Kaip ir žmonių šeimų atveju, mokslininkai gali sudaryti virusų genealoginius medžius – parodydami, kaip kiekvienas narys (arba variantas) yra susijęs su kitais. „Vaikai“ su „tėvais“ susiję atšakomis, o „pusbroliai“ ir „pusseserės“ – per „senelius“ ir „prosenelius“.
Šie virusų genealoginiai medžiai leidžia biologams suprasti, kaip virusas ilgainiui evoliucionavo, ir kokių pokyčių galima tikėtis ateityje.
Pandemijos metu SARS-CoV-2 – koronaviruso, sukeliančio ligą COVID-19 – genealoginis medis pateikė daugiau staigmenų, nei kas nors tikėjosi.
Pasirodo, SARS-CoV-2 šeima turėjo dvi „juodąsias avis“, kurias slėpė nuo pasaulio. Kai šie giminaičiai praėjusį rudenį netikėtai pasirodė, jie ne tik šokiravo pasaulį, bet ir privertė evoliucinės biologijos specialistus suabejoti savo supratimu apie pandemijos ateitį.
Taip, kalba sukasi apie omikron BA.1 ir jo giminaitį BA.2, pasakoja biologijos ir fizikinės chemijos mokslų daktarė (Kalifornijos Technologijų ir Berklio universitetai JAV), korespondentė (NPR), redaktorė („Cell“) ir mokslo populiarinimo knygų autorė Michaeleen Doucleff.
Ankstyvos viltys
Kai SARS-CoV-2 tik atsirado, daugelis virusologų manė, kad žino, kaip jis vystysis: lėtai ir minimaliai.
Kembridžo universiteto (JK) virusologas Ravis Gupta sako, kad daug kas buvo skeptiški, ar koronavirusas išvis patirs kokių virsmų.
„Visi mums sakė, kad SARS koronavirusas mažai mutuoja, todėl nepamatysime mutacijų, kurios išvengtų mūsų imuniteto, – sako jis. – Bet aš nebuvau tikras, ar tai tikrai yra tiesa.“
Virusologas Jeremy Lubanas iš Masačusetso universiteto (JAV) Chano medicinos mokyklos prisimena tokį patį skepticizmą. „2020 m. kovą bandžiau rašyti paraišką dėl dotacijos viruso variantams tirti. Ir turiu pasakyti, kad sulaukiau nemažai kolegų, kurie sakė – žinai, šis virusas juk vis tiek nemutuos“.
Iš pradžių atrodė, kad J.Lubano ir R.Gupta'o kolegos buvo teisūs. Pirmaisiais koronaviruso pandemijos metais virusas nelabai pasikeitė. SARS-CoV-2 kiekvieną mėnesį įgaudavo tik po vieną ar dvi mutacijas.
Tiesą sakant, SARS-CoV-2 šeimos medis atrodė šiek tiek nuobodokas – tarsi jaunas medelis su vienu pagrindiniu į dangų kylančiu kamienu ir keliomis mažytėmis šakelėmis.
Bet 2020 m. gruodį pandemijos eiga pasikeitė. Ir J.Lubanas bei R.Gupta'o pozicija pasirodė besanti pranašiška.
Pietų Afrikos Respublikos ir Jungtinės Karalystės mokslininkai aptiko pirmuosius du susirūpinimą keliančius variantus: alfa ir beta. Staiga virusas ėmė sparčiai keistis. Vietoj kelių mutacijų, kaip ankstesniuose variantuose, šie variantai turėjo po maždaug 20 mutacijų.
SARS-CoV-2 giminės medis tapo sudėtingesniu ir įdomesniu. Nuo pagrindinio kamieno išaugo daugybės variantų atšakos. Atsirado gama, lambda ir miu (nors nė vienas iš šių variantų galiausiai plačiau neišplito po pasaulį). O medžio viršūnėje dešimtys delta atšakų suformavo platų vainiką.
„Aha! – pagalvojo mokslininkai. – Dabar suprantame, kaip vystosi SARS-CoV-2 ir kaip augs šis genealoginis medis“. Ateitis vėl atrodė aiški: kiti susirūpinimą keliantys variantai atsiras medžio viršūnėje, iš deltos vainiko.
„Šiuo metu genominės stebėsenos dėmesys turėtų būti sutelktas į delta viruso sublinijų, turinčių mutacijų, kurios prisideda prie tolesnio užkrečiamumo, identifikavimą. Tikimasi, kad tokios sublinijos atsiras artimiausiais mėnesiais“, – „Twitter“ rašė Fredo Hutchinsono vėžio tyrimų centro kompiuterinės biologijos specialistas Trevoras Bedfordas.
Taigi 2021 m. lapkritį mokslininkai vėl buvo tikri dėl savo SARS-CoV-2 giminės medžio vizijos ir pandemijos ateities. Tačiau jie ir vėl klydo. Medis iš tikrųjų slėpė dar vieną didžiulę šaką.
Iš kur atsirado ta didžiulė šaka?
2021 lapkričio 24 dieną dieną mokslininkai Botsvanoje ir Pietų Afrikoje aptiko visiškai naują susirūpinimą keliančią rūšį, kuri plito itin sparčiai. Pasaulio sveikatos organizacija ją pavadino omikron. Mokslininkai iš karto nustatė jos genomo seką, kad galėtų įtraukti į genealoginį medį. Jie norėjo sužinoti, kas yra omikron „seneliai“? Kas yra jo „pusbroliai“ ir „pusseserės“?
„Paprastai kai gauname naują variantą, matome, kaip mutacijos laikui bėgant kaupiasi viena po kitos, ir galime labai gerai įvertinti, kokioje giminės medžio vietoje variantas yra“, – sako Berno universiteto (Šveicarija) epidemiologė Emma Hodcroft, kuri dalyvaudama projekte „Nextstrain“ stebi koronaviruso variantus visame pasaulyje.
Pavyzdžiui, kai 2020 m. gruodį Indijoje atsirado delta variantas, E.Hodcroft ir jos komanda genetiniame medyje galėjo gana aiškiai įžvelgti delta „protėvius“, „senelius“ ir „tėvus“. „Žinoma, mes niekada nebuvome 100 proc. tikri. Bet apibendrinant, turėjome gerą vaizdą, kaip, pavyzdžiui, delta tapo delta“, – pasakoja mokslininkė.
Tačiau omikron buvo beveik kaip našlaitis. Ši atmaina medyje neturėjo jokių artimų giminaičių. Nei „tėvų“, nei „senelių“, nei „prosenelių“, net „proprosenelių“. Jo genai tiesiog atrodė labai skirtingi nuo kitų genomo sekų.
„Tai yra omikron atmainos galvosūkis, – sako E.Hodcroft. – Kuo buvo omikron prieš tai, kai jis tapo omikron? Būtent dėl to kyla daug diskusijų apie šio varianto kilmę. Iš kur jis atsirado ir kaip tai įvyko? Nes iš esmės neturime jokios informacijos, kuri padėtų susidaryti tokį vaizdą. Tiesiog nėra jokių mėginių, kurie leistų grįžti į praeitį.“
„Omikron klasteris labai skiriasi nuo visų žinomų VOC [susirūpinimą keliančių variantų] ar dominančių variantų (VOI) – ir nuo visų kitų žinomų linijų, cirkuliuojančių pietų Afrikoje“, – sausį žurnale „Nature“ rašė šį variantą atradęs bioinformatikas Tulio de Oliveira ir jo kolegos.
Tarsi ši didžiulė SARS-CoV-2 genealoginio medžio šaka vieną dieną atsirado tiesiog iš oro, be jokio įspėjimo ar ženklų. O pradinis labai užkrečiamas omikron variantas ir jo giminaitis BA.2 atsidūrė šakos gale, pasiruošę sparčiai plisti po pasaulį. Omikron BA.1 apėmė visą pasaulį, o BA.2, kaip pranešama, užvaldė Pietų Afriką (ir kaip rašė lrytas.lt, JK bei Daniją). Atsirado ir trečioji atžala – tačiau kol kas neatrodo, kad ji pasivytų po pasaulį keliaujančius „brolius“ ir „seseris“.
Kita galimybė – ši omikron atšaka laikui bėgant iš tiesų lėtai augo, tačiau dėl nežinomų priežasčių mokslininkai jos nepastebėjo: iš esmės ji buvo nematoma. Galbūt taip nutiko todėl, kad virusas vystėsi kito gyvūno – pavyzdžiui, graužiko – viduje, o paskui peršoko atgal į žmones. Galbūt todėl, kad virusas labai sparčiai vystėsi lėtinę infekciją turinčio žmogaus viduje. O gal todėl, kad virusas plito tose Afrikos dalyse, kurias mokslininkai nepakankamai atidžiai stebėjo.
Niekas nežino, kuri hipotezė teisinga, teigia E.Hodcroft. Ir ši žinių spraga kelia daug neaiškumų dėl pandemijos ateities. Tai reiškia, kad mokslininkai greičiausiai nežino apie daugybę SARS-CoV-2 variantų, kurie laikui bėgant dauginasi, mutuoja ir evoliucionuoja – visiškai nepastebimai.
Šiuo metu ant SARS-CoV-2 medžio gali augti dar kelios ilgos ir nematomos šakos, tvirtina epidemiologė. Ir artimiausiais mėnesiais viena iš tų šakų gali išauginti dar vieną sparčiai plintančių variantų šeimą, panašią į omikron.
„Ši pandemija visada mums pateikia netikėtumų – sako mokslininkė. – Kiekvieną kartą, kai manome, kad jau išsiaiškinome SARS-CoV-2 virusą, mums tenka aiškintis ką nors naujo“.
Kas laukia ateityje
Iš pirmo žvilgsnio šis neaiškumas dėl koronaviruso atrodo šiek tiek bauginantis. Kyla tikimybė, kad gali atsirasti naujas variantas, kuris bus mirtinesnis už visus ankstesnius variantus.
Toks scenarijus įmanomas, sako gydytojas, Masačusetso ligoninės ir Harvardo medicinos mokyklos infekcinių ligų specialistas Roby Bhattacharyya. „Labiau išplis tie variantai, kurie efektyviau užkrečia nešiotojus, bet ar tie variantas taip pat bus sunkesni, ar mažiau sunkūs, priklauso nuo laimingo atsitiktinumo“, – teigia jis.
Vis dėlto stebėtina, kad mūsų imuninė sistema yra pasirengusi susidoroti su bet kokiu variantu. Nesvarbu, kokį variantą – įskaitant ir omikron – mums pasiūlė koronavirusas, ankstesnis susidūrimas su virusu (pasiskiepijus arba persirgus) vis tiek pakankamai gerai apsaugo nuo hospitalizavimo ir sunkios ligos formos, teigia M.Doucleff.
Parengta pagal NPR.org
