Wat we tot nu toe weten over de nieuwe coronavirusvariant die wereldwijd zorgen baart

De bezorgdheid neemt over de hele wereld toe over een nieuwe coronavirusvariant die voor het eerst in het VK werd aangetroffen. Hier beantwoordt een microbiële genomics-onderzoeker enkele belangrijke vragen over wat we er tot nu toe van weten.

Aangenomen wordt dat een nieuwe variant van SARS-CoV-2, het virus dat COVID-19 veroorzaakt, een verhoogde overdracht van de ziekte in delen van het VK veroorzaakt.

De regering heeft voor sommige regio’s, waaronder Londen, nieuwe, strengere coronavirusbeperkingen opgelegd, bekend als Tier 4. Mensen in Tier 4-gebieden kunnen met Kerstmis niet samenkomen met iemand buiten hun huishouden, terwijl degenen in de rest van het land alleen kunnen verzamelen op eerste kerstdag zelf.

Boris Johnson, de premier, en zijn belangrijkste wetenschappelijke adviseurs zeiden dat de nieuwe variant de overdracht van COVID-19 met maar liefst 70 procent zou kunnen verhogen en het R- of reproductiegetal met 0,4 procent.

Wat is de betekenis van deze nieuwe ontdekking? Lucy van Dorp, een microbiële genomics-onderzoeker en een expert in de evolutie van pathogenen, beantwoordt enkele belangrijke vragen over wat we op dit moment weten.

Wat weten we over deze nieuwe variant?

De nieuwe Britse variant, bekend als VUI – 202012/01 of lijn B.1.1.7, werd voor het eerst geïdentificeerd in het graafschap Kent op 20 september. Matt Hancock, de gezondheidssecretaris, maakte op 14 december voor het eerst het bestaan ​​van de variant bekend; het werd vervolgens bevestigd door Public Health England en het Britse COVID-19 sequencing-consortium.

De variant heeft 14 bepalende mutaties, waaronder zeven in het spike-eiwit, het eiwit dat de intrede van het virus in menselijke cellen bewerkstelligt. Dit is een relatief groot aantal veranderingen vergeleken met de vele varianten die we wereldwijd in omloop hebben.

Tot op heden zijn genetische profielen – of genomen – van deze variant grotendeels gesequenced en gedeeld vanuit het VK, maar omvatten enkele in Denemarken en twee gevallen in Australië. Ook in Nederland zijn er meldingen geweest van een zaak.

Deze landen hebben allemaal zeer grote inspanningen voor genoomsequentiebepaling en het is heel goed mogelijk dat deze waarnemingen niet de ware verspreiding van deze variant van het virus weerspiegelen, die elders onopgemerkt zou kunnen bestaan. We zullen meer weten naarmate er meer genomen worden gegenereerd en gedeeld.

Dankzij de inspanningen van het delen van gegevens, genomische surveillance en COVID-19-testresultaten in het VK, lijkt het erop dat deze variant nu de bestaande versies van het virus begint te domineren en dat het in delen verantwoordelijk kan zijn voor een toenemend aantal gevallen. van het land, met name in regio’s waar we ook snel groeiende zaaknummers hebben.

MK LHL testing data showing increasing prevalence of H69/V70 variant in positive test data – which is detected incidentally by the commonly used 3-gene PCR test. pic.twitter.com/1U0pVR9Bhs

— Tony Cox (@The_Soup_Dragon) December 19, 2020

In deze gevallen is het altijd erg moeilijk om oorzaak en gevolg te ontwarren. Een toename in het uiterlijk van bepaalde mutaties kan bijvoorbeeld het gevolg zijn van het feit dat virale lijnen die ze dragen in frequentie toenemen, alleen maar omdat ze toevallig aanwezig zijn in een gebied waar de overdracht hoog is, bijvoorbeeld als gevolg van menselijke activiteiten of keuze van interventies.

Hoewel dit nog steeds een mogelijkheid is, zijn er tot dusverre duidelijk genoeg observaties voor deze variant om een ​​zeer zorgvuldige karakterisering, bewaking en interventies om overdracht te beteugelen te rechtvaardigen.

Is het gevaarlijker?

Chris Whitty, de Chief Medical Officer van het VK, verklaarde duidelijk dat er tot op heden geen bewijs was dat deze variant de ernst van de ziekte verandert, noch in termen van mortaliteit, noch in de ernst van de gevallen van COVID-19 voor de geïnfecteerden.

Er wordt gewerkt om dit te bevestigen.

Hoe gebeuren virusmutaties?

Mutaties zijn een natuurlijk onderdeel van de evolutie van virussen. In het geval van SARS-CoV-2 kunnen deze mutaties ontstaan ​​als gevolg van willekeurige fouten tijdens virusreplicatie, geïnduceerd worden door antivirale eiwitten in geïnfecteerde mensen, of via genetische shuffling – ook wel recombinatie genoemd. Hoewel tekenen van recombinatie momenteel niet worden gedetecteerd in SARS-CoV-2.

De meeste virale mutaties hebben naar verwachting geen invloed. Toen ons team bijvoorbeeld individuele mutatievervangingen in meer dan 50.000 genomen van de eerste golf van de pandemie beoordeelde, ontdekten we geen enkele die de virale fitheid significant veranderde – het vermogen van het virus om te overleven en zich voort te planten.

Af en toe kan echter een mutatie, of in dit geval een bepaalde combinatie van mutaties, geluk opleveren en het virus een nieuw voordeel bieden. Virussen die deze combinaties van mutaties dragen, kunnen dan in frequentie toenemen door natuurlijke selectie, gegeven de juiste epidemiologische omgeving.

Waar komt de variant vandaan?

Op dit moment weten we het niet. Tot op heden hebben wetenschappers geen nauw verwante virussen geïdentificeerd die de theorie ondersteunen dat de variant vanuit het buitenland is geïntroduceerd. De patronen van waargenomen mutaties ondersteunen meer een langere periode van adaptieve evolutie, hoogstwaarschijnlijk in het VK op basis van de huidige gegevens.

Vergelijkbare mutatiepatronen als deze zijn waargenomen in de evolutie van SARS-CoV-2 bij chronisch geïnfecteerde patiënten met een zwakker immuunsysteem. De huidige hypothese is dat een dergelijk scenario van chronische infectie bij één patiënt mogelijk een rol heeft gespeeld bij het ontstaan ​​van deze variant. Dit zal verder worden onderzocht.

Hoeveel varianten van SARS-CoV-2 hebben we gevonden?

Er zijn vele duizenden lijnen van SARS-CoV-2 die gemiddeld verschillen door slechts een klein aantal bepalende mutaties. Het blijft waar dat SARS-CoV-2 momenteel in wereldwijde circulatie weinig genomische diversiteit heeft. Subtiliteiten in de mutaties die in verschillende lijnen worden gedragen, kunnen echter erg nuttig zijn voor het reconstrueren van overdrachtspatronen.

Als voorbeeld: werk vroeg in de pandemie door middel van afstammingsopdrachten om ten minste duizend introducties van SARS-CoV-2 in het VK te identificeren.

Waarom is deze anders?

Het is belangrijk op te merken dat veel van de mutaties die de Britse variant definiëren, zijn waargenomen in SARS-CoV-2 vóór en soms zelfs vrij vroeg in de pandemie.

Toch wordt de Britse variant, of afstamming, bepaald door een ongebruikelijk aantal en combinatie van mutaties. Van een van deze mutaties, N501Y, is eerder aangetoond dat het de binding van het virus aan receptoren in onze cellen verhoogt. N501Y werd voor het eerst gesequenced in een virus in Brazilië in april 2020 en wordt momenteel geassocieerd met een SARS-CoV-2-variant die ook in frequentie toeneemt in Zuid-Afrika – een onafhankelijke afstamming van B.1.1.7 die ook zorg verdient.

De specifieke deleties die zijn geïdentificeerd in het spike-eiwit van B.1.1.7, zijn in meerdere andere lijnen van het virus met toenemende frequentie verschenen en worden ook waargenomen bij chronische infecties waar ze de antigeniteit kunnen veranderen – herkenning door immuunantilichamen. Deze deleties kunnen ook verband houden met andere mutaties in het bindingsgebied van het coronavirus-spike-eiwit, waaronder die welke zijn waargenomen bij infecties bij gekweekte nertsen en een mutatie waarvan is aangetoond dat deze een rol speelt bij het vermogen van het virus om het immuunsysteem bij mensen te omzeilen. B.1.1.7 herbergt ook een afgeknot ORF8-gen, met deleties in deze regio die eerder geassocieerd waren met een verminderde ernst van de ziekte.

Het functionele effect van deze mutaties en deleties, met name in de combinatie vermeld in B.1.1.7, moet nog worden bepaald. Het hoge aantal mutaties en de recente toename in prevalentie van deze specifieke variant, samen met de biologische relevantie van enkele van de mutatiekandidaten, onderstrepen de noodzaak van diepgaand onderzoek.

Wat betekent dit voor vaccins?

Op dit moment weten we het niet. Hoewel we gerustgesteld moeten zijn dat vaccins een brede antilichaamrespons op het gehele spike-eiwit stimuleren, wordt verwacht dat hun werkzaamheid niet significant zal worden belemmerd door mutaties. Dit wordt al getest.

Er is echter steeds meer bewijs dat andere soorten seizoensgebonden coronavirussen enig vermogen vertonen om gedurende langere perioden aan immuniteit te ontsnappen.

Het is daarom denkbaar dat we een punt bereiken waarop we onze COVID-19-vaccins moeten bijwerken, zoals we doen voor influenza, om de varianten die op dat moment in omloop zijn, weer te geven. Het is te vroeg om te zeggen of dit nu het geval zal zijn, maar uitgebreide genoomsequentiebepaling, gegevensuitwisseling en gestandaardiseerde rapportage van varianten zijn essentieel om deze inspanningen te informeren.

Lucy van Dorp is een senior research fellow in microbial genomics aan University College London. Ze werkt niet voor, raadpleegt, bezit geen aandelen in of ontvangt geen financiering van een bedrijf of organisatie die zou profiteren van dit artikel, en heeft geen relevante voorkeuren bekendgemaakt buiten hun academische benoeming.