsylvaniai Állami Egyetem biológusa szerint az evolúciót véletlenszerű mutációk hajtják, amelyek megjelenését lehetetlen előre jelezni. Azaz most sem könnyebb megjósolni, mint a járvány kezdetén, hogy ezek a tényezők hova vezetnek. Ennek ellenére a más vírusokkal kapcsolatos tapasztalatok adnak néhány támpontot az evolúciós biológusoknak arról, hogy merre tarthat a SARS-CoV-2.
Edward Holmes maga töltötte fel az első SARS-CoV-2 genomot az internetre 2020. január 10-én. Azóta több mint 2 millió genomot szekvenáltak és publikáltak, és rendkívül részletes képet festettek egy változó vírusról. A mutációk végtelen sorának értelmezése azonban bonyolult. Mindegyik csak egy apró dologban különbözik (a fehérjék előállítására vonatkozó utasításokat tekintve.) Az, hogy végül milyen mutációk terjednek, attól függ, hogy a különbségeket hordozó vírusok hogyan viselkednek az életben.
A SARS-CoV-2 eddigi legszembetűnőbb változása az emberek közötti terjedési képesség javulása volt. A járvány elején a vírus kifejlesztett egy D614G nevű mutációt, amely egy kicsit fertőzőbbé tette. Ez a verzió elterjedt az egész világon, szinte minden jelenlegi vírus ebből származik. Aztán 2020 végén a tudósok egy új változatot azonosítottak az Egyesült Királyságban: az alfa körülbelül 50 százalékkal volt fertőzőbb a korábbinál. A delta variáns, amelyet először Indiában detektáltak, és meghódítja a világot, további 40-60 százalékkal fertőzőbb, mint az alfa.
A kutatók soha nem látták még, hogy egy teljesen új vírus ilyen széles körben elterjedt és továbbfejlődött az emberekben. "Hozzászoktunk ahhoz, hogy olyan kórokozókkal foglalkozzunk, amelyek évszázadok óta jelen vannak, és evolúciós pályájukat annak összefüggésében határozzák meg, hogy hosszú évek óta emberi kórokozók" - mondja Jeremy Farrar, a Wellcome Trust vezetője, aki szerint ez hatással volt arra, ahogy az új koronavírusról kezdetben gondolkodtunk.
Molekuláris előnyök, gyakorlati haszon
Egy másik, gyakorlatiasabb probléma, hogy a vírus valóban előnyös képességei nem mindig mutatkoznak meg a sejtkultúrában vagy az állatokat tanulmányozva. "Lehetetlen, hogy bárki pusztán a laboratóriumi adatokból észrevett volna valami különlegest az alfában" - mondja Christian Drosten, a berlini Charité Egyetemi Kórház virológusa. A kutatók még mindig csak találgatják, hogy molekuláris szinten mi jelenti az előnyt az alfa és a delta számára.
Úgy tűnik, hogy az alfa erősebben kötődik a humán ACE2 receptorhoz, a vírus célpontjához a sejtfelszínen, részben az N501Y nevű tüskefehérje mutációja miatt. Az is lehet, hogy jobban ellensúlyozza az interferonokat - az olyan molekulákat, amelyek a szervezet vírusos immunvédelmének részét képezik. Ezek a változások együttesen csökkenthetik a fertőzésekhez szükséges vírus mennyiségét. A delta esetében az egyik legfontosabb változás, hogy a tüskén lévő furin hasítási hely közelében lehet, ahol egy humán enzim vágja le a fehérjét. Ez a kulcsfontosságú lépés szükséges ahhoz, hogy a vírus behatolhasson az emberi sejtekbe.
A P681R nevű mutáció miatt ezen a területen hatékonyabb a hasítás, ami lehetővé teheti a vírus gyorsabb bejutását több sejtbe, és nagyobb számú vírusrészecskéhez vezethet egy fertőzött személyben. Júliusban kínai kutatók közzétettek egy előzetes tanulmányt, amely azt mutatja, hogy a delta ezerszer magasabb vírusszinthez vezethet , mint a korábbi változatok. Egyre több bizonyíték gyűlik össze arról, hogy a fertőzött emberek nemcsak hatékonyabban, hanem gyorsabban is terjesztik a vírust, lehetővé téve a variáns lendületesebb terjedését.
A SARS-CoV-2 új változatai súlyosabb betegségeket is okozhatnak. Egy skóciai tanulmány megállapította, hogy a deltával való fertőződés körülbelül kétszer akkora valószínűséggel vezet kórházi felvételhez, mint az alfával. Egy népszerű felfogás szerint ugyanakkor a vírusok hajlamosak az idő múlásával kevésbé veszélyessé válni, lehetővé téve a gazda számára, hogy tovább éljen és szélesebb körben terjessze a vírust. Csakhogy a SARS-CoV-2 esetében az átvitel leggyakrabban a megbetegedés korai szakaszában történik, amikor a vírus a felső légutakban replikálódik. A súlyos betegség - ha kialakul - később következik be, amikor a vírus megfertőzi az alsó légutakat. Ennek eredményeként egy olyan változat, amely betegebbé teszi a befogadó szervezetet, ugyanolyan gyorsan terjedhet, mint korábban.
A kutatók azonban egy harmadik típusú vírusváltozást tartanak a legnyugtalanítóbbnak: amikor a SARS-CoV-2 úgy fejlődik, hogy elkerülhesse a természetes fertőzés vagy vakcinák által kiváltott immunitást. A tüskefehérje felületén már több variáció is megjelent, amelyek miatt az antitestek felismerési lehetőségei romlottak. Az ilyen változatokról szóló hírek aggodalmat keltenek, noha hatásuk az eddigi adatok alapján még korlátozott.
Vírustérképészet
Derek Smith, a Cambridge-i Egyetem evolúciós biológusa évtizedek óta azon dolgozik, hogy az úgynevezett antigén térképeken megjelenítse, hogyan kerüli ki az influenzavírus az immunitást. Minél távolabb található két variáns Smith térképein, annál kevésbé védenek az egyik vírus ellen termelődő antitestek a másik ellen. Egy nemrégiben megjelent előzetes tanulmányban Smith csoportja, David Montefiori Duke Egyetemi csoportjával együtt alkalmazta a megközelítést a SARS-CoV-2 legfontosabb változatainak feltérképezésére. Az itt látható "antigén térképen" a két változat közötti távolság azt jelzi, hogy az egyik ellen termelődő antitestek mennyire semlegesítik a másikat.
Az új térképek az alfa változatot nagyon közel helyzik az eredeti vuhani vírushoz, ami azt jelenti, hogy az egyik ellen termelődő antitestek még semlegesítik a másikat. A delta variáns azonban messzebbre sodródott, annak ellenére, hogy nem kerüli ki teljesen az immunitást. Ezért a delta valamivel nagyobb valószínűséggel fertőzi meg a teljesen oltott embereket, mint a korábbi változatok. "Ez megmutatja egy pálya lehetséges kezdetét, ami aggasztó" - nyilatkozta Katzourakis a Science-nek.
Más változatok eredeti vírustól való antigéntávolsága nagyobb, mint a deltáé. A béta - amely először Dél-Afrikában jelent meg - a legtávolabbi, bár a természetes vagy oltás által kiváltott immunitás még mindig nagymértékben véd ez ellen is. A béta menekülési kísérletének azonban ára van, hiszen a delta világszerte felülmúlta. "Valószínűleg az a helyzet, hogy amikor egy vírus megváltozik, hogy elkerülje az immunitást, elveszíti alkalmasságának egyéb aspektusait" - véli Smith.
Bár lehetetlen pontosan megjósolni, hogyan alakul ki a fertőzőképesség, a virulencia és az immunelkerülés erősödése az elkövetkező hónapokban, a vírus pályáját befolyásoló tényezők némelyike egyértelmű. Az egyik fő tényező az immunitás, amely gyorsan épül fel az emberekben. Az immunitás csökkenti annak valószínűségét, hogy megfertőződünk, illetve gátolhatják a vírusok replikációját. Ez azt jelenti, hogy kevesebb mutáció keletkezik, ha több embert oltunk be. Másrészt, bármely immunkikerülő variánsnak hatalmas előnye van más változatokkal szemben. Több mint 2 milliárd ember kapott legalább egy adag oltóanyagot, és több százmillióan gyógyultak meg a COVID-19-ből, így az immunitást kikerülő változatoknak most nagyobb előnyük lehet, mint azoknak, amelyek fertőzőbbek - véli Holmes.
Smith antigén térképei azt a teret mutatják, amelyet a vírus eddig lefedett. De mehet-e sokkal messzebb? Ehhez kulcsfontosságú támpont lesz, amikor a következő néhány változat megjelenik a térképen. A béta egyik irányban fejlődött, távol az eredeti vírustól, a delta pedig egy másik irányban. "Korai még ezt mondani, de lehet, hogy egy olyan világ felé tartunk, ahol ennek a vírusnak két szerotípusa létezik, amelyeket szintén figyelembe kell venni minden vakcinánál" - mondja Christian Drosten.
Az immunitás előli szökés lehetősége azért annyira aggasztó, mert arra kényszerítheti az emberiséget, hogy folyamatosan frissítse az oltóanyagokat, mint az influenza esetében. Pedig sok más betegség- például a kanyaró, a gyermekbénulás és a sárgaláz - elleni védőoltások évtizedek óta hatásosak frissítések nélkül, még azokban a ritka esetekben is, amikor az immunkerülő változatok megjelentek. A vírus nyilvánvalóan kompromisszummal szembesül a fertőzőképesség és az "immunszökés" között. Ilyen kompromisszumok valószínűleg léteznek a SARS-CoV-2 esetében is.
A PLOS Pathogens folyóiratban áprilisban közzétett tanulmányban Bloom és más kutatók összehasonlították az elmúlt évtizedek különböző időpontjaiban levett emberi szérumok azon képességét, hogy blokkolják az egy időben vagy később izolált náthát okozó koronavírust. Megmutatták, hogy a minták semlegesíthetik a körülbelül egy időben izolált 229E nevű koronavírus törzseit, de nem mindig voltak hatékonyak a tíz évvel későbbi vírusok ellen. A vírus nyilvánvalóan úgy fejlődött, hogy elkerülje az emberi immunitást, de ez tíz évig vagy tovább tartott. "Az immunszökés az immunitás katasztrofális kudarcát idézi elő, amikor valóban immunerózióról van szó. Jelenleg úgy tűnik, hogy a SARS-CoV-2, legalábbis az antitestek kiszabadulását tekintve, nagyon hasonlóan viselkedik, mint a 229E koronavírus" - állapította meg a Sciece által idézet Jesse Bloom, a Fred Hutchinson Rákkutató Központ evolúciós biológusa.
Mások magát a SARS-CoV-2-t vizsgálják . Egy tanulmány nemrégiben kimutatta, hogy mennyi változat kell ahhoz, hogy a vírusok elkerüljék a vakcinázott és felépült betegekben termelődött antitesteket. Azt találták, hogy a tüskefehérjében húsz módosulására volt szükség a jelenlegi antitestválaszok szinte teljes elkerüléséhez. Ez azt jelenti, hogy az immunitás alóli teljes menekülés igen nehéz, de azt is bajos megmondani, hogy a vírusnak a változó körülmények között mennyire reális átugrani ezt a korlátot. Végül is az a valószínű, hogy a járvány nem egyszerre és nem is egyféleképpen fog véget érni a világon. Az átoltottság jelentős hatással lesz rá, de még azok esetében is előfordulhatnak megbetegedések, akik megkapták a vakcinát. Ám ennek lefolyása kevésbé lesz súlyos, mint azoknál, akik teljesen híján vannak az immunitásnak. Utóbbiak hiába élnek olyan országban, ahol magas az átoltottság és a lakosság túlnyomó részében termelődtek koronavírus elleni antitestek, ha megbetegszenek, ugyanolyan kiszolgáltatottak lesznek, mint a járvány kezdetén.
Ez is érdekelhet
Katzourakis a Science-ben kifejtette, hogy az elmúlt húsz hónap figyelmeztetés arra, hogy soha ne becsüljük le a vírusok fejlődését. Szerinte sokan még mindig úgy látják, hogy az alfa- és a delta variáns a legrosszabb, amire számítani lehet. Pedig inkább úgy kellene rájuk tekinteni, mint olyan "lépésekr", amelyek egy lehetséges pályán haladnak, és ami tovább kihívásokat jelenthet a közegészségügy számára.
