Hoe het Omicron-variant van COVID-19 ontstaan?

Een van die ongewone en mees intrigerende kenmerke van die swaar gemuteerde Omicron- variant is dat dit al die mutasies in 'n enkele uitbarsting in 'n baie kort tydperk verkry het. Die mate van verandering is soveel so dat sommige mense dink dit kan heel moontlik 'n nuwe stam van die menslike koronavirus (SARS-CoV-3?) wees. Hoe kon so 'n hoë vlak van mutasie in so 'n kort tydperk plaasgevind het? Sommige voer aan dat Omicron moontlik ontwikkel het uit 'n immuunonderdrukte pasiënt met 'n chroniese infeksie soos MIV/VIGS. Of kon dit ontwikkel het in die huidige vlaag in Europa wat baie hoë oordragsyfers gesien het? Of kan dit geassosieer word met een of ander Gain-of-function (GoF)-navorsing of enigiets anders? Wie baat daarby? Dit is nie moontlik om op hierdie stadium enige gevolgtrekking te maak nie. Nietemin poog hierdie artikel om lig te werp op verskeie dimensies wat met die verskynsel verband hou.

Die onlangs gerapporteerde nuwe COVID-19-variant uit Suid-Afrika op 25 ^November 2021 het na verskeie lande in die wêreld versprei, naamlik die VK, Kanada, Japan, Australië, Oostenryk, Hongkong, Israel, Spanje, België, Denemarke en Portugal. Dit is deur die WGO as 'n nuwe variant van kommer (VOC) aangewys en Omicron genoem . Omicron word gekenmerk deur 30 aminosuurveranderinge, drie klein delesies en een klein invoeging in die spykerproteïen in vergelyking met die oorspronklike virus ^1. Gebaseer op die mutasietempo ² van RNS-virusse, is dit egter nie moontlik om 30 plus mutasies oornag te ontwikkel nie. Dit sou ten minste 3 tot 5 maande neem om 6 mutasies in die 30kb-genoom van SARS-CoV-2 te genereer, gebaseer op die mutasietempo wat die virus natuurlik ondergaan ² na oordrag van gasheer na gasheer. Volgens hierdie berekening moes dit 15 - 25 maande geneem het vir iets soos Omicron om na vore te kom, met 30 mutasies. Die wêreld het egter nie hierdie geleidelike mutasie oor die genoemde tydperk sien toeneem nie. Daar word aangevoer dat hierdie variant ontwikkel het uit 'n chroniese infeksie van 'n immuunonderdrukte pasiënt, moontlik 'n onbehandelde MIV/VIGS-pasiënt. Gebaseer op die graad van verandering, behoort dit wel as 'n nuwe virusstam geklassifiseer te word (SARS-CoV-3 mag wees). Nietemin kan die aantal mutasies wat teenwoordig is, aanduidend wees van die hoër oordraagbaarheid daarvan as ander variante. Meer studies is egter nodig om dit te bevestig.

Die volgende paar weke is van kritieke belang om die oordraagbaarheid van die nuwe variant en die erns van die siekte wat dit veroorsaak, te bepaal. Tot nou toe was al die gevalle lig en asimptomaties en die goeie nuus is dat daar geen sterftes was nie. Ons moet ook bepaal in watter mate die nuwe variant die immuunbeskerming wat deur die huidige entstowwe verskaf word, kan ontsnap. Dit sal ons in staat stel om te besluit hoe lank ons ​​met die huidige entstowwe kan voortgaan voordat ons dit op maat maak vir die nuwe variant. Pfizer en Moderna het reeds stappe gedoen om hul entstowwe aan te pas. Die dreigende vraag bly egter steeds oor die oorsprong van hierdie variant. Dit is aanneemlik dat die Omicron-variant baie vroeër in die huidige golf van hoër voorkoms van gevalle in Europa kon ontwikkel het, maar is onlangs deur die Suid-Afrikaanse owerhede aangemeld (gebaseer op genoomvolgordebepaling). Dit mag egter nie die geval wees nie aangesien die huidige golf die afgelope 4-5 maande daar was en volgens mutasietempo's nie meer as 5-6 mutasies tot gevolg moes gehad het nie. 

Of was Omicron , 'n produk van Gain of Function (GoF) navorsing wat gelei het tot die ontwikkeling van pandemiese potensiële patogene (PPP's) ^3,4 . Gain of function navorsing verwys na eksperimente waarin 'n patogeen (in hierdie geval SARS-CoV-2) die vermoë verkry om 'n funksie te verrig wat andersins nie deel van sy gereelde bestaan ​​was nie. In hierdie geval kan dit lei tot verhoogde oordraagbaarheid en verhoogde virulensie. Dit kan moontlik lei tot die ontwikkeling van 'n organisme wat nuut is en nie in die natuur bestaan ​​het nie. Die doel van GoF-navorsing is om begrip van die patogene variante te verkry en gereed te wees met 'n terapeutiese middel of 'n entstof, indien so 'n variant in die natuur ontstaan. Die aantal mutasies wat deur die PPP's verkry word, maak nie net die stam hoogs oordraagbaar nie, maar help ook om die neutraliserende teenliggaampies wat teen die oorspronklike virus in herstellende individue gemaak word, te ontsnap. Daarbenewens is stammanipulasie moontlik met behulp van moderne genetiese manipulasietegnieke gebaseer op geteikende RNA-rekombinasie ^5. Dit kan ook lei tot nuwe patogene variante/stamme met 'n groter aantal mutasies, wat lei tot 'n hoogs oordraagbare en virulente virus. Navorsing het getoon dat 20 mutasies wat in die spykerproteïen voorkom, insluitend veranderinge en delesies, voldoende is vir die ontduiking van die meerderheid van die teenliggaampies wat gegenereer word in die plasma van individue wat deur SARS-CoV-2 besmet of daarteen ingeënt is ⁶ . Volgens 'n ander studie kan SARS-CoV-2 onder sterk immuundruk die vermoë verkry om die teenliggaampies te ontsnap deur slegs 3 veranderinge aan te bring, twee delesies in die N-terminale domein en een mutasie (E483K) in die spykerproteïen ⁷.

Moet hierdie soort navorsing toegelaat word wat lei tot die opwekking van PPP's? Trouens, die verkryging van funksienavorsing is in 2014 deur die VSA deur NIH verbied, na 'n reeks ongelukke waarby mishanteerde patogene betrokke was by die Amerikaanse Sentrums vir Siektebeheer en -voorkoming, wat daarop dui dat die risiko's verbonde aan sulke soort navorsing ver swaarder as die voordele wat dit kan bied. Wie trek voordeel uit die ontstaan ​​en verspreiding van sulke PPP's? Dit is moeilike vrae wat werklike antwoorde vereis.  

*** 

DOI: https://doi.org/10.29198/scieu/2112011

***

Verwysings:  

1. Europese Sentrum vir Siektevoorkoming en -beheer. Implikasies van die ontstaan ​​en verspreiding van die SARSCoV-2 B.1.1. 529 variant van kommer (Omicron), vir die EU/EEA. 26 November 2021. ECDC: Stockholm; 2021. Aanlyn beskikbaar by https://www.ecdc.europa.eu/en/publications-data/threat-assessment-brief-emergence-sars-cov-2-variant-b.1.1.529   

2. Simmonds P., 2020. Uitbreidende C→U-hipermutasie in die genome van SARS-CoV-2 en ander koronavirusse: oorsake en gevolge vir hul kort- en langtermyn-evolusionêre bane. 24 Junie 2020. DOI: https://doi.org/10.1128/mSphere.00408-20 

3. NIH. Navorsing wat verbeterde potensiële pandemiese patogene behels. (bladsy hersien op 20 Oktober 2021. https://www.nih.gov/news-events/research-involving-potential-pandemic-pathogens  

4. Die verskuiwende sand van 'wins-van-funksie'-navorsing. Nature 598, 554-557 (2021). doi: https://doi.org/10.1038/d41586-021-02903-x 

5. Bert Jan Haijema, Haukeliene Volders, en Peter JM Rottier. Omskakeling van spesietropisme: 'n doeltreffende manier om die kat-koronavirus-genoom te manipuleer. Tydskrif vir Virologie. Vol. 77, No. 8. DOI: https://doi.org/10.1128/JVI.77.8.4528-4538.20033 

6. Schmidt, F., Weisblum, Y., Rutkowska, M. et al. Hoë genetiese versperring vir SARS-CoV-2 poliklonale neutraliserende teenliggaampies. Natuur (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-04005-0 

7. Andreano E., et al 2021. SARS-CoV-2 ontsnap uit 'n hoogs neutraliserende COVID-19 herstelplasma. PNAS 7 September 2021 118 (36) e2103154118; https://doi.org/10.1073/pnas.2103154118 

***