Rozhovor s virológom Jurajom Kopáčkom o mutáciách, plošnom testovaní aj o tom, kedy sa pandémia skončí.
Rozhovor s virológom Jurajom Kopáčkom o mutáciách, plošnom testovaní aj o tom, kedy sa pandémia skončí.
Ako vznikla britská mutácia koronavírusu, kedy môže znefunkčniť vakcináciu a sú súčasné opatrenia dostatočné? V rozhovore pre Postoj hovorí Juraj Kopáček, vedecký riaditeľ Virologického ústavu Biomedicínskeho centra SAV, či sú rúška aj pri novej mutácii dostatočne účinné, či môže koronavírus v blízkom čase zmutovať do podoby, ktorá spôsobuje len sezónnu nádchu a či sa ho vôbec niekedy zbavíme. Predpovedá tiež, kedy budeme mať pandémiu pod kontrolou.
Juraj Kopáček sa v rámci výskumu venuje molekulárnej biológii vírusov a priónov. Zaoberá sa tiež regulačným mechanizmom génovej transkripcie či fyziologickým faktorom vírusových infekcií.
Takéto mutácie sa dali očakávať, hoci si ich nikto nepraje. Človeka však skôr prekvapuje v tom zmysle, že pandémia trvá už dlhý čas, chceli by sme si od nej oddýchnuť, ale podobné mutácie dodávajú jej priebehu nový dych.
Z princípu sme o koronavírusoch doteraz hovorili, že nemutujú tak často, ako povedzme vírus chrípky či niektoré ďalšie RNA vírusy. Ale aj SARS-CoV-2 prirodzene mutuje ako každý iný vírus a dochádza k tomu pri jeho množení v bunke, teda replikácii. RNA polymeráza, ktorá vytvára nové vlákna RNA tým, že do reťazca pridáva jednotlivé nukleotidy, robí chyby, ktoré nedokáže opraviť.
Výsledkom je vznik mutácií, ktoré sa následne zabudovávajú do genetickej informácie nových vírusových častíc. Tých mutácií bolo už pri SARS-CoV-2 zistených pomerne dosť, niekoľko tisíc, ale väčšina z nich vírusu nič nepriniesla. Boli pre vírus bezvýznamné a z populácie rýchlo vymizli. Ale stačí, keď sa objaví jedna alebo viac, ktoré dajú konkrétnemu variantu vírusu určitú výhodu a začnú v populácii dominovať. A vtedy to začína byť problém.
Áno, vírus po príchode do Európy zmutoval na variant s označením D614E a dostal prvú podstatnú výhodu. Išlo o mutáciu v „spike“ proteíne, teda v proteíne, ktorý je dôležitý pre väzbu na receptor ACE2 na povrchu ľudských buniek.
Súvisí to s tým, že čím dlhšie vírus koluje v populácii a súčasne preniká aj do iných organizmov, tým sa preň rozširuje priestor na mutácie. Koronavírus SARS-CoV-2 tu je s nami už pomerne dlho, takže mal na to aj dostatok času. V porovnaní s koronavírusom SARS-CoV-1 je zásadným rozdielom, že vírus vtedy nešírili asymptomatickí pacienti. Chorí jedinci sa pomerne ľahko dali izolovať, čo bola naša najväčšia výhoda oproti súčasnej pandémii.
Vtedy sa o mutáciách ani nehovorilo, lebo vírus nebol natoľko rozšírený, keďže v danom období bolo nakazených len okolo 8000 ľudí, a nemal tak veľmi priestor mutovať. Taktiež geograficky bol viac ohraničený, ako je to dnes. Teraz, keď je nákaza masívna a po celej planéte sú už nakazené desiatky miliónov, je jasné, že k niečomu podobnému jednoducho skôr či neskôr muselo prísť.
Jednou z teórií je, že k mutácii došlo v tele pacienta, ktorý mal nejakým spôsobom zníženú imunitu a vírus sa v ňom množil dlhší čas. Mal teda väčšiu šancu zmutovať a následne infikovať ďalšieho človeka.
Táto liečba funguje na princípe získaných protilátok od vyliečených pacientov, teda tým, že tlačíte na vírus práve týmito protilátkami. Vírus sa však „bráni“ a pritom vznikne mutácia, ktorou daným protilátkam unikne (tzv. escape mutant). Tým, že človek dostane protilátky, mu zachránite život, ale zároveň vírusu dávate šancu, aby mal viac času na vznik a presadenie sa mutácií.
Zdá sa, že britský variant B117, ktorý obsahuje viacero mutácií vrátane zaujímavej mutácie v pozícii N501Y, dal vírusu výhodu väzby na receptor ACE2. Väzba je oveľa silnejšia.
Áno, ide o oblasť spike proteínu. Tá ovplyvňuje jeho väzbu s ACE2 receptorom. A to je tá dôležitá oblasť. „Kľúč do zámku“ akoby modifikoval svoj povrch, aby ešte lepšie dosadol na receptor. Tým je väzba pevnejšia a šírenie vírusu de facto účinnejšie, keďže vírus môže efektívnejšie nasadnúť na receptor a preniknúť do buniek. Dáva mu to výhodu oproti iným variantom, ktoré ju nemajú, preto zrejme začne aj postupne dominovať v populácii. Vidíme to v Británii a stane sa to s najväčšou pravdepodobnosťou aj na Slovensku.
Ťažko povedať, či určite vznikla v Anglicku, vieme len, že Angličania veľmi veľa sekvenujú, aby vedeli, aký variant vírusu v populácii koluje. Ide tam o tisíce vzoriek a z toho množstva sa mutácie ľahšie zachytia. Je to logické, pretože čím častejšie hádžete sieť do jazera, tým skôr niečo vylovíte.
Je teda možné, že vírus bol v Anglicku len zachytený, ale podľa toho, ako sa v krajine prudko posledné týždne šíri nákaza, by som tipoval, že na ostrovoch aj vznikol. Inak by sme podobné ohnisko videli zrejme aj v inej krajine. Zdá sa, že k nám prišiel naozaj až niekedy pred Vianocami.
Nemyslím si to, ale bude sa to dať aj dohľadať. Pozitívne vzorky máme poodkladané. Takže spätne vďaka novým PCR testom, na ktorých sme spolupracovali s firmou Pavla Čekana, sa môžeme vrátiť k niektorým starším vzorkám a overiť to.
Tento monitoring sa dá však robiť napríklad aj z odpadových vôd, čo robia kolegovia z STU, ktorí v nich vedia zistiť prítomnosť častí vírusu. Teoreticky aj tam by sme ho mohli vypátrať.
Je to tak a je to v súlade s evolúciou vírusu, ktorý sa svojmu hostiteľovi postupne prispôsobuje. Nájde kľúč, ktorý zapadá lepšie a ľahšie do zámku dverí. Vírusové častice sa teda lepšie viažu na receptory a prenikajú následne do buniek. Keďže sa ich však viac dostane dovnútra, viac sa ich aj namnoží a tak viac z nich má šancu dostať sa von. A je s tým spojená aj vyššia vírusová nálož.
Otázkou však je, či je človek v kratšom čase infekčnejší, čo teoreticky môže byť pravda, keďže sa človek účinnejšie infikuje a vírus sa rýchlejšie namnoží. Minimálne sa mu však v kratšom čase môže vytvoriť vyššia vírusová nálož.
Čím viac mám vírusu v sebe, tým väčšou pravdepodobnosťou ho aj viac uvoľňujem, a tým som aj viac infekčný. Platí to hlavne v prvých štádiách choroby, teda najmä do konca odznenia klinických príznakov. Dnes už vieme, že vo väčšine prípadov ľudia, ktorí sú viac ako 10 až 14 dní po odznení prejavov ochorenia, ešte vírus v tele môžu mať, ale zväčša nie sú infekční. Takže súvislosť nálože s infekčnosťou súvisí aj s tým, v ktorom momente počas priebehu infekcie sa vírus identifikuje.
V princípe platí to, čo som povedal. U niektorých ľudí však veľmi efektívne funguje imunitná odpoveď v sliznici pomocou IgA protilátok a u nich aktívna replikácia vírusu a uvoľňovanie vírusu do okolia nemusia byť také silné. U iných je to zas naopak, aj menšia dávka aktívne sa replikujúceho vírusu môže byť veľmi účinne uvoľňovaná do prostredia a napomáhať šírenie infekcie.
Správne poznamenávate, že vírus sa v prostredí šíri v kvapôčkach, preto si myslím, že rúška by mali byť účinné rovnako. Povedzme, že s novou mutáciou síce v kvapôčke nebude desať vírusových partikúl, ale dvadsať, no stále zostanú v tej istej kvapôčke. A keď ju vďaka rúšku zadržím, tak tým stále ochránim svoje okolie.
Nikto ma teda nepresvedčí, že rúška nemajú zmysel. Nie je to všeliek, ale je to niečo, čo skutočne pomáha.
Na Slovensku to nerobí okrem nášho pracoviska, myslím, nikto iný. Zoberiete výter ako pri antigénovom či PCR testovaní, vložíte do „vodičky“, kde sa uvoľnia vírusy, a tieto následne dáte na bunky, ktoré pestujeme v kultivačnom médiu na miskách. Na týchto bunkách už vírus robí to, čo vie, teda hľadá ACE2 receptory, infikuje bunky a následne ich zabíja. A keď vidíme, že sú tieto bunky živé, vieme povedať, že pacient je neinfekčný.
Keď je vírus infekčnejší, vidíte to na miske tak, že vírus akoby „vyžerie“ dané miesto, teda tam, kde bunky zabije, sa objavia prázdne miesta. A podľa špecifických výpočtov následne vieme získať údaje, ktoré sa vzťahujú k infekčnosti vírusu.
Myslím si, že aj v takom prípade stále dokážeme zastaviť šírenie. Keď nastavíte nejaké pravidlá, ktoré dodržiavate a dôsledne kontrolujete, nemyslím si, že zvýšenie reprodukčného čísla ani vyššia infekčnosť by boli až takým dramatickým faktorom.
Poznáme vírusy, ako napríklad v prípade osýpok, ktoré majú oveľa vyššie R, a platia na ne rovnaké pravidlá vrátane vakcinácie. Samozrejme, nie je to dobré, ale pri skutočnom dodržiavaní pravidiel to zvládnuť vieme. Problém je hlavne to, že stanovené pravidlá nedodržiavame. Nehovoriac o dodržiavaní bublín.
Treba však tiež povedať, že súčasná situácia na Slovensku nie je spôsobená iba prítomnosťou britskej mutácie. Nepochybne napríklad v Nitre situáciu zhoršiť mohol, ale zďaleka nebol jej prvotnou príčinou.
Vírus nepozná, kto je mladší a kto starší. Súvisí to len s tým, že mladší ľudia sa viac socializujú a majú vyššiu mobilitu. Sú teda aktívnejší ako ľudia staršej generácie, ktorí si už po prekročení istého veku uvedomujú, že ochorenie pre nich môže znamenať problém. Takže len z tohto pohľadu vnímam rýchlejšiu možnosť prenosu v mladšej generácii.
Aj z iných publikácií vieme, že zatvorenie škôl má veľmi dobrý vplyv na ďalší vývoj epidemickej situácie. Z tohto pohľadu to nie je dobrá správa pre školy, keďže sú zaradené medzi jeden z najzávažnejších faktorov, ktoré prispievajú k šíreniu epidémie.
Nová mutácia sa určite rozšíri. Čoskoro začne dominovať, hoci si netrúfam povedať kedy. Ale myslím si, že to bude čochvíľa. Ak má mutácia výhodu, nemá ju veľmi čo zastaviť. Vidíme, ako rýchlo sa situácia zhoršila v Írsku, ktoré uvoľnilo opatrenia v nevhodný čas a vírus to využil.
Neviem, či ich dokážeme viac sprísňovať. Mali by sme však zabrať v dodržiavaní pravidiel. Človek mohutne v uliciach nevidí políciu, tak ako to je v iných krajinách. My doteraz naozaj nepoznáme tvrdý lockdown alebo teda sme minimálne nevideli, že by ho ľudia vo veľkom dodržiavali. A to je tiež odraz stavu našej spoločnosti.
Je tu zlá atmosféra a nedodržiavanie pravidiel sa považuje za normálne. Musíme teraz hlavne cielene vakcinovať najviac zraniteľných, starých ľudí, čo sa stane, dúfam, čoskoro.
Nedá sa dlhodobo žiť v sprísnených podmienkach. Musí to byť akási amplitúda, cielene pritvrdím a následne uvoľním.
Ale aj masívnou vakcináciou. Áno, je to podľa mňa jeden zo spôsobov, ktorý uplatňuje viacero krajín. Závisí to aj od disciplíny danej spoločnosti. Nemôžeme však kľúčové podniky odstaviť, preto si myslím, že je dôležité sa zamerať aj v súvislosti s plošným testovaním hlavne na tie skupiny, ktoré potrebujeme, aby chodili do práce a boli aktívne.
Ten, kto je v režime home-office, nemusí byť rutinne testovaný, môže sa, naopak, skôr nakaziť, ak pôjde na takéto testovanie. Treba si na stôl vyložiť benefity a zápory a spraviť na základe toho rozhodnutie.
Mrzí ma to. My sme dospeli do zlého štádia. Atmosféra v spoločnosti nie je dobrá a to, čo vláda dnes ponúka, sú z pohľadu verejnosti skôr príkazy a nariadenia. Malo by to byť však opačne.
Vláda nám má tento krok ponúkať v našom dobrom záujme, preto oblasti, ktoré sú na tom najhoršie, treba pretestovať. Ako sa to udialo v Trenčíne, teraz v Nitre, deje sa to aj v mnohých malých dedinách, o ktorých sa však nehovorí. Starostovia aj primátori chápu túto situáciu a mnohí sa týmto smerom aj vydávajú. Samozrejme, potrebujú pomoc od štátu, ale ak prichádza iniciatíva zospodu, nie zvrchu, tak nemusí dochádzať k sporu na základe direktívnosti.
Čo sa však týka plošného testovania, v medziach, v akých o ňom na Slovensku diskutujeme, to nerobí nikto vo svete. Sú aj bohatšie krajiny, ktoré by si to mohli dovoliť, ale nerobia to, lebo je viacero faktorov, ktoré treba zobrať do úvahy. Testovanie je dobrý nástroj, no musí mať zmysel a musí byť vždy jasné, že prináša benefit. Plošné, respektíve celoplošné je pre mňa tiež nešťastné slovo, môže si pod ním každý predstaviť niečo iné. Za mňa môže byť testovanie pokojne aj plošné, ale hlavne cielené.
Neviem, či je to dostatočné, keď zavrieme dva priechody a ďalších päť je otvorených. Je obmedzená letecká doprava, no aj tak sa do Európy dostal už aj juhoafrický mutant. Myslím, že ho našli už aj v susednom Rakúsku. Ťažko tomu zabrániť. Opatrenia na hraniciach z dlhodobého hľadiska nie sú nejako významné. Malo by to zmysel, ak by sme vedeli, že sme na tom už veľmi dobre s vakcinovaním. Ale to nie je náš prípad.
Juhoafrická a britská mutácia sú si dosť podobné, nie je tam nejaký poznateľný rozdiel ani v infekčnosti či smrtnosti, ale pri juhoafrickej mutácii sú okrem zmeny v aminokyseline 501 aj ďalšie dve mutácie v spike proteíne K417N a E484K. Práve E484K sa nachádza v oblasti väzobnej domény na ACE receptor. A práve táto mutácia je zaujímavá z toho hľadiska, že podľa prvých štúdií je neutralizačná aktivita rekonvalescentných protilátok na tento vírus slabšia, o asi okolo 10 percent.
Keď si po očkovaní alebo prekonaní ochorenia vytvoríte protilátky, tak si vytvoríte protilátky proti spike proteínu. Ale vy si nevytvoríte protilátky len proti nejakej oblasti, ale vytvoríte si ich viacero proti rôznym oblastiam. Preto jedna mutácia ešte nič nemusí znamenať. Pri juhoafrickej je však nebezpečie v tom, že keď už došlo k mutácii v oblasti väzobnej domény E484K, v ďalšom kole môže vírus zmutovať v inej oblasti, čo mu dodá ďalšiu výhodu. A to možno aj v takú, že začne unikať imunitnej odpovedi.
Žiaľ, nie. Juhoafrická mutácia je z tohto pohľadu nebezpečnejšia, lebo ide už o „vylepšenú“ verziu britského vírusu. Hoci ešte pri oboch z nich vakcíny fungujú, dáva to predpoklad, že ďalšia mutácia by mohla byť problematickejšia. Toto isté sa teraz objavilo v brazílskej mutácii, ktorá je takmer totožná s juhoafrickou. Viac-menej sú mutácie v spike proteíne a doméne rovnaké.
Vírus sa teda snaží akoby evolučne prispôsobiť novému hostiteľovi, ideálne by bolo, keby sa vďaka tomu začala znižovať jeho smrtnosť, čo je typické napríklad u netopierov, ktorým nič nerobí. Pre nás je to však stále absolútna novinka a pre niektorých, bohužiaľ, absolútny zabijak.
Zatiaľ o tom neviem. Otázka je, či je lepšie mať britskú alebo juhoafrickú mutáciu. Možno britská je „lepšia“, lebo má menej mutácií vo väzobnej oblasti a možno by tak bolo „lepšie“, keď sa nám tu rozšíri. Ale možno uvidíme selekčný tlak, teda jedna vytlačí druhú a nebudú koexistovať spolu. Ale to ešte nevieme.
Človek si vytvára protilátky proti tomuto proteínu, ale to nie je jedna protilátka, je to celá skupina, ktorá ja namierená proti viacerým oblastiam antigénu, čo je v tomto prípade spike proteín. Dôležitú úlohu majú vírus-neutralizačné protilátky, ktoré vírus neutralizujú, čiže ho znefunkčnia, zlikvidujú. Tie sú veľmi dôležité. Pokiaľ sú prítomné, vakcína by mala fungovať.
Je to tak. Vírus by musel zmutovať tak, aby naozaj došlo k tomu, že by vírus-neutralizačné protilátky nevideli svoj cieľ. Keby vírus zmenil svoj povrch a protilátka nerozpozná motív, na ktorý sa ma viazať. To sa napríklad deje pri chrípke, preto musíme každý rok preočkovať ľudí, pretože vírus akoby menil kabát. To isté by sa muselo stať aj tu, že mutácie tak zmenia spike proteín, že by ho už nerozpoznali protilátky a vírus vakcíne unikne.
Zatiaľ nie, ale varovným prstom môže byť, keď sa budú diať mutácie v tých oblastiach, ktoré sú zaujímavé z hľadiska väzby daných protilátok. To by však mohlo zhoršiť aj priebeh pandémie, teda najmä z pohľadu vakcinácie. Je to vec, ktorá nie je žiaduca, aby sa objavila.
Na druhej strane sme boli svedkami toho, ako rýchlo sa podarilo vyvinúť mRNA vakcíny. Aj proti novému variantu by tak boli vyvinuté vakcíny zrejme veľmi rýchlo. Technológia je taká, že obchádzame živé systémy, netreba ísť do buniek, dá sa to syntetizovať a vytvárať molekuly. Výrobcovia by tak rýchlo vedeli naštartovať výrobu novej vakcíny.
Z pohľadu človeka by som povedal, že asi vtedy, keď viac zabíja. Keby jeho smrtnosť bola na úrovni eboly, tak je to úplne niečo iné. Ideálne by však bolo, keby zmutoval tak, že bude žiť s nami ako aj iné koronavírusy. Teda by zmutoval do podoby, keď by nám spôsobil len sezónnu nádchu či miernu teplotu.
Asi sa to nestane v blízkom čase, jedine ak by vznikol mutant, ktorý by sa rýchlo šíril, ale jeho replikácia by bola obmedzená iba na horné dýchacie cesty.
Biologicky nevidím, čo by také mimoriadne významné tento vírus mohol priniesť. Je z rodiny koronavírusov, o ktorej sa pomerne veľa vie. Ale iste posunie ďalej naše poznanie. Už teraz má väčší prínos v tom, ako urýchlil ľudské poznanie v rôznych iných smeroch. Lebo rýchlosť publikácií a vedeckých poznatkov je za posledný rok enormná. Je to ukážka sily človeka, že dokáže takýmto tempom študovať a skúmať a posúvať ďalej technológie. „Highlightom“ sú vakcíny, ktorých princíp bol vymyslený už roky...
Áno, vedci čakali na chorobu X, celosvetovo významnú chorobu, keď budú firmy ochotné do produkcie čohosi nového investovať, lebo vedci na to nemajú peniaze. Táto choroba nakoniec prišla. Vedci sú pripravení, firmy dali peniaze, svet akceptoval situáciu a išlo sa do toho. Je to veľký prínos pre vedu.
Je to však aj nová situácia, ktorá tu doteraz nebola. Pandémia sa komunikuje cez všetky médiá, sociálne siete a je to nová pandémia aj v tomto priestore. Je tu pandémia informácií a, žiaľ, aj dezinformácií či situácia, keď sa premiér dostáva do pozície hlavného epidemiológa. Zároveň je pre mňa fascinujúce sledovať, ako sa verejní činitelia dorozumievajú, v tom lepšom prípade, na sociálnych sieťach. To je niečo, čo tu doteraz v takej miere nebolo.
Doba prináša veci, na ktoré ľudstvo nebolo doteraz pripravené a zrejme sa s tým bude musieť vyrovnať. Týka sa to online vzdelávania, ale tých oblastí, ktoré zmenila situácia, je veľa. To bude zrejme tým prínosom pre ľudstvo. Hádam si z toho zoberieme len to dobré, čo pandémia priniesla, ak sa to vôbec takto dá povedať.
Nebude to určite jednoduché. Keď si zoberieme SARS-CoV-1, akoby vymizol, lebo ho bolo málo a dôslednou izoláciou sa ho podarilo zastaviť. MERS sa z času na čas vynorí, ale je pod veľmi dobrou kontrolou.
Pri dnešnom víruse sa obávam, že bude s ním kvôli celosvetovému rozšíreniu viac problémov, a tým, že ide o zoonózu, teda vírus prechádzajúci zo zvieraťa na človeka – a to buď priamo, alebo cez nejakého medzihostiteľa –, myslím, že sa nepodarí uhasiť ohniská po celom svete, preto môže byť na niektorých miestach aj endemicky prítomný.
Závisí to aj od toho, ako sa tieto ohniská podarí ohraničiť a nešíriť z nich nákazu ďalej. Do toho môže prežívať v rezervoári, či už u netopiera alebo drobného cicavca, a z času na čas znova prejsť na človeka. Je otázne, do akej miery sa na človeka adaptuje, keďže pôvodne nejde o ľudský vírus.
Som veľký optimista. Koronavírusy sú sezónne vírusy. Majú svoje priaznivé obdobie, ktoré je najmä na jeseň a teraz v zime, v lete sa opäť naša situácia pravdepodobne zlepší. Dovtedy musí nastať masívna vakcinácia minimálne tých skupín, v rámci ktorých je to nevyhnutné, aby sa vírus na jeseň 2021 už nemal šancu šíriť tak ako tú minulú. Verím, že aj vďaka vakcinácii ho začneme mať pod kontrolou a pandémiu začneme manažovať my, nie ona nás.
Foto – Andrej Lojan