Warum die mutierten Coronavirus-Varianten so besorgniserregend sind

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Während der Replikation unterliegt ein Virus häufig genetischen Mutationen, die sogenannte Varianten erzeugen können. Einige Mutationen schwächen das Virus; andere können einen Vorteil bringen, der es der Variante ermöglicht, sich zu vermehren. Varianten mit deutlich unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften können als Stamm bezeichnet werden. Eine Variante, die erheblich von ihren viralen Vorfahren abweicht, kann als neue Linie oder Zweig im Evolutionsbaum identifiziert werden. Im allgemeinen Diskurs werden die Begriffe jedoch häufig synonym verwendet.

2. Was sind die besorgniserregendsten Varianten?

Die Weltgesundheitsorganisation verwendet den Begriff „besorgniserregende Varianten“, um Stämme zu bezeichnen, die ein zusätzliches Risiko für die öffentliche Gesundheit darstellen, und „neu auftretende Varianten von Interesse“ für diejenigen, die aufgrund ihres potenziellen Risikos eine genaue Überwachung erfordern. Diese wurden von den verschiedenen Forschungsgruppen und Gesundheitsbehörden, die sie untersuchen, mit Namen oder Codes versehen. Bisher hat die WHO drei besorgniserregende und drei interessante Varianten ermittelt. Diese sind:

• Die im September in England aufgetauchte Variante B.1.1.7 trug zu einem Anstieg der Fälle bei, in denen Großbritannien im Januar wieder gesperrt wurde. Weitere Länder folgten, insbesondere in Europa. Forscher schätzten, dass sich die Prävalenz in den USA wöchentlich verdoppelt. Nach Angaben der Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten waren es Ende März 4 bis 35% der Fälle je nach Region und 26% der Fälle auf nationaler Ebene.

• Im südlichen Afrika standen Krankenhäuser unter dem Druck eines Wiederauflebens, das von einer anderen Variante, 501Y.V2, angetrieben wurde.

• Brasilianische Forscher haben unterdessen gewarnt, dass eine sogenannte P.1-Variante, die im Dezember in Manaus, Bundesstaat Amazonas, entdeckt wurde, in Fällen, die das Gesundheitssystem belasteten und zu Sauerstoffmangel führten, möglicherweise zu einem Anstieg geführt hat.

Forscher in Los Angeles berichteten über einen neuartigen Stamm, der im Juni 2020 als CAL.20C bezeichnet wurde und mit einem Anstieg der Coronavirus-Fälle in Südkalifornien im späten Jahr in Verbindung gebracht wurde. Vorläufige Untersuchungen haben ergeben, dass es etwas übertragbarer ist und Antikörpern, die aus einer früheren SARS-CoV-2-Infektion stammen, mäßig widerstehen kann, teilte die WHO am 16. März mit. Bis dahin war der Stamm in allen US-Bundesstaaten und mindestens 26 anderen Ländern nachgewiesen worden. Es wird von der CDC als eine Variante der Besorgnis angesehen. Die CDC hat auch B.1.525, das sie in New York ungefähr zur gleichen Zeit wie die WHO als eine interessierende Variante identifizierte, zusammen mit einem anderen New Yorker Stamm (B.1.526) und dem P.2-Stamm, obwohl weniger bekannt ist über sie.

3. Wie schnell haben sich die Stämme ausgebreitet?

Schnell, unterstützt durch Ferien zum Jahresende, die traditionell mit einer zunehmenden Vermischung von Familie und Gesellschaft verbunden sind. Bis zum 30. März wurden nach Angaben der WHO in 130 Ländern importierte Fälle oder die Übertragung der Variante B.1.1.7 aus dem Vereinigten Königreich durch die Gemeinschaft gemeldet. In den USA schätzten Wissenschaftler, dass sich die durch B.1.1.7 verursachten Infektionen alle 10 Tage verdoppelten. Bis zum 30. März haben Wissenschaftler die 501Y.V2-Variante gefunden, die Anfang August in 80 Ländern erstmals in Südafrika auftauchte, während 45 Länder laut WHO die in Brasilien erstmals beobachtete P.1-Variante entdeckt haben sollen. Eine unzureichende Überwachung in den meisten Ländern, einschließlich den USA, hat die Erkennung von Varianten, die an vielen Orten im Umlauf sind, verdeckt.

4. Was sind die Bedenken bei diesen Varianten?

Im Großen und Ganzen werfen sie unterschiedliche Bedenken in unterschiedlichem Maße auf. Diese beziehen sich auf:

• Übertragbarkeit oder Ausbreitungsneigung

• Die Schwere der Krankheit, die sie verursachen

• Neutralisierungskapazität oder die Wahrscheinlichkeit, dass sie Menschen infizieren, die sich von einem früheren Anfall von Covid-19 erholt haben, und

• Mögliche Auswirkungen auf die Impfung durch ihre Fähigkeit, sich dem Schutz zu entziehen, den Impfungen erzeugen sollen

Die Einschätzung der Weltgesundheitsorganisation vom 23. März ist nachstehend zusammengefasst:

5. Wie erhöhen die Varianten die Übertragung?

Sie scheinen einen gewissen Vorteil gegenüber anderen Versionen zu haben, der es ihnen ermöglicht hat, schnell zu dominieren, obwohl Faktoren wie Menschen, die sich bei kälterem Wetter mehr in Innenräumen versammeln, ebenfalls zur Ausbreitung beitragen können. Der britische Stamm hat im Vergleich zu seinem jüngsten Vorfahren 17 Mutationen erworben – eine schnellere Änderungsrate, als Wissenschaftler normalerweise beobachten. Eine britische Beratergruppe sagte im Dezember, dass die B.1.1.7-Linie zu einer Erhöhung der Grundreproduktionszahl oder von R0 (der durchschnittlichen Anzahl von Neuinfektionen, die voraussichtlich aus einem Einzelfall stammen) im Bereich von 0,39 bis 0,93 führen kann – eine “erhebliche Steigerung”. Die internationale Verbreitung dieser Varianten hat auch zu einer Erholung von Covid-19 beigetragen. Seit Mitte Februar nimmt die Zahl der weltweit gemeldeten Neuerkrankungen wöchentlich jede Woche zu. US-Gesundheitsbehörden sagten Ende März, dass ein variantenbedingtes Wiederauftreten von Fällen in einigen Regionen eine seit langem befürchtete Möglichkeit vermuten lässt: Ein weiterer Anstieg könnte auftreten, selbst wenn Staaten die Kriterien für die Zulassung von Impfstoffen aufwerfen und versuchen, so schnell wie möglich in die Arme zu schießen möglich.

6. Wie viele Mutationen gibt es?

Seit dem Auftreten des Virus Ende 2019 sind im SARS-CoV-2-Genom viele tausend Mutationen und unterschiedliche Abstammungslinien aufgetreten. Anfang 2020 trat eine Variante mit einer sogenannten D614G-Mutation auf. Bis Juni hatte sie den in China wird die dominierende Form des weltweit zirkulierenden Virus. Monate später wurde bei einem Dutzend Patienten in Nordjütland, Dänemark, eine neuartige Variante im Zusammenhang mit Nerzfarm identifiziert, die sich jedoch offenbar nicht weit verbreitet hat. Während SARS-CoV-2 weiter zirkuliert, entstehen mehr Mutationen, die möglicherweise zu mehr Varianten führen.

7. Sind einige Mutationen wichtiger?

Ja. Wissenschaftler achten am meisten auf Mutationen im Gen, das für das SARS-CoV-2-Spike-Protein kodiert, das eine Schlüsselrolle beim Eintritt von Viren in Zellen spielt. Dieses Protein, auf das Impfstoffe abzielen, beeinflusst die Immunität und die Wirksamkeit des Impfstoffs. Die Varianten B.1.1.7, 501Y.V2 und P.1 tragen alle mehrere Mutationen, die das Spike-Protein beeinflussen. Dies wirft Fragen auf, ob Menschen, die Antikörper gegen den „normalen“ Stamm entwickelt haben – entweder aus einem Impfstoff oder aus der Genesung von Covid-19 -, in der Lage sind, die neuen Varianten abzuwehren.

8. Was wissen wir bisher?

Im Januar stellte Public Health England fest, dass diejenigen, die zuvor mit dem „regulären“ Coronavirus infiziert waren, wahrscheinlich eine wirksame Antikörperantwort gegen die Variante B.1.1.7 zeigen. Im selben Monat wurde in Brasilien der erste bekannte Fall eines wiederhergestellten Covid-19-Patienten gemeldet, der erneut mit der P.1-Variante infiziert wurde. Dieser Stamm hat mehrere Schlüsselmutationen gemeinsam mit dem Stamm 501Y.V2 aus Südafrika, der mit etwa 4.000 Reinfektionen bei Menschen in Verbindung gebracht wurde, die Covid-19 bereits in einer früheren Epidemie erlebt hatten. In einem Leitartikel vom 28. Januar im Journal der American Medical Association beschrieben der Virologe John P. Moore und der Impfstoffarzt Paul Offit die Variante 501Y.V2 als „problematischer“, da sie aufgrund ihrer besonderen Spike die Wirksamkeit des Impfstoffs verringern kann. Proteinmutationen.

9. Wie effektiv werden Impfstoffe sein?

Es liegen Daten vor, und in keiner klinischen Studie wurden verschiedene Impfstofftypen und ihre Fähigkeit zum Schutz vor den neuen Stämmen direkt verglichen. Insgesamt haben sich 10 Impfstoffe in klinischen Studien als wirksam erwiesen, um schwere Krankheiten und den Tod von Covid-19 zu verhindern. Die Studien deuten jedoch darauf hin, dass einige in Ländern, in denen bestimmte Varianten vorherrschen, möglicherweise weniger gut darin sind, weniger schwere Krankheiten zu stoppen. Vor allem:

• Aufnahmen von Novavax Inc. und Johnson & Johnson zeigten in Südafrika im Vergleich zu anderen Ländern eine geringere Wirksamkeit.

• Südafrika kündigte Anfang Februar Pläne an, die Einführung des AstraZeneca-Impfstoffs einzustellen. Eine Zwischenanalyse der Ergebnisse klinischer Studien ergab, dass zwei Dosen des Impfstoffs die Empfänger nicht vor leichtem bis mittelschwerem Covid-19 aus der Variante 501Y.V2 schützten, obwohl die Forscher spekulierten, dass das Regime immer noch vor schweren Krankheiten schützen könnte. Ein WHO-Beratungsgremium warnte davor, dass das 21- bis 35-Tage-Intervall zwischen der ersten und der zweiten Dosis nicht optimal ist, um Immunität zu induzieren, und dass größere Studien erforderlich sind.

• Eine am 24. Februar veröffentlichte Studie mit fast 1,2 Millionen Menschen in Israel, die einen höheren Prozentsatz ihrer Bevölkerung geimpft hat als jedes andere Land, schätzte, dass der Pfizer Inc.-BioNTech SE-Impfstoff zu 92% wirksam war, um alle Infektionen zu verhindern. Bis zum Ende des untersuchten Zeitraums wurden bis zu vier Fünftel der Infektionen in Israel durch die in Großbritannien erstmals identifizierte Variante B.1.1.7 verursacht

• Wissenschaftler des Fred Hutchinson Cancer Research Center in Seattle fanden heraus, dass ein einziger Schuss des Moderna- oder Pfizer-BioNTech-Schusses die Immunantwort bei 10 Patienten verstärkte, die sich zu Beginn der Pandemie von einer SARS-CoV-2-Infektion erholt hatten. Die Konzentration neutralisierender Antikörper im Blut der Empfänger stieg etwa tausendfach an und sie schienen gegen die erstmals in Südafrika identifizierte Variante 501Y.V2 wirksam zu sein.

10. Was machen Drogenhersteller?

Sarah Gilbert, Professorin für Vakzinologie an der Universität Oxford, die die ersten Forschungen zum AstraZeneca-Impfstoff durchführte, sagte: „Es werden Anstrengungen unternommen, um eine neue Generation von Impfstoffen zu entwickeln, die es ermöglichen, den Schutz auf neue Varianten als Booster Jabs umzuleiten, wenn es stellt sich heraus, dass dies notwendig ist. “ Der neue Schuss könnte für den Herbst bereit sein, sagte sie der BBC. Pfizer und sein deutscher Partner BioNTech sowie Moderna sagten, ihre eigenen Ergebnisse deuten darauf hin, dass ihre Impfstoffe trotz der verringerten Wirksamkeit immer noch gegen den in Südafrika festgestellten Stamm wirken sollten. Dennoch gab Moderna am 10. März bekannt, dass mit dem Testen modifizierter Covid-19-Impfstoffe begonnen wurde, um den potenziellen Bedarf an Booster-Impfstoffkandidaten bei Teilnehmern an klinischen Studien zu decken. Pfizer und Novovax haben auch gesagt, dass sie entweder an einem Booster oder einem Kombinationsschuss arbeiten. Solche Veränderungen sind keine Seltenheit – sie treten jährlich bei einer saisonalen Grippe auf, die sich schnell entwickelt. Im Gegensatz zur Grippe haben Coronaviren einen genetischen Selbstkorrekturmechanismus, der Mutationen minimiert.

11. Könnten verschiedene Impfstoffe in Kombination verwendet werden?

Möglicherweise ja. Die Coalition for Epidemic Preparedness Innovations (CEPI) kündigte im Januar bis zu 140 Millionen US-Dollar für zusätzliche klinische Forschung zur Optimierung und Erweiterung des Einsatzes bestehender Impfstoffe an. Dies könnte „Mix-and-Match“ -Studien verschiedener Schüsse in Kombinationen umfassen, die die Qualität und Stärke der Immunantwort verbessern können. Solche Studien könnten laut WHO hilfreich sein, um die Verwendung verfügbarer Impfungen, einschließlich des AstraZeneca-Schusses, zu optimieren.

12. Gibt es noch andere Implikationen?

Ja. Es gibt Auswirkungen auf Behandlungen, Diagnostik und die Ausbreitung von SARS-CoV-2 bei Tieren.

• BEHANDLUNGEN: Forscher in Südafrika stellten ein theoretisches Risiko fest, dass einige Antikörper, die für therapeutische Zwecke entwickelt werden, gegen die dort vorherrschende Variante 501Y.V2 unwirksam sein könnten. Studien an der Columbia University unterstützen jedoch Tests von Regeneron Pharmaceuticals Inc., aus denen hervorgeht, dass sein Antikörpercocktail, der in den USA für den Notfall zugelassen und Donald Trump verabreicht wurde, 501Y.V2 und die erstmals in den britischen Arzneimittelherstellern identifizierte Variante neutralisiert verwenden Kombinationen von Antikörpern, die auf separate Merkmale von SARS-CoV-2 abzielen, um das Potenzial für sogenannte Virus-Escape-Mutanten zu verringern, die als Reaktion auf den selektiven Druck einer Einzelantikörperbehandlung entstehen könnten.

• DIAGNOSE: Die US-amerikanischen Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten haben erklärt, dass neue Stämme die Leistung einiger PCR-basierter Diagnosetests beeinträchtigen könnten. Das französische Gesundheitsministerium berichtete Mitte März über eine in der Bretagne verbreitete Variante, bei der mehrere Patienten verräterische Symptome entwickelten, jedoch negativ auf das Virus getestet wurden.

• HOST RANGE: Forscher des französischen Pasteur-Instituts zeigten, dass die erstmals in Südafrika und Brasilien entdeckten Varianten in der Lage sind, gängige Labormäuse zu infizieren und sich in hohen Konzentrationen in der Lunge zu replizieren – eine Leistung, die frühere zirkulierende Stämme nicht konnten. Diese Aufhebung der Artenbarriere erhöht die Möglichkeit, dass Mäuse oder andere Nagetiere, die in der Nähe des Menschen leben, zu Sekundärreservoirs für SARS-CoV-2 in Regionen werden, in denen die Varianten zirkulieren, von wo aus sich die Stämme getrennt entwickeln und möglicherweise auf den Menschen zurückfließen könnten, so die Forscher sagte in einem Papier vom 18. März, das vor dem Peer-Review-Prozess veröffentlicht wurde, in dem die Forschung von Experten auf demselben Gebiet geprüft und veröffentlicht wird.

(Aktualisiert die Anzahl der interessierenden Varianten und die Prävalenz der britischen Variante in den USA in Abschnitt 2; globale Verbreitung der Varianten in Abschnitt 3.)

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