Kei Sato szukał kolejnego wielkiego wyzwania pięć lat temu, kiedy go uderzyło - i świat - w twarz. Wirusolog niedawno założył niezależną grupę na University of Tokyo i próbował wykręcić niszę w zatłoczonej dziedzinie badań nad HIV. „Pomyślałem:„ Co mogę zrobić przez następne 20 lub 30 lat? ”
Znalazł odpowiedź w SARS - Cov - 2, wirus odpowiedzialny za pandemię Covid - 19, to znaczy szybko rozprzestrzenia się na całym świecie. W marcu 2020 r., Gdy plotki wirowały, że Tokio może spotkać się z blokadą, który powstrzymałby działania badawcze, Sato i pięciu studentów oddzieliło się do laboratorium byłego doradcy w Kioto. Tam zaczęli badać wirusowe białko, którego używa SARS - Cov - 2 stwórz najwcześniejsze odpowiedzi immunologiczne ciała. Sato wkrótce założył konsorcjum naukowców, które opublikowałoby co najmniej 50 badań nad wirusem.
W ciągu zaledwie pięciu lat SARS - Cov - 2 stał się jednym z najlepiej zbadanych wirusów na planecie. Według bazy danych Scopus naukowcy opublikowali około 150 000 artykułów badawczych na ten temat. To około trzykrotnie niż liczba artykułów opublikowanych na HIV w tym samym okresie. Naukowcy wygenerowali również ponad 17 milionów sekwencji genomu SARS - 2, bardziej niż dla jakiegokolwiek innego organizmu. Dało to niezrównany pogląd na sposoby, w jakie wirus zmienił się w miarę rozprzestrzeniania się infekcji. „Była okazja, aby zobaczyć pandemię w czasie rzeczywistym w znacznie wyższej rozdzielczości niż kiedykolwiek wcześniej”, mówi Tom Peacock, wirusolog z Pirbright Institute, niedaleko Woking, Wielka Brytania.
Teraz, z fazą awaryjną pandemii w lusterku tylnego - jego ewolucja i jego interakcje z ludzkimi gospodarzami. Oto cztery lekcje z pandemii, które niektórzy mogą wzmocnić Globalna reakcja na przyszłe pandemiki - ale tylko wtedy, gdy istnieją instytucje naukowe i publiczne -
Sekwencje wirusowe opowiadają historie
11 stycznia 2020 r. Edward Holmes, wirusolog z University of Sydney w Australii, podzielił się tym, co większość naukowców uważa za pierwszą sekwencję genomu SARS - Cov - 2 z komisją dyskusyjną; Otrzymał dane od Virologist Zhang Yongzhen w Chinach.
Do końca roku naukowcy złożyli ponad 300 000 sekwencji do repozytorium znanego jako Globalna inicjatywa na temat udostępniania wszystkich danych grypy (Gisaid). Wskaźnik gromadzenia danych stamtąd szybciej stamtąd, gdy wzięły się niepokojące warianty wirusa. Niektóre kraje zaorały ogromne zasoby do sekwencjonowania SARS - Cov - 2: Między nimi Wielka Brytania i Stany Zjednoczone przyczyniły się do ponad 8,5 miliona (patrz „Rajd genomu wirusowego”). Tymczasem naukowcy w innych krajach, w tym Republika Południowej Afryki, Indii i Brazylii, wykazali, że skuteczny nadzór może wykryć niepokojące warianty w niższych - zasobach.
We wcześniejszych epidemiach, takich jak wybuch Eboli Zachodniej w latach 2013–2016, dane sekwencjonowania pojawiły się zbyt powoli, aby śledzić, jak zmienia się wirus w miarę rozprzestrzeniania się infekcji. Ale szybko stało się jasne, że sekwencje SARS - Cov - 2 osiągną niespotykany tom i tempo, mówi Emma Hodcroft, epidemiolog genomowy w szwajcarskim Tropical and Public Health Institute w Bazylei. Ona pracuje wysiłek zwany następnymstrainem, który wykorzystuje dane genomu do śledzenia wirusów, takich jak grypa, aby lepiej zrozumieć ich rozprzestrzenianie się. „Opracowaliśmy tak wiele z tych metod, które teoretycznie mogły być bardzo przydatne”, mówi Hodcroft. „Nagle w 2020 r. Mieliśmy okazję postawić i pokazać”.
Początkowo dane sekwencjonowania SARS - Cov - 2 Śledź rozprzestrzenianie się wirusa w jego epicentrum W Wuhan, Chin, a następnie na całym świecie. Odpowiedzi na kluczowe wczesne pytania - takie jak to, czy wirus rozprzestrzenia się głównie między ludźmi, czy z tych samych źródeł zwierząt na ludzi. Dane ujawniły drogi geograficzne, przez które wirus podróżował, i pokazały je znacznie szybciej, niż mogłyby konwencjonalne badania epidemiologiczne. Później zaczęły pojawiać się szybsze - Warianty nadawania wirusa i wysłały laboratoria sekwencjonowania do Hyperdrive. Globalny kolektyw naukowców i amatorskich wariantów śledzących dane sekwencji nieustannie w poszukiwaniu niepokoju zmian wirusa.
„Stało się możliwe śledzenie ewolucji tego wirusa w ogromnych szczegółach, aby zobaczyć dokładnie to, co się zmieniło”, mówi Jesse Bloom, wirusowy biolog ewolucyjny w Fred Hutchinson Cancer Center w Seattle w stanie Waszyngton. Z milionami genomów SARS - Cov - 2 w ręku naukowcy mogą teraz wrócić i przestudiować je, aby zrozumieć ograniczenia ewolucji wirusa. „To jest coś, czego nigdy wcześniej nie byliśmy w stanie robić” - mówi Hodcroft.
Wirusy zmieniają się bardziej niż oczekiwano
Ponieważ nikt wcześniej nie studiował SARS - Cov - 2, naukowcy przyszli z własnymi założeniami na temat tego, jak to się dostosuje. Wiele osób prowadziło doświadczenia z innym wirusem RNA, który powoduje infekcje oddechowe: grypa. „Po prostu nie mieliśmy wielu informacji na temat innych wirusów układu oddechowego, które mogłyby powodować pandemię”, mówi Hodcroft.
Grypa rozprzestrzenia się głównie przez nabywanie mutacjiTo pozwalają uniknąć odporności ludzi. Ponieważ nikt nigdy nie został zarażony SARS - COV - 2 przed 2019 r., Wielu naukowców nie spodziewało się, że zobaczy wiele zmian wirusowych, dopóki nie wystąpiła znaczna presja wywierająca na nią układ odpornościowy, albo przez infekcje, albo jeszcze lepiej, szczepienie.
Pojawienie się szybszych - przekazywania, bardziej śladowe warianty SARS - COV - 2, takie jak Alpha i Delta, zatarło pewne wczesne założenia. Nawet na początku 2020 r. SARS - COV - 2 podniósł jedną zmianę kwasu, która znacznie zwiększyła jego rozprzestrzenianie się. Wiele innych by poszło.
„To, co się myliłem i nie spodziewałem się, to, jak bardzo zmieni się fenotypowo”, mówi Holmes. „Widziałeś to niesamowite przyspieszenie w transmisyjności i zjadliwości”. Sugerowało to, że SARS - Cov - 2 nie był szczególnie dobrze przystosowany do rozprzestrzeniania się między ludźmi, gdy pojawił się w Wuhan, mieście milionów. Dodaje, że mogłoby to równie dobrze wymyślić w mniej zaludnionym otoczeniu.
Holmes zastrzega się również, czy przełomowe tempo zaobserwowanej zmiany było jedynie produktem tego, jak ściśle SARS - COV - 2 był śledzony. Czy naukowcy zobaczyliby ten sam wskaźnik, gdyby obserwowali pojawienie się szczepu grypy, która była nowa w populacji, w tej samej rezolucji? To pozostaje do ustalenia.
Początkowe gigantyczne skoki, które SARS - COV - 2 przyczyniły się z jedną zbawczą łaską: nie wpłynęły one drastycznie na odporność ochronną dostarczaną przez szczepionki i poprzednie infekcje. Ale zmieniło się to wraz z pojawieniem się wariantu Omikronu pod koniec 2021 r., Który został obciążony zmianami białka „kolca”, które pomogło mu uniknąć odpowiedzi przeciwciał (białko kolcowe pozwala wirusowi wejść do komórek gospodarza). Naukowcy tacy jak Bloom byli zaskoczeni, jak szybko te zmiany pojawiły się w kolejnych wariantach post - Omicron.
I to nie był nawet najbardziej zaskakujący aspekt Omicron, mówi Ravindra Gupta, wirusolog z University of Cambridge w Wielkiej Brytanii. Krótko po pojawianiu się wariantu jego zespół i inni zauważyli, że w przeciwieństwie do poprzednich wariantów SARS - Cov - 2, takich jak delta, które faworyzowały dolne komórki dróg oddechowych płuc, Omikron preferował do zarażenia górnych dróg oddechowych. „Udokumentowanie, że wirus zmienił swoje biologiczne zachowanie podczas pandemii, był niespotykany”, mówi Gupta.
Czas postu: 2025 - 05 - 26 13:59:39
