Variabile care dispar: Lecții de la Gamma, Iota și Mu

La începutul anului 2021, oamenii de știință din Columbia au descoperit un nou tip de coronavirus îngrijorător. Această variantă, cunoscută în cele din urmă sub numele de Mu, a avut câteva mutații îngrijorătoare despre care experții cred că o pot ajuta să evite apărarea sistemului imunitar.

În lunile următoare, Mo sa răspândit rapid în Columbia, Alimentarea unui nou val de cazuri de Covid-19. Până la sfârșitul lunii august, a fost descoperit în zeci de țări și în Organizația Mondială a Sănătății a numit-o „Variabilă de interes”.

Joseph Fofer, epidemiolog genetic la Centrul Medical al Universității din Nebraska și autor al Un studiu recent asupra variabilei.

Apoi a dispărut. Astăzi, varianta a dispărut complet.

Pentru fiecare delta sau omicron, există variabile gamma, iota sau mu, variabile care au condus la izbucniri locale, dar care nu au măturat niciodată dominația globală. Și în timp ce înțelegerea Omicron rămâne o prioritate critică de sănătate publică, există lecții de învățat din aceste tulpini mai puține, spun experții.

„Acest virus nu are niciun stimulent să nu se mai adapteze și să evolueze”, a spus Joel Werthem, epidemiolog molecular la Universitatea din California, San Diego. „Și să știi cum ai făcut-o în trecut ne va ajuta să ne pregătim pentru ceea ce ai putea face în viitor.”

Studiile de supraveghere evidențiază, de asemenea, lacunele de supraveghere și erorile de politică – oferind mai multe dovezi că interdicția internațională de călătorie în America nu a fost eficientă – și despre ceea ce face ca virusul să funcționeze, sugerând că în stadiul incipient al pandemiei, transmisibilitatea a fost mai importantă decât imunitatea. evaziune.

De asemenea, cercetarea evidențiază cât de important este contextul; Variabilele care au un impact în unele locuri nu au loc în altele. Ca urmare, este dificil de prezis care variabile vor ajunge la dominanță, iar a rămâne la curent cu viitoarele variabile și agenți patogeni va necesita o monitorizare completă în timp aproape real.

„Putem câștiga mult dacă ne uităm la secvența genomului viral și spunem: „Unul este probabil mai rău decât celălalt”, a spus dr. Werthem.

Aici se vede Mu

Coronavirusul este în continuă schimbare, iar cele mai multe variante noi trec neobservate sau denumite. Dar alții trag un semnal de alarmă, fie pentru că devin rapid mai comune, fie pentru că genomul lor arată de rău augur.

Ambele erau adevărate pentru Mo pe măsură ce s-a răspândit în Columbia. „Conținea câteva mutații pe care oamenii le urmăreau îndeaproape”, a spus Marie Petron, epidemiolog genetic la Universitatea din Sydney și autoarea noii lucrări a lui Moe. Mai multe mutații ale proteinei spike au fost documentate în alte variante imunologice, inclusiv beta și gamma.

În noul studiu, care nu a fost încă publicat într-un jurnal științific, oamenii de știință au comparat proprietățile biologice ale lui Mu cu cele ale Alpha, Beta, Delta, Gamma și virusul original. Ei au descoperit că Mu nu s-a reprodus mai repede decât orice altă variantă, dar a fost cea mai evazivă imunitară – mai rezistentă la anticorpi decât orice variantă cunoscută în afară de Omicron.

Analizând secvențele genomice ale mostrelor de Mu colectate din întreaga lume, cercetătorii au reconstruit prevalența variantei. Ei au ajuns la concluzia că Mu a apărut cel mai probabil în America de Sud la mijlocul anului 2020. Apoi a fost vehiculat timp de câteva luni înainte de a fi descoperit.

El a spus că supravegherea genomică în multe părți ale Americii de Sud este „incompletă și incompletă” Jesse Bloom, expert în evoluția virală la Centrul de Cercetare a Cancerului Fred Hutchinson din Seattle. „Dacă ar fi existat o monitorizare mai bună în acele zone, ar fi fost mai ușor să evaluăm rapid cât de îngrijorat este Mo”.

Mo a prezentat și o altă provocare. Ea s-a întâmplat să aibă un tip de mutație, cunoscut sub numele de mutație de deplasare a cadrelor, care era rar în mostrele de coronavirus. Aceste mutații au fost semnalate ca erori atunci când oamenii de știință, inclusiv Dr. Fofer, au încercat să-și încarce secvențele Mu în GISAIDun depozit internațional de genomi virali folosit pentru a monitoriza noi variante.

Această complicație a cauzat o întârziere în participarea publică a secvențelor Mo. Cercetătorii au descoperit că timpul dintre momentul în care o probă de virus a fost colectată de la un pacient și făcută publică pe GISAID a fost întotdeauna mai mare pentru cazurile Mu decât pentru cazurile Delta.

„Genomul în sine a creat, în esență, lacune artificiale în supraveghere”, a spus dr. Faufer. „Aceasta a rezultat, cel puțin din experiența noastră, că nu avem datele timp de săptămâni când încercăm în mod normal să le publicăm în câteva zile”.

(Cercetătorii au subliniat importanța sistemelor de control al calității GISAID, iar depozitul a rezolvat problema.)

Combină aceste lacune de monitorizare cu evaziunile imunitare ale lui Mu și părea că alternativa era pe cale să descopere. Dar nu asta sa întâmplat. În schimb, oamenii de știință au descoperit că Mo s-a răspândit din America de Sud și Centrală pe alte continente, dar nu s-a răspândit pe scară largă odată ce a ajuns acolo. „Acesta a fost un indiciu că această variantă nu a fost neapărat la fel de adecvată în populațiile nord-americane și europene, așa cum ne-am aștepta”, a spus dr. Petron.

Cel mai probabil, pentru că Mu s-a trezit în competiție cu o variantă și mai grozavă: delta. Delta nu era la fel de priceput la evitarea anticorpilor ca Mu, dar era mai transmisibil. „Deci, în cele din urmă, Delta s-a răspândit mai pe scară largă”, a spus dr. Bloom.

Alegerea potrivită, momentul potrivit

Studierea variantelor de succes spune doar jumătate din poveste. „Variabilele care nu devin dominante sunt, într-un fel, controale negative”, a spus dr. Petron. „Ei ne spun ce nu a funcționat și, făcând acest lucru, ajută la completarea golurilor de cunoștințe despre fitness variabil.”

Delta a depășit mai multe variante imunogene în afară de Mu, inclusiv Beta, Gamma și Lambda. Acest model sugerează că evaziunea imună în sine nu a fost suficientă pentru a permite variantei să depășească o versiune extrem de infecțioasă a virusului – sau cel puțin nu a fost în faza incipientă a epidemiei, când puțini oameni aveau imunitate.

Dar vaccinurile și valuri multiple de infecție au schimbat peisajul imunitar. Oamenii de știință au spus că alternativa imunitară extrem de evazivă ar trebui să aibă acum mai mult un avantaj, ceea ce este probabil o parte din motivul succesului Omicron.

Un alt studiu recent a sugerat că sistemul imunitar evadează gama din New York City Tind să te descurci mai bine În cartierele cu niveluri mai ridicate de imunitate preexistentă, în unele cazuri pentru că au fost puternic lovite în primul val de Covid. „Nu putem vedea o nouă variabilă într-un vid, pentru că vine în umbra tuturor variabilelor care au apărut înaintea ei”, a spus dr. Werthem, care a fost autorul studiului.

Într-adevăr, ciocnirea variabilelor din trecut arată că succesul depinde în mare măsură de context. De exemplu, New York City poate să fi fost locul de naștere al variantei Iota, care A fost descoperit pentru prima dată În probele de virus colectate în noiembrie 2020. „Așa că a luat un punct de sprijin din timp”, a spus dr. Petron. Chiar și după sosirea variantei Alpha mai portabile, Iota a rămas varianta dominantă în oraș timp de câteva luni, înainte de a dispărea în cele din urmă.

Dar în Connecticut, unde Iota și Alpha au debutat în ianuarie 2021, lucrurile au mers diferit. „Alpha a decolat imediat, IOTA nu a avut nicio șansă”, a spus dr. Petroni, care a condus operația. Studierea variabilelor din cele două regiuni.

Un model similar începe deja să apară cu multiplele tulpini Omicron. În Statele Unite, BA.2.12.1, o variantă identificată pentru prima dată în New York, a decolatÎn timp ce în Africa de Sud, BA.4 și BA.5 conduc un nou boom.

Acesta este un alt motiv pentru a studia variantele care s-au diminuat, a spus Sarah Otto, biolog evoluționist la Universitatea din Columbia Britanică. O alternativă care nu a fost potrivită cu un anumit moment și loc ar putea decola în altă parte. De fapt, probabil că a fost ghinionul lui Mo că a apărut atât de devreme. „Poate că nu erau destui oameni cu imunitate pentru a da un impuls acestei variante”, a spus dr. Otto.

Dar următoarea variantă îngrijorătoare ar putea fi un descendent, sau ceva asemănător, al unei tulpini care evadă imunitatea care nu a luat niciodată stăpânire, a spus ea.

Privirea variabilelor anterioare poate oferi o perspectivă asupra a ceea ce a funcționat – sau nu a funcționat – pentru a le conține. Un nou studiu gamma oferă dovezi suplimentare în acest sens Interdicția de călătorie internaționalăcel puțin așa cum este implementat de Statele Unite, este puțin probabil să împiedice răspândirea globală a variantei.

Gamma a fost recunoscut pentru prima dată în Brazilia la sfârșitul anului 2020. În luna mai a acelui an, Statele Unite au interzis majorității cetățenilor care nu sunt din SUA să călătorească în țară din Brazilia, o restricție care rămâne în vigoare Până în noiembrie 2021. Cu toate acestea, gamma a fost descoperită în Statele Unite în ianuarie 2021 și s-a răspândit în curând în zeci de țări.

Deoarece Gamma nu a dominat niciodată la nivel mondial, un studiu al prevalenței sale oferă o imagine mai „curată” a eficacității interdicției de călătorie, a spus Titiana Vasilyeva, epidemiolog molecular la Universitatea din California San Diego și autor al studiului. „Când vine vorba de studierea variabilelor precum delta – ceva care provoacă focare masive peste tot – este uneori foarte greu de găsit modele, deoarece se întâmplă la scară foarte mare și foarte rapid”, a spus ea.

Dr. Faufer a spus că în situația de urgență globală în curs de desfășurare, cu un virus în schimbare rapidă, există un motiv de înțeles pentru a se concentra asupra viitorului. Pe măsură ce atenția lumii s-a îndreptat către Delta și apoi către Omicron, el și colegii săi au dezbătut dacă să-și continue studiul vechii știri Mu.

Dr. își amintește. „Dar credem că există încă loc pentru studii de înaltă calitate care pun întrebări despre variabilele preexistente de îngrijorare și încearcă să reconsidere ceea ce sa întâmplat”.