Wirusy mutują. Jednak to my mamy największy wpływ na zasięg pandemii
Wirusy stale mutują – to chyba wie już każdy. Prof. Włodzimierz Gut, wirusolog z NIZP-PZH wyjaśnia, że w większości przypadków mutacje te mają niewielkie znaczenie. Podkreśla jednak, że dla nas znaczenie ma to, że roznosicielem wirusów jest człowiek, zatem przede wszystkim to jego zachowanie decyduje o transmisji wirusa i kolejnych zachorowaniach.
Rys. Krzysztof "Rosa" Rosiecki
Zacznijmy od odpowiedzi na pytanie: czym są wirusy?
Wirusy to skomplikowane cząsteczki organiczne nie posiadające struktury komórkowej, zbudowane z białek i kwasów nukleinowych. Namnażają się poprzez infekowanie żywych komórek. Wykorzystują do tego aparat kopiujący zawarty w komórkach. Wirusy zawierają materiał genetyczny w postaci RNA lub DNA, wykazują jednak zarówno cechy komórkowych organizmów żywych, jak i materii nieożywionej. Są bezwzględnymi pasożytami, w związku z tym mają dość nieduży genom w stosunku do innych organizmów. Efekt jest taki, że możliwa jest duża liczby mutacji przy zachowaniu zdolności do namnażania się w określonych strukturach. Poza żywym organizmem wirus jest martwą cząsteczką. Natomiast w żywej komórce wykorzystuje jej potencjał i wszystkie układy.
Jeśli chodzi o mutacje, wirusy posiadające DNA są bardziej stabilne, ponieważ dodatkowo korzystają z systemów naprawczych gospodarza, podchodząc do jądra. Wirusy posiadające tylko RNA, które namnażają się w cytoplazmie, z reguły mają bardzo wysoką zmienność, czyli częstość mutacji. O ile u organizmów kariotycznych, czyli tych posiadających normalny genom i namnażających się w formie duplikacji, częstość mutacji to jest jedno zdarzenie na bilion przepisanych nukleotydów, to dla wirusów posiadających DNA to jest jedno zdarzenie na milion, a u tych z RNA - jedno na tysiąc.
Dla wirusa, który ma około 30 tysięcy nukleotydów przy każdym powstaniu nowej cząsteczki będzie około 30 zmian w sekwencji czyli mutacji. W końcowym efekcie liczba mutacji jest olbrzymia.
"Mutacja" brzmi trochę niebezpiecznie. Mamy się bać?
Praktycznie wszystkie cząsteczki zawierają mutacje - to jest ich cechą charakterystyczną. Wirusy stale mutują i w większości przypadków mutacje te mają co najwyżej niewielkie znaczenie. Z jednej cząsteczki wirusowej powstaje około biliona kolejnych. Większość mutacji, czyli zmian w sekwencji nukleotydów, jest wytłumiona przez system kodu genetycznego, bo jest on tak stworzony, by do pewnych mutacji nie dochodziło.
Przy innych mutacjach większość to mutacje polegające na zastępowaniu tego samego tym samym, albo czymś dość podobnym.
To gdzie leży problem?
Roznosicielem jest człowiek. To on wydala wirusa na zewnątrz zakażając drugiego człowieka. Jego zachowanie decyduje o transmisji wirusa. Radykalna zmiana wirusa pociągnęłaby za sobą fakt, że musiałby on namnażać absolutnie w innym miejscu i tym samym wywoływać inne objawy chorobowe. Owszem, może ulec zaburzeniu czas namnażania, ale to wszystko są zmiany wewnątrz komórki. Na zewnątrz żadna mutacja nie zmienia ani właściwości, ani struktury wirusa, ponieważ na zewnątrz gospodarza jest on martwą cząsteczką.
W którym więc momencie zaczynają one mieć istotne znaczenie dla nas?
Kiedy dostosowują się do gospodarza albo zmieniają profil namnażania, czyli pozwalają namnażać się w innych komórkach.
Czy to dlatego szczepionkę na grypę co sezon trzeba przygotowywać od nowa?
Grypa to zupełnie inny typ wirusa. Tymczasem wirus SARS-CoV-2 jest stabilny i w dodatku trochę sobie pomaga, aby za bardzo się nie zmienić. Jest dostosowany do określonego receptora ACE2 (jednego z białek na ludzkich komórkach) i jeżeli zmieni w tym zakresie swoje własności, to zniknie. Czego bym sobie życzył, ale jest to nierealne.
Jaki wpływ te mutacje mają wpływ na szczepionki? Mamy powody do obaw?
Praktycznie żadnych. Dlatego, że szczepionka to obszar białka odpowiedzialny za rozpoznawanie receptora na komórce. Jeżeli on to zmieni, to po prostu zniknie.
Podstawową cechą wirusów, o której 90 proc. wypowiadających się zapomina, jest to, że jest on żywy tylko w komórce, poza komórką jest strukturą martwą.
Wirus brytyjski, południowoafrykański, brazylijski czy kalifornijski to tylko świetna droga analizy jakie są drogi szerzenia wirusa, od kogo do kogo przeszedł. W tej chwili mamy około 15 tys. mutacji tego wirusa. Gdyby zrobić badania w Czechach, okazałoby się być może, że do nas przyszedł wariant czeski. A wcześniej włoski, tylko przez Niemcy. Bo tam, gdzie poruszają się ludzie, wirus przechodzi od jednego człowieka do drugiego, pozostawiając po sobie ślad. To jest sprawa zachowań ludzkich, a nie samego wirusa. Tak więc te wiadomości mogą nam służyć do śledzenia dróg szerzenia się wirusa – ciekawe zajęcie dla tych, którzy chcą się dowiedzieć jak wirus krąży po świecie i kto go skąd przenosi.
Monika Wysocka, zdrowie.pap.pl
Pracuje w Zakładzie Wirusologii Narodowego Instytutu Zdrowia Publicznego - Państwowego Zakładu Higieny. W 1984 r. objął kierownictwo Ośrodka Referencyjnego ds. Zakażeń Arbowirusami (to np. te wywołujące dengę) włączonego do Pracowni Entero- i Neuroinfekcji oraz otrzymał roczne stypendium DAAD w Instytucie Wirusologii i Immunobiologii w Würtzburgu. Od 1998 roku uczestniczył w realizacji programu (WHO) mającego na celu eradykację poliomyelitis wywoływanego dzikimi wirusami polio, a od 2002 r. uczestniczył w pracach nad utworzeniem i uruchomieniem w Zakładzie Wirusologii PZH Narodowego Laboratorium WHO ds. Odry/Różyczki, które w 2005 r. uzyskało akredytację WHO. W 2009 r. prof. Gut został kierownikiem nadzorującym prace prowadzone w laboratorium BSL-3 uruchomionym w NIZP-PZH. W trakcie swojej kariery naukowej prof. Gut był kierownikiem kilku programów badawczych oraz realizował projekty międzynarodowe WHO. Jest członkiem Polskiego Towarzystwa Mikrobiologów, a w latach 2001-2008 był przewodniczącym Oddziału Warszawskiego tego Towarzystwa. Jest przedstawicielem Polski w Międzynarodowym Komitecie Taksonomii Wirusów. Współzałożyciel Kolegium Medycyny Laboratoryjnej oraz Polskiego Towarzystwa Wirusologicznego. Od 1999 roku był członkiem -korespondentem Naukowego Towarzystwa Warszawskiego. Od czterech kadencji członek Rady Naukowej w NIZP-PZH.
