พบรูปแบบที่น่าตกใจท่ามกลาง coronavirus สายพันธุ์ใหม่

พบรูปแบบที่น่าตกใจท่ามกลาง coronavirus สายพันธุ์ใหม่
พบรูปแบบที่น่าตกใจท่ามกลาง coronavirus สายพันธุ์ใหม่
Anonim

ไวรัสโคโรน่ากำลังทำสงครามกับระบบภูมิคุ้มกันของมนุษย์อย่างต่อเนื่อง และเมื่อเวลาผ่านไป มันจะพัฒนาต่อไป ผู้เขียนเขียน ซึ่งหมายความว่าวัคซีนที่มนุษย์สร้างขึ้นต้องมีวิวัฒนาการไปพร้อมกับไวรัสด้วย

และตลอดปี 2020 ส่วนใหญ่ ไวรัสโคโรน่าที่เป็นสาเหตุของ covid-19 ถูกส่งจากคนสู่คน สะสมการกลายพันธุ์ในอัตราที่คงที่ - การกลายพันธุ์สองครั้งต่อเดือน ซึ่งไม่น่าประทับใจสำหรับไวรัส โดยทั่วไป การกลายพันธุ์เหล่านี้ไม่มีศักยภาพมากนัก

อย่างไรก็ตาม เมื่อเร็ว ๆ นี้ มีการค้นพบว่า coronavirus สามประเภทเกิดขึ้นอย่างอิสระ การกลายพันธุ์ที่คล้ายกัน - และสิ่งนี้แม้ว่าข้อเท็จจริงที่ว่าสายพันธุ์ทางพันธุกรรมของ coronavirus เหล่านี้มีการแปลเป็นภาษาท้องถิ่นหลายพันไมล์จากกันและกัน: ในสหราชอาณาจักรแอฟริกาใต้และบราซิล… (การกลายพันธุ์คือการเปลี่ยนแปลงในจีโนม ตัวแปรทางพันธุกรรมคือไวรัสที่มีชุดของการกลายพันธุ์เฉพาะ) การกลายพันธุ์เหล่านี้ไม่ได้เกิดขึ้นเพียงครั้งเดียว ไม่ใช่สองครั้ง แต่มากถึงสามครั้ง (ในที่นี้เรากำลังพูดถึงเฉพาะสิ่งที่รู้จักเท่านั้น สำหรับเรา) ในตัวแปรทางพันธุกรรมที่มีพฤติกรรมผิดปกติ ความจริงข้อนี้ทำให้เราสามารถสรุปได้ว่าต้องขอบคุณพวกมัน ไวรัสจึงได้เปรียบเชิงวิวัฒนาการ ตัวแปรทางพันธุกรรมทั้งสามมีแนวโน้มที่จะกลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้น และเป็นไปได้ว่าทั้งสามจะถูกส่งเร็วกว่านี้

Vineet Menachery นักวิจัยด้าน coronavirus จาก University of Texas Medical School เตือนว่า "การเกิดขึ้นของการกลายพันธุ์โดยอิสระจากกันและกัน นอกจากนี้ ในหลายๆ แห่งยังเป็นสัญญาณเตือนสำหรับเราทุกคน" นักวิทยาศาสตร์กำลังพยายามค้นหาว่า coronavirus จะได้รับประโยชน์จากการกลายพันธุ์เหล่านี้หรือไม่

อย่างไรก็ตาม ณ จุดนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ได้รับคำตอบที่แน่ชัด นอกจากนี้ เรายังไม่มีข้อมูลเพียงพอเกี่ยวกับตัวแปรทางพันธุกรรมของ coronavirus ที่ตรวจพบในบราซิล นอกจากการกลายพันธุ์ที่พบได้บ่อยในไวรัสเหล่านี้แล้ว ตัวแปรทางพันธุกรรมแต่ละตัวเหล่านี้ยังมีการกลายพันธุ์ที่ไม่ซ้ำกันจำนวนมากอีกด้วย การเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วของการกลายพันธุ์ทั้งชุดนั้นผิดปกติ แต่ไวรัสกำลังแพร่กระจายอย่างรวดเร็วจนเราจะต้องพบกับปรากฏการณ์ที่ไม่ธรรมดาทุกประเภทมากกว่าหนึ่งครั้ง ความถี่ของการกลายพันธุ์ปกติคือเดือนละสองครั้ง แต่เห็นได้ชัดว่าเราไม่มีความเข้าใจเพียงพอเกี่ยวกับจำนวนการกลายพันธุ์ในกรณีที่ไม่ได้มาตรฐาน “และมันก็เป็นการปลุกให้ตื่น” นักจุลชีววิทยา Kristian Andersen จาก Scripps Research Medical Research Center บอกกับฉันในการให้สัมภาษณ์

บทบาทของการกลายพันธุ์แต่ละครั้งยังไม่ชัดเจน แต่การกลายพันธุ์เฉพาะในโปรตีนขัดขวาง (เรียกว่า "N501Y") สมควรได้รับความสนใจอย่างใกล้ชิดเนื่องจากมีอยู่ในตัวแปรทางพันธุกรรมทั้งสามของ coronavirus โปรตีนสไปค์ช่วยให้โคโรนาไวรัสเข้าสู่เซลล์ และการกลายพันธุ์ของ N501Y นั้นถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่นในบริเวณที่สำคัญโดยเฉพาะที่เรียกว่าโดเมนการจับตัวรับ ซึ่งยึดติดกับเซลล์ พูดเป็นรูปเป็นร่าง การกลายพันธุ์ของ N501Y ทำให้โปรตีนขัดขวาง (สไปค์) มีความเหนียวมากขึ้น ซึ่งทำให้ง่ายต่อการยึดติดและเจาะเซลล์ นี่คือสาเหตุที่ไวรัสที่มีการกลายพันธุ์ชนิดนี้สามารถแพร่กระจายได้ง่ายขึ้น ในทางกลับกัน เห็นได้ชัดว่าการกลายพันธุ์นี้ไม่ได้ส่งผลกระทบต่อภูมิคุ้มกันที่ได้รับระหว่างการฉีดวัคซีน

อย่างไรก็ตาม ให้เราอธิบายว่าเราหมายถึงอะไรเมื่อเราพูดถึงการกลายพันธุ์ดังกล่าว อย่างที่คุณทราบ โปรตีนประกอบด้วยหน่วยการสร้างที่เรียกว่ากรดอะมิโน การมีอยู่ของการกลายพันธุ์ N501Y หมายความว่ากรดอะมิโนที่ 501 ที่เริ่มแรกกำหนดโดยตัวอักษร "N" (นั่นคือกรดอะมิโนแอสปาราจีน) เปลี่ยนเป็น "Y" (เช่น ไทโรซีน)

อย่างไรก็ตาม การกลายพันธุ์ของ N501Y ไม่ได้มีลักษณะเฉพาะกับตัวแปรทางพันธุกรรมทั้งสามของไวรัส ข้อเท็จจริงนี้ก่อตั้งขึ้นโดยการศึกษาลำดับกรดอะมิโนจำนวนหนึ่งที่พบในประเทศต่างๆ ทั่วโลก การกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมทั้งสามนี้มาพร้อมกับการกลายพันธุ์อื่นๆ ในส่วนอื่นๆ ของไวรัส ซึ่งถือเป็นเรื่องปกติ นักระบาดวิทยาระดับโมเลกุล เอ็มมา ฮอดครอฟต์ จากมหาวิทยาลัยเบิร์น กล่าวว่า การเปลี่ยนแปลงทางพฤติกรรมในตัวแปรทางพันธุกรรมของไวรัส (เช่น การแพร่เชื้อที่เพิ่มขึ้น) มีแนวโน้มว่า "เกี่ยวข้องกับการกลายพันธุ์มากกว่าหนึ่งอย่าง" ตัวแปรทางพันธุกรรมที่เกิดในอังกฤษมีการกลายพันธุ์อื่น ๆ มากกว่าหนึ่งโหลที่ยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างละเอียดเท่า N501Y แต่การแพร่กระจายที่เพิ่มขึ้นของไวรัสสายพันธุ์นี้มีความชัดเจนมากขึ้น: ไวรัสเริ่มแพร่กระจายอย่างรวดเร็วไม่เพียง แต่ในสหราชอาณาจักร แต่ยังรวมถึงในไอร์แลนด์และเดนมาร์กด้วย (ตัวอย่างจำนวนมากถูกจัดลำดับอย่างสม่ำเสมอในสองประเทศนี้) ศูนย์ควบคุมและป้องกันโรคแห่งสหรัฐอเมริกา (CDC) เพิ่งเตือนว่าไวรัสชนิดนี้มีแนวโน้มที่จะครอบงำสหรัฐอเมริกาในเดือนมีนาคม

(นักวิทยาศาสตร์ได้ให้ชื่อพิเศษของไวรัสทั้งสามสายพันธุ์นี้ ซึ่งอนิจจายังไม่ตกลงกัน พันธุ์อังกฤษเรียกว่า: "B.1.1.7", "20I / 501Y. V1" และ "VOC 202012/ 01"; แอฟริกาใต้บางครั้งเรียกว่า "B.1.351" หรือ "20C / 501Y. V2"; พันธุ์บราซิลเรียกว่า "P.1" และ "20J / 501Y. V3")

ในตัวแปรทางพันธุกรรมของ coronavirus ของแอฟริกาใต้และบราซิล การกลายพันธุ์ที่สองและสามเกิดขึ้นร่วมกันในโดเมนที่จับกับตัวรับของโปรตีนขัดขวาง ได้แก่ E484K และ K417 นักวิทยาศาสตร์รู้เรื่องแรกของพวกเขามากขึ้นเล็กน้อย (เช่น เกี่ยวกับการกลายพันธุ์ของ E484K) ด้วยความช่วยเหลือของมัน ประจุของกรดอะมิโนจะเปลี่ยนจากลบเป็นบวก - มันเหมือนกับการเปลี่ยนขั้วของแม่เหล็ก ผลที่ได้คือ นักจุลชีววิทยา Christian Andersen ให้เหตุผลว่า มีแนวโน้มว่ารูปร่างของโปรตีน Spike จะเปลี่ยนไปเมื่อมันจับกับเซลล์ แต่การเปลี่ยนแปลงในประจุนี้ดูเหมือนจะเกิดขึ้นพร้อมกันกับ N501Y การกลายพันธุ์ที่กล่าวถึงข้างต้น อาจร่วมกับการกลายพันธุ์อื่นๆ สามารถส่งเสริมการเกาะติดของ coronavirus กับเซลล์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

แต่โคโรนาไวรัสสายพันธุ์แอฟริกาใต้และบราซิลอาจมีคุณสมบัติเพิ่มเติมเช่นกัน ดังนั้น ในการศึกษาล่าสุดชิ้นหนึ่ง จึงแนะนำว่าไวรัสที่มีการกลายพันธุ์ E484K สามารถหลบเลี่ยงแอนติบอดีที่ได้รับจากพลาสมาเลือดของผู้ป่วยที่หายจากโรคโควิด-19 ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ไวรัสบางชนิดที่เกิดการกลายพันธุ์ดังกล่าวจะเป็นอันตรายมากขึ้นเมื่อติดเชื้อซ้ำ หรือแม้กระทั่งเมื่อคนที่ได้รับวัคซีนติดเชื้อ

จริงอยู่ การกลายพันธุ์ดังกล่าวเพียงอย่างเดียวไม่น่าจะทำลายภูมิคุ้มกันที่ได้รับจากการเจ็บป่วยหรือหลังการฉีดวัคซีน ตามคำกล่าวของ Vinit Menacheri เมื่อใช้วัคซีนที่เรามีในตอนนี้ "มีแอนติบอดีในร่างกายมากเกินเพียงพอ และแม้ว่าความเข้มข้นของพวกมันจะลดลงครึ่งหนึ่ง แต่จำนวนแอนติบอดีนี้ก็ยังมากเกินพอที่จะต้านทานไวรัสได้" “แม้ว่าตัวแปรทางพันธุกรรมใหม่ [ของไวรัส] จะลดประสิทธิภาพของแอนติบอดี … ลง 50 เปอร์เซ็นต์ ร่างกายก็ยังป้องกันตัวเองได้” เมนาเฮรีกล่าว การวิจัยยังคงดำเนินต่อไป นักวิทยาศาสตร์ต้องการตรวจสอบว่าการกลายพันธุ์ครั้งใหม่ลดประสิทธิผลของการฉีดวัคซีนมากเพียงใด แต่ถ้าในช่วงหลายปีที่ผ่านมาไวรัสได้สะสมการกลายพันธุ์ใหม่ เช่น E484K ผู้ผลิตวัคซีนควรพิจารณาปรับเปลี่ยนผลิตภัณฑ์ของตนอย่างต่อเนื่อง นี่คือสิ่งที่พวกเขาทำกับไข้หวัดใหญ่ซึ่งมีการปรับเปลี่ยนทุกปี ตามที่ผู้ผลิตวัคซีนระบุ วัคซีน covid-19 mRNA ในปัจจุบันสามารถแก้ไขได้อย่างรวดเร็วโดยเฉพาะ - ในเวลาเพียงหกสัปดาห์

ในขณะนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ถามคำถามต่อไปนี้: สิ่งนี้มีส่วนทำให้เกิดข้อได้เปรียบเล็กน้อยหรือไม่ (กล่าวคือความสามารถของไวรัสในการหลีกเลี่ยงการป้องกันภูมิคุ้มกันที่ได้รับจากภูมิคุ้มกันที่พัฒนาก่อนหน้านี้) เพื่อการแพร่กระจายของการดัดแปลงพันธุกรรมของแอฟริกาใต้และบราซิล? เริ่มแรกพบสายพันธุ์ทั้งสองแบบในบางส่วนของแอฟริกาใต้และบราซิล โดยมีอัตราการติดเชื้อ covid-19 สูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเมืองมาเนาส์ ประเทศบราซิล ซึ่งประชากรส่วนใหญ่ติดเชื้อ coronavirus (ในกระดาษแผ่นหนึ่งที่ตีพิมพ์เมื่อเดือนธันวาคมปีที่แล้ว ผู้เขียนอ้างอิงถึงร้อยละ 76 ของผู้ติดเชื้อ ซึ่งน่าจะประเมินสูงเกินไป อย่างไรก็ตาม จำนวนผู้เสียชีวิตจากโควิด-19 จำนวนมากที่ลงทะเบียนในภูมิภาคนี้ บอกเราว่าในปี 2020 มีการระบาดที่รุนแรงจริงๆ การระบาดของโรค) ตัวแปรทางพันธุกรรมของไวรัสในแอฟริกาใต้เริ่มแพร่กระจายในแอฟริกาใต้ สถานการณ์ในบราซิลมีความชัดเจนน้อยลงเนื่องจากข้อมูลไม่เพียงพอ แต่ขณะนี้ มาเนาส์พบว่าอุบัติการณ์ของ covid-19 เพิ่มขึ้นอย่างแข็งแกร่งอีกครั้ง ตามคำกล่าวของ Vinit Menacheri ภูมิคุ้มกันที่ได้มานั้นไม่น่าจะหมายถึงความชุกที่เพิ่มขึ้นของสายพันธุ์เหล่านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อแอฟริกาใต้ยังไม่ใกล้เคียงกับการได้รับภูมิคุ้มกันแบบฝูง การแพร่กระจายที่เพิ่มขึ้นของ coronavirus กลายพันธุ์นั้นเป็นข้อได้เปรียบสำหรับเขาแล้ว

ผู้เชี่ยวชาญคนอื่น ๆ เสนอสถานการณ์ต่อไปนี้ (เป็นไปได้ แต่ยังอยู่ในสมมติฐาน): ตัวแปรทางพันธุกรรมของ coronavirus อาจปรากฏขึ้นในร่างกายของผู้ป่วยภูมิคุ้มกันบกพร่องที่ยังคงติดเชื้อเป็นเวลาหลายเดือน โดยปกติแล้ว Emma Hodcroft กล่าวว่า "ระบบภูมิคุ้มกันของมนุษย์แทบจะไม่สามารถต้านทานได้และเขาก็ผลักดันมัน" แต่ในผู้ป่วยที่มีภูมิคุ้มกันบกพร่อง การตอบสนองของภูมิคุ้มกันจะอ่อนแอลง Emma Hodcroft กล่าวว่า "ทุกอย่างเหมือนกับการฝึก ในระหว่างนั้นจะมีการปรับตัวให้เข้ากับระบบภูมิคุ้มกันของมนุษย์ บางทีนั่นอาจเป็นสาเหตุที่สายพันธุ์พันธุกรรมของ coronavirus เหล่านี้มีการกลายพันธุ์ใหม่มากมายในทันที ราวกับว่าวิวัฒนาการหนึ่งหรือสองปีได้หดตัวลงเหลือหลายเดือน เป็นไปได้มากว่านี่เป็นปรากฏการณ์ที่ค่อนข้างหายาก แต่เมื่อบันทึกกรณีการติดเชื้อติดเชื้อหลายสิบล้านรายในระดับโลก เหตุการณ์ที่หายากก็หยุดเกิดขึ้นได้ยาก

ดังนั้น หลังจากการติดเชื้อเรื้อรัง อาจมีการแปรผันทางพันธุกรรมของ coronavirus พร้อมกับการกลายพันธุ์ที่ทำให้สามารถเกาะติดกับเซลล์ได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งจะทำให้อัตราการแพร่กระจายของเชื้อเพิ่มขึ้น บางทีนี่อาจเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นกับการดัดแปลงพันธุกรรมของไวรัสในอังกฤษ ด้วยเหตุนี้ โอกาสในการติดเชื้อซ้ำจึงอาจเพิ่มขึ้นเล็กน้อย และสามารถเกิดขึ้นได้เช่นเดียวกับในบราซิล ซึ่งมีการลงทะเบียนผู้ติดเชื้อไวรัสโคโรน่าสายพันธุ์ใหม่ 2 รายแล้ว ไวรัสโคโรน่าชนิดใหม่ซึ่งค่อนข้างดีกว่าในการข้ามกำแพงภูมิคุ้มกัน แน่นอนว่าจะมีข้อได้เปรียบเหนือไวรัสรูปแบบอื่น ๆ ในสถานที่ที่มีการติดเชื้อ covid-19 เพิ่มขึ้นอย่างมาก การติดเชื้อซ้ำเหล่านี้อาจไม่รุนแรงเท่า และในขณะเดียวกัน ก็ยังพบไม่บ่อย แต่เมื่อเวลาผ่านไป สายพันธุ์ที่ประสบความสำเร็จมากขึ้นของ coronavirus นี้จะมีผลเหนือกว่า ไวรัสโคโรน่ากำลังทำสงครามกับระบบภูมิคุ้มกันของมนุษย์อย่างต่อเนื่อง และเมื่อเวลาผ่านไป มันจะพัฒนาต่อไป

ซึ่งหมายความว่าวัคซีนที่มนุษย์สร้างขึ้นต้องมีวิวัฒนาการไปพร้อมกับไวรัสด้วย อย่างไรก็ตาม ในสหรัฐอเมริกา การจัดลำดับจะดำเนินการในการติดเชื้อ covid-19 เพียงเล็กน้อยเท่านั้น (การทดสอบวินิจฉัยมาตรฐานสำหรับ covid-19 เกี่ยวข้องกับการศึกษาจีโนมของ coronavirus เพียงไม่กี่ส่วน ไม่ใช่ลำดับทั้งหมด) “ซานดิเอโกเป็นหนึ่งในสถานที่ในประเทศของเราที่มีสถานการณ์ที่ดีในแง่นี้ เราใช้การจัดลำดับในสองเปอร์เซ็นต์ของการติดเชื้อChristian Andersen นักจุลชีววิทยากล่าวว่าเมื่อเทียบกับสหราชอาณาจักรและเดนมาร์ก "และเราจำเป็นต้องเปลี่ยนสถานการณ์นี้" ผลการจัดลำดับจะถูกส่งไปยังห้องปฏิบัติการแต่ละแห่งในประเทศของเรา ตามข้อมูลของ Andersen ในสหรัฐอเมริกา จำเป็นต้องสร้างการเฝ้าระวังจีโนมในระดับรัฐบาลกลาง นี่เป็นวิธีเดียวที่สหรัฐอเมริกาจะได้รับข้อมูลเกี่ยวกับไวรัสที่กลายพันธุ์อย่างต่อเนื่อง

แนะนำ: