바이러스의 돌연변이: 코로나바이러스 및 기타 종

바이러스, 돌연변이, 변종 - 이 세 단어는 오늘날 모든 사람의 입술에 있습니다. 거의 전 지구를 집어삼킨 코로나바이러스 대유행은 인류의 삶을 근본적으로 변화시키는 질병이 어디에서 오는지 궁금하게 만들었습니다.

21세기의 22년 동안만 해도 우리는 세계 의학에 심각한 도전을 제기한 5가지 전염병을 경험했습니다. 그들 각각은 바이러스에 의해 발생하지만, 놀라운 것은 일정 시간이 지나면 비리온(바이러스 입자)이 돌아오지만 약간 변형된 구조적 형태로 돌아온다는 것입니다. 그래서 2002년부터 2003년까지 세계 27개국에서 사스(SARS)가 유행하여 800명 이상의 환자가 사망했습니다. 그리고 이것은 더 많은 인류가 기다리고 있었기 때문에 시작에 불과했습니다.

  • 2009-2010년에 돼지 독감 A/H1N1 - 사망률이 거의 19,000명에 이르렀습니다.
  • H5N1 및 H7N9 조류 인플루엔자 2003-2017 – 450건 이상 사망;
  • 중동호흡기증후군(MERS-CoV)은 인간 병원성 코로나바이러스 MERS-CoV에 의한 급성 호흡기 바이러스 감염입니다. 사망률은 상대적으로 낮습니다 - 2012-2015년에 430명의 환자;
  • 2014-2016년에 에볼라 출혈열로 11,300명의 목숨을 앗아갔습니다.
  • COVID-19는 SARS-CoV-2 코로나바이러스의 확산으로 인한 현재의 대유행입니다. 560만 명의 목숨을 앗아갑니다.

바이러스의 일부 명칭에는 공통점이 있음을 쉽게 알 수 있습니다. 이는 동일한 유형의 돌연변이 바이러스에 의해 발생할 수 있기 때문에 놀라운 일이 아닙니다. 바이러스 돌연변이가 무엇이고 왜 일어나는지 알아봅시다.

바이러스, 그 구조 및 특징

미생물의 세계는 근본적으로 다른 여러 종으로 대표됩니다. 바이러스는이 그룹에 속하지만 육안으로 볼 수없는 동물 및 식물 세계의 나머지 대표자와는 다른 고유 한 특성을 가지고 있습니다. 첫째, 세포 구조와 단백질 형성 시스템이 없습니다. 둘째, 세포 친화성과 세포내 기생을 나타냅니다.

바이러스를 연구하는 과학자들은 지구상에 이러한 미생물이 10가지 이상 있다고 계산했습니다.그들은 모양, 크기 및 수명 주기가 다르지만 몇 가지 속성이 모든 바이러스를 통합합니다.

  • 캡시드의 존재 - 보호 단백질 구조;
  • DNA 또는 RNA로 구성되고 캡시드 내부에 위치하는 게놈;
  • 슈퍼캡시드(supercapsid) - 캡시드를 덮고 있는 껍질이지만 모든 유형의 바이러스에 존재하는 것은 아닙니다.

바이러스가 숙주 세포에 들어가면 빠르게 증식하기 시작한다. 결과적으로 질병의 원인 물질의 많은 사본이 나타나 신체의 다른 세포에 영향을 미칩니다.

바이러스의 번식과 전파 과정에서 게놈에 있는 유전물질에 변화가 생기는 경우가 있다. 이것을 돌연변이라고 합니다.

바이러스가 더 많이 순환하고 더 자주 복제할수록 새로운 균주가 나타날 가능성이 커집니다.

이러한 돌연변이는 외부 환경에 더 쉽게 적응하고 높은 전염성을 가지며 질병의 증상과 경과를 근본적으로 다른 바이러스를 생성할 수 있습니다. 이 과정을 진화라고 합니다.

바이러스 돌연변이의 주요 원인

매년 새로운 변종 바이러스 감염이 세계에 나타납니다. 이것은 매우 빠르게 발생하고 두 가지 방식으로 발생할 수 있는 바이러스의 진화로 설명됩니다.

  • 재조합: 이 경우 미생물은 동일한 세포를 감염시키고 유전 물질을 교환합니다. 서로 서로 함께;
  • 돌연변이: 바이러스 자체 내에서 DNA 또는 RNA 사슬의 서열 변화가 발생합니다.

인플루엔자 바이러스는 한 번에 8개의 RNA 세그먼트를 가지고 있기 때문에 재조합이 고유합니다. 각 세그먼트는 하나에서 여러 유전자를 운반합니다. 같은 병원체의 두 가지 다른 균주가 체내에 들어오면 혼합된 분절을 가진 새로운 미생물이 생성됩니다.

돌연변이는 또한 새로운 균주를 생산하지만 그 과정은 매우 다릅니다. 새로운 균주의 출현을 위해 두 가지 다른 병원체에 동시 감염이 필요하지 않습니다. 모든 변화는 바이러스가 복제될 때 발생하기 때문입니다. DNA 바이러스는 RNA보다 훨씬 덜 자주 변경되는 것으로 알려져 있습니다. 과학자들은 이 기능을 한 가지 중요한 차이점으로 설명합니다. DNA 바이러스의 경우 복제 과정에서 숙주 세포에 들어가는 효소인 DNA 중합효소가 필요합니다. 그녀는 오류를 감지하고 수정하여 수정 된 바이러스의 출현을 방지하지만 비리온은 때때로이 메커니즘을 우회 할 수 있습니다.

RNA 바이러스 복제에 관여하는 RNA 중합효소는 이 능력이 없기 때문에 수정이 일어나지 않는다. 따라서 새로운 변종 바이러스의 출현 가능성이 높습니다.

여러 종류의 변종이 있는 바이러스성 질병은 실제로 그렇게 많지 않습니다. 가장 유명하고 가장 흔한 돌연변이는 인플루엔자, HIV, 코로나바이러스에서 발생합니다. 예를 들어, SARS-CoV-2가 존재하는 동안 13가지 다른 형태가 형성되었습니다. COVID-19 대유행은 2019년 12월 중국 우한에서 발견된 형태로 시작되었습니다.

바이러스 돌연변이의 결과

돌연변이는 좋은가 나쁜가? 각각의 경우에 결과가 다르기 때문에 이 질문에 명확하게 대답할 수는 없습니다. 일부 질병의 경우 비리온의 돌연변이가 신체에서 훨씬 더 편안하게 "느끼는"기회가되는 반면, 다른 질병의 경우 환자가 쉽게 아프고 빨리 회복된다는 사실로 이어집니다.

HIV 감염에서 새로운 변종을 형성하는 유전자 돌연변이는 약물 내성의 주요 원인 중 하나이다. 문제는 HIV 복제를 차단하기 위해 역전사 효소 억제제가 사용되며 그 작용 메커니즘은 바이러스에서이 효소와 결합하는 것입니다. 참여가 없으면 비리온은 게놈을 복사할 수 없지만 일부 바이러스 입자는 역전사효소 유전자에서 정확하게 돌연변이되므로 약물이 작동하지 않습니다. 이를 위해 HIV 치료를 위해 바이러스 발달의 서로 다른 주기에 영향을 미치는 여러 약물의 병용 요법이 사용됩니다.

바이러스 검출 및 백신 접종 과정에 대한 영향

새로운 균주를 생성하는 돌연변이는 실험실 진단에 심각한 문제를 제기합니다. 새로운 형식이 오늘날 사용되는 식별 방법의 범위를 벗어나지 않는 것이 중요합니다. WHO 글로벌 연구소 네트워크는 SARS-CoV-2의 진화를 연구하기 위해 태스크 포스를 구성했습니다. 그 대표자는 새로운 비정형 증상이 있는 환자의 샘플을 채취하여 추가 연구를 위해 보냅니다. 이러한 단계를 통해 새로운 균주의 출현, 인간에 대한 영향 및 새로운 형태에 대한 약물의 효과를 모니터링할 수 있습니다.

현재까지 코로나바이러스의 진단은 돌연변이가 전혀 없는 RdRp(ORF1ab)와 N 유전자에 의해 결정되기 때문에 100% 효과적인 방법으로 수행된다.

백신 접종의 상황은 조금 더 복잡합니다. : 몇 달 전에 코로나바이러스 "오미크론"의 새로운 변종이 등장하여 COVID-19에 대한 백신 개발(55개). 이전 형태에 비해 건강상의 위험은 적었지만 예방 접종의 효능에 의문을 제기했습니다. 따라서 화이자 백신의 테스트에서 오미크론에 대해 22.5%만 보호하는 것으로 나타났습니다. 이 결론은 더반(남아프리카 공화국)에 있는 아프리카 보건 연구소의 전문가들이 내린 결론입니다.이를 위해 그들은 이 특정 형태의 코로나바이러스에 감염된 12명의 백신 접종 환자로부터 혈장 샘플을 채취했습니다. 이 연구는 신체의 중화 항체 측정을 ​​기반으로 했습니다. 동시에 그들은 백신이 질병의 진행을 더 쉽게 만들고 합병증의 발생을 방지할 것이라고 가정했습니다.

과거에는 영국 과학자들이 생명공학약물을 이용한 백신접종의 효과를 평가하였다. 그들의 결과는 더 낙관적이었습니다. 화이자와 아스트라제네카의 세 번째 mRNA 백신 접종은 오미크론에 대한 신체의 방어력을 75% 증가시켰습니다.

그러나 모든 것이 그렇게 비관적인 것은 아닙니다. 오미크론(Omicron) 계통의 코로나바이러스 환자가 증가함에도 불구하고 예방 접종을 받은 사람들 중 입원 환자는 거의 없습니다. 물론 팬데믹의 발발은 아직 진행 중이지만 SARS-CoV-2의 진화가 거의 완료될 가능성이 가장 높다는 낙관적인 예측이 이루어졌습니다. 바이러스의 목적은 사람을 죽이고 스스로 죽는 것이 아니라, 더 약한 형태로 변이해야 하는 수명 주기를 계속하는 것입니다.

코로나19가 우리 삶에서 완전히 사라질 것 같지는 않다. 그러나 증상이 경미한 호흡기 질환 시즌 동안의 연간 출현은 그렇게 위험하지 않을 것입니다. 따라서 바이러스의 돌연변이는 긍정적인 과정이 될 수 있습니다.

출처
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  5. 뉴스포털 '리가. 사업". – 코로나바이러스 진화: 바이러스가 돌연변이를 일으키는 이유와 새로운 변종을 진단하는 방법.
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  7. 칸아카데미 홈페이지. – 바이러스의 진화.
  8. 네트워크 간행물 "Forbes.ru". – 오미크론 균주에 대한 화이자의 백신은 23%의 효과가 있는 것으로 추정되었습니다.
  9. 뉴스 포털 "Gazeta.ru". - 전염병 전문가는 Omicron 균주에 대한 낙관적인 예측에 대해 말했습니다.