Fáza "hollywoodskeho filmu" je za nami, hovorí odborník na mutácie koronavírusu

Jiří Černý, ktorý pôsobí ako pedagóg a vedecký pracovník na Fakulte tropického poľnohospodárstva ČZU v Prahe, poskytol rozhovor serveru Technet.cz. Hlavným predmetom jeho záujmu sú zoonózy, choroby prenosné zo zvieraťa na človeka, a ich interakcie s hostiteľmi.

Vy sa venujete sledovaniu mutácií vírusu SARS-CoV-2. Prečo práve toto je dôležité?

Sledovať, ako vírus mutuje, je dôležité z niekoľkých dôvodov. Tým prvým je, že nám to pomôže definovať miesta, kde mutuje najviac, ukáže nám to, ako veľmi je adaptovaný na svojho hostiteľa a tak ďalej. Napríklad ak sú častejšie mutácie, ktoré nevedú k zmene v sekvencii vírusových proteínov, pretože to väčšinou vedie k zníženiu "fitness" - zdatnosti - tohto vírusu, tak to ukazuje, že vírus je už veľmi adaptovaný.

Po druhé nám sledovanie mutácií ukazuje, či a ako veľmi sa môžeme spoľahnúť na naše detekčné metódy. Tie sú založené práve na znalosti sekvencie vírusu.

Po tretie to umožňuje definovať vírusové proteíny, na ktoré je dobré zacieliť liečbu. Tá musí byť cielená na tie miesta, ktoré sa čo najmenej menia. Nemá totiž cenu investovať miliardy dolárov do lieku alebo vakcíny, ktoré by zameriavali na bielkovinu, ktorú môže vírus zmeniť počas jedného týždňa.

Ako rýchlo sa mutácie objavujú?

Koronavírusy mutujú približne rýchlosťou jednej mutácie na tri kopírovania. Nakazený človek môže mať v sebe bilióny vírusových častíc, takže všetky biologicky možné mutácie sa skôr alebo neskôr objavia. Väčšina z nich bude pre vírus horšia, budú znižovať jeho schopnosť prežitia, ale niektoré môžu byť výhodné. Otázka je ako, môže to byť pre nás dobrá aj zlá správa.

Ak sa objaví vakcína, ktorá bude široko používaná, vyvinie to veľký tlak na vírus, ktorý povedie k preferencii mutácií rezistentných proti vakcíne. Podobné by to bolo aj v prípade masívne používaného lieku. Tieto musia byť preto navrhnuté tak, aby sa zameriavali na miesta, kde je mutácia obtiažna či nemožná. U liekov, ktoré budú používané len u malého množstva najhoršie chorých pacientov, vznik rezistencie snáď príliš nehrozí.

Rezistencia je teda najpravdepodobnejšie riziko? Žiadny hollywoodsky pandemický trhák sa nevyhne ešte ďalšej, prejavmi vírusu zhoršujúcej mutácii. Čo je pravdepodobnejšie v skutočnosti?

Ako som už hovoril predtým: Vírusy mutujú veľmi rýchlo. Dokonca ani v jednom hostiteľovi neexistuje vírus ako klon, ale skôr ako súbor mnohých rôznych variantov. V anglicky písanej literatúre sa tomu hovorí "quasispecies" (doslova preložené by to znamenalo "kvazidruhy", pozn.red.). To je prirodzená vlastnosť RNA vírusov daná veľkou chybovosťou enzýmov, ktoré kopírujú vírusové genómy.

Pokiaľ na takú zmes začnete pôsobiť nejakým selekčným tlakom, začnú sa úspešnejšie množiť tie varianty, ktoré pod týmto tlakom vedia lepšie prežiť. Evolučný tlak na to, aby sa vírus efektívne šíril v ľudskej populácii, prebehol niekedy počas minulého roka, kedy došlo k preskoku zo zvieracieho rezervoáru na človeka.

Vírus sa v tých prvých pár generáciách po preskoku asi nešíril medzi ľuďmi veľmi dobre, objavili a prežili však varianty, ktoré to zvládali oveľa lepšie, a to sú tie, ktorých potomkovia dnes kolujú v po celom svete. Takže sa skoro dá povedať, že vírus sa zachoval podľa scenára hollywoodskeho pandemického filmu, ale túto fázu máme už za sebou. Teraz sa vírus bude musieť "vysporiadať" s liečbou. A na nás je vytvoriť ju tak, aby sme mu to pokiaľ možno znemožnili.

Príde vám osobne možnosť mutácie vírusu ako vážna hrozba?

Nechcel by som pracovať so slovom "hrozba". To, že sa vyskytnú ďalšie mutácie, je proste fakt, s ktorým sa budeme musieť vysporiadať. Napádajú mi dva významné problémy, ktoré budúce mutácie môžu spôsobiť. Sú to rezistencie k liečivu a zmena proteínov tak, aby ich nespoznával protilátky. Na druhú stranu nemožno čakať, že by sa vírus premenil nejako extrémne a úplne zmenil svoju biologickú podstatu.

Domnievate sa napríklad ako český biológ Jaroslav Flegr, že by vírus mohol zmutovať do menej virulentnej, teda menej "škodlivej" podoby?

Primárny cieľ vírusu nie je zabiť svojho hostiteľa, ale premnožiť sa v ňom tak, aby mohol nakaziť čo najviac ďalších hostiteľov. Mutácia, ktorá by vírusu umožňovala, aby jeho hostiteľ viedol normálny život, nevedel, že je chorý a bežne sa stýkal s ďalšími hostiteľmi, by pre neho bola výhodná. Preto teoreticky môžeme čakať aj "oslabenie" vírusu.

A je taká možnosť reálne pravdepodobná v nejakej blízkej dobe?

Mutáciu do nejakej miernejšej podoby je možné očakávať, len ak na to bude nejaký selekčný tlak. Karantény ľudí s príznakmi by k tomu mohli viesť. Nemyslím si však, že by sme boli schopní celosvetovo riadiť karantény tak, aby sme ich využili k selekcii miernejších kmeňov vírusu. Na to ani nie sú navrhnuté, nie je to ich cieľom. Cieľom karantén je, aby neunikol žiadny vírus.

Takže povedzme v rokoch 2020, 2021 podľa vás skôr nie?

To je ťažké odhadnúť, ale čisto z biologického hľadiska skôr nie. Dôležité je si však tiež uvedomiť, že život nás ľudí sa neriadi len biologickými pravidlami. Už teraz sme urobili veľa opatrení, aby sme biologické dopady pandémie znížili. Zaviedli sme karantény, nosíme rúška, boli schválené prvé liečivá, vyvíjame vakcínu, atď.

Myslím si, že týmito "umelými" zásahmi dostaneme vírus pod kontrolu ľahšie a rýchlejšie, než keby sme sa spoliehali len a len na jeho evolúciu. Bude potom tiež dôležité sledovať efekt týchto opatrení, a tie najreštriktívnejšie čo najskôr rušiť a nahrádzať miernejšími s podobným účinkom.

Tempo mutácií SARS-CoV-2 je z hľadiska vyšších organizmov obrovské, ako je na tom ale v porovnaní s inými vírusmi? Čo napríklad v porovnaní s chrípkou?

Vírus chrípky je extrémny prípad. Jedná sa o jeden z najrýchlejšie mutujúcych vírusov vôbec. Naviac má genóm rozdelený do niekoľkých segmentov, ktoré sa môžu rôzne kombinovať. Koronavírusy majú nesegmentovaný genóm a mutujú pomalšie. Avšak aj pri takom veľkom množstve ľudí, ktoré sa vírusom nakazilo, môžeme očakávať veľa nových mutácií.

Objavila sa teraz už nejaká z vášho hľadiska zaujímavá či dôležitá mutácia, ktorá by stála aj za pozornosť laikov?

Osobne sa zaoberám skôr tým, ako podobné vírusy môžu preskočiť zo zvieracích rezervoárov na človeka. Preto mi osobne najviac zaujímavé prídu mutácie, ku ktorým došlo pred alebo ihneď po tomto preskoku. Napadá mi napríklad objavenie sa polybazického miesta medzi doménami S1 a S2. Tam je aj istá podobnosť napríklad s inak nepríbuznými vysoko patogénnymi kmeňmi chrípkových vírusov, a evidentne ide o biologický trik, ktorý umožňuje vírusom lepšie sa šíriť.

Čo napríklad správy o zmenách patogenity vírusu v kultúre? Mám na mysli štúdiu o mutácii z európskych vzoriek, ktorá veľmi zjednodušene povedané agresívnejšie napádala ľudské bunky v laboratórnych podmienkach. 

To, že sa objaví mutácia, ktorá zvyšuje patogenitu vírusu v bunkovej kultúre, neznamená, že táto mutácia musí byť nebezpečnejšia v reálnom svete. Tam sa môže stať, že takto zmutovaný vírus vyvolá v hostiteľovi takú silnú imunitnú odpoveď, že bude rýchlo z tela vyčistený. Alebo naopak takýto vírus zabije svojho hostiteľa skôr, než ten stihne nakaziť ďalších. Je preto potrebné podobné mutácie poznať a sledovať ich zastúpenie v populácii, len z toho potom môžeme odvodzovať ich skutočnú nebezpečnosť z hľadiska celej pandémie.

Toto je prvá svetová pandémia koronavírusu, máte pocit, že sa na základe biologických odlišností vírusu môže nejako líšiť v priebehu od tých chrípkových, ktorých už ľudstvo zažilo v modernej dobe niekoľko?

Líšia sa predovšetkým tým, že s výnimkou karantény a našej prirodzenej imunity sme proti vírusu bezbranní. Pri chrípke máme po ruke očkovanie, ktoré vieme rýchlo zmeniť podľa potreby, máme nejaké antivirotiká a vieme, že, nech sa deje čokoľvek, chrípková epidémia je sezónna záležitosť a s jarou odznie. Pri koronavíruse nemáme vakcínu, overené lieky tiež nie, a ani nevieme, ako sa zachová v lete. Naozaj veľa toho ešte nevieme.

Pri ostatných ľudských koronavírusoch, s výnimkou SARSu a MERSu (okrem SARS-CoV-2 sú ešte štyri ďalšie spôsobujúce všeobecne povedané menej závažné respiračné ochorenia, pozn.red.) sme nikdy ich šírenie v ľudskej populácii nespozorovali takto v priamom prenose. SARS sa šíril pandemicky a bol zvládnutý vďaka karanténám, MERS sa našťastie medzi ľuďmi šíri len veľmi zle a potenciál rozbehnúť pandémiu snáď zatiaľ, vďaka bohu, nemá.

Čo bude podľa vás ďalej?
Reálna je podľa môjho obava, že vírus sa dostane, a už sa vlastne tak aj stalo, do chudobných oblastí, ktoré sa s ním nebudú schopné účinne vysporiadať. Tam sa môže šíriť medzi miestnou populáciou a v rámci medzinárodného cestovania opäť vracať do rozvinutých krajín. Nočnou morou sú veľké outbreaky vírusu v slumoch afrických miest alebo favelách Latinskej Ameriky.

Dá sa tomu nejako zabrániť?

Bohužiaľ nie, vírus už tam je a šíri sa. Obávam sa, že nízke množstvo nakazených ľudí v Afrike je len výsledok nízkej miery testovania. Niektoré krajiny, napríklad Tadžikistan alebo Turkménsko, netestujú vôbec a tvrdia, že vírus u nich nie je. Dobré dáta idú ale napríklad z Brazílie, kde sa testuje veľa a nachádza sa aj veľa infikovaných.

Myslím, že hneď ako zvládneme vývoj u nás, by sme sa mali sústrediť na pomoc rozvojovým krajinám, a to aj napriek tomu, že naša ekonomika nebude zďaleka na takej úrovni ako pred pandémiou. Obávam sa však, že k tomu nebude vôľa.

Koronavírus a COVID - 19