- 15 března, 2022
- / by Admin
Nová studie zvažovaná v odborném časopise Nature Portfolio Journal a publikovaná na předtiskovém serveru Research Square pojednává o vzniku nových variant SARS-CoV-2, které mohou uniknout neutralizaci zprostředkované protilátkami, na rozdíl od jiných sarbecovirů. Výzkumníci ve studii došli k závěru, že tyto mutace pravděpodobně vznikly pod selekčním tlakem v důsledku protilátek vyvolaných infekcí, očkováním nebo obojím v lidské populaci ve velkém měřítku.
Pandemie koronavirového onemocnění covid-19, která začala v prosinci 2019, rychle zasáhla všechny země světa ničivou úmrtností a nemocností. Příčinný patogen SARS-CoV-2 je sarbecovirus, podobný dřívějšímu SARS-CoV, který vyvolal epidemii před téměř dvěma desetiletími. Je známo, že koronaviry související se SARS jsou přenášeny netopýry a možná i luskouny (pangolin). Ve srovnání s těmito viry SARS-CoV-2 zmutoval do několika variant, které byly od konce roku v rychlém sledu 2020 identifikovány, z nichž některé byly označeny jako varianty obav (VOC). VOC SARS-CoV-2 jsou přenosnější a/nebo schopné vyhnout se neutralizaci protilátkami vyvolanými vakcínami, předchozí infekcí či obojím. K dnešnímu dni bylo identifikováno 5 VOC SARS-CoV-2, k nimž patří varianty alfa, beta, gama, delta a omikron. Varianta omikron má nejvíce mutací v spike proteinu ve srovnání s jakoukoli jinou variantou SARS-CoV-2, s 32 ve spike proteinu a 15 v receptor-vazebné doméně (RBD). Varianta omikron může také unikat neutralizačním protilátkám v mnohem větší míře než předchozí VOC, což přispělo ke zvýšené přenosnosti viru. Přímé srovnání neutralizační kapacity mezi omikronem, rodovým kmenem a dalšími VOC je možné pomocí konvenčního testu neutralizace živého viru (cVNT) nebo spike pseudoviru VNT (pVNT). Navzdory své užitečnosti jsou tyto testy těžkopádné a náročné na práci, přičemž pro každý test je k dispozici více pod-testů, což brání možnosti přesného srovnání. K překonání těchto problémů použila současná studie platformu multiplexního náhradního virového neutralizačního testu (sVNT), aby zkoumala schopnost uniknout protilátkám u všech známých VOC SARS-CoV-2, stejně jako u jiných sarbecovirů od netopýrů a luskounů. Test měří neutralizační protilátky (nAb) k RBD, které tvoří více než 90 % jejich celkové neutralizační aktivity.
Výzkumníci spojili použití této platformy, která dokáže zpracovat až 16 sVNT současně, s 20 panely lidského séra. To zahrnovalo 5 – 11 variant SARS-CoV-2 klad 1 a 2 RBD. Klad 1 zahrnoval SARS-CoV a netopýří viry jako Rs2018B, LYRa11, RsSHC014 a WIV1, zatímco klad 2 zahrnoval původní kmen SARS-CoV-2, 5 VOC SARS-CoV-2, několik variant zájmu (VOI), spolu s RaTG13 netopýra a GX-P5L luskouna. Nejblíže příbuzné sekvence byly pozorovány ve variantách alfa, delta, beta a gama (v tomto pořadí), přičemž lambda byla rozptýlena mezi prvními dvěma a posledními dvěma. Poté následovaly varianty delta, mý, omikron, RaTG13 a GX-P5L, stejně jako další netopýří/luskouní koronaviry v pořadí jejich podobnosti. Bylo zjištěno, že SARS-CoV je nejvzdáleněji příbuzný virus. Zajímavé je, že varianta omikron SARS-CoV-2 je v sekvenční identitě nejdále od SARS-CoV díky svým 65 mutacím RBD. Omikron RBD také prokázal nejslabší vazbu na lidský receptor enzymu konvertujícího angiotensin 2 (ACE2) na hostitelské buňce. Rekonvalescentní séra od pacientů s předchozí infekcí ancestrálními a beta variantami vykazovala více než 10x a přibližně 7x sníženou neutralizaci omikronu ve srovnání s předchozí infekcí omikron. Menší snížení bylo pozorováno u předchozí infekce variantou delta. U očkovaných pacientů, kteří dostali 2 dávky vakcíny Pfizer nebo Moderna, se hladina nAb proti omikronu snížila více než 8x nebo 5,7x (v tomto pořadí). Jiné vakcíny, včetně inaktivovaných virových vakcín a vakcín založených na virových vektorech, vyvolaly nižší neutralizační odpověď ve srovnání s vakcínami s mediátorovou ribonukleovou kyselinou (mRNA). Po třetí posilovací dávce 2 vakcíny mRNA a vakcína s adenovirovým vektorem od společnosti AstraZeneca vykazovaly výrazné zvýšení titrů nAb u všech variant SARS-CoV-2, ale ne u vakcín s inaktivovaným virem. I s tímto nárůstem byly titry nAb na omikron stále nižší ve srovnání s ancestrální variantou 4x – 5x v závislosti na přesném režimu buď 3 (homologních nebo heterologních) dávek vakcíny mRNA nebo 2 dávek vakcíny virového vektoru s mRNA/heterologním boosterem. U lidí s hybridní imunitou, jak jsou definováni lidé s předchozí infekcí SARS-CoV-2, kteří byli očkováni, byla redukce nAb na omikron řádově dvou až pětinásobná. Největší snížení bylo po očkování a průlomové infekci deltou, zatímco nejnižší snížení titrů nAb bylo u průlomových infekcí omikronem. Průlomové infekce omikronem i deltou vyvolaly podobné titry nAb jako omikron; žádné vzorky však neměly neutralizační aktivitu proti sarbecoviru kladu 1. Jedinci očkovaní proti SARS-CoV neměli žádnou neutralizační aktivitu proti kladu 1, takže se ukázalo, že se nAbs pan-sarbecoviru vyskytují pouze po očkování proti SARS-CoV, nikoli po přirozené infekci SARS-CoV-2. Je zajímavé, že tyto vzorky také vykazovaly určitou ztrátu neutralizační aktivity proti omikronu. Antigenně je omikron RBD vzdálenější od SARS-CoV-2 než netopýří CoV RaTG13 a luskouní CoV GX-P5L, i když má 93 % sekvenční identitu s 15 mutacemi ve srovnání s 90 % a 86,6 % sekvenční podobností (v tomto pořadí) s 22 a 30 mutacemi (v daném pořadí). Omikron také uniká nAb účinněji než tyto dva viry. VOC SARS-CoV-2 unikaly nAbs výrazněji než preemergentní sarbecoviry, což dokazuje potřebu více RBD mutací v posledně jmenovaných, aby bylo dosaženo stejného potenciálu imunitního úniku. Ve skutečnosti omikron vykazuje neočekávaně vysoký únik nAb vzhledem k počtu mutací v RBD ve srovnání s pacienty, kteří prodělali SARS-CoV a dostali vakcínu Pfizer. Při použití hyperimunního králičího séra vykázal omikron 9násobné snížení neutralizace. Séra vypěstovaná proti variantám od netopýrů a luskounů, RaTG13 a GX-P5L, měla nejvyšší titry nAb; tyto titry však byly proti omikronu sníženy asi 7x-4x.
Navzdory rozsáhlému pokrytí vakcínou v rozvinutém světě, stejně jako celosvětovému rozšíření infekce SARS-CoV-2, prokázala varianta omikron schopnost uniknout nAb. To vedlo k nutnosti poskytnout mRNA booster k dosažení omikron-ochranné hladiny nAb, bez ohledu na vakcínu použitou dříve. Vakcína s virovým vektorem AZ by však mohla také poskytnout booster, pokud by byla podána po 2 dávkách inaktivovaných virových vakcín. Celkové neutralizační titry byly vyšší po průlomové infekci proti všem variantám; delta však byla v tomto ohledu lepší než omikron. Kromě toho, že demonstruje sílu této platformy, současná studie také ukazuje, že varianta omikron je výjimečně schopná uniknout imunitě hostitele, dokonce více než GX-P5L s dvojnásobným počtem RBD mutací. Nemohla však indukovat nAb proti sarbekoviru klad 2. Bylo zjištěno, že pouze jedinci, kteří měli předchozí infekci SARS-CoV a dostali mRNA vakcíny SARS-CoV-2, měli nAbs pan-sarbecoviru, i když i tito jedinci měli nižší neutralizační titry proti omikronu. Pokud se budou vyvíjet novější vakcíny, musí působit nezávisle na mutacích RBD. Jinak se varianty jako delta a omikron mohou nadále objevovat pod selekčním tlakem protilátek vyvinutých proti původnímu RBD. Ve skutečnosti může být vývoj vakcín, které imunizují napříč klady SARS-CoV-2, nejlepším způsobem, jak navodit pan-sarbecovirovou imunitu.