Négy módon a Covid - vírus okozta a tudományt

Kei Sato öt évvel ezelőtt kereste a következő nagy kihívását, amikor az arccal - és a világnak - megrázta őt. A virológus nemrégiben független csoportot alapított a Tokiói Egyetemen, és megpróbált egy rést kiaknázni a HIV -kutatás zsúfolt területén. "Arra gondoltam:" Mit tehetek a következő 20 vagy 30 évben? "

Talált egy választ a SARS - COV - 2 -ben, a vírusban, amely felelős a Covid - 19 Pandemicáért, azaz Gyorsan elterjedt a világ minden tájáról- 2020 márciusában, mivel a pletykák forogtak, hogy Tokió lezárhat, amely megállítja a kutatási tevékenységeket, Sato és öt hallgató a korábbi tanácsadó laboratóriumába dobta ki a kiotói laboratóriumot. Ott elkezdték tanulmányozni egy vírusfehérjét, amelyre a SARS - COV - 2 Elfojtsa a test legkorábbi immunválaszát- A Sato hamarosan létrehozott egy kutató konzorciumát, amely legalább 50 vizsgálatot közzétesz a vírusról.

Mindössze öt év alatt a SARS - COV - 2 lett a bolygó egyik legszorosabban vizsgált vírusának. A kutatók mintegy 150 000 kutatási cikket tettek közzé róla, a SCOPUS CITION DATABASE szerint. Ez nagyjából háromszorosa a HIV -ben közzétett cikkek számának ugyanabban az időszakban. A tudósok eddig több mint 17 millió SAR - COV - 2 genomszekvenciát generáltak, több, mint bármely más szervezetnél. Ez páratlan képet adott arról, hogy a vírus megváltozott -e a fertőzések terjedésével. "Volt egy lehetőség, hogy valós időben láthassák a járványt sokkal magasabb felbontásban, mint amennyire valaha is megvalósítható volt" - mondja Tom Peacock, a Pirbright Intézet virológusa, az Egyesült Királyság Woking közelében.

Most, a hátsó részben lévő járvány vészhelyzeti fázisával, a View Mirror -ban a virológusok áttekintik azt, amit ilyen rövid idő alatt meg lehet tanulni egy vírusról, beleértve fejlődése és az emberi gazdagépekkel való interakció. Íme négy tanulság a járványtól, amelyek egyesek szerint felhatalmazhatják a Globális válasz a jövőbeli pandémiákra - De csak akkor, ha tudományos és nyilvános - Az egészségügyi intézmények a helyükön vannak.

A vírusszekvenciák történeteket mesélnek

2020. január 11 -én Edward Holmes, az ausztráliai Sydney -i Egyetem virológusa megosztotta azt, amit a legtöbb tudós az első SARS - COV - 2 Genome sorozatnak tart egy virológiai vitafórumhoz; Az adatokat virológustól kapta Zhang Yongzhen Kínában.

Az év végére a tudósok több mint 300 000 szekvenciát nyújtottak be a The néven ismert tárolóhoz Globális kezdeményezés az összes influenza -adatok megosztásáról (Gisaid). Az adatgyűjtés aránya csak annyit kapott, ahogyan a vírus zavaró változatai tartottak. Egyes országok óriási erőforrásokat fordítottak a SARS - COV - 2 szekvenálására: köztük az Egyesült Királyság és az Egyesült Államok több mint 8,5 millió hozzájárult (lásd a „vírusos genom rally”). Eközben más országok, köztük Dél -Afrika, India és Brazília tudósai kimutatták, hogy a hatékony megfigyelés aggasztó variánsokat észlelhet az alacsonyabb - erőforrás -beállításokban.

A korábbi járványokban, mint például a 2013–16 -os nyugat -afrikai Ebola -kitörés, a szekvenálási adatok túl lassan jöttek létre, hogy nyomon kövessék a vírus változása, ahogy a fertőzések terjedtek. De gyorsan világossá vált, hogy a SARS - COV - 2 szekvenciák példátlan térfogatra és ütemre jutnak - mondja Emma Hodcroft, a Bázeli Svájci Trópusi és Közegészségügyi Intézet genomi járványosának. Dolgozik A NextStrain nevű erőfeszítés, amely a genom adatait használja a vírusok, például az influenza nyomon követésére, hogy jobban megértsék azok terjedését. "Olyan sok ilyen módszert fejlesztettünk ki, amelyek elméletileg nagyon hasznosak lehetett volna" - mondja Hodcroft. "És hirtelen 2020 -ban lehetőségünk volt felállni és megjelenni."

Kezdetben a SARS - COV - 2 szekvenálási adatait használtuk Kövesse nyomon a vírus terjedését az epicentrumán Wuhanban, Kínában, majd világszerte. Ez válaszolt a legfontosabb korai kérdésekre - például hogy a vírus nagyrészt az emberek között terjed, vagy ugyanazon állatforrásokból az emberekre. Az adatok felfedték azokat a földrajzi útvonalakat, amelyeken keresztül a vírus utazott, és sokkal gyorsabban mutatták meg őket, mint a hagyományos járványtani vizsgálatok. Később a vírus gyorsabb - átadási változatai megjelentek, és szekvenálási laboratóriumokat küldtek a HyperDrive -be. A tudósok és az amatőr változatok globális kollektívája folyamatosan áthúzta a szekvenciaadatokat, hogy aggasztó vírusos változásokat keressen.

"Lehetővé vált a vírus fejlődésének óriási részletessége, hogy pontosan megnézze, mi változik" - mondja Jesse Bloom, a vírusos evolúciós biológus a washingtoni seattle -i Fred Hutchinson Rákközpontban. A SARS - COV - 2 genom millióinak a kezében a kutatók visszatérhetnek és megvizsgálhatják azokat, hogy megértsék a vírus evolúciójának korlátait. "Ez olyasmi, amit még soha nem tudtunk megtenni" - mondja Hodcroft.

A vírusok a vártnál jobban változnak

Mivel még senki sem tanulmányozta a SARS - COV - 2 -et, a tudósok saját feltételezéseikkel jöttek arról, hogy hogyan alkalmazkodni fog. Sokan egy másik RNS -vírus tapasztalatai vezettek, amelyek légzőszervi fertőzéseket okoznak: influenza. "Csak nem volt sok információnk más légzőszervi vírusokról, amelyek pandémikát okozhatnak" - mondja Hodcroft.

Az influenza elsősorban a mutációk megszerzéseEz lehetővé teszi, hogy elkerülje az emberek immunitását. Mivel még soha nem fertőzött a SARS - COV - 2 -rel 2019 előtt, sok tudós nem várt sok vírusváltozást, amíg az emberek immunrendszereire jelentős nyomást gyakoroltak, akár fertőzések, akár még jobb oltás révén.

A SARS - COV - 2, például az Alpha és a Delta gyorsabb - átadási, holtosabb változatainak megjelenése néhány korai feltételezést megsemmisített. Még 2020 elejére is, a SARS - COV - 2 felvette egyetlen aminos savváltozást, amely lényegesen növelte a terjedését. Sokan mások követnének.

"Amit tévedtem, és nem számítottam arra, hogy mennyire változhat fenotípusosan" - mondja Holmes. "Láttad ezt a csodálatos gyorsulást az átvitel és a virulencia területén." Ez azt sugallta, hogy a SARS - COV - 2 nem volt különösebben jól alkalmazkodva az emberek közötti terjedéshez, amikor az milliók városában, Wuhanban jelent meg. Nagyon jól sikerült egy kevésbé sűrűn lakott környezetben kiürülni - tette hozzá.

Holmes azon is csodálkozik, hogy a megfigyelt változás törési üteme csupán a SARS - COV - 2 szoros eredménye volt -e. Látnák -e a kutatók ugyanazt az arányt, ha megfigyelnének egy influenza törzs kialakulását, amely új volt a populáció számára, ugyanabban a felbontásban? Ezt még meg kell határozni.

A SARS - COV - 2 kezdeti óriási ugrásai egy megtakarító kegyelemmel érkeztek: nem befolyásolták drasztikusan az oltások és a korábbi fertőzések által nyújtott védő immunitást. De ez megváltozott az omikroni változat 2021 végén megjelenésével, amelyet a „Spike” fehérje változásaival töltöttek meg, amelyek segítették elkerülni az antitestválaszokat (a tüskefehérje lehetővé teszi a vírus számára, hogy belépjen a gazdasejtekbe). Az olyan tudósok, mint a Bloom, megdöbbent, hogy ezek a változások milyen gyorsan jelentek meg az egymást követő omikron variánsokban.

És ez még az Omicron legmeglepőbb aspektusa sem volt - mondta Ravindra Gupta, az Egyesült Királyság Cambridge -i Egyetem virológusa. Nem sokkal azután, hogy a változat kialakult, csapata és mások észrevették, hogy a korábbi SARS - COV - 2 olyan változat, mint például a Delta, amelyek a tüdő alsó - "Példa nélküli volt annak dokumentálása, hogy egy vírus elmozdította biológiai viselkedését a járvány során" - mondja Gupta.