Hur Omicron-variant av covid-19 kan ha uppstått?

En av ovanliga och mest spännande egenskaper hos kraftigt muterade Omicron varianten är att den förvärvade alla mutationer i en enda skur på mycket kort tid. Graden av förändring är så mycket att vissa människor tror att det mycket väl kan vara en ny stam av människa coronavirus (SARS-CoV-3?). Hur en så hög nivå av mutation kan ha inträffat på så kort tid? Vissa hävdar det Omicron kan ha utvecklats från en immunhämmad patient med någon kronisk infektion som HIV/AIDS. Eller kan det ha utvecklats i den nuvarande vågen in Europa som har sett mycket höga överföringshastigheter? Eller kan det vara associerat med någon Gain-of function-forskning (GoF) eller något annat? Vem gynnas? Det är inte möjligt att dra någon slutsats i detta skede. Ändå försöker denna artikel att kasta ljus över olika dimensioner som är förknippade med fenomenet.  

Den nyligen rapporterade nya COVID-19-varianten från Sydafrika den 25^th November 2021 har spridit sig till flera länder i världen, nämligen Storbritannien, Kanada, Japan, Australien, Österrike, Hongkong, Israel, Spanien, Belgien, Danmark och Portugal. Detta har utsetts som en ny variant av oro (VOC) av WHO och namngetts Omicron. Omicron kännetecknas av 30 aminosyraförändringar, tre små deletioner och en liten insättning i spikeproteinet jämfört med det ursprungliga viruset¹. Dock baserat på mutationshastigheterna² av RNA-virus är det inte möjligt att utveckla 30 plus mutationer över natten. Det skulle ta minst 3 till 5 månader att generera 6 mutationer i 30 kb genomet av SARS-CoV-2 baserat på mutationshastigheten som viruset genomgår naturligt² vid överföring från värd till värd. Med den här beräkningen borde det ha tagit 15 – 25 månader för något liknande Omicron att dyka upp, med 30 mutationer. Men världen har inte sett denna gradvisa mutation stiga under den nämnda tidsperioden. Det hävdas att denna variant utvecklats från en kronisk infektion hos en immunsupprimerad patient, möjligen en obehandlad HIV/AIDS-patient. Baserat på graden av förändring borde den väl klassificeras som en ny virusstam (SARS-CoV-3 kan vara det). Ändå kan antalet närvarande mutationer tyda på dess högre överföringsförmåga än andra varianter. Det krävs dock fler studier för att bekräfta detta. 

De närmaste veckorna är avgörande för att fastställa överföringsbarheten av den nya varianten och svårighetsgraden av sjukdomen den orsakar. Fram till nu har alla fall varit milda och asymtomatiska och den goda nyheten är att det inte har förekommit någon dödlighet. Vi måste också bedöma i vilken utsträckning den nya varianten kan undgå det immunskydd som de nuvarande vaccinerna ger. Detta gör att vi kan bestämma hur länge vi kan fortsätta med de nuvarande vaccinerna innan vi skräddarsyr dem för den nya varianten. Pfizer och Moderna har redan tagit steg för att finjustera sina vacciner. Den hotande frågan kvarstår dock fortfarande om ursprunget till denna variant. Det är troligt att Omicron-varianten kan ha utvecklats i den nuvarande vågen av högre incidens av fall i Europa mycket tidigare, men rapporterades nyligen av de sydafrikanska myndigheterna (baserat på genomsekvensering). Detta kanske inte är fallet eftersom den aktuella vågen har funnits där under de senaste 4-5 månaderna och enligt mutationsfrekvensen borde ha resulterat i högst 5-6 mutationer. 

Eller var Omicron, en produkt av Gain of Function-forskning (GoF) som leder till utveckling av pandemiska potentiella patogener (PPP)^3,4. Gain of function-forskning hänvisar till experiment där en patogen (i detta fall SARS-CoV-2) får förmågan att utföra en funktion som annars inte var en del av dess vanliga existens. I det här fallet kan det leda till ökad överföringsförmåga och ökad virulens. Detta kan potentiellt leda till utvecklingen av en organism som är ny och som inte hade funnits i naturen. Avsikten med GoF-forskning är att få förståelse för de patogena varianterna och vara redo med ett läkemedel eller ett vaccin, om en sådan variant uppstår i naturen. Antalet mutationer som fås av PPP gör inte bara stammen mycket överföringsbar utan hjälper också till att undkomma de neutraliserande antikropparna som gjorts mot det ursprungliga viruset hos konvalescenta individer. Dessutom är stammanipulation möjlig med hjälp av moderna gentekniker baserade på riktad RNA-rekombination⁵. Detta kan också leda till nya patogena varianter/stammar med ett större antal mutationer, vilket leder till ett mycket överförbart och virulent virus. Forskning har visat att 20 mutationer som förekommer i spikeproteinet, inklusive förändringar och deletioner, är tillräckliga för att undvika majoriteten av de antikroppar som genereras i plasman hos individer som har infekterats av eller vaccinerats mot SARS-CoV-2⁶. Enligt en annan studie, under ett starkt immuntryck, kan SARS-CoV-2 få förmågan att fly antikropparna genom att göra bara 3 förändringar, två deletioner i den N-terminala domänen och en mutation (E483K) i spikproteinet⁷. 

Bör denna typ av forskning tillåtas som leder till generering av PPP? Faktum är att vinsten av funktionsforskning förbjöds av USA 2014 av NIH, efter en rad olyckor med misshandlade patogener vid US Centers for Disease Control and Prevention, vilket tyder på att riskerna förknippade med sådan typ av forskning vida överväger fördelar som det kan ge. Vem drar nytta av uppkomsten och spridningen av sådana OPP? Det är svåra frågor som kräver riktiga svar.  

*** 

Referenser:  

1. Europeiskt centrum för förebyggande och kontroll av sjukdomar. Konsekvenser av uppkomsten och spridningen av SARSCoV-2 B.1.1. 529 variant av oro (Omicron), för EU/EES. 26 november 2021. ECDC: Stockholm; 2021. Tillgänglig online på https://www.ecdc.europa.eu/en/publications-data/threat-assessment-brief-emergence-sars-cov-2-variant-b.1.1.529   

2. Simmonds P., 2020. Rasande C→U-hypermutation i genomen av SARS-CoV-2 och andra coronavirus: orsaker och konsekvenser för deras kort- och långtidsevolutionära banor. 24 juni 2020. DOI: https://doi.org/10.1128/mSphere.00408-20 

3. NIH. Forskning som involverar förbättrade potentiella pandemiska patogener. (sidan granskades den 20 oktober 2021. https://www.nih.gov/news-events/research-involving-potential-pandemic-pathogens  

4. Den skiftande sanden för forskning om "gain-of-function". Nature 598, 554-557 (2021). doi: https://doi.org/10.1038/d41586-021-02903-x 

5. Bert Jan Haijema, Haukeliene Volders och Peter JM Rottier. Byta arttropism: ett effektivt sätt att manipulera genomet av kattens coronavirus. Journal of Virology. Vol. 77, nr 8. DOI: https://doi.org/10.1128/JVI.77.8.4528-4538.20033 

6. Schmidt, F., Weisblum, Y., Rutkowska, M. et al. Hög genetisk barriär mot SARS-CoV-2 polyklonala neutraliserande antikroppar. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-04005-0 

7. Andreano E., et al, 2021. SARS-CoV-2-flykt från ett starkt neutraliserande COVID-19-konvalescentplasma. PNAS 7 september 2021 118 (36) e2103154118; https://doi.org/10.1073/pnas.2103154118 

***