Om mutation af vira: Coronavirus og andre arter

Vira, mutationer, stammer - disse tre ord er på alles læber i dag. Coronavirus-pandemien, som har opslugt næsten hele planeten, fik os til at spekulere på, hvor de sygdomme, der radikalt ændrer menneskehedens liv, kommer fra.

Alene i de 22 år af det 21. århundrede har vi oplevet fem epidemier, som har udgjort en alvorlig udfordring for verdensmedicinen. Hver af dem er forårsaget af vira, men det overraskende er, at virionerne (virale partikler) efter en vis periode vender tilbage, men i en let modificeret strukturel form. Så i 2002-2003 stod 27 lande i verden over for en SARS-epidemi, hvoraf mere end 800 patienter døde. Og dette var kun begyndelsen, fordi yderligere menneskeheden ventede på:

  • svineinfluenza A / H1N1 i 2009-2010 - dødsraten nåede næsten 19 tusinde mennesker;
  • H5N1 og H7N9 aviær influenza 2003-2017 – mere end 450 tilfælde døde;
  • Middle East Respiratory Syndrome (MERS-CoV) er en akut respiratorisk virusinfektion forårsaget af det humane patogene coronavirus MERS-CoV. Dødeligheden er relativt lav - 430 patienter i 2012-2015;
  • Ebola hæmoragisk feber, i 2014-2016 og krævede 11.300 liv;
  • COVID-19 er den aktuelle pandemi forårsaget af spredningen af ​​SARS-CoV-2 coronavirus. Tager 5,6 millioner liv.

Det er let at se, at nogle betegnelser for vira har noget til fælles. Dette er ikke overraskende, fordi de kan være forårsaget af muterede vira af samme type. Lad os prøve at finde ud af, hvad en virusmutation er, og hvorfor den sker.

Hvad er en virus, dets struktur og egenskaber

Mikroorganismernes verden er repræsenteret af flere separate arter, som hver især er fundamentalt forskellige fra de andre. Virus tilhører denne gruppe, selvom de har deres egne karakteristika, der ikke er karakteristiske for resten af ​​repræsentanterne for dyre- og planteverdenen, der er usynlige for det blotte øje. For det første har de ikke en cellulær struktur og proteindannende systemer. For det andet har de udtalt cytotropisme og intracellulær parasitisme.

Forskere, der studerer vira, har beregnet, at der er mere end 10 af disse mikroorganismer på Jorden. De har forskellige former, størrelser og livscyklusser, men flere egenskaber forener alle vira:

  • tilstedeværelsen af ​​et capsid - en beskyttende proteinstruktur;
  • genom, som består af DNA eller RNA og er placeret inde i kapsiden;
  • supercapsid - en skal der dækker capsiden, men den er ikke til stede i alle typer vira.

Når en virus trænger ind i en værtscelle, begynder den at formere sig hurtigt. Som et resultat fremkommer der mange kopier af sygdommens årsagsmiddel, som derefter påvirker andre celler i kroppen.

I processen med reproduktion og overførsel af virussen sker der nogle gange en ændring i det genetiske materiale, der er i genomet. Det er det, der kaldes en mutation.

Jo mere vira cirkulerer og replikerer oftere, jo større er chancen for, at nye stammer dukker op.

En sådan mutation kan skabe vira, der er lettere at tilpasse til det ydre miljø, har en høj smitsomhed og forårsager radikalt forskellige symptomer og sygdomsforløb. Denne proces kaldes evolution.

De vigtigste årsager til virusmutationer

Hvert år dukker nye stammer af virusinfektioner op i verden. Dette forklares af udviklingen af ​​vira, som sker meget hurtigt og kan forekomme på to måder:

  • rekombination: i dette tilfælde inficerer mikroorganismer den samme celle og udveksler genetisk materiale med hinanden;
  • mutation: en ændring i sekvensen af ​​DNA- eller RNA-kæder forekommer i selve virussen.

Rekombination er iboende i influenzavirussen, fordi den har otte RNA-segmenter på én gang, som hver bærer fra et til flere gener. Når to forskellige stammer af det samme patogen kommer ind i kroppen, dannes nye mikroorganismer med blandede segmenter.

Mutation producerer også nye stammer, men processen er meget anderledes. For fremkomsten af ​​en ny stamme er samtidig infektion med to forskellige patogener ikke nødvendig, da alle ændringer sker, når virussen kopieres. Det er kendt, at DNA-vira ændrer sig meget sjældnere end RNA. Forskere forklarer denne funktion med én vigtig forskel: for DNA-vira, i processen med at kopiere, har de brug for DNA-polymerase, et enzym, der trænger ind i værtscellerne. Det er hende, der opdager og retter fejl, der forhindrer fremkomsten af ​​modificerede vira, men virioner er nogle gange i stand til at omgå denne mekanisme.

RNA-polymerasen involveret i replikationen af ​​RNA-vira har ikke denne evne, så der finder ingen korrektion sted. Derfor er sandsynligheden for fremkomsten af ​​nye virusstammer stor.

Virale sygdomme med flere typer stammer er faktisk ikke så mange. De mest berømte og mest almindelige mutationer forekommer i influenza, HIV, coronavirus. For eksempel, under hele eksistensen af ​​SARS-CoV-2, er der dannet tretten forskellige former. COVID-19-pandemien begyndte med en form, der blev opdaget i december 2019 i den kinesiske by Wuhan.

Konsekvenser af virusmutation

Er mutation god eller dårlig? Dette spørgsmål kan ikke besvares entydigt, fordi resultatet i hvert enkelt tilfælde er forskelligt. For nogle sygdomme bliver mutationen af ​​virioner en mulighed for at "føle" sig endnu mere godt tilpas i kroppen, mens det for andre fører til, at patienterne let bliver syge og kommer sig hurtigt.

Ved HIV-infektion er genmutation til dannelse af nye stammer en af ​​hovedårsagerne til lægemiddelresistens. Sagen er, at for at blokere HIV-replikation bruges en revers transkriptasehæmmer, hvis virkningsmekanisme er at kombinere med dette enzym i virussen. Uden sin deltagelse kan virionet ikke kopiere genomet, men nogle virale partikler muterer præcist i revers transkriptasegenet, så stoffet virker ikke på dem. Til dette formål anvendes til behandling af HIV en kombinationsbehandling af flere lægemidler, der påvirker forskellige cyklusser af virusudviklingen.

Indflydelse på virusdetektion og vaccinationsprocessen

Mutation, som resulterer i nye stammer, udgør alvorlige udfordringer for laboratoriediagnostik. Det er vigtigt, at de nye blanketter ikke falder uden for rammerne af de identifikationsmetoder, der anvendes i dag. WHO Global Laboratory Network har etableret en taskforce til at studere udviklingen af ​​SARS-CoV-2. Dets repræsentanter tager prøver fra patienter med nye, atypiske symptomer og sender dem til yderligere forskning. Sådanne trin gør det muligt at overvåge fremkomsten af ​​nye stammer, deres indvirkning på mennesker og effektiviteten af ​​lægemidler på nye former.

Til dato er diagnosen af ​​coronavirus udført med 100 % effektive metoder, da det bestemmes af RdRp (ORF1ab) og N generne, som slet ikke muterer.

Situationen med vaccination er lidt mere kompliceret : en ny stamme af coronavirus "omicron" dukkede op for et par måneder siden, hvilket gav et slag for videnskabsmænds og lægers indsats, som udviklet vacciner mod COVID-19. Selvom det var mindre af en sundhedsfare sammenlignet med tidligere former, satte han spørgsmålstegn ved effektiviteten af ​​vaccination. Således viste test af Pfizer-vaccinen, at den kun beskytter mod omicron med 22,5 %. Denne konklusion blev lavet af eksperterne fra African Research Institute of Health i Durban (Sydafrika). For at gøre dette tog de blodplasmaprøver fra 12 vaccinerede patienter, som blev syge af denne særlige form for coronavirus. Undersøgelsen var baseret på bestemmelse af neutraliserende antistoffer i kroppen. Samtidig gjorde de den antagelse, at vaccinen ville gøre sygdomsforløbet lettere, beskytte mod forekomsten af ​​komplikationer.

Tidligere blev effektiviteten af ​​vaccination med et bioteknologisk lægemiddel evalueret af britiske videnskabsmænd. Deres resultater var mere optimistiske: En tredje dosis mRNA-vacciner fra Pfizer og AstraZeneca øgede kroppens forsvar mod omicron med 75 %.

Men ikke alt er så pessimistisk. På trods af en stigning i antallet af patienter med coronavirus af Omicron-stammen er der få indlæggelser blandt de vaccinerede. Selvfølgelig er udbruddet af pandemien stadig forude, men der er lavet optimistiske prognoser: Udviklingen af ​​SARS-CoV-2 er højst sandsynligt ved at være afsluttet. Formålet med virussen er ikke at dræbe en person og dø selv, men at fortsætte sin livscyklus, hvortil den skal mutere til en svagere form.

Det er usandsynligt, at COVID-19 helt forsvinder fra vores liv. Men dets årlige udseende i løbet af sæsonen med luftvejssygdomme med mildere symptomer vil ikke være så farligt. Så mutationen af ​​vira kan være en positiv proces.

Kilder