Кий Сато търсеше следващото си голямо предизвикателство преди пет години, когато го удари - и света - в лицето. Наскоро вируологът започна независима група в Университета в Токио и се опитваше да издълбае ниша в претъпканата област на ХИВ изследвания. „Помислих си:„ Какво мога да направя през следващите 20 или 30 години? “
Той намери отговор в SARS - cov - 2, вирусът, отговорен за пандемията на ковада - 19 Бързо разпространение по целия свят. През март 2020 г., когато слуховете се завъртяха, че Токио може да се сблъска с блокиране, което ще спре изследователските дейности, Сато и петима студенти се разпаднаха в лабораторията на бившия съветник в Киото. Там те започнаха да изучават вирусен протеин, който sars - cov - 2 използва за потуши най -ранните имунни отговори на тялото. SATO скоро създаде консорциум от изследователи, който ще продължи да публикува поне 50 проучвания на вируса.
Само за пет години SARS - COV - 2 стана един от най -внимателно разгледаните вируси на планетата. Изследователите са публикували около 150 000 изследователски статии за ИТ, според базата данни на Citation Scopus. Това е приблизително три пъти повече от броя на документите, публикувани на ХИВ за същия период. Досега учените са генерирали повече от 17 милиона SARS - CoV - 2 геномни последователности, повече, отколкото за всеки друг организъм. Това даде безпрецедентен поглед върху начините, по които вирусът се променя с разпространение на инфекции. „Имаше възможност да се види пандемия в реално време в много по -висока резолюция, отколкото някога е била постижима досега“, казва Том Паун, вирусолог от Института Пирбрайт, близо до Уокинг, Великобритания.
Сега, с аварийната фаза на пандемията отзад еволюцията му и взаимодействията му с човешките домакини. Ето четири урока от пандемията, за които някои казват Глобален отговор на бъдещите пандемии - но само ако са създадени научни и публични - здравни институции, за да ги използват.
Вирусните последователности разказват истории
На 11 януари 2020 г. Едуард Холмс, вирулог от Университета в Сидни, Австралия, сподели това, което повечето учени смятат за първата SARS - COV - 2 последователност на генома към дискусионна борда за вирусология; Той беше получил данните от вирулог Джан Йонжен в Китай.
До края на годината учените са представили повече от 300 000 последователности на хранилище, известно като Глобална инициатива за споделяне на всички данни за грип (Gisaid). Степента на събиране на данни се стигна само до там, тъй като тревожните варианти на вируса се овладяха. Някои държави изхвърлиха огромни ресурси в секвениране на SARS - COV - 2: Между тях Обединеното кралство и Съединените щати допринесоха повече от 8,5 милиона (вж. „Рали на вирусния геном“). Междувременно учените в други страни, включително Южна Африка, Индия и Бразилия, показаха, че ефективното наблюдение може да забележи тревожни варианти в по -ниски - ресурсни настройки.
В по -ранните епидемии, като например избухването на ебола на Западна Африка за 2013–16 г., данните за секвениране влязоха твърде бавно, за да се проследи как вирусът се променя, докато инфекциите се разпространяват. Но бързо стана ясно, че SARS - COV - 2 последователности ще стигнат до безпрецедентен обем и темпо, казва Ема Ходкрофт, геномен епидемиолог в Швейцарския институт за тропически и обществено здраве в Базел. Тя работи върху усилие, наречено NextStrain, който използва данни за генома за проследяване на вируси, като грип, за по -добро разбиране на тяхното разпространение. „Бяхме разработили толкова много от тези методи, които на теория биха могли да бъдат много полезни“, казва Ходкрофт. „И изведнъж през 2020 г. имахме възможност да се поставим и да се покажем.“
Първоначално са били използвани SARS - COV - 2 Данни за секвениране Проследете разпространението на вируса в неговия епицентър във Вухан, Китай, а след това в световен мащаб. Това отговори на ключови ранни въпроси - например дали вирусът се разпространява до голяма степен между хората или от едни и същи източници на животни към хората. Данните разкриха географските маршрути, по които вирусът е пътувал, и им показаха много по -бързо, отколкото конвенционалните епидемиологични изследвания. По -късно започнаха да се появяват по -бързо - предаване на варианти на вируса и изпращаха лаборатории за секвениране в HyperDrive. Глобален колектив от учени и любителски варианти проследяващи проследяват през данните за последователността постоянно в търсене на тревожни вирусни промени.
„Стана възможно да се проследи еволюцията на този вирус с огромни подробности, за да се види какво точно се променя“, казва Джеси Блум, вирусен еволюционен биолог в Центъра за рак на Фред Хатчинсън в Сиатъл, Вашингтон. С милиони SARS - COV - 2 генома в ръка, изследователите вече могат да се върнат и да ги изучават, за да разберат ограниченията на еволюцията на вируса. „Това е нещо, което никога досега не сме успели“, казва Ходкрофт.
Вирусите се променят повече от очакваното
Тъй като никой никога не е изучавал SARS - cov - 2 преди, учените са дошли със собствените си предположения за това как ще се адаптира. Мнозина се ръководят от опит с друг РНК вирус, който причинява респираторни инфекции: грип. „Просто нямахме много информация за други респираторни вируси, които биха могли да причинят пандемии“, казва Ходкрофт.
Грипът се разпространява главно през Придобиване на мутацииТова му позволява да избегне имунитета на хората. Тъй като никой никога не е бил заразен с SARS - COV - 2 преди 2019 г., много учени не са очаквали да видят много вирусни промени, докато не се окаже значителен натиск върху него от имунната система на хората, или чрез инфекции, или по -добре, ваксинация.
Появата на по -бързо - предаване, мъртви варианти на SARS - Cov - 2, като алфа и делта, заличи някои ранни предположения. Дори до началото на 2020 г. SARS - COV - 2 е взел една промяна на амино - киселина, която значително засили разпространението му. Ще последват много други.
„Това, което се обърках и не очаквах, е съвсем колко ще се промени фенотипно“, казва Холмс. „Видяхте това невероятно ускорение в преносимостта и вирулентността.“ Това предполага, че SARS - Cov - 2 не е особено добре адаптиран към разпространението между хората, когато се появи във Вухан, град на милиони. Много добре би могло да се измъкне в по -малко гъсто населена обстановка, добавя той.
Холмс също се чуди дали темпът на прекъсване на наблюдаваната промяна е просто продукт за това колко отблизо е проследен SARS - Cov - 2. Дали изследователите ще видят същата скорост, ако наблюдават появата на грип щам, който е нов за населението, при същата резолюция? Това остава да се определи.
Първоначалните гигантски скокове, които SARS - COV - 2 взеха, дойде с една спасителна благодат: те не повлияха драстично на защитния имунитет, доставен от ваксини и предишни инфекции. Но това се промени с появата на варианта Omicron в края на 2021 г., който беше натоварен с промени в протеина „Спайк“, който му помогна да избягва реакциите на антителата (протеинът на шипа позволява на вируса да влиза в клетките на гостоприемника). Учени като Bloom са изумени от това колко бързо се появяват тези промени в последователни варианти на Omicron.
И това дори не беше най -изненадващият аспект на Омикрон, казва Равиндра Гупта, вирулог от Университета в Кеймбридж, Великобритания. Малко след като вариантът се появи, неговият екип и други забелязаха, че за разлика от предишните варианти на SARS - Cov - 2 като Delta, която благоприятства долните - клетките на дихателните пътища на белия дроб, Омикрон предпочете да зарази горните дихателни пътища. „Да документира, че един вирус измести биологичното си поведение по време на пандемия, е безпрецедентен“, казва Гупта.
Време за публикация: 2025 - 05 - 26 13:59:39
