Nákaza při kratším kontaktu, reinfekce, otazníky nad vakcínami. Co umí nové varianty koronaviru
Virus způsobující nemoc covid-19 v několika částech světa nezávisle na sobě zmutoval k vyšší nakažlivosti a dalším vlastnostem, které komplikují zvládání pandemie. Co o nových variantách víme, jak se šíří a co jejich nástup znamená pro příští měsíce?
Už nejméně dvěma desítkám lidí v Česku laboratoře potvrdily nákazu takzvanou jihoafrickou variantou koronaviru, která se rychleji šíří a snadněji překonává imunitu z prodělaného covidu či očkování.
Jedno ohnisko hlásí Brno, druhé Liberec. Během zimy zatím v Čechách nad původní linií viru převládla britská varianta, která se teď přelévá na Moravu. Také ta je nakažlivější a pravděpodobně i způsobuje vážnější průběh nemoci.
O kolik jsou nejčastější nové varianty infekčnější, smrtelnější a odolnější vůči vakcínám? A co přesně to znamená pro příští měsíce a roky boje s pandemií?
Rozšíření tří hlavních variant koronaviru SARS-CoV-2 monitoruje Světová zdravotnická organizace (WHO). V prvním březnovém týdnu byla podle jejích dat přítomnost britské varianty hlášena ve 106 zemích světa, jihoafrické varianty v 56 a brazilské varianty ve 29 zemích.
Mutaci přidá každý druhý
Genom viru SARS-CoV-2 se skládá asi z 30 tisíc nukleotidů kódujících genetickou informaci (schéma viru). Když se virus v tělech nakažených množí, kterékoliv z těchto „písmen“ se může náhodně změnit na jiné – zmutovat.
To by se teoreticky nemělo stávat tak často jako u některých jiných virů. Prakticky ale k velkému množství mutací a celých variant přispělo rychlé šíření covidu: čím víc nemocných, tím víc mutací.
Potvrzeno českými vědci: Nová protilátka funguje proti všem hlavním mutacím koronaviru
Číst článek
„RNA viry obecně mutují velmi rychle, ale koronaviry mají opravné mechanismy, a tak ve srovnání s ostatními mutují o něco pomaleji,“ vysvětlil Radiožurnálu Jan Pačes z Ústavu molekulární genetiky Akademie věd.
„Mutační rychlost je zhruba 25 za rok (číslo udává průměrný počet mutací u jedné varianty viru, pozn. red.). Virus sezonní chřipky nebo HIV například mutuje rychleji. V každém člověku samozřejmě vznikne mnoho mutací a v průměru každý druhý člověk přidá jednu mutaci do celého poolu (genofondu viru, pozn. red.). Když už se nakazilo přes 120 milionů lidí, tak to je samozřejmě hodně mutací,“ dodává Pačes.
Pro srovnání: chřipka mutuje asi dvakrát rychleji, virus HIV čtyřikrát.
Většina mutací je neškodných a změněný virus zapadne. Některé mutace nebo kombinace mutací ale promění jeho klíčové vlastnosti, třeba zvýší nakažlivost.
Navzdory nakažlivější mutaci dokázala JAR epidemii prudce srazit. ‚Záhadně‘ rychlý pokles vyvolává otázky
Číst článek
Pokud se taková varianta v konkurenčním boji s jinými prosadí, dostane vedle kódového označení, se kterým pracují vědci a epidemiologové, i chytlavější jméno, které používají média. Z B.1.1.7 se tak stala britská varianta (mimo Velkou Británii), kentská varianta (ve Velké Británii) nebo familiární Brigita. Také oficiálních označení může změněný virus mít víc, jihoafrickou variantu vědci označují B.1.351 nebo 501Y.V2, brazilskou variantu B.1.1.28.1 i P.1.
V Česku ještě na podzim, tedy před nástupem Brigity, dominovala varianta B.1.258. Loni byla ve zkoumaných vzorcích zastoupena asi z poloviny, při kritické situaci na Trutnovsku to letos v lednu bylo 40 procent. Dodnes je v Česku zřejmě druhou nejčastější variantou.
Přestože je nakažlivější než původní linie viru a mělo by smysl ji pojmenovat, mediální přezdívku nedostala. Podle zvyklostí, kdy varianty viru dostávají jména podle místa, kde byly poprvé sekvenovány, by paradoxně nešlo o českou, ale slovenskou variantu.
Genetické linie viru SARS-CoV-2
The Economist na konci února 2021 popsal globální varianty viru SARS-CoV-2, jejich linie a problematické mutace (schéma pod rámečkem). Původní wuhanská varianta v kořeni „rodokmenu“ se označuje A. Potomci se odvozují doplněním čísla nebo změnou písmene, pokud je mutace zásadnější. Varianta, která převážila v Evropě, se tak označuje B.1, její nejznámnější varianta ob jednu generaci B.1.1.7. Schéma ukazuje také „česko-slovenskou“ variantu B.1.258 nebo seattleskou variantu A.1, jejíž šíření se podařilo zastavit.
Rozšířené přezdívky jako britská, jihoafrická nebo brazilská obvykle varianty získají podle místa laboratoře, kde byly identifikovány. WHO taková pojmenování nedoporučuje, navrhuje v názvech nemocí vycházet například z jejích projevů. Geografická pojmenování mohou mít řadu negativních vedlejších efektů – mohou být například arguementem vlád proti podpoře laboratořím, které by virus mohly monitorovat. Stigma „čínského viru“ je zřejmě jedním z důvodů, proč čínská vláda nebyla příliš sdílná ohledně jeho variant.
Česko-slovenská varianta ovšem v genetickém souboji neuspěla.
„Britská varianta má jednu změnu, která pomáhá viru se lépe přichytit (na lidské buňce, pozn. red.),“ upozornil Pačes v polovině února. „Je u ní experimentálně prokázáno, že se rychleji a snáze šíří.“
To v praxi znamená, že se člověk může nakazit během kratšího kontaktu s nakaženým. „Stačí asi dva až tři měsíce, aby tak ostatní varianty vytlačila. Ne úplně, ale převáží.“
Některé mutace se přitom nezávisle na sobě objevily u více variant koronaviru. Typicky ty, které zvyšují jeho nakažlivost nebo odolnost. Tyto mutace zvýhodňují virus vůči konkurentům, takže kdykoliv se objeví, mají tendenci se prosadit.
Jako noční můra. Agresivnější mutace a nedostatek opatření udělaly z Brazílie laboratoř pod širým nebem
Číst článek
Vyšší nakažlivost viru je přitom z jistého pohledu závažnější zprávou než vyšší smrtnost. Pandemie tak rychleji zahltí nemocnice, zároveň jsou k jejímu zvládnutí zapotřebí přísnější omezení společenského života i vyšší proočkovanost. Za hranici kolektivní imunity se u původní verze koronaviru obvykle uvádělo okolo 70 procent naočkovaných v populaci. Ani tolik už možná nebude stačit.
Také jednotlivé mutace mají názvy, jen mediální přezdívky dosud nedostaly. Známá – a nebezpečná – je E484K, která se objevila jak u jihoafrické, tak brazilské a nově i u britské varianty.
To je poměrně špatná zpráva. Tato mutace se totiž nachází na takzvaném spike proteinu, který se váže na ACE2 receptor typicky v plicích, ale i jiných orgánech. Právě na tento protein „učí“ lidský imunitní systém většina vakcín, a mutace E484K proto snižuje jejich účinnost. Do jaké míry se to u jednotlivých očkovacích látek děje a co to pro zvládnutí pandemie prakticky znamená, je stále předmětem výzkumu.
Jednu z prvních rozsáhlých studií na toto téma prezentuje v twitterovém vláknu epidemiolog Eric Feigl-Ding z americké Harvardovy univerzity. V několika grafech shrnuje, jak nejrozšířenější varianty – britská dosud bez mutace E484K, jihoafrická a brazilská s ní – reagují na vakcíny firem Pfizer a Moderna.
VACCINE ESCAPE OF VARIANTS vs Pfizer-BioNTech & NIH-Moderna: Troubling new peer-reviewed paper shows even 2-dose recipients have serious trouble neutralizing the #B1351 variant—as little as vs old SARS & bat coronavirus. #P1 is poor too. 1-dose worse. Lots of graphs #COVID19 pic.twitter.com/glXBOqMU4l
— Eric Feigl-Ding (@DrEricDing) March 14, 2021
Jak se varianty liší?
Globální rozšíření nejdůležitějších variant, jejich mutace a změny klíčových vlastností viru monitoruje WHO. Rychlý přehled o dosavadních zjištěních si lze udělat z její tabulky.
Detailní srovnání – včetně odkazů na studie, ze kterých čerpá – najdete v týdenním souhrnu WHO k 23. únoru (v angličtině). Údaje o nakažlivosti, smrtnosti i dalších vlastnostech jsou vždy vyčísleny v poměru k ostatním variantám viru; například britská varianta je oproti „bezejmennému“ SARS-CoV-2 o 36 až 75 procent nakažlivější.
Česko zaspalo
Na rozšíření covidu počátkem minulého roku dokázali vědci bleskově zareagovat, zmapovat genetickou informaci viru a v rekordním čase syntetizovat vakcíny. S rostoucím počtem mutací ovšem hrozí, že náskok ztratí. Od počátku roku proto WHO vyzývá členské země, aby mutace monitorovaly.
„S příchodem očkování a nástupem rezistence populace vůči těm stávajícím variantám viru se můžou objevovat další, které uniknou imunitnímu systému,“ zdůrazňuje riziko Michal Kolář z oddělení genomiky a bioinformatiky Ústavu molekulární genetiky Akademie věd.
„V tom okamžiku bude opravdu důležité zachytit je včas. Zachytit viry pacientů s těžkým průběhem a také viry, které napadly očkované lidi. Takové varianty může být velmi důležité izolovat. Protože jinak může přijít vniveč očkování i to co, profesor Václav Hořejší asi správně nazývá neřízeným promořováním. Najednou bychom byli zase na začátku,“ upozorňuje Kolář.
Pravidelný monitoring od loňského října provádějí Britové, kteří genetickou informaci osekvenují – tedy přečtou – u přibližně třetiny pozitivně testovaných. „Odměnou“ za pečlivost jim bylo pojmenování varianty viru, kterou popsali jako první.
Česko zatím systematicky monitorovat varianty nezačalo. Z vlastní iniciativy se mu věnuje zmiňovaný Ústav molekulární genetiky, vědcům nicméně chybí oficiální podpora.
„Cílem teď je osekvenovat zhruba jedno procento virů u pozitivních pacientů za týden,“ vysvětluje Kolář. „Pokud má Česko řádově 100 tisíc nových pozitivních pacientů týdně, tak to znamená tisíc vzorků, které bychom chtěli týdně analyzovat. Kapacita tady je. Co jsem viděl poslední přísliby, tak jsou laboratoře v Česku schopné zvládnout osekvenovat 900 až 1300 vzorků.“
„Abychom porozuměli tomu, co se děje, musíme tohle dělat několik týdnů,“ pokračuje. „Až při několika tisících vzorcích to začne dávat smysl. Česko v tomto ohledu jednoznačně zaspalo. Mohli jsme mít sekvence mnohem dřív. Dokonce tady byly iniciativy z jiných laboratoří před létem 2020. Už jsme mohli mít lepší informace.“
Vlastními silami proto na Ústavu molekulární genetiky vytvářejí databázi sekvenovaných vzorků, sesbíraných v uplynulém roce z českých laboratoří. Dosud obsahuje přibližně tisícovku anonymizovaných záznamů z celého dosavadního průběhu pandemie.
Výsledky je třeba brát s rezervou: výběr vzorků pro sekvenaci dosud probíhal nahodile a může být ovlivněn například tím, že se detailněji sledovala lokální ohniska nákazy.
Pokud vybereme pouze měsíce, ve kterých laboratoře analyzovaly nejméně stovku vzorků, rýsuje se očekávaný obraz. Původní evropskou variantu B.1 během roku 2020 postupně nahradila „česko-slovenská“ B.1.258. Počátkem letošního roku pak i ta ustoupila britské linii B.1.1.7.
Podobný obrázek nabízí i jednoduchý „rodokmen“ viru z dat českých laboratoří. První část ukazuje, jak z „rodičů“ skrz mutace vznikali „potomci“, tedy jak se například z evropské varianty B.1 přes B.1.1 vyvinula britská B.1.1.7. Velikost kolečka značí, kolik vzorků české laboratoře odhalily. Díky tomu je patrné mimo jiné to, že prostřední generace této linie, B.1.1, byla podstatně méně úspěšná než rodič B.1 i potomek B.1.1.7. Druhá část grafu pak vypovídá, ve kterých měsících se daná varianta objevovala pravidelně.
„Varianta B.1 je stará, z ní se odvětvily ostatní, které začínají B.1, dnes už by se tu vyskytovat neměla,“ komentuje graf molekulární genetik Pačes.
„Je nicméně možné, že v datech ji najdete i dnes,“ dodává. „Může to být buď označení pro zatím neznámou linii, nebo horší sekvenační hloubka. Není také vyloučené, že byl pacient infikován dvěma různými kmeny – takže není jednoznačné, kterou mutaci má. Anebo to může být odběr z dlouho ležícího pacienta, ve kterém se nahromadilo mnoho minoritních mutací. Takže s interpretací bych byl opatrný.“
Data českých genetiků lze nalézt také na webech mezinárodních agentur, které šíření mutací monitorují: Evropského centra pro šíření a kontrolu nemocí a globální iniciativy GISAID. Ty umožňují sledovat šíření variant i mutací napříč planetou.
„Financování je zatím úplně nevyřešená věc,“ dodává Jan Pačes. „Sekvenování není úplně jednoduché. V Česku máme dostatek přístrojů, to není problém. Máme i dost lidí, kteří to budou dělat více či méně dobrovolně alespoň po nějakou dobu. Můžeme s tou iniciativou začít, ale už nemáme peníze, abychom to pro stát dělali, to by měl stát vyřešit. Také musí říct, kolik sekvenací týdně chce. My navrhujeme tisíc. Třeba bude chtít 10 tisíc nebo jenom sto. To už záleží na státu.“
V průběhu března se iniciativy chopil Státní zdravotní ústav, který začal koordinovat laboratoře a zveřejňovat výsledky sekvenací. Problém s financováním nicméně neřeší.
Potřebujeme více druhů vakcín
Samotný monitoring mutací covidu nestačí, adekvátně se musí přizpůsobovat také vakcíny. Evropská agentura pro léčivé přípravky proto nyní hledá cestu, jak urychlit schvalovací proces pro vakcíny, které vznikly modifikací těch dříve schválených – týká se to především případných úprav očkovacích látek firem Pfizer, Moderna a AstraZeneca.
„Některé vakcíny proti virovým chorobám zůstávají účinné i mnoho let po svém vývoji a poskytují dlouhodobou ochranu, například vakcíny proti spalničkám nebo zarděnkám,“ zmiňuje v této souvislosti Klára Brunclíková, tisková mluvčí Státního ústavu pro kontrolu léčiv. „Na druhou stranu u nemocí, jako je například chřipka, se musí složení vakcíny každoročně měnit tak, aby byla účinná. Protože virus mutuje.“
Covid-19 je bohužel ten druhý případ.
