Kei Sato letade efter sin nästa stora utmaning för fem år sedan när det slog honom - och världen - i ansiktet. Virologen hade nyligen startat en oberoende grupp vid University of Tokyo och försökte skära ut en nisch inom det trånga området HIV -forskning. "Jag tänkte," Vad kan jag göra de kommande 20 eller 30 åren? "
Han hittade ett svar i SARS - COV - 2, viruset som ansvarar för Covid - 19 -pandemin, det var sprids snabbt runt om i världen. I mars 2020, när rykten virvlade att Tokyo kan möta en lockdown som skulle stoppa forskningsaktiviteter, dömde Sato och fem studenter till en tidigare rådgivares laboratorium i Kyoto. Där började de studera ett viralt protein som SARS - cov - 2 använder för dämpa kroppens tidigaste immunsvar. Sato etablerade snart ett konsortium av forskare som skulle fortsätta att publicera minst 50 studier på viruset.
På bara fem år blev SARS - COV - 2 ett av de mest undersökta virusen på planeten. Forskare har publicerat cirka 150 000 forskningsartiklar om det, enligt Citation Database Scopus. Det är ungefär tre gånger antalet artiklar som publicerades på HIV under samma period. Forskare har också genererat mer än 17 miljoner SARS - COV - 2 genomsekvenser hittills, mer än för någon annan organisme. Detta har gett en oöverträffad syn på hur viruset förändrades när infektioner sprids. "Det fanns en möjlighet att se en pandemi i realtid i mycket högre upplösning än någonsin har uppnåtts tidigare," säger Tom Peacock, virolog vid Pirbright Institute, nära Woking, Storbritannien.
Nu, med nödfasen i pandemin i bakre - Visa spegel, tar virologer reda på vad som kan läras om ett virus på så kort tid, inklusive dess utveckling och dess interaktion med mänskliga värdar. Här är fyra lektioner från pandemin som vissa säger kan stärka Globalt svar på framtida pandemier - men bara om vetenskapliga och offentliga - hälsoinstitutioner är på plats för att använda dem.
Virala sekvenser berättar historier
Den 11 januari 2020 delade Edward Holmes, en virolog vid University of Sydney, Australien, vad de flesta forskare anser vara den första SARS - COV - 2 genomsekvens till en virologidiskussionskort; Han hade fått uppgifterna från virolog Zhang Yongzhen i Kina.
Vid årets slut hade forskare skickat in mer än 300 000 sekvenser till ett arkiv känt som Global initiativ för att dela alla influensa data (Gisaid). Hastigheten för datainsamling blev bara snabbare därifrån eftersom oroande varianter av viruset tog tag. Vissa länder plogade enorma resurser i sekvensering SARS - COV - 2: Mellan dem bidrog Storbritannien och USA mer än 8,5 miljoner (se "Viral Genome Rally"). Samtidigt visade forskare i andra länder, inklusive Sydafrika, Indien och Brasilien, att effektiv övervakning kan upptäcka oroande varianter i lägre resursinställningar.
I tidigare epidemier, såsom 2013–16 västafrikanska ebolautbrott, kom sekvenseringsdata för långsamt för att spåra hur viruset förändrades när infektioner spriddes. Men det blev snabbt klart att SARS - COV - 2 -sekvenser skulle komma fram till en enastående volym och takt, säger Emma Hodcroft, en genomisk epidemiolog vid Swiss Tropical and Public Health Institute i Basel. Hon arbetar med en ansträngning som kallas nextstrain, som använder genomdata för att spåra virus, till exempel influensa, för att bättre förstå deras spridning. "Vi hade utvecklat så många av dessa metoder som i teorin kunde ha varit mycket användbara," säger Hodcroft. "Och plötsligt, 2020, hade vi en möjlighet att sätta upp och dyka upp."
Ursprungligen användes SARS - COV - 2 sekvenseringsdata till spåra spridningen av viruset vid dess epicentrum i Wuhan, Kina och sedan globalt. Detta besvarade viktiga tidiga frågor - till exempel om viruset till stor del spridit mellan människor eller från samma djurkällor till människor. Uppgifterna avslöjade de geografiska vägarna genom vilka viruset reste och visade dem mycket snabbare än kunde konventionella epidemiologiska undersökningar. Senare, snabbare - överförande varianter av viruset började dyka upp och skickade sekvenseringslabor till hyperdrive. Ett globalt kollektiv av forskare och amatörvariantspårare trålade genom sekvensdata ständigt på jakt efter oroande virala förändringar.
"Det blev möjligt att spåra utvecklingen av detta virus i enorm detalj för att se exakt vad som förändrades," säger Jesse Bloom, en viral evolutionär biolog vid Fred Hutchinson Cancer Center i Seattle, Washington. Med miljoner SARS - COV - 2 genom i handen kan forskare nu gå tillbaka och studera dem för att förstå begränsningarna för virusets utveckling. "Det är något vi aldrig har kunnat göra förut," säger Hodcroft.
Virus förändras mer än väntat
Eftersom ingen någonsin hade studerat SARS - COV - 2 tidigare kom forskare med sina egna antaganden om hur det skulle anpassa sig. Många leddes av erfarenheter med ett annat RNA -virus som orsakar andningsinfektioner: influensa. "Vi hade bara inte mycket information om andra andningsvirus som kan orsaka pandemier," säger Hodcroft.
Influensa sprider sig främst genom förvärv av mutationerDet gör att det kan undvika människors immunitet. Eftersom ingen någonsin hade smittats av SARS - COV - 2 före 2019, förväntade sig många forskare inte att se mycket viral förändring förrän efter att det var ett stort tryck på det av människors immunsystem, varken genom infektioner eller ännu bättre, vaccination.
Framväxten av snabbare - sändande, deadlier varianter av SARS - COV - 2, såsom Alpha och Delta, utplånade några tidiga antaganden. Även i början av 2020 hade SARS - COV - 2 tagit upp en enda amino - Syraförändring som väsentligen ökade spridningen. Många andra skulle följa.
"Det jag gjorde fel och inte förutsåg var helt hur mycket det skulle förändras fenotypiskt," säger Holmes. "Du såg denna fantastiska acceleration i överförbarhet och virulens." Detta antydde att SARS - COV - 2 inte var särskilt väl anpassad till spridning mellan människor när det dök upp i Wuhan, en stad med miljoner. Det kan mycket väl ha fizzled ut i en mindre tätbefolkad miljö, tillägger han.
Holmes undrar också om den brytande takten för observerad förändring bara var en produkt av hur nära SARS - COV - 2 spårades. Skulle forskare se samma takt om de tittade på uppkomsten av en influensstam som var ny för befolkningen, i samma upplösning? Det återstår att bestämma.
Den ursprungliga jätten hoppar som SARS - COV - 2 tog med en räddande nåd: de påverkade inte drastiskt den skyddande immuniteten som levererades av vacciner och tidigare infektioner. Men det förändrades med uppkomsten av Omicron -varianten i slutet av 2021, som var belastat med förändringar i dess "spik" -protein som hjälpte det att undvika antikroppssvar (spikproteinet tillåter viruset att komma in i värdceller). Forskare som Bloom har blivit förvånade över hur snabbt dessa förändringar verkade i successiva post - omicronvarianter.
Och det var inte ens den mest överraskande aspekten av Omicron, säger Ravindra Gupta, virolog vid University of Cambridge, Storbritannien. Strax efter att varianten dök upp märkte hans team och andra att, till skillnad från tidigare SARS - COV - 2 -varianter som Delta som gynnade de nedre - luftvägscellerna i lungan, föredrog Omicron att infektera de övre luftvägarna. "Att dokumentera att ett virus skiftade sitt biologiska beteende under en pandemi var enastående," säger Gupta.
Inläggstid: 2025 - 05 - 26 13:59:39
