Warianty koronawirusa SARS-CoV-2 - jak powstają? Rodzaje wariantów koronawirusa

Aktualnie duży niepokój wzbudzają pojawiające się nowe warianty koronawirusa SARS-CoV-2 - tzw. wariant brytyjski, brazylijski, południowoafrykański i kalifornijski. Choć samo powstawanie wariantów koronawirusa nie dziwi ani lekarzy ani naukowców, to ich potencjalne następstwa mogą być poważne dla służby zdrowia na całym świecie oraz walki z pandemią COVID-19. Czym są dokładnie warianty koronawirusa i dlaczego mogą być dla nas groźne?

Pojawianie się mutacji, czyli niewielkich zmian w materiale genetycznym wśród różnych rodzajów wirusów jest zjawiskiem naturalnym. Szczególnie dotyczy to RNA wirusów, do których należy koronawirus SARS-CoV-2. Zjawisko mutacji wynika z faktu szybkiego tempa namnażania się wirusa i jednocześnie niedoskonałego systemu kopiowania materiału genetycznego, który często popełnia błędy. O nowym wariancie koronawirusa można mówić wtedy, gdy w wyniku mutacji zmienia on budowę cząsteczek wirusowych i ich właściwości kliniczne.

Spis treści

1. Warianty koronawirusa – jak powstają?
2. Warianty koronawirusa – rodzaje
• Warianty koronawirusa – wariant B.1.1.7 (tzw. brytyjski)
• Warianty koronawirusa – wariant P.1 (tzw. brazylijski)
• Warianty koronawirusa – wariant B.1.351 (tzw. południowoafrykański)
• Warianty koronawirusa – wariant B.1.429 (tzw. kalifornijski)
3. Warianty koronawirusa – nazewnictwo
4. Warianty koronawirusa – dlaczego mogą być niebezpieczne?
5. Warianty koronawirusa – szczepionka

Warianty koronawirusa – jak powstają?

Mutacje w większości przypadków mają charakter neutralny, czyli nie wpływają w ogóle na właściwości kliniczne wirusa. Może się jednak zdarzyć, że zmieniają budowę cząsteczek wirusowych i ich właściwości kliniczne np. zwiększają tempo jego rozprzestrzeniania się.

Wtedy właśnie mówimy o nowym wariancie koronawirusa, który różni się właściwościami klinicznymi od pozostałych wariantów. Przy czym jeden wariant może posiadać tylko jedną mutację, ale najczęściej jest ich kilka, a nawet kilkanaście.

Na przykład może dojść do nieznacznej zmiany budowy białka kolca (w skrócie S, ang. spike), który odpowiada za przyłączanie się koronawirusa do komórek w układzie oddechowym. Następstwem może być wyższa zakaźność (zdolność do szybszego rozprzestrzeniania się z osoby na osobę) wirusa, ponieważ posiada on odmienną budowę białka kolca.

Ponadto białko kolca ma kluczowe znaczenie, jeśli chodzi o odpowiedź odpornościową na zakażenie koronawirusem i potencjalnie może wpłynąć na skuteczność stosowanych szczepionek.

Warianty koronawirusa – rodzaje

Obecnie opisano wiele wariantów koronawirusa SARS-CoV-2, które krążą po całym świecie. Do najważniejszych, które pojawiły się w ostatnim czasie należą:

• wariant B.1.1.7 – tzw. brytyjski
• wariant P.1 – tzw. brazylijski
• wariant B.1.351 – tzw. południowoafrykański (RPA)
• wariant B.1.429 – tzw. kalifornijski

Warto zaznaczyć, że szczególny niepokój budzi jedna konkretna mutacja zwana D614G, która jest wspólna dla trzech pierwszych wariantów koronawirusa. Podejrzewa się, że mutacja D614G pozwala wariantom ją posiadającym na szybsze rozprzestrzenianie się niż warianty koronawirusa bez tej mutacji.

Wariant B.1.1.7 (tzw. brytyjski)

Wariant koronawirusa B.1.1.7. według NERVTAG (ang. New and Emerging Respiratory Virus Threats Advisory Group), czyli rządowego ciała doradczego ds. nowych i powstających wirusów układu oddechowego, został po raz pierwszy zidentyfikowany w południowo-wschodniej Anglii we wrześniu 2020 roku. Od tego czasu rozprzestrzenił się do wielu krajów na całym świecie. Inne nazwy tego wariantu koronawirusa to:

• 20I/501Y.V1,
• VO 202012/01
• lub VUI-202012/01.

Badania wykazały, ze wariant koronawirusa B.1.1.7. posiada aż 17 mutacji, w tym osiem w białku kolca, które stanowi podstawę wytwarzania szczepionek przeciwko COVID-19.

W styczniu 2021 roku naukowcy z Wielkiej Brytanii przedstawili dowody, które sugerują, że wariant koronawirusa B.1.1.7 może wiązać się ze zwiększonym ryzykiem zgonu w porównaniu z innymi wariantami. Jednak grupa podkreśliła, że dane naukowe mają charakter wstępny i wymagają potwierdzenia.

Niemniej faktem jest, że wariant B.1.1.7 posiada od 50% do 70% wyższą zdolność zakażenia. Dlaczego tak się dzieje? Odkryto m. in. że jedna z mutacji (N501Y), którą posiada wariant koronawirusa B.1.1.7 powoduje, że wirus silniej wchodzi w interakcje z receptorem ACE2 odpowiedzialnym za wnikanie koronawirusa do komórek.

Z kolei w innych badaniach wykazano, że osoby zakażone przez wariant koronawirusa B.1.1.7 mają wyższą liczbę cząsteczek wirusowych w organizmie, przez co mogą być bardziej zakaźne dla innych osób.

Wariant P.1 (tzw. brazylijski)

Wariant koronawirusa P.1 został po raz pierwszy zidentyfikowany w styczniu 2021 roku u czterech podróżnych z Brazylii podczas rutynowych badań przesiewowych na lotnisku Tokio-Haneda w Japonii. Oprócz tego wariant ten został zidentyfikowany u osób w okolicy Manaus w Brazylii i szybko stał się wariantem dominującym w kilku innych miastach Ameryki Południowej. Inna nazwa tego wariantu to 20J/501Y.V3.

Wariant koronawirusa P.1 posiada 17 unikalnych mutacji, w tym trzy w białku kolca (K417T, E484K i N501Y). Ponadto istnieją dowody sugerujące, że niektóre mutacje, które posiada wariant koronawirusa P.1 mogą wpływać na jego zdolność wytwarzania przeciwciał neutralizujących samego wirusa. Zarówno tych powstających w trakcie naturalnego zakażenia, jak i po szczepieniu.

Wariant B.1.351 (tzw. południowoafrykański)

Wariant koronawirusa B.1.351 został po raz pierwszy wykryty w Republice Południowej Afryki (RPA) w grudniu 2020 roku. Inna nazwa tego wariantu koronawirusa to 20H/501Y.V2. Powstał on niezależnie od wariantu B.1.1.7, jednak wykazano, że mimo to dzieli on z nim niektóre mutacje.

Naukowcy zauważyli, że wariant zawiera kilka mutacji, które umożliwiają mu łatwiejsze przyłączanie się do receptorów komórkowych człowieka. Ponadto mutacje wariantu koronawirusa B.1.351 mogą potencjalnie zmniejszać skuteczność obecnie stosowanych szczepionek oraz powodować ponowne zakażenia u ozdrowieńców.

Aktualnie jest on wykrywany w kilkunastu krajach na całym świecie, w tym Stanach Zjednoczonych i Wielkiej Brytanii.

Wariant B.1.429 (tzw. kalifornijski)

Wariant koronawirusa B.1.429 (inna nazwa wariantu to CAL.20C) został po raz pierwszy zaobserwowany w południowej Kalifornii w trakcie kiedy pojawił się lokalny wzrost liczby przypadków COVID-19.

Wariant koronawirusa B.1.429 zawiera m. in. mutację L452R w białku kolca, która może potencjalnie zmniejszać skuteczność stosowanych szczepionek. Jednak naukowcy podkreślają, że aktualnie brak mocnych dowodów klinicznych wskazujących na większą zakaźność i śmiertelność tego wariantu koronawirusa.

Warianty koronawirusa – nazewnictwo

Obecnie nie ustalono jednego wspólnego nazewnictwa dla wariantów koronawirusa SARS-CoV-2. Bardzo często przez rządy poszczególnych państw i organizacje informacyjne są stosowane potoczne nazwy np. wariant „brytyjski”, które pochodzą od kraju lub regionu w którym dany wariant koronawirusa został po raz pierwszy zidentyfikowany.

Jednak wielu ekspertów podkreśla, iż stosowanie nazw geograficznych jest nieprawidłowe i powinny być stosowane ich nazwy naukowe. I tak na przykład wariant „brytyjski” powinien być nazywany „B.1.1.7.”, pomimo że dla osób bez wykształcenia medycznego może być to trudniejsze do zapamiętania.

Uważają oni, że może to stygmatyzować określone nacje i grupy etniczne prowadząc do różnych nieporozumień. Stosowanie nazw geograficznych koronawirusa może również dawać niektórym osobom fałszywe poczuciu bezpieczeństwa, że nie podróżowanie do danego regionu np. Wielkiej Brytanii uchroni je przed zakażeniem koronawirusem.

Z tego też powodu od stycznia 2021 roku Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) rozpoczęła prace nad ujednoliconym nazewnictwem dla wariantów koronawirusa SARS-CoV-2, która nie zawiera odniesienia do lokalizacji geograficznej.

Mimo to pamiętajmy, że taki sposób nazewnictwa nowo pojawiających się wirusów nie jest niczym nowym i jest stosowany od kiedy powstała dziedzina jaką jest wirusologia. Przykładem jest wirus Ebola, którego nazwa pochodzi od rzeki w Demokratycznej Republice Konga w pobliżu miejsca, w którym po raz pierwszy został on zidentyfikowany. Natomiast wirus Zika został po raz pierwszy wykryty w lesie Zika w Ugandzie.

Warianty koronawirusa – dlaczego mogą być niebezpieczne?

Naukowcy cały czas pracują nad tym, aby dowiedzieć się więcej o nowych wariantach koronawirusa. W tym celu zostało powołane specjalne konsorcjum naukowe o nazwie G2P-UK National Virology Consortium.

Choć samo pojawianie się nowych mutacji i wariantów koronawirusa jest czymś naturalnym, to już ich następstwa mogą być poważne dla walki z pandemią COVID-19. Niektóre z potencjalnych konsekwencji powstawania nowych wariantów koronawirusa to:

• zwiększona zdolność wirusa do szybszego rozprzestrzeniania się, czyli zwiększona zakaźność. Wykazano, że warianty koronawirusa z mutacją D614G mogą efektywniej namnażać się w komórkach człowieka niż warianty bez mutacji.
• zdolność do wywoływania łagodniejszej lub cięższej postaci COVID-19. Obecnie nie ma mocnych dowodów naukowych, że którykolwiek z opisanych dotychczas wariantów koronawirusa powoduje cięższy przebieg COVID-19.
• zmniejszona wykrywalność koronawirusa za pomocą molekularnych i serologicznych testów diagnostycznych
• zmniejszona wrażliwość na leki przeciwwirusowe i surowicę ozdrowieńców
• zwiększona zdolność do unikania odpowiedzi odpornościowej wywołanej naturalnym zakażeniem (np. u ozdrowieńców) lub szczepieniem. Następstwem może być nieskuteczność stosowanych szczepionek i/lub możliwość ponownego zakażenia przez ozdrowieńców

Warianty koronawirusa – szczepionka

Spośród negatywnych skutków powstawania nowych wariantów koronawirusa najbardziej niepokojąca wydaje się możliwość unikania przez niego odpowiedzi odpornościowej i nieskuteczność obecnie stosowanych szczepionek.

Firma Pfizer zadeklarowała, że jej szczepionka będzie skuteczna przeciwko wariantowi koronawirusa B.1.1.7. Natomiast firma Moderna potwierdziła, że jej szczepionka będzie skuteczna zarówno przeciwko wariantowi B.1.1.7., jak i B.1.351. Jednak szczepionki mogą potencjalnie nie być skuteczne dla wariantu B.1.351.

Jednocześnie obydwie firmy zadeklarowały, że pracują nad dodatkowymi dawkami szczepionek, które będą chronić przed nowymi wariantami koronawirusa.

Czytaj też:

• Szczepionka na koronawirusa. Rodzaje, dostępność i cena
• Brytyjski wariant koronawirusa zbiera śmiertelne żniwo? Naukowcy wyjaśniają
• Nowe warianty koronawirusa łączy „pewna wspólna cecha”. Naukowcy wyjaśniają

dr n. med. Karolina Karabin, biolog molekularny, diagnosta laboratoryjny, konsultant ds. żywienia i stylu życia