A vírusok mutációjáról: koronavírusok és más fajok

Vírusok, mutációk, törzsek – ez a három szó ma mindenki ajkán van. A szinte az egész bolygót behálózó koronavírus-járvány elgondolkodtatott, hogy honnan származnak azok a betegségek, amelyek gyökeresen megváltoztatják az emberiség életét.

Csak a 21. század huszonkét éve alatt öt olyan járványt éltünk meg, amelyek komoly kihívást jelentettek a világgyógyászat számára. Mindegyiket vírus okozza, de ami meglepő, az az, hogy egy bizonyos idő elteltével a virionok (vírusrészecskék) visszatérnek, de kissé módosított szerkezeti formában. Így 2002-2003-ban a világ 27 országa szembesült a SARS-járványsal, amelyben több mint 800 beteg halt meg. És ez csak a kezdet volt, mert az emberiség további várt:

  • sertésinfluenza A / H1N1 2009-2010-ben - a halálozási arány elérte a 19 ezer embert;
  • H5N1 és H7N9 madárinfluenza 2003–2017 – több mint 450 eset halt meg;
  • A közel-keleti légúti szindróma (MERS-CoV) egy akut légúti vírusfertőzés, amelyet a MERS-CoV humán patogén koronavírus okoz. A halálozási arány viszonylag alacsony - 430 beteg 2012-2015-ben;
  • Ebola vérzéses láz, 2014–2016 között, és 11 300 emberéletet követelt;
  • A COVID-19 a jelenlegi világjárvány, amelyet a SARS-CoV-2 koronavírus terjedése okoz. 5,6 millió életet követel.

Könnyen belátható, hogy a vírusok egyes megnevezéseiben van valami közös. Ez nem meglepő, mert ezeket az azonos típusú mutált vírusok okozhatják. Próbáljuk meg kitalálni, mi a vírusmutáció, és miért történik.

Mi az a vírus, szerkezete és jellemzői

A mikroorganizmusok világát több különálló faj képviseli, amelyek mindegyike alapvetően különbözik a többitől. A vírusok ebbe a csoportba tartoznak, bár megvannak a maguk sajátosságai, amelyek nem jellemzőek az állati és növényi világ szabad szemmel nem látható többi képviselőjére. Először is, nincs sejtszerkezetük és fehérjeképző rendszerük. Másodszor, kifejezett citotropizmussal és intracelluláris parazitizmussal rendelkeznek.

A vírusokat tanulmányozó tudósok számításai szerint több mint 10 ilyen mikroorganizmus található a Földön. Különböző formájúak, méretűek és életciklusuk van, de számos tulajdonság egyesíti az összes vírust:

  • kapszid jelenléte - védő fehérjeszerkezet;
  • genom, amely DNS-ből vagy RNS-ből áll, és a kapszid belsejében található;
  • szuperkapszid – a kapszidot fedő héj, de nem minden vírustípusban van jelen.

Amikor egy vírus bejut a gazdasejtbe, gyorsan szaporodni kezd. Ennek eredményeként a betegség kórokozójának számos másolata jelenik meg, amelyek aztán a test más sejtjeit érintik.

A vírus szaporodási és átviteli folyamata során időnként a genomban lévő genetikai anyag megváltozik. Ezt hívják mutációnak.

Minél több vírus kering és gyakrabban replikálódik, annál nagyobb az esélye új törzsek megjelenésének.

Egy ilyen mutáció a külső környezethez könnyebben alkalmazkodó, nagy fertőzőképességű vírusokat hozhat létre, amelyek radikálisan eltérő tüneteket és a betegség lefolyását okozzák. Ezt a folyamatot evolúciónak nevezik.

A vírusmutációk fő okai

Minden évben újabb vírusfertőzések törzsei jelennek meg a világon. Ezt a vírusok evolúciója magyarázza, ami nagyon gyorsan megy végbe, és kétféleképpen fordulhat elő:

  • rekombináció: ebben az esetben a mikroorganizmusok ugyanazt a sejtet fertőzik meg és genetikai anyagot cserélnek. egymással;
  • mutáció: a DNS- vagy RNS-láncok szekvenciájának változása magán a víruson belül következik be.

A rekombináció az influenzavírus velejárója, mert egyszerre nyolc RNS-szegmensből áll, amelyek mindegyike egytől több génig terjed. Ha ugyanannak a kórokozónak két különböző törzse kerül be a szervezetbe, új, kevert szegmensű mikroorganizmusok keletkeznek.

A mutáció új törzseket is termel, de a folyamat nagyon eltérő. Egy új törzs megjelenéséhez nincs szükség két különböző kórokozóval való egyidejű fertőzésre, mivel minden változás a vírus másolásakor következik be. Ismeretes, hogy a DNS-vírusok sokkal ritkábban változnak, mint az RNS. A tudósok ezt a tulajdonságot egy fontos különbséggel magyarázzák: a DNS-vírusok másolása során szükségük van DNS-polimerázra, egy enzimre, amely bejut a gazdasejtekbe. Ő az, aki észleli és kijavítja a hibákat, megakadályozva a módosított vírusok megjelenését, de a virionok néha képesek megkerülni ezt a mechanizmust.

Az RNS-vírusok replikációjában részt vevő RNS-polimeráz nem rendelkezik ezzel a képességgel, így nem történik korrekció. Ennek megfelelően nagy a valószínűsége új vírustörzsek megjelenésének.

A többféle törzset tartalmazó vírusos betegségek valójában nem olyan sokak. A leghíresebb és leggyakoribb mutációk influenza, HIV, koronavírus esetében fordulnak elő. Például a SARS-CoV-2 teljes fennállása alatt tizenhárom különböző forma alakult ki. A COVID-19 világjárvány egy olyan formával kezdődött, amelyet 2019 decemberében fedeztek fel a kínai Vuhan városában.

A vírusmutáció következményei

A mutáció jó vagy rossz? Erre a kérdésre nem lehet egyértelműen válaszolni, mert minden esetben más az eredmény. Egyes betegségeknél a virionok mutációja lehetőséget ad arra, hogy még kényelmesebben érezzék magukat a szervezetben, míg másoknál a betegek könnyen megbetegednek és gyorsan felépülnek.

HIV-fertőzésben a gyógyszerrezisztencia egyik fő oka az új törzsek kialakulását okozó génmutáció. A helyzet az, hogy a HIV-replikáció blokkolására egy reverz transzkriptáz inhibitort használnak, amelynek hatásmechanizmusa az, hogy a vírusban ezzel az enzimmel kombinálódik. Részvétele nélkül a virion nem tudja lemásolni a genomot, de egyes vírusrészecskék pontosan a reverz transzkriptáz génben mutálódnak, így a gyógyszer nem hat rájuk. Erre a célra a HIV kezelésére több, a vírusfejlődés különböző ciklusait befolyásoló gyógyszer kombinációs terápiáját alkalmazzák.

A vírus kimutatási és vakcinázási folyamatának hatása

Az új törzseket eredményező mutáció komoly kihívást jelent a laboratóriumi diagnosztika számára. Fontos, hogy az új formák ne essenek ki a ma használatos azonosítási módszerek köréből. A WHO Globális Laboratóriumi Hálózata munkacsoportot hozott létre a SARS-CoV-2 fejlődésének tanulmányozására. Képviselői az új, atipikus tünetekkel küzdő betegektől mintát vesznek és további kutatásra küldik. Az ilyen lépések lehetővé teszik az új törzsek megjelenésének, emberre gyakorolt ​​hatásának, valamint a gyógyszerek hatékonyságának az új formákon történő nyomon követését.

A koronavírus diagnosztizálása a mai napig 100%-ban hatékony módszerekkel történik, mivel azt az RdRp (ORF1ab) és az N gének határozzák meg, amelyek egyáltalán nem mutálódnak.

Az oltással kicsit bonyolultabb a helyzet : néhány hónapja jelent meg a koronavírus új törzse, az „omicron”, amely csapást mért a tudósok és orvosok erőfeszítéseire, akik kifejlesztett oltóanyagot a COVID-19 ellen. Bár a korábbi formákhoz képest kevésbé veszélyes az egészségre, megkérdőjelezte az oltás hatékonyságát. Így a Pfizer vakcina tesztjei azt találták, hogy csak 22,5%-ban véd az omikron ellen. Erre a következtetésre jutottak a durbani (Dél-Afrika) Afrikai Egészségügyi Kutatóintézet szakértői. Ennek érdekében 12 beoltott betegtől vettek vérplazma mintát, akik megbetegedtek a koronavírus ezen formájával. A vizsgálat a szervezetben lévő semlegesítő antitestek meghatározásán alapult. Ugyanakkor azt a feltételezést fogalmazták meg, hogy a vakcina megkönnyíti a betegség lefolyását, megvéd a szövődmények kialakulásától.

A múltban brit tudósok értékelték a biotechnológiai gyógyszerekkel történő oltás hatékonyságát. Eredményeik optimistábbak voltak: a Pfizer és az AstraZeneca mRNS-oltóanyagának harmadik adagja 75%-kal növelte a szervezet omikron elleni védekezését.

De nem minden ilyen pesszimista. Az Omicron törzsbe tartozó koronavírussal fertőzött betegek számának növekedése ellenére a beoltottak között kevés a kórházi kezelés. Természetesen a járvány kitörése még hátravan, de optimista előrejelzések születtek: a SARS-CoV-2 fejlődése nagy valószínűséggel a végéhez közeledik. A vírusnak nem az a célja, hogy megöljön egy embert és meghaljon, hanem az életciklusának folytatása, amihez gyengébb formává kell mutálnia.

Nem valószínű, hogy a COVID-19 teljesen eltűnik az életünkből. De éves megjelenése az enyhébb tünetekkel járó légúti megbetegedések szezonjában nem lesz annyira veszélyes. Tehát a vírusok mutációja pozitív folyamat lehet.

Források
  1. A Moszkvai Régió Egészségügyi Minisztériumának honlapja. – A 21. század járványai: 5 veszélyes vírus a közelmúltból.
  2. Pharmaceutical Encyclopedia. - Vírusok.
  3. „Hitech” internetes portál. – A tudósok kiszámították a vírusok számát a Földön. Több van belőlük, mint ahány csillag az univerzumban.
  4. Khan Academy honlapja. – Bevezetés a vírusokba.
  5. A „Liga. Üzleti". – A koronavírus evolúciója: miért mutálódik a vírus, és hogyan lehet diagnosztizálni az új törzseket.
  6. Wikipédia – SARS-CoV-2 törzsek. Pivot tábla.
  7. Khan Academy honlapja. – A vírusok evolúciója.
  8. „Forbes.ru” hálózati kiadvány. – A becslések szerint a Pfizer Omicron törzs elleni vakcinája 23%-os volt.
  9. „Gazeta.ru” hírportál. - A fertőző szakorvos optimista előrejelzésekről beszélt az Omicron törzzsel kapcsolatban.