Μεταλλάξεις του ιού SARS-CoV-2: Νέα δεδομένα για την εξέλιξη τους και η «μάχη» τους με τα διαθέσιμα εμβόλια

Κωνσταντίνος Νικ. Συρίγος

Η αρχική αισιοδοξία σχετικά με την ανάπτυξη εμβολίων ενάντια στην λοίμωξη COVID-19 μετριάστηκε από την εμφάνιση νέων παραλλαγών του SARS-CoV-2.

Άρχισαν να διατυπώνονται ερωτήματα: Κατά πόσον ο εμβολιασμός θα μπορεί να περιορίσει την πανδημία; Πώς μπορούμε να βελτιστοποιήσουμε καλύτερα τις περιορισμένες προμήθειες εμβολίων που διατίθενται και πώς θα έπρεπε να είναι τα μελλοντικά εμβόλια COVID-19;

Μεταξύ φόβου και αβεβαιότητας κατά τους πρώτους μήνες της πανδημίας της νόσου COVID-19, εναποτέθηκαν τεράστιες ελπίδες στα εμβόλια, η ανάπτυξη των οποίων εξελίχθηκε με πρωτοφανή ταχύτητα καθ’ όλη την διάρκεια του 2020.

Οι πρώτες κλινικές δοκιμές ξεκίνησαν τον Μάρτιο του 2020 για το εμβόλιο mRNA-1273 της Moderna και οι πρώτες άδειες χορηγήθηκαν τον Δεκέμβριο του 2020 για τα εμβόλια mRNA από τη Moderna και Pfizer / BioNTech και το εμβόλιο AstraZeneca με ιϊκό φορέα. Αυτά τα επιτεύγματα ήταν το αποτέλεσμα δεκαετιών επιστημονικής έρευνας σχετικά με μολυσματικές ασθένειες και την εμβολιολογία, που εν συνεχεία περιελάμβανε την ανάπτυξη αδενοϊικών φορέων και τεχνολογίας mRNA.

Οι πρώτες ελπίδες ότι ο εμβολιασμός θα μπορούσε να προσφέρει μια μακροπρόθεσμη λύση στην πανδημία ενισχύθηκε από τον αναφερόμενο αργό ρυθμό μετάλλαξης του ιού που προκαλεί οξεία μορφή αναπνευστικού συνδρόμου, ο οποίος εκτιμήθηκε ότι αναπτύσσει περίπου δύο μεταλλάξεις ανά μήνα. Με τέτοιο ρυθμό, η διαφυγή του από το ανοσοποιητικό σύστημα δεν θεωρήθηκε σοβαρή απειλή. Μέχρι τα μέσα του 2020, ωστόσο, υπήρχαν αναφορές ορισμένων περιπτώσεις με πολλαπλές μεταλλάξεις που εμφανίστηκαν σε άτομα με χρόνια λοίμωξη στο πλαίσιο μιας ανοσοκατασταλτικής κατάστασης.

Τα μέχρι τώρα δεδομένα κλινικών δοκιμών πάντως είναι ενθαρρυντικά. Δείχνουν προστασία από σοβαρή μόλυνση και θάνατο για όλα τα εμβόλια σε όλες τις συνθήκες, αν και η πρόληψη της ασυμπτωματικής μετάδοσης και της ήπιας έως μέτριας νόσου είναι πιο μεταβλητή.

Το εμβόλιο AstraZeneca ChAdOx1 έδειξε μόνο 10% προστασία έναντι της ήπιας έως μέτριας νόσου που σχετίζεται με την παραλλαγή Β.1.351 σε έναν νεαρό πληθυσμό με μέση ηλικία 30 ετών στη Νότια Αφρική. Αντίθετα, στο Ηνωμένο Βασίλειο, το ChAdOx1 επέδειξε 75% προστασία έναντι του B.1.1.7 (συμπεριλαμβανομένης της ασυμπτωματικής λοίμωξης). Το εμβόλιο Novavax, έδειξε περίπου 50% προστασία έναντι της μόλυνσης στη Νότια Αφρική (σε μεγάλο βαθμό την παραλλαγή B.1.351) και 86% προστασία έναντι μόλυνσης στο Ηνωμένο Βασίλειο (κυρίως η παραλλαγή B.1.1.7) . Το ανθρώπινο εμβόλιο με αδενοϊό που ανήκε στον Johnson & Johnson έδειξε 64% προστασία έναντι μέτριας έως σοβαρής νόσου στη Νότια Αφρική (κυριαρχείται από την παραλλαγή B.1.351) και 66% προστασία έναντι μέτριας έως σοβαρής νόσου στις ΗΠΑ (κυρίως το Wuhan- 1 παραλλαγή με D614G), όπως εκτιμήθηκε 29 ημέρες μετά τον εμβολιασμό. Το εμβόλιο Pfizer / BioNTech BNT162b2 mRNA αναφέρθηκε ότι ήταν λιγότερο αποτελεσματικό έναντι του Β.1.351 (Νότια Αφρική) από ότι σε άλλες παραλλαγές με βάση μια μικρή ανάλυση στο Ισραήλ, περιπτώσεων με λοίμωξη που εμπλουτίστηκε και για το στέλεχος Β.1.351. Η αποτελεσματικότητα του αδρανοποιημένου εμβολίου ιού CoronaVac / Sinovac στη Βραζιλία, όπου το 75% των λοιμώξεων ήταν με την παραλλαγή P.1, εκτιμήθηκε περίπου στο 50% έναντι της συμπτωματικής λοίμωξης.

Όπως είναι φανερό, χρειαζόμαστε ακόμη περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την προστασία από λοίμωξη και την ασφάλεια που παρέχεται από την τρέχουσα γενιά εμβολίων έναντι του SARS-CoV-2 υπό το φως των υπαρχόντων και δυνητικά πρόσφατα αναδυόμενων ιογενών παραλλαγών που προκαλούν ανησυχία.

 Ήδη οι εταιρείες  Pfizer, Moderna και Novavax έχουν ξεκινήσει τις δοκιμές   τροποποιημένων  εμβολίων ώστε να ενισχύσουν την ανοσία για τα νεότερα στελέχη.

 Επίσης έχουν σχεδιαστεί μελέτες για άτομα εμβολιασμένα και μη που θα λάβουν το τροποποιημένο εμβόλιο.

Το ερώτημα εύλογο:  πότε θα επιστρατεύσουμε αυτή τη δεύτερη γενιά των  εμβολίων; Το πρότυπο της γρίπης για την παρασκευή των εμβολίων δεν φαίνεται ότι θα λειτουργήσει για τον SARS-CoV-2. Έτσι η επικρατέστερη λύση φαίνεται να είναι ο εμβολιασμός ολόκληρου του πληθυσμού με τα πρωτότυπα εμβόλια και ακολούθως να λάβει δόσεις ενίσχυσης για τα νεότερα στελέχη.

Το πως αυτό θα επιτευχθεί αλλά και το ποιο στέλεχος του ιού θα επιλεγεί ως κατάλληλο να συμπεριληφθεί στον εμβολιασμό τη συγκεκριμένη στιγμή όπως και η συχνότητα  αλλαγών  του στελέχους αυτού, αποτελούν προβλήματα τα οποία η επιστημονική κοινότητα θα πρέπει να απαντήσει τους ερχόμενους μήνες.

Οι μεταλλάξεις που πρέπει να συμπεριληφθούν σε ένα τροποποιημένο εμβόλιο λοιπόν είναι συζητήσιμες.

Λίγο καιρό πριν υπήρχαν επιστημονικά δεδομένα για την δημιουργία τροποποιημένων εμβολίων που να περιλαμβάνουν τις μεταλλάξεις E484K, N501Y και L452R στο RBD (το L452R βρίσκεται στην πρόσφατα αναφερόμενη παραλλαγή B.1.617 που εμφανίζεται στην Ινδία) και στην παραλλαγή B.1.429 που έχει εμφανιστεί στις ΗΠΑ αλλά και άλλες.

Με βάση τις παρατηρήσεις για την εξέλιξη του SARS-CoV-2 μέχρι στιγμής, ίσως να χρειαστεί ετήσια αναθεώρηση της ακολουθίας εμβολίων για τα επόμενα 2-3 χρόνια τουλάχιστον, για να συμπεριληφθούν αναδυόμενες μεταλλάξεις. Η συνεχιζόμενη έμφαση στον περιορισμό της μετάδοσης μέσω μη φαρμακευτικών παρεμβάσεων, δηλαδή μέσω του εμβολιασμού,  θα είναι επίσης ζωτικής σημασίας για τη μείωση της πιθανότητας εμφάνισης νέων παραλλαγών.

Οι επιστήμονες εργάζονται για να κατανοήσουν αρκετές παραλλαγές του Κορωνοϊού που κυκλοφορούν τώρα στην Ινδία, όπου ένα άγριο δεύτερο «κύμα» COVID-19 βρήκε τη χώρα απροετοίμαστη έχοντας καταστροφικές επιδράσεις στο έθνος. Η χώρα κατέγραψε σχεδόν 400.000 νέες μολύνσεις στις 9 Μαΐου, ξεπερνώντας συνολικά τα  22 εκατομμύρια κρούσματα.

Οι ιατροί της Γ’ Πανεπιστημιακής Παθολογικής κλινικής του Νοσοκομείου «Η ΣΩΤΗΡΙΑ», ενός από τα νοσοκομεία που δέχτηκε το μεγαλύτερο όγκο ασθενών της πανδημίας, με επιβλέποντα τον Καθηγητή κο Συρίγο Κωνσταντίνο, καταγράφει και αυτά τα νεότερα δεδομένα όπως αυτά αποτυπώνονται σε πρόσφατη δημοσίευση στο περιοδικό Nature. ( https://doi.org/10.1038/d41586-021-01274-7)

Η υπόθεση ότι η παραλλαγή που εντοπίστηκε για πρώτη φορά στην Ινδία, μπορεί να είναι πιο μεταδοτική από τις υπάρχουσες παραλλαγές, ίσως να προκαλεί πιο σοβαρή ασθένεια και μπορεί να είναι πιο ανθεκτική στην ανοσιακή απάντηση, γίνεται όλο και ισχυρότερη.

Ερευνάται επίσης  αν αυτή η παραλλαγή,  όπως και άλλες, οδηγεί το δεύτερο κύμα και τι είδους κίνδυνο ενέχει για την παγκόσμια κοινότητα. Σε λίγες μόνο εβδομάδες, η παραλλαγή B.1.617 έχει γίνει το κυρίαρχο στέλεχος σε ολόκληρη την Ινδία και έχει εξαπλωθεί σε περίπου 40 έθνη, συμπεριλαμβανομένων του Ηνωμένου Βασιλείου, των Φίτζι και της Σιγκαπούρης.

Πριν από δύο εβδομάδες, πολλές παραλλαγές του ιού φαίνονταν να είναι υπεύθυνες για την έκρηξη κρουσμάτων στην Ινδία. Τελικά το  Β.1.617 έχει κυριαρχήσει και έχει γίνει η κορυφαία παραλλαγή σε πολλές πολιτείες ενώ αυξάνεται ραγδαία στο Δελχί.  

Σε μια λεπτομερή γονιδιωματική και δομική ανάλυση του Β.1.617 που δημοσιεύτηκε από ερευνητές στην Ινδία, αρχικά στις 3 Μαΐου, οι επιστήμονες εντόπισαν οκτώ μεταλλάξεις στην πρωτεΐνη του ιού, μέσω της οποίας εισέρχεται στα κύτταρα. Δύο από αυτές μοιάζουν με μεταλλάξεις οι οποίες έχουν επιτρέψει στον ιό να γίνει πιο μεταδοτικός και μία τρίτη μοιάζει με μετάλλαξη που μπορεί να επιτρέπει στο P.1 να αποφεύγει την ανοσιακή απάντηση του ανθρώπου.

Μια ομάδα επιστημόνων  στη Γερμανία, έδειξε  ότι το Β.1.617 έχει μεγαλύτερη ικανότητα εισόδου σε ανθρώπινα κύτταρα εντέρου και πνεύμονα στο εργαστήριο αλλά δεν είναι σαφές αν αυτό κάνει το στέλεχος πιο ικανό για εξάπλωση.

Μια άλλη έρευνα από το ίδιο εργαστήριο του Ravindra Gupta, ερευνητή ιολόγου στο Πανεπιστήμιο του Cambridge του Ηνωμένου Βασιλείου, αποκάλυψε ότι τα εξουδετερωτικά αντισώματα που δημιουργήθηκαν από τα εμβολιασμένα άτομα ήταν περίπου 80% λιγότερο ισχυρά έναντι μερικών από τις μεταλλάξεις στο Β.1.617, χωρίς αυτό να καθιστά τον εμβολιασμό αναποτελεσματικό. Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι ορισμένοι εργαζόμενοι στον τομέα της υγείας στο Δελχί που είχαν εμβολιαστεί με το Covishield, μια ινδική έκδοση του εμβολίου Oxford-AstraZeneca, είχαν μολυνθεί εκ νέου, με τις περισσότερες περιπτώσεις να συνδέονται με το Β.1.617.

Ομοίως, η γερμανική ομάδα που εξέτασε  ορούς από 15 άτομα που είχαν προηγουμένως μολυνθεί με SARS-CoV-2 , διαπίστωσε ότι τα αντισώματά τους εξουδετερώνουν το Β.1.617 περίπου 50% λιγότερο αποτελεσματικά. Όταν εξέτασαν ορό από συμμετέχοντες που είχαν δύο δόσεις  του εμβολίου Pfizer, διαπίστωσαν ότι τα αντισώματα ήταν περίπου 67% λιγότερο ισχυρά έναντι του Β.1.617.

Δύο άλλες μικρές μελέτες, μία από την ομάδα της ιολόγου P. D. Yadav του Εθνικού Ινστιτούτου Ιολογίας στην Ινδία, που δοκιμάζει το εμβόλιο Covaxin που έκανε η ινδική εταιρεία Bharat Biotech στο Χαϊντεραμπάντ, και μια ακόμη μη δημοσιευμένη μελέτη για το Covishield, έδειξε ότι τα εμβόλια συνεχίζουν να λειτουργούν. Ωστόσο, η Yadav παρατήρησε μικρές πτώσεις στην αποτελεσματικότητα των εξουδετερωτικών αντισωμάτων που δημιουργούνται από το εμβόλιο Covaxin.

Οι επιστήμονες σημειώνουν όμως ότι τα πειράματα στον ορό δεν είναι πάντα ένας καλός οδηγός για το εάν μια μετάλλαξη μπορεί να αποφύγει την ανοσία από ένα εμβόλιο στον πραγματικό κόσμο.

Τα εμβόλια μπορεί να προκαλέσουν την παραγωγή τεράστιων ποσοτήτων αντισωμάτων, επομένως η μείωση της δραστικότητας μπορεί να μην είναι σημαντική. Επιπλέον, άλλα μέρη του ανοσοποιητικού συστήματος, όπως τα Τ κύτταρα, μπορεί να μην επηρεαστούν.

Συμπερασματικά: Τα εμβόλια μπορεί να θεωρηθούν αποτελεσματικά έναντι του Β.1.617 και να περιορίσουν τη σοβαρή ασθένεια. «Το εμβόλιο εξακολουθεί να λειτουργεί», λέει η Yadav. «Εάν εμβολιαστείς, θα προστατευτείς και η σοβαρότητα της νόσου θα είναι μικρότερη».

Η εντατικοποίηση των εμβολιασμών με τα μέχρι τώρα διαθέσιμα εμβόλια, με τις όποιες «αδυναμίες» τους είναι ο πλέον αποτελεσματικός τρόπος για την αντιμετώπιση της εξάπλωσης της πανδημίας.

ΠΗΓΕΣ:

https://jamanetwork.com/
COVID-19 Vaccines vs Variants—Determining How Much Immunity Is Enough
Rita Rubin, M

https://www.nature.com/nri
Published: 29 April 2021
Will SARS-CoV-2 variants of concern affect the promise of vaccines?
Ravindra K. Gupta

https://www.nature.com/
Published: 11 MAY 2021
Coronavirus variants are spreading in India — what scientists know so far?
Variants including B.1.617 have been linked to India’s surge in infections. Researchers are hurrying to determine how much of a threat they pose.
Gayathri Vaidyanathan