Mutacja czy wariant? Ekspert wyjaśnia, o co chodzi z "brytyjskim" i "afrykańskim" wariantem koronawirusa

Ekspert w dziedzinie biologii medycznej i badań naukowych Uniwersytetu Medycznego im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu, dr hab. Piotr Rzymski w ramach inicjatywy Nauka przeciw Pandemii wyjaśnia, co oznacza każdy z tych terminów.

Jak tłumaczy, mutacje są to nagłe, skokowe zmiany w materiale genetycznym, które mają charakter losowy. U wirusów RNA ich najczęstszą przyczyną są pomyłki polimeraz, enzymów odpowiedzialnych za namnażanie materiału genetycznego. Jednak w przeciwieństwie do wirusów grypy, koronawirusowe polimerazy posiadają system kontroli błędów. Mylą się zatem wolniej. Choć wirusy RNA mutują bardzo szybko w porównaniu z innymi wirusami, tempo tego mutowania u SARS-CoV-2 jest wolniejsze niż pośród wirusów grypy - szacuje się, że o około połowę.

Większość mutacji nie doprowadza do żadnych zmian w budowie białek i jest obojętna dla wirusa. Niektóre z kolei wywołują zmiany niekorzystne, np. ograniczające możliwość zakażania komórek lub zmniejszające tempo replikacji - takie mutacje będą selekcjonowane negatywnie. Inne mutacje mogą natomiast być dla wirusa korzystne - podlegają wtenczas selekcji pozytywnej i będą się upowszechniać. Do mutacji SARS-CoV-2 tego ostatniego typu należała D614G, którą po raz pierwszy wykryto na przełomie stycznia i lutego 2019 r. Prowadziła ona do pojedynczej zmiany w określonym miejscu łańcucha aminokwasowego białka S - z kwasu asparaginowego (D) na glicynę (G). Mutacja ta zwiększyła możliwość zakażania komórek przez SARS-CoV-2 i w związku z czym bardzo szybko się upowszechniła.

Warianty to formy wirusa z określonym układem mutacji – dodaje prof. Rzymski. Mutacje, jak i warianty je posiadające, deponowane są w bazie GISAID. Liczba rozmaitych wariantów jest bardzo duża. Oznaczane są akronimami. I tak na przykład wariant tzw. brytyjski to B.1.1.7, a tzw. afrykański - 501.V2. Mutacje i warianty identyfikuje się poprzez sekwencjonowanie całego genomu w wybranych próbkach wymazów i porównywanie wyników do tych obecnych już w bazach danych.

Szczepy – tak mówi się na formy danego wirusa, należące do tego samego gatunku, które posiadają pewne unikalne cechy fenotypowe (takie jak unikalne właściwości antygenowe, zakres żywicieli lub objawy wywoływanej choroby) pozostające stabilne w warunkach naturalnych. Warianty wirusa z prostymi zmianami w materiale genetycznym nie są rozróżniane jako odrębne szczepy.

Obecnie SARS-CoV-2 to jeden z dwóch szczepów gatunku betakoronawirusa, który nazywa się severe acute respiratory syndrome–related coronavirus. Drugim szczepem tego gatunku jest wirus SARS-CoV, który wywoływał chorobę SARS w latach 2002-2004 r. Dzięki badaniom molekularnym wiemy, że SARS-CoV-2 nie pochodzi od SARS-CoV - oba wirusa wywodzą się natomiast od wspólnego przodka – tłumaczy naukowiec. Podkreśla, że w związku z tym nie ma żadnego uzasadnienia, by wykrywane warianty SARS-CoV-2 nazywać mianem "nowego koronawirusa". To wciąż ten sam wirus, tego samego szczepu, który występuje w różnych formach, które różnią się układem poszczególnych mutacji.

Wariant "brytyjski" został zidentyfikowany w próbkach wymazów pobranych pierwszy raz we wrześniu 2020 r. Prof. Rzymski tłumaczy, że wyróżnia go 17 mutacji sensownych (oraz mutacja D614G), czyli prowadzących do zmiany aminokwasu w strukturze białek wirusa. Dziewięć takich zmian dotyczy białka S, krytycznego w mechanizmie zakażania komórki, a w związku z tym wykorzystywanego jako antygen szczepionkowy.

Analizy epidemiologiczne wskazują, że wariant ten może być o 50 proc. bardziej transmisyjny, co wiąże się przede wszystkim z mutacją N501Y, która umożliwia bardziej ścisłe przyleganie białka S do receptora na powierzchni ludzkich komórek. Kwestia wymaga to jednak potwierdzenia na drodze eksperymentalnej. Obserwacje epidemiologiczne nie wskazują, by wariant ten był odpowiedzialny za cięższy przebieg choroby lub wyższą śmiertelność.

Wariant "afrykański" (501.V2) wykryto po raz pierwszy pod koniec grudnia 2020 r. w Republice Południowej Afryki. Charakteryzuje się 20 mutacjami sensownymi (oraz mutacją D614G), w tym dziewięć z nich doprowadza do zmian sekwencji aminokwasowej w białku S. Charakteryzuje się mutacją N501Y występującą u wariantu "brytyjskiego". Podejrzewa się, że wariant ten może rozprzestrzeniać się szybciej. Nie ma danych wskazujących, by był odpowiedzialny za cięższy przebieg choroby lub wyższą śmiertelność.

Czy warianty takie jak "brytyjski" lub "afrykański" mogą znosić skuteczność opracowanych szczepionek? Według prof. Rzymskiego na to pytanie obecnie nie można udzielić jednoznacznej odpowiedzi. Trwają badania eksperymentalne, których wyniki będą znane w najbliższym czasie. Za tym, że warianty te nie będą ograniczać skuteczności szczepionek, przemawia jednak szereg argumentów, dotyczących m.in. małej skali zmian w łańcuchu aminokwasów budujących białko S „brytyjskiego” wariantu koronawirusa. Pierwsze wyniki badań wskazują, że mutacja N501Y nie wpływa istotnie na skuteczność szczepionki Comirnaty firmy Pfizer/BioNTech – mówi prof. Rzymski. (PAP)