อธิบาย: โควิด-19 สายพันธุ์ใหม่ถูกค้นพบในสหรัฐอเมริกาติดต่อได้หรือไม่?

ไวรัส SARS-COV-2: นักวิจัยกำลังติดตามสายพันธุ์ของไวรัส เนื่องจากบางชนิดอาจถึงตายได้ดีกว่าไวรัสดั้งเดิม พวกมันอาจแพร่เชื้อได้ง่ายกว่าและอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของวัคซีน

การสแกนอนุภาคไวรัส SARS-CoV-2 แบบ 3 มิติที่สร้างโดยห้องปฏิบัติการออกแบบ Nanographics มีให้เห็นในเอกสารแจกนี้ที่เผยแพร่ในกรุงเวียนนา ประเทศออสเตรีย 20 มกราคม 2021 (Nanographics.at/Handout via Reuters)

ในการศึกษาที่โพสต์เมื่อวันอาทิตย์ที่ยังไม่มีการตรวจสอบ นักวิจัยได้รายงานสายพันธุ์ใหม่ 7 สายพันธุ์ของไวรัส SARS-CoV-2 ในสหรัฐอเมริกา นักวิจัยกำลังติดตามไวรัสสายพันธุ์ต่างๆ เนื่องจากบางชนิดอาจถึงตายได้ดีกว่าไวรัสดั้งเดิม พวกมันอาจแพร่เชื้อได้ง่ายกว่าและอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของวัคซีน

สายพันธุ์ที่รู้จักของ SARS-CoV-2

ข.1.1.7 : ตัวแปรนี้เกิดขึ้นในสหราชอาณาจักรและอาจเกี่ยวข้องกับความเสี่ยงต่อการเสียชีวิตที่เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับตัวแปรอื่นๆ ศูนย์ควบคุมและป้องกันโรคแห่งสหรัฐอเมริกา (CDC) กล่าว

ข.1.351 : ตัวแปรนี้เกิดขึ้นโดยอิสระจากตัวแปรในสหราชอาณาจักร และถูกระบุครั้งแรกในแอฟริกาใต้ มีรายงานในสหรัฐอเมริกาภายในสิ้นเดือนมกราคม พ.ศ. 2564

ป.1 : ตัวแปรนี้เกิดขึ้นในบราซิลและเป็นที่ทราบกันว่ามีการกลายพันธุ์ที่ไม่ซ้ำกัน 17 แบบ ทั้งสามอยู่ในโดเมนที่จับกับตัวรับของโปรตีนขัดขวาง (โปรตีนขัดขวางซึ่งยื่นออกมาจากพื้นผิวของไวรัสเป็นหนึ่งในสาเหตุสำคัญที่ SARS-CoV-2 สามารถแพร่กระจายได้อย่างรวดเร็วดังนั้นจึงใด ๆ การกลายพันธุ์ที่ส่งผลต่อโปรตีนขัดขวางเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องเข้าใจ)

ผู้เขียนของการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้กล่าวว่าในพื้นที่ที่มีความชุกของไวรัสสูง แรงกดดันในการคัดเลือกอาจสนับสนุนการเกิดขึ้นของตัวแปรที่หลบเลี่ยงแอนติบอดีที่เป็นกลาง (โปรตีนที่ป้องกันไวรัสจากการติดไวรัสเมื่ออยู่ภายในร่างกาย) เชื้อสายใหม่ทั้งเจ็ดที่นักวิจัยตั้งข้อสังเกตไว้ทั้งหมดได้วิวัฒนาการการกลายพันธุ์ในจดหมายทางพันธุกรรมฉบับเดียวกัน ซึ่งส่งผลต่อวิธีที่ไวรัสเข้าสู่เซลล์ของมนุษย์ แต่ยังไม่ชัดเจนหากการกลายพันธุ์นี้ทำให้สายพันธุ์ใหม่เหล่านี้แพร่ระบาดและอันตรายมากขึ้น

ภาพกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนปี 2020 นี้จัดทำโดยศูนย์ควบคุมและป้องกันโรค แสดงอนุภาคไวรัส SARS-CoV-2 ที่ก่อให้เกิด COVID-19
(CDC ผ่าน AP)

นอกจากนี้ มีแนวโน้มว่าไวรัสจะมีความหลากหลายมากขึ้นทั่วโลก แต่การจัดลำดับจีโนมเท่านั้นที่สามารถช่วยในการระบุสิ่งนั้น ซึ่งยังไม่เกิดขึ้นอย่างเพียงพอในขณะนี้ ใน เอกสาร กระทรวงสาธารณสุขและสวัสดิการครอบครัวเผยแพร่เมื่อปลายเดือนธันวาคม 2020 ระบุขั้นตอนบางประการที่จะดำเนินการเพื่อเพิ่มและขยายลำดับจีโนมของไวรัส ขั้นตอนหนึ่งที่สรุปไว้ ได้แก่ การส่งตัวอย่างผลบวกร้อยละห้าไปยังห้องปฏิบัติการจัดลำดับจีโนมระดับภูมิภาคสิบแห่งที่กระจายอยู่ทั่วประเทศ

ทำไมไวรัสถึงกลายพันธุ์?

วิวัฒนาการช่วยให้สิ่งมีชีวิตเปลี่ยนแปลงตามการเปลี่ยนแปลงบางอย่างในสิ่งแวดล้อม เป้าหมายในที่นี้คือช่วยให้สิ่งมีชีวิตปรับตัวเพื่อให้สามารถอยู่รอดได้ ในไตรภาค Naked Ape นักสัตววิทยา Desmond Morris เขียนเกี่ยวกับวิธีที่มนุษย์ปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไปตลอดช่วงวิวัฒนาการหลายล้านปี ตัวอย่างเช่น เขาพิจารณาผลกระทบของชีวิตในเมืองที่มีต่อมนุษย์ มอร์ริสให้เหตุผลว่าแม้ชีวิตในเมืองจะโดดเดี่ยวและเครียดมากขึ้น แต่ผู้คนก็แห่กันไปที่พวกเขาเพราะเมืองทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางของแรงกระตุ้นขนาดยักษ์ที่ความคิดสร้างสรรค์อันยิ่งใหญ่ของเราสามารถเฟื่องฟูและพัฒนาได้

เนื่องจากไวรัสสามารถทำซ้ำได้ภายในเซลล์โฮสต์เท่านั้น วิวัฒนาการของไวรัสจึงได้รับอิทธิพลจากโฮสต์ของพวกมัน ซึ่งหมายความว่าไวรัสจะกลายพันธุ์เพื่อหลบเลี่ยงการป้องกันที่โฮสต์ไว้สำหรับมัน

หนังสือ, จุลชีววิทยาทางการแพทย์ กล่าวว่าเมื่อเทียบกับไวรัส DNA ไวรัส RNA (SARS-CoV-2 เป็นไวรัส RNA) มีอัตราการกลายพันธุ์ที่สูงกว่ามาก อาจมีการกลายพันธุ์หนึ่งครั้งต่อสำเนาของจีโนม การกลายพันธุ์อาจส่งผลเสีย เป็นกลาง และบางครั้งอาจเป็นประโยชน์ หนังสือระบุว่าเฉพาะการกลายพันธุ์ที่ไม่รบกวนการทำงานของไวรัสที่จำเป็นเท่านั้นที่สามารถคงอยู่ในประชากรที่กำหนด

ภาพกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านนี้แสดง SARS-CoV-2 หรือที่เรียกว่า 2019-nCoV ไวรัสที่ทำให้เกิด COVID-19 ที่แยกได้จากผู้ป่วยในสหรัฐอเมริกา (BSIP/ภาพสากลกลุ่ม/เก็ตตี้อิมเมจ)

บทความใน Nature กล่าวว่าเมื่อเทียบกับไวรัส HIV ที่ทำให้เกิดโรคเอดส์ ไวรัส SARS-CoV-2 นั้นเปลี่ยนแปลงช้ากว่ามากเมื่อแพร่กระจาย

แต่เช่นเดียวกับที่มนุษย์มีอิทธิพลต่อการวิวัฒนาการของไวรัส ไวรัสก็เช่นกัน ได้กำหนดรูปแบบวิวัฒนาการของมนุษย์ ในการศึกษา 2016 ที่ตีพิมพ์ใน the วารสาร eLife ผู้เขียนทราบว่าการต่อสู้อย่างต่อเนื่องระหว่างเชื้อโรคและโฮสต์ของมนุษย์ได้รับการยอมรับว่าเป็นตัวขับเคลื่อนหลักของวิวัฒนาการ ในการศึกษานี้ ผู้เขียนสังเกตว่าประมาณร้อยละ 30 ของโปรตีนทั้งหมด (โปรตีนช่วยให้เซลล์ทำงานได้) การปรับตัวในมนุษย์เนื่องจากความแตกต่างจากชิมแปนซีเกิดจากไวรัส อย่างมีนัยสำคัญ ในช่วงที่เกิดโรคระบาดหรือโรคระบาด ประชากรที่เป็นเป้าหมายของไวรัสจะสูญพันธุ์หรือจะปรับตัว

แต่การกลายพันธุ์คืออะไรกันแน่?

เมื่อไวรัสเข้าสู่ร่างกายของโฮสต์ เพื่อที่จะแพร่เชื้อไปยังโฮสต์ ไวรัสจะเริ่มทำซ้ำ ซึ่งหมายถึงการทำสำเนาลำดับพันธุกรรมทั้งหมด แต่ทุกครั้งที่ไวรัสทำผิดพลาดระหว่างการจำลองแบบ อา บล็อก เข้าสู่เว็บไซต์ของมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด อธิบายว่า ข้อผิดพลาดเหล่านี้ มักจะเปลี่ยนแปลงในตัวอักษรเดียว ( ไวรัสโคโรน่าแต่ละตัวมีตัวอักษร RNA ประมาณ 30,000 ตัว ) ในบรรดาพันลำดับของไวรัส อาจเปลี่ยนคุณสมบัติของโปรตีนของไวรัส ดังนั้นจึงเปลี่ยนความสามารถของมัน การเปลี่ยนแปลงนี้เรียกว่าการกลายพันธุ์ และหากเป็นการกลายพันธุ์ที่เอื้ออำนวย ก็สามารถให้ไวรัสมีความสามารถใหม่ที่ส่งเสริมการสืบพันธุ์ ซึ่งช่วยให้ไวรัสแพร่ระบาดในรุ่นต่อรุ่น

มีแนวโน้มว่าการกลายพันธุ์ที่ดีดังกล่าวในไวรัส SARS-CoV-2 กำลังก่อให้เกิดสายพันธุ์ใหม่ ตัวอย่างเช่น เชื้อในสหราชอาณาจักรเป็นที่ทราบกันดีว่าติดเชื้อมากกว่าไวรัสดั้งเดิมประมาณ 25-40 เปอร์เซ็นต์

การกลายพันธุ์หมายถึงอะไรสำหรับวัคซีน?

ในความคิดเห็นในวารสาร Nature นักภูมิคุ้มกันวิทยาสองคน Dennis Burton และ Eric Topol ได้เรียกร้องให้มีแนวทางอื่นในการเตรียมพร้อมสำหรับการระบาดใหญ่ ในแนวทางนี้ ควรใช้ทรัพยากรในการพัฒนา 'วัคซีนป้องกันแพน-ไวรัส' ที่สามารถสร้างภูมิคุ้มกันต่อไวรัสหลายสายพันธุ์

ไฟล์ – ในรูปไฟล์ 10 กุมภาพันธ์ 2021 นี้ ผู้คนได้รับวัคซีน COVID-19 ที่ Martin Luther King Senior Center ใน North Las Vegas กรณี Coronavirus ลดลงอย่างต่อเนื่องในสหรัฐอเมริกาหลังจากฤดูหนาว (AP/ไฟล์)

นี่เป็นสิ่งจำเป็นในบริบทของ SARS-CoV-2 เนื่องจากมีการพัฒนาอยู่แล้วและหลักฐานเบื้องต้นแสดงให้เห็นว่าสายพันธุ์บางสายพันธุ์สามารถแพร่เชื้อได้ง่ายกว่า หมายความว่าเมื่อมีไวรัสสายพันธุ์ต่างๆ มากขึ้น วัคซีนที่มีอยู่แล้วอาจมีประสิทธิภาพน้อยลง ต่อต้านพวกเขา

การพัฒนาวัคซีนสำหรับ coronaviruses อื่น ๆ

แม้ว่าจะมีเชื้อโคโรนาไวรัสหลายร้อยชนิดที่ทราบกันดีว่าทำให้สัตว์ติดเชื้อ เช่น หมู อูฐ ค้างคาว และแมว จนถึงปัจจุบัน มีการระบุถึงโคโรนาไวรัสเจ็ดประเภทที่ติดมนุษย์ ในมนุษย์ ไวรัสมักจะทำให้เกิดโรคทางเดินหายใจส่วนบนเล็กน้อยถึงปานกลาง เช่น โรคไข้หวัด อย่างไรก็ตาม ในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมา มี coronaviruses ที่ก้าวร้าวมากขึ้นซึ่งสามารถก่อให้เกิดการเจ็บป่วยที่รุนแรงและแม้กระทั่งความตายในมนุษย์ เหล่านี้รวมถึง SARS-CoV, MERS และตอนนี้ SARS-CoV-2

พบว่า coronavirus ตัวแรกติดเชื้อในมนุษย์ในปี 1965 เมื่อนักวิทยาศาสตร์ DJ Tyrrell และ ML Bynoe แยกสายพันธุ์ของไวรัสที่เรียกว่า B814 ออกจากการล้างจมูกของเด็กผู้ชายที่มีอาการไข้หวัด

การพัฒนาวัคซีนสำหรับโคโรนาไวรัสในมนุษย์ 4 ตัวแรก ซึ่งรวมถึง HCoV-229E (หนึ่งในสายพันธุ์แรกที่จะอธิบายในช่วงกลางทศวรรษ 1960), HCoV-OC43 (ค้นพบระหว่างช่วงกลางถึงปลายทศวรรษ 1960), HCoV-NL63 และ HCoV-HKU1 ( NL63 และ HKU1 ทั้งคู่ถูกค้นพบในฮ่องกงเมื่อต้นปี 2548) ไม่ใช่เรื่องสำคัญ เนื่องจากสิ่งเหล่านี้ทำให้เกิดการเจ็บป่วยเพียงเล็กน้อยเท่านั้น เมื่อสองทศวรรษก่อนเมื่อ SARS-CoV เกิดขึ้นในประเทศจีนประมาณปี 2546 ว่าจำเป็นต้องพัฒนาวัคซีนเนื่องจากเป็นตัวอย่างแรกของ coronavirus ในมนุษย์ที่อาจทำให้เกิดการเจ็บป่วยที่รุนแรง

เขียนใน วารสารชีวการแพทย์ ผู้เขียนทราบว่าในขณะที่วัคซีนรูปแบบต่างๆ ได้รับการพัฒนาและทดสอบในแบบจำลองพรีคลินิกสำหรับโรคซาร์สและเมอร์ส แต่ก็ไม่ได้รับการอนุมัติจากองค์การอาหารและยา (FDA)

ทำไมจึงเป็นเรื่องง่ายในการผลิตวัคซีนสำหรับ SARS-CoV-2?

คำตอบอาจอยู่ที่โปรตีนขัดขวาง (spike protein) ของไวรัส ซึ่งจำนวนหนึ่งยื่นออกมาจากพื้นผิวของไวรัสทำให้เกิดมงกุฎ ซึ่งทำให้ไวรัสได้รับชื่อ โปรตีนขัดขวางทำให้ไวรัสจับกับตัวรับ ACE2 ได้ง่ายขึ้น (ทั้ง SARS-CoV และ SARS-CoV-2 ผูกกับตัวรับนี้) ในเซลล์ของมนุษย์ หลังจากนั้นไวรัสก็เริ่มแพร่เชื้อไปยังโฮสต์ของมัน แต่โปรตีนขัดขวางนี้ ซึ่งทำให้การแพร่เชื้อง่ายขึ้น เป็นอีกเหตุผลหนึ่งที่วัคซีนสำหรับ SARS-CoV-2 ได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็ว เมื่อเทียบกับไวรัสโคโรน่าไวรัสในมนุษย์สองชนิด SARS และ MERS ซึ่งยังไม่มีวัคซีนที่ได้รับการอนุมัติ

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การออกแบบวัคซีนสำหรับ SARS-CoV-2 นั้นทำได้เร็วขึ้น เนื่องจากโปรตีน Spike ให้พื้นที่ที่ใหญ่ขึ้นสำหรับวัคซีนที่จะกำหนดเป้าหมาย ทำให้ง่ายต่อการกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายให้สร้างแอนติบอดีที่เป็นกลาง ซึ่งเป็นโปรตีนที่ป้องกัน โปรตีนขัดขวางจากการผูกมัดกับตัวรับและการเริ่มต้นการติดเชื้อ

แบ่งปันกับเพื่อนของคุณ: