När SARS-CoV-2 sprids runt om i världen muterar det, med andra ord får det genetiska förändringar.
Och även om idén om ”virusmutation” kan låta oroväckande är det viktigt att förstå att många av dessa mutationer är små och inte har någon övergripande inverkan på hur snabbt ett virus sprids eller potentiellt hur allvarlig en virusinfektion kan vara. Faktum är att vissa mutationer kan göra viruset mindre smittsamt.
En stor del av vår kunskap om hur virus förändras för att undkomma naturlig immunitet eller immunitet framkallad av vaccin kommer från observationer av influensaviruset och den ständiga uppdateringen av influensavaccin. Influensavirus förändras på två huvudsakliga sätt, antigenavdrift och antigenförskjutning.
En jämförelse av likheter och skillnader mellan coronavirus och influensavirus kan hjälpa oss att förstå hur dessa likheter och skillnader skulle kunna påverka potentiella COVID-19-vacciner.
Antigenavdrift
När ett virus replikerar genomgår dess gener slumpmässiga ”kopieringsfel” (dvs. genetiska mutationer). Med tiden kan dessa genetiska kopieringsfel, bland andra förändringar av viruset, leda till förändringar i virusets ytproteiner eller antigener.
Vårt immunförsvar använder dessa antigener för att känna igen och bekämpa viruset. Så vad händer om ett virus muterar för att undgå vårt immunförsvar?
I influensavirus ackumuleras genetiska mutationer och leder till att dess antigener ”driver” – vilket innebär att ytan på det muterade viruset ser annorlunda ut än det ursprungliga viruset.
När influensaviruset driver tillräckligt mycket, fungerar vacciner mot gamla stammar av viruset och immunitet från tidigare influensavirusinfektioner inte längre mot de nya, drivna stammarna. En person blir då sårbar för de nyare, muterade influensavirusen.
Antigenisk drift är en av de viktigaste orsakerna till att influensavaccinet måste ses över och uppdateras varje år, för att hålla jämna steg med influensaviruset när det förändras.
Kan det också hända med SARS-CoV-2?
Utifrån vad som hittills har observerats när det gäller den genetiska utvecklingen av SARS-CoV-2 verkar det som om viruset muterar relativt långsamt jämfört med andra RNA-virus. Forskarna tror att detta beror på dess förmåga att ”korrekturläsa” nytillverkade RNA-kopior. Denna korrekturläsningsfunktion finns inte hos de flesta andra RNA-virus, inklusive influensa. I de studier som hittills gjorts uppskattas att det nya coronaviruset muterar ungefär fyra gånger långsammare än influensaviruset, även känt som säsongsinfluensaviruset. Även om SARS-CoV-2 muterar tycks det hittills inte ha någon antigenisk förändring. Det bör dock noteras att SARS-CoV-2 är ett nyupptäckt virus som infekterar människor. Det finns fortfarande många okända frågor, och vår förståelse av SARS-CoV-2-viruset fortsätter att växa
Denna relativt långsamma mutationshastighet för SARS-CoV-2 gör oss hoppfulla om att undersökande SARS-CoV-2-vaccinkandidater potentiellt kommer att ha ett hinder mindre mot att erbjuda förmågan att ge skydd under en längre tidsperiod.
Antigenic Shift
Influensavirus genomgår antigenic shift, en plötslig, stor förändring av virusets antigener som sker mer sällan än antigenic drift.
Det inträffar när två olika, men besläktade, influensavirusstammar infekterar en värdcell samtidigt. Eftersom influensavirusgenomerna består av åtta separata delar av RNA (så kallade ”genomsegment”) kan dessa virus ibland ”para sig” i en process som kallas ”reassortering”. Under reassortering kan två influensavirus’ genomsegment kombineras för att skapa en ny stam av influensavirus.
Resultatet av reassortering är en ny subtyp av virus, med antigener som är en blandning av de ursprungliga stammarna.
När en reassortering inträffar har de flesta människor liten eller ingen immunitet mot det resulterande nya viruset (vilket framgår av ”x”-markeringarna nedan). Virus som uppstår till följd av antigenförskjutning är de som mest sannolikt kommer att orsaka pandemier.
Coronavirus har inte segmenterade genomer och kan inte reassortera. I stället består coronavirusgenomet av en enda, mycket lång bit RNA. När två coronavirus infekterar samma cell kan de dock rekombinera, vilket är något annat än reassortering. Vid rekombination sys ett nytt enda RNA-genom ihop av delar av de två ”föräldrarnas” coronavirusgenom. Det är inte lika effektivt som reassortering, men forskarna tror att coronavirus har rekombinerats i naturen.
När detta sker identifierar forskarna det resulterande viruset som ett ”nytt coronavirus”. Genereringen av ett nytt coronavirus kan, även om den sker genom en annan mekanism än antigenförändring i influensavirus, få en liknande konsekvens, med pandemisk spridning.
Alternativt kan pandemiska influensavirus ibland uppstå, inte genom reassortering utan genom ”zoonos”, när ett influensavirus som smittar andra djur, ofta fåglar eller grisar, tar språnget över till människor och börjar spridas.
Detta händer även med coronavirus, med nya mänskliga coronavirus, eller gener av nya mänskliga coronavirus, som kommer från förfäder av coronavirus es som har infekterat andra djur, t.ex. fladdermöss, kameler eller pangoliner.
Hittills har vi sett coronavirus agera som influensavirus genom att generera utbrott och nu en pandemi från processer av rekombination och zoonos som genererar nya humana coronavirus (som liknar den antigena förskjutningen och det zoonotiska ursprunget för nya subtyper av humana influensavirus).
Hittills har vi sett humana coronavirus mutera, men inte genomgå antigena förskjutningar. Detta är goda nyheter för vaccin mot coronavirus. Med tanke på likheterna mellan beteendet hos influensavirus och coronavirus finns det dock gott om anledning att vara vaksam på möjligheten av framtida antigenförändringar hos SARS-CoV-2 och att vara beredd att ändra ett eventuellt COVID-19-vaccin, om det skulle behövas.