Az egyidőben terjedő SARS-COV-2-variánsok kockázatai
A COVID-19 betegséget okozó SARS-CoV-2 koronavírusról a világon korábban nem látott mértékű monitorozásnak é nemzetközi összefogásnak köszönhetően óriási adatmennyiség gyűlt össze é érhető el az interneten, amely a folyamatos nyomon követéen felül számos alapkutatás kiindulásaként is szolgálhat. Csabai István öűöéé&Բ; létrehozta az , amelynek célja a nyilvánosan elérhető SARS-CoV-2 genomszekvenálási eredmények egységes módszertannal való elemzée é az eredmények könnyen kereshető adatbázisba építée. Világszinten több mint 2 millió mintát gyűjtöttek össze é dolgoztak fel a járvány kezdete óta.
Az adatbázis tartalmazza minden megszekvenált minta esetében a genomban előforduló mutációkat (módosulásokat) é azok előfordulási arányát is az adott mintát alkotó, tehát egy betegtől származó víruspopulációban. Ez azért is fontos lehet, mert a vírus evolúciója során az újonnan megjelenő mutációk gyakran először csak kis arányban vannak jelen (1a. ábra), de a következő generációkban elterjedhetnek, ha a mutáció előnyös a vírus számára. Az előfordulási arányokból (ún. allélfrekvencia értékekből) következtethetünk arra is, hogy egy mintában egyszerre több ismert variáns (pl. Alfa, Delta, Omikron stb.) is jelen van-e. Ha egy egyén egyszerre több variánssal is megfertőződik (koinfekció, 1b. ábra), az ugyan nem minden esetben, de okozhat súlyosabb tüneteket is, valamint
a két variáns kombinációjából létrejöhet egy harmadik, ún. "rekombináns" vírusvariáns.
Az adatokat a kutatók Pipek Orsolya Anna é Medgyes-Horváth Anna vezetéével elemezték, az elemzét különlegessé teszi, hogy korábban csak néhány országban, néhány ezer minta bevonásával folytattak ilyen jellegű kutatást, világszinten é ilyen sok mintát együttesen azonban most először vizsgáltak.
1a. Hagyományos megfertőződé esetén a vírus genetikai állományának másolása során szert tehet ugyan néhány mutációra, ezek eredményeként azonban egy nagyon hasonló, kevé módosulást tartalmazó vírusvariáns jön létre. 1b. Koinfekciókor a két variáns genomja másolás során összekeveredhet, rekombinálódhat, egy teljesen új, hibrid vírust hozva létre. 1c. A Delta é Omikron fertőzéek számának alakulása (fent) a koinfekciókkal együtt ábrázolva (lent).
A SARS-CoV-2 koronavírus variánsai mind eltérő genetikai állománnyal (szekvenciával) rendelkeznek, a kezdeti Wuhanban megjelent változathoz képest az elterjedt variánsok esetében több olyan egyedien jellemző (definiáló) mutáció fordul elő, ami más variánsokban nem. A kutatók ezeket a definiáló mutáció kombinációkat vizsgálták az Európai Covid-19 Adatportál szekvenciáiban, é keresték azokat a mintákat, amelyekben kis arányban is akár, de több variáns definiáló mutációi is előfordulnak.
A minták 0,35 százalékában (összesen 7700 esetben) találták meg egyszerre legalább két variáns jellemző mintázatait, a legtöbb esetben a Delta é az Omikron variánsok keveredtek egy mintán belül. Az egyidejű fertőződéekhez elengedhetetlen, hogy egyszerre több variáns is terjedjen a társadalomban, ez figyelhető meg a Delta é Omikron variánsok esetében 2021 vége é 2022 eleje között (1c. ábra). Ezek az koinfekciók kiemelkedően gyakoriak voltak Dél-Afrikában, ahol a HIV vírus okozta AIDS megbetegedéek száma magas, ami megfelelő kezelé hiányában immunhiányos állapotot eredményez, é elhúzódó fertőzéeket okozhat. Egy ilyen elhúzódó fertőzé vezethetett például az Omikron variáns megjelenééhez is:
a hosszú fertőzé során az eddigi variánsokhoz képest jóval több mutáció következett be,
létrehozva egy sokkal fertőzőképesebb változatot.
A hosszan elhúzódó esetek növelik a valószínűségét a koinfekciónak is, hiszen a hosszú ideig tartó lefolyásuk alatt könnyebben előfordulhat, hogy a beteg találkozik másik vírusvariánssal é elkapja azt. A legyengült immunrendszer ezen felül kedvez a vírus gyors szaporodásának is, ami növeli a rekombináció (genomi keveredé) valószínűségét, hiszen ez legnagyobb eséllyel úgy történik meg, hogy a vírus genetikai állományának másolása során (tehát szaporodás folyamán) véletlenül az egyik variáns genomjáról a másikra „ugrik”, létrehozva ezzel egy vegyes, hibrid genomot.
A kutatás célja volt az is, hogy megvizsgálják, végbement-e a rekombináció azokban a mintákban, amelyekben egyszerre több variáns is jelen van. Az ilyen jellegű vizsgálatokat azonban számos technikai nehézség hátráltatja. Először is a rekombináns verzió genomját (vagy annak rézletét) a mintát alkotó víruspopuláció csak nagyon kis arányban tartalmazza, ami nagyban nehezíti a detektálását. További kihívást jelentett, hogy a genomszekvenálás során alkalmazott polimeráz-láncreakció (PCR) során véletlenszerűen keletkező, ún. "kiméra" szekvenciák jöhetnek létre, amelyek gyakorlatilag megkülönböztethetetlenek a valódi, a beteg szervezetében spontán megjelenő rekombináns szekvenciáktól. Nehézséget okozott az is, hogy a genom kevésé mutált (variábilis) szakaszait érintő rekombinációs törépontok gyakran kimutathatatlanok, mivel a különböző variánsok definiáló mutációi a genom mentén nem egyenletesen helyezkednek el (többségük például a vakcinagyártásban is használt tüskefehérjét kódoló rézen).
A kutatók két eljárást fejlesztettek ki, amelyek ezeket a körülményeket figyelembe véve tudják a rekombinációt detektálni, é sikerült a Delta-Omikron koinfekciók esetében három olyan régiót is azonosítani, ahol gyakran történhet rekombináció. Az eredmény hozzájárulhat ahhoz, hogy az esetlegesen veszélyes, hibrid vírusokat még az elterjedéük előtt detektálhassák.
A kutatás az Európai Unió Horizon 2020 kutatási é innovációs program keretében a 874735 (VEO) é a 101046203 (BY-COVID) számú pályázatokból valósult meg, az elemzé a