EKSPLOZIJE epidemije u Indiji i nekim drugim dijelovima svijeta, u kojima dominiraju novi sojevi virusa SARS-CoV-2, izazivaju zabrinutost znanstvenika, liječnika i zdravstvenih vlasti.

Četiri nova soja koja izazivaju zabrinutost

Već više mjeseci znamo da su se pojavile nove inačice virusa koje imaju određene evolucijske prednosti..

Do sada su zabilježena četiri soja SARS-CoV-2 koja imaju mutacije na ključnom proteinu šiljak (spike, odnosno S), za koje postoje pokazatelji da im omogućuju brže širenje ili možda izbjegavanje obrambenog sustava, ili čak oboje.

Na tu njihovu sposobnost ukazala je činjenica da su u mnogim zemljama počeli dominirati nad uobičajenim sojem.

Primjerice, sekvenciranje virusa pokazalo je da je britanski soj B.1.1.7, koji je prvi put otkriven u prosincu u Londonu i Kentu, u mnogim dijelovima svijeta istisnuo uobičajeni soj i postao dominantan.

Brazilski soj P.1 otkriven je u Manausu u listopadu 2020., nakon što je ondje ponovno zabilježeno širenje covida-19. Naime, znanstvenici su bili zbunjeni jer se smatralo da je prokuženost stanovnika tog brazilskog grada od oko 75% dovoljna da bi ih trebao štititi kolektivni imunitet. Kada su analizirali uzorke, otkrili su da ondje dominira novi soj.

Kada je riječ o južnoafričkom soju B.1.351, preliminarna istraživanja pokazala su da jedna mutacija otkrivena na njemu omogućuje značajno veću otpornost na protutijela u konvalescentnoj plazmi darivalaca koji su preboljeli covid-19. Također se pokazalo da AstraZenecino cjepivo pruža nešto slabiju zaštitu od tog soja.

Indijska varijanta B.1.6217 otkrivena je u listopadu 2020. u Indiji. Indijsko ministarstvo zdravstva je 24. ožujka izvijestilo da 15% do 20% dijagnosticiranog covida-19 u državi Maharashtra ima dvije neobične mutacije: E484Q i L425R. Postotak je navodno do sada u nekim dijelovima te države porastao na više od 60%, a mutirani soj je dobio naziv B.1.617. Ova varijanta se uskoro proširila u više zemalja, među kojima su Velika Britanija, SAD, Izrael i Australija. Stručnjaci su pomalo zabrinuti jer ta inačica sadrži dvije mutacije proteina S koje bi mogle pojačati njegovu sposobnost da izbjegne naš imunološki odgovor. Mutacija L452R može pomoći virusu da izbjegne neka protutijela nastala nakon cijepljenja, dok E484Q ima sličnosti s mutacijom E484K, koja omogućuje južnoafričkoj varijanti da u nekoj mjeri postane otporna na cjepiva. No, znanstvenici smatraju da će postojeća cjepiva ipak biti djelotvorna kod indijskog soja u smislu sprječavanja teškog oblika bolesti i usporavanja širenja zaraze.

Kako se događaju višestruke mutacije?

Na novim sojevima zabilježene su višestruke mutacije na dijelu koji kodira protein S, ali i u nekim drugim dijelovima genoma. Nameće se pitanje koje okolnosti pogoduju stvaranju takvih mutacija?

Neki znanstvenici smatraju da su one mogle nastati kod prethodno imunokompromitiranih osoba kod kojih je nastupio tzv. produženi covid-19. Produžena infekcija omogućila je virusu da u zaraženom organizmu dovoljno dugo živi, evoluira i sakupi mutacije kojima izbjegava imunosni odgovor. U normalnom, kraćem tijeku bolesti kod osoba s dobrim imunosnim odgovorom virus ima mnogo manje prilika za takvu evoluciju.

Postoji također mogućnost da je virus u nekom trenutku preskočio s ljudi na životinje, kao što je to bio slučaj na farmama nerčeva u Danskoj, gdje je neopaženo evoluirao. Konačno se mogao vratiti među ljude u verziji sposobnoj za brže širenje.

Mogu li novi sojevi biti opasniji?

Jedno od pitanja koje sve muči jest mogu li novi sojevi uzrokovati teže kliničke slike. Uzrokovanje težih oblika bolesti nije u nekom osobitom evolucijskom interesu virusa. Za njih će najkorisnije biti one mutacije koje će im omogućiti veću reprodukciju.

Ekstreman primjer je ebola, koja je vrlo smrtonosna, no nikada nije predstavljala takvu globalnu prijetnju kao ospice, koje su puno zaraznije, ali i puno bezopasnije. Razlog tome je što ebola uglavnom toliko brzo ubija svoje domaćine da oni nemaju puno prilike raširiti virus prije nego što podlegnu bolesti.

No u nekim okolnostima evolucijski pritisci mogu biti takvi da prevlada soj virusa koji je opasniji. To se dogodilo u slučaju španjolske gripe koja se širila među vojnicima u Prvom svjetskom ratu. Tada su lakše oboljeli vojnici ostali izolirani od većine populacije na frontu, a teže bolesni su transportirani s fronta u zaleđe, u kuće ili u bolnice gdje se opasniji virus mogao širiti.  

Nedavno provedene studije znanstvenika s nekoliko britanskih sveučilišta koje je analizirala New and Emerging Respiratory Virus Threats Advisory Group (Nervtag), skupina koja savjetuje britansku vladu, ukazuju na realnu mogućnost da je britanski soj također i smrtonosniji.

Zašto je brže širenje problem?

Pojava novih sojeva virusa potaknula je Svjetsku zdravstvenu organizaciju, znanstvenike i državnike da izraze zabrinutost i pozovu na oprez. Razloga za to je više.

Prije svega, za sada još uvijek nije jasno zašto se brazilski soj virusa ponovno širi u Manausu. Jedan mogući razlog je da ima mutacije na proteinu šiljak koje mu olakšavaju vezivanje za receptore stanica i ulazak u njih, što znači da se brže širi. Drugi je da ima mutacije koje mu omogućuju da barem djelomično izbjegava protutijela obrambenog sustava, tako da može zaraziti čak i one koji su već preboljeli covid-19.

Ako se novi sojevi brže šire, kao što to pokazuju studije britanskog soja, to znači da određene nefarmakološke epidemiološke mjere (primjerice nošenje maski i zatvaranje kafića ili škola), s farmakološkim mjerama (cijepljenje) te prirodnim prokuženjem stečenim prebolijevanjem, koje su bile dovoljne da se zaustavi uobičajeni soj, neće biti dovoljne da se zaustave efikasniji sojevi. Drugim riječima, mjere koje su bile dovoljne da se uobičajeni soj suzbija, tako što se drži na razini na kojoj mu je reprodukcijski broj R manji od 1 (što znači da jedna osoba tijekom bolesti zarazi manje od jedne osobe), neće biti dovoljne da se na istoj razini zadrži virus koji se širi oko 50% brže, što povećava R za oko 0.5.

Nadalje, za postizanje kolektivnog imuniteta trebat će otpornost značajno većeg dijela populacije. Najnovije studije pokazuju da je bazni reprodukcijski broj uobičajenog soja virusa SARS-CoV-2 bez strogih mjera u populaciji bez otpornosti R0 = 3.32. Prema formuli prema kojoj je prag kolektivnog imuniteta = 1- 1/R0, potrebna je prokuženost ili procijepljenost populacije od oko 70%.

No brže širenje s većim R0 podrazumijeva da će trebati procijepiti značajno više ljudi. U Hrvatskoj bi to moglo značiti da će trebati cijepiti nekoliko stotina tisuća ljudi više. Budući da cijepljenje ne ide očekivanom brzinom, to bi također moglo podrazumijevati da bi nekoliko stotina tisuća ljudi više moglo oboljeti, što pak znači da će mnogi umrijeti prije nego što se virus konačno zaustavi.

Uz navedeno treba uzeti u obzir i da brzo širenje podrazumijeva veći broj oboljelih u kraćem vremenu, što znači da se pritisak na bolnice može značajno povećati.

Pritom treba imati na umu da se virus u okolnostima u kojima ima R veći od 1 širi eksponencijalno. Čisto za ilustraciju uz R = 2 (što bi značilo da su na djelu barem neke mjere te određena prokuženost i procijepljenost), 100 ljudi s britanskim sojem u pet dana (koliko obično treba da se virus prenese) zarazit će 200 novih ljudi. U narednih pet dana taj broj će narasti na 400 itd. Tim tempom od početnih 100 zaraženih u dva mjeseca došli bismo na 25.600 zaraženih.

Hoće li nas cjepiva zaštititi od novih sojeva?

Za sada nema dokaza da proizvedena cjepiva neće pružati dovoljnu zaštitu od novih sojeva. Naprotiv, ispitivanja Pfizera i Moderne pokazuju da su njihova cjepiva još uvijek dovoljno učinkovita protiv novih sojeva, barem kada je riječ o sprječavanju teških oblika bolesti i smrti.

> Izgleda da je Pfizerovo cjepivo učinkovito i protiv novog soja korone

> Moderna: Naše cjepivo štiti od svih do danas otkrivenih sojeva koronavirusa

To je dobra vijest. No vakcinolog Philip Krause, koji predsjeda radnom skupinom WHO-a za cjepiva protiv covida-19, upozorio je da se nakupljanjem dodatnih mutacija, odnosno daljnjom evolucijom novih sojeva, može dogoditi da oni postanu rezistentni na cjepiva.

"Ne baš dobra vijest je da brza evolucija ovih inačica sugerira da se to može dogoditi prije nego što bismo htjeli, ako se virus razvije u fenotip otporan na cjepiva", kaže Krause.

Takva mogućnost podrazumijeva važnost kvalitetnog praćenja kako bi se moguće rezistentne varijante što ranije otkrile.

Virolog Christian Drosten iz Sveučilišne bolnice Charité u Berlinu ističe da takva mogućnost također pridonosi hitnosti procjepljivanja.

"Sada moramo učiniti sve da cijepimo što više ljudi što je brže moguće, čak i ako to znači rizik selekcije za neke varijante", rekao je Drosten za časopis Science.

Ako se pojave sojevi otporni na cjepiva protiv SARS-CoV-2, možda će trebati ažurirati cjepiva. Nekoliko cjepiva moglo bi se lako promijeniti kako bi odražavala najnovije promjene, no neka regulatorna tijela mogla bi odbiti prihvatiti ih bez da vide ažurirane podatke o njihovoj sigurnosti i djelotvornosti, kaže Krause.

Dobra stvar je također to što farmaceutske kompanije koje su razvile cjepiva na temelju dijelova RNA virusa koji kodiraju protein S na kojem su zabilježene važne mutacije mogu u roku od nekoliko tjedana razviti nova cjepiva s novim kodovima.

Konačno, ako nove varijante cirkuliraju sa starijim sojevima, možda će biti potrebna i multivalentna cjepiva, učinkovita protiv nekoliko sojeva, kao što je to redovno slučaj s cjepivima protiv sezonske gripe.