EPA

Ris stökkbrigðanna

Hvaða þýðingu munu ný afbrigði kórónuveirunnar hafa fyrir mannkynið og baráttuna gegn COVID-19? Var viðbúið að veiran myndi stökkbreytast með þessum hætti – að til yrðu ný og meira smitandi afbrigði og jafnvel hættulegri? Kjarninn leitaði svara við þessum spurningum og fleirum hjá erfðafræðingnum Arnari Pálssyni.

Þau eru kennd við löndin sem þau fyrst upp­götv­uð­ust í: Breska afbrigð­ið. Suð­ur­a­fríska afbrigð­ið. Það brasil­íska. Þau virð­ast eiga það sam­eig­in­legt að vera meira smit­andi en önnur afbrigði SAR­S-CoV-2, kór­ónu­veirunnar sem veldur COVID-19 sjúk­dómnum og heims­byggðin hefur nú glímt við í meira en ár.



Svo eru einnig vís­bend­ingar um að þau geti verið hættu­legri. Þannig hafa frum­rann­sóknir sýnt að dán­ar­líkur þeirra sem sann­ar­lega hafa smit­ast af breska afbrigð­inu séu mögu­lega um 35 pró­sent hærri en þeirra sem smit­ast af flestum öðrum afbrigðum veirunn­ar. Vís­bend­ingar eru einnig um að eldri karl­menn séu lík­legri til að veikj­ast alvar­lega og deyja vegna þess en aðr­ir. Þar sem afbrigðið er bráðsmit­andi gæti sá eig­in­leiki einn og sér verið að hafa þessi áhrif; að fleiri ein­stak­lingar í við­kvæmum hópum smit­ist og sýk­ist þar með alvar­lega. Á þess­ari stundu er það ein­fald­lega ekki vit­að.



Auglýsing

Vís­inda­menn setja ýmsa fyr­ir­vara á þessar frum­nið­ur­stöður rann­sókna. Svo skammt er síðan afbrigðin upp­götv­uð­ust að engu er enn hægt að slá föstu. En vís­bend­ing­arnar eru til stað­ar.



Það eru einnig vís­bend­ingar um að bólu­efni Pfiz­er-BioNtech og Moderna veiti vörn gegn breska og suð­ur­a­fríska afbrigð­inu. En það eru líka vís­bend­ingar um að bólu­efni Astr­aZeneca geri það ekki. Að minnsta kosti ekki jafn­mikla og gegn öðrum afbrigðum kór­ónu­veirunn­ar.



Af því að óvissan er enn mikil og af því að vís­bend­ingar eru um að veirunni hafi tek­ist að stökk­breyt­ast ræki­lega sér í hag en okkur hýslum hennar í óhag þá er mjög eðli­legt að við­halda áfram strangri skimum gagn­vart veirunni á landa­mærum, segir Arnar Páls­son, erfða­fræð­ingur og pró­fessor í líf­upp­lýs­inga­fræði, við Kjarn­ann. „En vanda­málið er alheims­leg­t,“ bendir hann á. „Fjölgun veirunnar í öðrum löndum og stökk­breyt­ingar þar geta haft afleið­ingar hér síð­ar. Þetta er því ekki við og hin­ir. Við erum mann­kyn­ið. Eins og með lofts­lags­vand­ann, þá þurfum við að tækla veiru­far­ald­ur­inn á heims­vísu með því að fækka til­fellum og bólu­setja alla heims­byggð­ina.“



Arnar Pálsson, erfðafræðingur og prófessor í lífupplýsingafræði.
Kristinn Ingvarsson/Háskóli Íslands

Bólu­setn­ing gegn COVID-19 er hafin víða um heim. Ef undan eru skilin fátæk­ari lönd. Það er stað­reynd sem rímar ekki við það sem Arnar segir um að málið snú­ist ekki um okkur og hina. Ekki í ljósi þess að fái far­ald­ur­inn áfram að geisa nær hömlu­laust í ákveðnum heims­hlut­um, hversu fjarri okkur sem þeir eru, gefur það veirunni tæki­færi til að halda áfram ferða­lagi sínu á milli lík­ama og þar með til að stökk­breyt­ast. Verða öðru­vísi. Erf­ið­ari við­fangs. Jafn­vel hættu­legri.



Kjarn­inn lagði nokkrar spurn­ingar um nýju afbrigðin fyrir erfða­fræð­ing­inn Arnar og byrj­aði á að spyrja hvaða þýð­ingu þau muni hafa fyrir mann­kynið og bar­átt­una gegn COVID-19?



„Hætt er við að þær stökk­breyt­ingar á veirunni sem breyta eig­in­leikum hennar og gera hana hæf­ari í að fjölga sér eða smita okk­ur, muni gera okkur erf­iðar fyrir í bar­átt­unni gegn henn­i,“ byrjar Arnar á að svara. „Nokkur afbrigði sem skil­greind hafa verið út frá mynstri stökk­breyt­inga hafa vakið athygli erfða­fræð­inga, sér­stak­lega þegar gögn benda til að eig­in­leikar veir­anna hafi breyst.“

Ferðatakmarkanir eru víða strangari nú en í fyrstu bylgjunni enda hefur reynslan sýnt að lítið þarf útaf að bregða svo faraldurinn fari á flug á ný.
EPA

Arnar heldur áfram: „Í upp­hafi far­ald­urs­ins voru allar veir­urnar mjög svip­að­ar, enda spruttu þær allar af sama meiði og voru náskyld­ar. Síðan þá hafa þær greinst sundur og með hverju smiti eru líkur á nýjum stökk­breyt­ing­um. Þótt að erfða­mengi veirunnar telji innan við 30.000 svo­kall­aða basa, þá er fjöldi til­fella svo gríð­ar­legur að hver ein­asti staður í erfða­mengi veirunnar hefur orðið fyrir nokkrum stökk­breyt­ing­um.



Það þýðir að þó að mik­ill minni­hluti stökk­breyt­inga sé veirunni í hag, því flestar breyt­ingar skemma veiruna, og draga úr fjölg­un­ar­hæfni hennar og „lífslík­um“, þá leiðir fjöldi til­fella til þess að hið ólík­lega verður mögu­legt. Þannig að lík­urnar aukast á að stökk­breyt­ingar verði sem auka færni veirunnar til að smita fólk, bind­ast frum­um, fjölga sér hrað­ar, mynda fleiri veiru­agnir í hverjum ein­stak­lingi og jafn­vel smjúga undan vörnum ónæm­is­kerf­is­ins.“



Auglýsing

Aðal­lega er nú rætt um þrjú ný afbrigði: Það breska, suð­ur­a­fríska og loks það brasil­íska. Hvað vitum við um þau og mun­inn þeirra á milli?



„Af­brigðin þrjú sem hlotið hafa mesta athygli eru ólík í erfða­sam­setn­ingu en eiga viss sam­eig­in­leg ein­kenn­i,“ svarar Arn­ar. Víkjum fyrst að erfða­sam­setn­ing­unni. „Þau spruttu hvert af sinni grein ætt­ar­trés veirunn­ar. Breska afbrigðið til dæmis fannst fyrst í Bret­landi í sept­em­ber, en ekki er loku fyrir það skotið að það hafi orðið til ann­ars stað­ar.“

Eins og lyk­ill í skrá­ar­gat

 Það sem gerir breska afbrigðið sér­stakt að sögn Arn­ars er að það hefur sautján breyt­ingar sem skera það frá sínum nán­ustu veiru-„ætt­ingj­u­m“, líkt og hann orðar það. Hann segir þetta reyndar mjög for­vitni­legt í sjálfu sér og bendi til að þró­un­ar­hrað­inn hafi verið mjög hraður – jafn­vel innan eins ein­stak­lings.

Mestar erfða­upp­lýs­ingar eru til um afbrigðin sem kennd eru við Bret­land og Suð­ur­-Afr­íku og virð­ist sem end­ur­teknar stökk­breyt­ingar hafi orðið í geni sem skráir fyrir svoköll­uðu bindi­pró­tíni veirunn­ar. „Það prótín virkar eins og lyk­ill í skrá­argat,“ útskýrir Arn­ar. Þótt að ólíkar stökk­breyt­ing­arnar finn­ist í afbrigð­unum þremur er talið að þær hafi svip­aðar afleið­ing­ar: Geri veirunni kleift að kom­ast betur inn í frum­ur. Suð­ur­a­fríska afbrigðið er með níu breyt­ingar í bindi­pró­tín­inu og það brasil­íska þrjár.

Með hlið­sjón af lík­ing­unni um lyk­il­inn og skráagat­ið, þá komst lyk­ill­inn í skráagatið í upp­hafi far­ald­urs – en var ef til vill stíf­ur., segir Arn­ar. „En þessar nýju breyt­ingar gera það að verkum að lyk­il­inn passar betur í skráagat­ið, er betur slíp­aður og rennur inn. Þannig er mögu­legt að stökk­breytt bindi­prótín opni veirunni greið­ari leið inn í frum­ur.“

Margir töldu ólíklegt að hún myndi aðlagast manninum jafn hratt og raun ber vitni, þar á meðal ég sjálfur. Ég sá ekki fyrir hversu hratt meira smitandi afbrigði komu fram.
Nokkur afbrigði sem skilgreind hafa verið út frá mynstri stökkbreytinga hafa vakið sérstaka athygli erfðafræðinga,
EPA

„Þau virð­ast flest fjölga sér hraðar en eldri gerð­ir,“ segir Arnar um bresku og suð­ur­a­frísku afbrigð­in. Mögu­lega búa þau yfir breyttum eig­in­leikum sem tengj­ast ólíkum skrefum í fjölg­un­ar­ferli veir­anna og leiðum þeirra til að smit­ast manna á milli. Mjög virkar rann­sóknir eru gerðar á líf­fræði­legum og líf­efna­fræði­legum eig­in­leikum þeirra og hvernig þær hegða sér í frumum og vefjum og svörun við vörnum ónæm­is­kerf­is­ins. „En heil­brigð­is­yf­ir­völd hafa áhyggjur af því að þessar breyt­ingar muni jafn­vel gera veir­unum kleift að sleppa undan ónæm­is­kerf­in­u,“ segir Arn­ar. „Versta til­felli væri ef ein­stak­lingar sem smit­uð­ust og lifðu af eldri gerð veirunnar væru næmir fyrir stökk­breyttum afbrigðum og myndu sýkj­ast alvar­lega aft­ur. Einnig er mögu­legt að bólu­efni gætu ekki veitt vörn gegn öllum afbrigðum veirunn­ar.“

Bólu­efni byggð á veiru síð­asta sum­ars

Hann bendir á að bólu­efnin sem nú eru í þróun og á mark­aði séu flest byggð á upp­lýs­ingum um erfða­efni veirunnar frá síð­asta sum­ri, en nýju afbrigðin spruttu upp á síð­asta árs­fjórð­ungi 2020. Hins vegar séu sum bólu­efnin þess eðlis að til­tölu­lega ein­falt er að breyta mixt­úr­unni þannig að hún veiti vörn gagn­vart mörgum gerðum veirunn­ar. Það á t.d. við um bólu­efni Pfizer og Moderna sem byggð eru á því að sprauta RNA-­streng með sömu raðir og erfða­mengi veirunnar inn í fólk. „Með því að breyta RNA-­strengj­unum eða gefa blöndu af strengjum mætti kynna lík­ama bólu­efn­is­þeg­ans fyrir mörgum gerðum veirunnar í einni sprautu. Og þá myndar við­kom­andi vörn gegn öllum þeim gerð­u­m.“

Veirur lúta lögmálum þróunar eins og aðrar lífverur, segir Arnar. „Best er að líta á þróun veira frá þeirra sjónarhorni og spyrja: Hvað er gott fyrir tiltekna gerð af veiru?“
Kristinn Ingvarsson/Háskóli Íslands

Var við­búið að veiran myndi stökk­breyt­ast með þessum hætti – að til yrðu ný og meira smit­andi afbrigði og jafn­vel hættu­legri eða kemur þetta á óvart?



„Það var alger­lega fyr­ir­séð að veiran myndi stökk­breytast,“ segir Arn­ar. „Margir töldu ólík­legt að hún myndi aðlag­ast mann­inum jafn hratt og raun ber vitni, þar á meðal ég sjálf­ur. Ég sá ekki fyrir hversu hratt meira smit­andi afbrigði komu fram. Ef til vill hefði verið hægt að spá fyrir um þetta, sér­stak­lega þegar ljóst var að far­ald­ur­inn yrði ekki afmark­aður eins og í til­felli far­aldra MERS og SARS. Þá smit­uð­ust bara 2500 til 8000 ein­stak­ling­ar. En um leið og við misstum tök á veirunni, og til­felli fóru upp í millj­ón­ir, þá var óhjá­kvæmi­legt að stökk­breyt­ingar yrðu sem gerðu veiruna betri í því sem hún ger­ir.“



Arnar segir að veirur sem hoppi frá einum hýsli í annan séu alltaf „van-að­lag­að­ar“ sínum nýja hýsli. „Sem þýðir að þeim standa margar leiðir til betr­unar í boði og stærra hlut­fall stökk­breyt­inga gæti leitt til þess að veiran verði hæf­ari.“



Auðvelt er að breyta uppskrift sumra bóluefnanna sem þegar eru komin á markað svo að þau verji gegn fleiri afbrigðum veirunnar.
EPA

En hvernig mun veiran þró­ast héðan í frá?



Veirur lúta lög­málum þró­unar eins og aðrar líf­ver­ur, segir Arn­ar. „Best er að líta á þróun veira frá þeirra sjón­ar­horni og spyrja: Hvað er gott fyrir til­tekna gerð af veiru?“



Og SAR­S-CoV-2 er engin und­an­tekn­ing frá regl­unni – hún mun þró­ast og breyt­ast – svo lengi sem hún hefur hýsla (manns­lík­ama) til að taka sér ból­stað í. En hvernig hún þró­ast er auð­vitað ekki enn að fullu ljóst. Smit­hæfni getur auk­ist eða minnkað og alvar­leiki sýk­ingar getur einnig auk­ist eða minnk­að. Það er mis­mun­andi eftir sýklum og hýslum þeirra hvaða leið er farin í hverju til­felli.



Arnar dregur í svari á Vís­inda­vefnum upp fjórar sviðs­myndir af mögu­legri þróun veirunn­ar:



A.      Aukin smit­hæfni, en engin breyt­ing á alvar­leika ein­kenna: Lík­legt.



B.      Aukin smit­hæfni, aukin alvar­leiki ein­kenna: Ólík­legt en mögu­legt.



C.      Aukin smit­hæfni, væg­ari ein­kenni: Lík­legt.



D.      Minni smit­hæfni og óbreyttur alvar­leiki ein­kenna: Mjög ólík­legt.



Auglýsing

„Tvær þró­un­ar­leiðir eru lík­leg­astar fyrir veiruna en erfitt að meta hvor leiðin verður ofan á,“ segir hann. Ástæðan fyrir því að breyt­ingar í átt að verri ein­kennum séu ólík­legar er sú að sjald­gæft er að það sé veirum í hag að drepa hýsl­ana (okk­ur) hraðar og bet­ur. „Slíkt er ekki ákjós­an­legt og því þró­ast fáar veirur í þá átt.“



Til langs tíma, yfir einn ára­tug eða fleiri, er lík­legt að veiran þró­ist í átt að auk­inni smit­hæfni og væg­ari ein­kenn­um. „Skamm­tíma­þró­unin kann ann­ars vegar að vera aukin smit­hæfni, og mögu­lega alvar­legri ein­kenni ef því fylgir aukin fjölg­un­ar­hæfni innan ein­stak­linga. Eða hins vegar að aukin smit­hæfni sem fylgir engin breyt­ing á alvar­leika ein­kenna,“ segir Arn­ar. „Hið seinna er ákaf­lega alvar­legt, því smit­hraði leiðir einnig til dauðs­falla og alvar­legra veik­inda. Til að fyr­ir­byggja báðar sviðs­myndir er mik­il­væg­ast að fækka til­fellum og þar með mögu­leikum veirunnar á að breyt­ast og aðlag­ast okk­ur.“



Við þurfum á þínu framlagi að halda

Þú getur tekið beinan þátt í að halda úti öflugum fjölmiðli.

Við sem vinnum á ritstjórn Kjarnans viljum hvetja þig til að vera með okkur í liði og leggja okkar góða fjölmiðli til mánaðarlegt framlag svo við getum haldið áfram að vinna fyrir lesendur, fyrir fólkið í landinu.

Kjarninn varð níu ára í sumar. Þegar hann hóf að taka við frjálsum framlögum þá varð slagorðið „Frjáls fjölmiðill fyrir andvirði kaffibolla“ til og lesendur voru hvattir til að leggja fram í það minnsta upphæð eins kaffibolla á mánuði.

Mikið vatn hefur runnið til sjávar á þeim níu árum sem Kjarninn hefur lifað. Í huga okkar á Kjarnanum hefur þörfin fyrir fjölmiðla sem veita raunverulegt aðhald og taka hlutverk sitt alvarlega aukist til muna.

Við trúum því að Kjarninn skipti máli fyrir samfélagið.

Við trúum því að sjálfstæð og vönduð blaðamennska skipti máli.

Ef þú trúir því sama þá endilega hugsaðu hvort Kjarninn er ekki allavega nokkurra kaffibolla virði á mánuði.

Vertu með okkur í liði. Þitt framlag skiptir máli.

Ritstjórn Kjarnans: Sunna Ósk Logadóttir, Þórður Snær Júlíusson, Erla María Markúsdóttir, Arnar Þór Ingólfsson, Eyrún Magnúsdóttir og Grétar Þór Sigurðsson.


Já takk, ég vil styrkja Kjarnann!
Efnisflokkar:
Meira eftir höfundinnSunna Ósk Logadóttir
Meira úr sama flokkiFréttaskýringar