Sydafrikanska forskare som upptäckte en ny COVID-19-variant delar med sig av sina kunskaper

I slutet av förra året identifierade NGS-SA-nätverket (Network for Genomic Surveillance in South Africa) under ledning av KRISP (KwaZulu-Natal Research Innovation and Sequencing Platform) en ny variant av SARS-CoV-2, viruset som orsakar COVID-19, som sprider sig snabbt. Den nya varianten, som kallas 501Y.V2, väcker kritiska frågor – bland annat om nuvarande vacciner och behandlingar fortfarande kommer att vara effektiva.

Med stöd av South African Medical Research Council och Department of Science and Innovation har en grupp ledande sydafrikanska virologer, immunologer, vaccinologer, specialister på infektionssjukdomar och mikrobiologer sedan dess bildat ett konsortium för att ta itu med specifika vetenskapliga frågor kring 501Y.V2. Den kunskap som de genererar kommer att delas med beslutsfattare och utvecklare av vacciner, diagnostik och behandlingar. The Conversation Africa frågade konsortiet om den senaste uppdateringen av deras arbete med 501Y.V2.

Vad är vetenskapen bakom sökningen?

Virus förändras klassiskt sett kontinuerligt, bit för bit. Ett förändrat virus kallas en ”variant” av det ursprungliga viruset; den väsentliga kärnan i viruset förblir densamma.

Förändringar i virusets genetiska kod kallas mutationer. Den nya varianten, som kallas 501Y.V2, har fått 23 mutationer jämfört med det ursprungliga SARS-CoV-2 viruset. Viktigt är att 20 av mutationerna orsakar ändringar av aminosyror och att åtta är belägna i spikproteinet i SARS-CoV-2.

När mutationerna eller de genetiska förändringarna är fördelaktiga för viruset kvarstår de. Förändringarna kan göra det möjligt för viruset att överleva bättre eller överföras effektivare.

Vi vet att liknande varianter med många mutationer har uppstått oberoende av varandra även i Storbritannien och Brasilien. Sydafrika har särskilt god forskningskapacitet för att fånga upp varianter och forskargrupper har aktivt letat. Dessutom följde NGS-SA-konsortiet ett tips från klinisk personal vid ett privatsjukhus i Nelson Mandela Bay i landets östra Kapprovins. Klinikerna såg ett ovanligt stort antal COVID-19-fall. Detta förklarar möjligen varför denna variant upptäcktes här så snabbt.

Varför är denna variant oroande?

Oroheten är att 501Y.V2 kan sprida sig mycket effektivare mellan människor, jämfört med andra varianter av SARS-CoV-2.

Mutationerna i 501Y.V2 har bland annat inneburit förändringar i en del av viruset som kallas spikprotein. Virusets spikprotein hakar fast på den mänskliga cellen via en ”receptor” för att ta sig in i cellerna: det är så infektionen startar. Viruset börjar sedan föröka sig i cellerna. Det frigörs slutligen av cellerna och kan fortsätta att infektera fler celler.

Förändringarna i spikeproteinet i 501Y.V2 ökar sannolikt dess bindning till mänskliga cellreceptorer, vilket gör att det blir lättare att infektera och föröka sig mer inom värden. Detta kan leda till större mängder virus i en infekterad person, som sedan lättare kan smitta andra människor. Det slutliga resultatet kan bli en snabbare spridning bland människor.

Forskare har observerat att 501Y.V2 snabbt har blivit ”dominerande” bland flera varianter som har cirkulerat i den sydafrikanska befolkningen. Detta tyder starkt på att de nya mutationerna i denna variant erbjuder en överföringsfördel. I vissa regioner i Sydafrika är mer än 80 % av de virus som för närvarande isoleras från infekterade personer nu 501Y.V2.

Detta innebär sannolikt att de flesta människor som nu är infekterade har ett coronavirus som är lättare att överföra.

De nya varianter som identifierats i Storbritannien och Brasilien har många liknande mutationer och potentiellt liknande resultat. Forskningen bekräftade större överförbarhet i Storbritannien.

Den nya forskningen från Sydafrika visar dessutom att 501Y.V2 kan undgå antikroppar som genererats vid tidigare infektion. Detta innebär att antikroppar från personer som infekterats med tidigare varianter kanske inte fungerar lika bra mot 501Y.V2.

Forskarlaget använde blodplasma från patienter som fått COVID-19 i de tidigare svallvågorna för att se om antikroppar i deras blod kunde neutralisera, eller göra 501Y.V2 ineffektivt. De fann att dessa patienters antikroppar hade sämre förmåga att neutralisera 501Y.V2 jämfört med tidigare COVID-19-varianter i Sydafrika. Det krävdes en sex till 200 gånger högre plasmakoncentration för att neutralisera 501Y.V2 i en laboratoriemiljö.

Under tiden kommer forskning från en annan grupp i Sydafrika till liknande slutsatser. Teamet testade antikroppssvaret från blodplasmaprover från 44 personer som tidigare hade infekterats med tidigare varianter av COVID-19. De fann att nästan hälften av de testade plasmatesterna inte kunde neutralisera 501Y.V2 – i en laboratoriemiljö.

Dessa uppgifter ger anledning till oro. Men mer arbete måste göras innan vi kategoriskt kan säga vad detta betyder för människors immunitet mot 501Y.V2, liksom konsekvenserna för vacciner utformade för de tidigare varianterna. Detta beror på att vårt immunsvar mot infektioner och mot vacciner innefattar komponenter utöver antikroppar.

Förorsakar denna variant andra symtom eller allvarligare sjukdom?

Detta är ett ämne som är föremål för pågående forskning. Hittills har kliniker och forskare som arbetar i frontlinjen inte observerat några skillnader i symtom hos personer som smittats av den nya varianten jämfört med personer som smittats av andra varianter. Det verkar därför inte som om viruset kommer att göra människor mer sjuka eller leda till fler dödsfall.

I detta skede verkar det också som om den nya varianten orsakar ett liknande sjukdomsspektrum – äldre personer, män och personer med vissa andra sjukdomstillstånd mår sämre.

Den kliniska hanteringen förblir exakt densamma: syrgasbehandling när människor behöver det, steroider (som dexametason) för personer med allvarligare sjukdom och blodförtunnande medicinering för att förhindra blodproppar, en vanlig komplikation vid COVID-19. Den viktigaste behandlingen som har visat sig minska antalet dödsfall är dexametason, som riktar sig mot det överaktiva immunsvaret mot viruset, inte mot själva viruset.

Är det troligt att nuvarande vacciner skyddar mot den nya varianten?

Forskning pågår. Tills motsatsen visas är det rimligt att förvänta sig att vacciner är effektiva mot denna variant, vilket hittills har visats i kliniska prövningar.

Vacciner skyddar oss genom att orsaka ett immunsvar mot virusets spikprotein. Vaccinerna presenterar spikproteinet för immunsystemet, som känner igen det som främmande – en inkräktare – och ger upphov till ett immunsvar mot proteinet. När kroppen senare möter det egentliga viruset är immunsvaret redo att känna igen och förstöra det innan det orsakar sjukdom.

En del av immunsvaret är bildandet av antikroppar. Antikroppar binder till viruset och gör det icke-smittsamt. Vi vet att vissa delar av spikproteinerna i den nya varianten har förändrats och att de antikroppar som skapas av vaccinerna därför kanske inte känner igen dem lika bra som tidigare. Men det är troligt att de vaccininducerade antikropparna också kommer att känna igen andra delar av detta målspikskydd. Dessutom kan andra delar av immunsvaret som induceras av vacciner, t.ex. T-cellsvaret, som också är viktigt för att kontrollera virus, också kompensera.

Den pågående forskningen kan delas in i två kategorier:

För det första används blod från personer som fått COVID-19-vacciner för att se om antikropparna i detta blod, som inducerats av vaccinet, kan neutralisera viruset i ett provrör. Om de gör det är det troligt att vaccinet fortfarande fungerar lika bra mot 501Y.V2 som mot andra varianter.

För det andra studerar forskarna vilka varianter som fanns hos personer som deltog i vaccinförsök och ändå utvecklade COVID-19-sjukdom. Om fler 501Y.V2 identifieras jämfört med andra varianter är det troligt att vaccinet inte fungerar lika bra mot 501Y.V2.