Jak se SARS-CoV-2 šíří po celém světě, mutuje, jinými slovy získává genetické změny.
Ačkoli myšlenka „virové mutace“ může znít znepokojivě, je důležité si uvědomit, že mnohé z těchto mutací jsou drobné a nemají celkový vliv na to, jak rychle se virus šíří nebo jak závažná může být virová infekce. Ve skutečnosti by některé mutace mohly virus učinit méně infekčním.
Velká část našich znalostí o tom, jak se viry mění, aby unikly přirozené nebo vakcínou vyvolané imunitě, pochází z pozorování chřipkového viru a neustálé aktualizace chřipkových vakcín. Chřipkové viry se mění dvěma hlavními způsoby, antigenním driftem a antigenním posunem.
Srovnání podobností a rozdílů mezi koronaviry a chřipkovými viry nám může pomoci pochopit, jak by tyto podobnosti a rozdíly mohly ovlivnit potenciální vakcíny COVID-19.
Antigenní drift
Při replikaci viru procházejí jeho geny náhodnými „chybami při kopírování“ (tj. genetickými mutacemi). V průběhu času mohou tyto genetické chyby při kopírování vést, kromě jiných změn viru, ke změnám povrchových proteinů viru neboli antigenů.
Náš imunitní systém využívá tyto antigeny k rozpoznání viru a boji proti němu. Co se tedy stane, když virus zmutuje, aby se vyhnul našemu imunitnímu systému?
U chřipkových virů se genetické mutace hromadí a způsobují „driftování“ jeho antigenů – to znamená, že povrch zmutovaného viru vypadá jinak než původní virus.
Když chřipkový virus dostatečně driftuje, vakcíny proti starým kmenům viru a imunita z předchozích infekcí chřipkovým virem již nefungují proti novým, driftovaným kmenům. Člověk se pak stává zranitelným vůči novějším, zmutovaným chřipkovým virům.
Antigenní drift je jedním z hlavních důvodů, proč musí být vakcína proti chřipce každoročně revidována a aktualizována, aby držela krok s měnícím se chřipkovým virem.
Mohlo by k tomu dojít i u viru SARS-CoV-2?
Z toho, co bylo doposud pozorováno ohledně genetické evoluce viru SARS-CoV-2, se zdá, že virus mutuje ve srovnání s jinými RNA viry relativně pomalu. Vědci se domnívají, že je to způsobeno jeho schopností „opravovat“ nově vytvořené kopie RNA. Tato funkce korektury neexistuje u většiny ostatních RNA virů, včetně chřipky. Dosavadní studie odhadují, že nový koronavirus mutuje přibližně čtyřikrát pomaleji než virus chřipky, známý také jako virus sezónní chřipky. Ačkoli SARS-CoV-2 mutuje, zatím se nezdá, že by se antigenně posouval. Je však třeba poznamenat, že SARS-CoV-2 je nově objevený virus infikující člověka. Stále existuje mnoho neznámých a naše znalosti o viru SARS-CoV-2 se stále prohlubují
Tato relativně pomalá rychlost mutace viru SARS-CoV-2 nám dává naději, že zkoumané kandidáty na vakcíny proti SARS-CoV-2 budou mít potenciálně o jednu překážku méně na cestě k nabídce schopnosti poskytovat ochranu po delší dobu.
Antigenní posun
Chřipkové viry podléhají antigennímu posunu, náhlé, zásadní změně antigenů viru, ke které dochází méně často než k antigennímu driftu.
Dochází k ní, když dva různé, ale příbuzné kmeny chřipkového viru infikují hostitelskou buňku ve stejnou dobu. Protože genomy virů chřipky jsou tvořeny 8 samostatnými částmi RNA (nazývanými „segmenty genomu“), mohou se někdy tyto viry „párovat“ v procesu zvaném „reassortment“. Během reassortmentu se mohou dva segmenty genomu chřipkových virů spojit a vytvořit nový kmen chřipkového viru.
Výsledkem reassortmentu je nový podtyp viru s antigeny, které jsou směsí původních kmenů.
Když dojde k posunu, většina lidí má proti výslednému novému viru malou nebo žádnou imunitu (jak ukazují značky „x“ níže). Viry vznikající v důsledku antigenního posunu jsou ty, které s největší pravděpodobností způsobí pandemii.
Koronaviry nemají segmentovaný genom a nemohou se reasortovat. Místo toho je genom koronaviru tvořen jediným, velmi dlouhým kusem RNA. Když však dva koronaviry infikují stejnou buňku, mohou rekombinovat, což je něco jiného než reassortment. Při rekombinaci se z kousků genomů obou „rodičovských“ koronavirů sešije nový jediný genom RNA. Není to tak efektivní jako reasortment, ale vědci se domnívají, že koronaviry v přírodě rekombinovaly.
Když k tomu dojde, vědci výsledný virus označují jako „nový koronavirus“. Vznik nového koronaviru, i když k němu dochází jiným mechanismem než k antigennímu posunu u chřipkových virů, může mít podobný důsledek, a to pandemické šíření.
Alternativně mohou pandemické chřipkové viry někdy vzniknout nikoli reasortací, ale „zoonózou“, kdy chřipkový virus, který infikuje jiná zvířata, často ptáky nebo prasata, udělá skok na člověka a začne se šířit.
To se stává i u koronavirů, kdy nové lidské koronaviry nebo geny nových lidských koronavirů pocházejí z předků koronavirů es, kteří infikovali jiná zvířata, například netopýry, velbloudy nebo pangoliny.
Dosud jsme byli svědky toho, že koronaviry se chovají podobně jako chřipkové viry, když generují epidemie a nyní pandemie z procesů rekombinace a zoonózy, které generují nové lidské koronaviry (připomínající antigenní posun a zoonotický původ nových subtypů lidských chřipkových virů).
Dosud jsme byli svědky toho, že lidské koronaviry mutují, ale nepodléhají antigennímu driftu. To je dobrá zpráva pro vakcíny proti koronavirům. Nicméně vzhledem k podobnostem mezi chováním chřipkových virů a koronavirů existuje dostatek důvodů, proč zůstat ostražitý vůči možnosti budoucích antigenních změn u SARS-CoV-2 a být připraven v případě potřeby změnit potenciální vakcínu COVID-19.
.