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B.1.617 Variante von SARS COV-2: Virulenz und Implikationen für Impfstoffe

COVID-19B.1.617 Variante von SARS COV-2: Virulenz und Implikationen für Impfstoffe

Die Variante B.1.617, die die jüngste COVID-19-Krise in Indien verursacht hat, wird mit einer erhöhten Übertragung der Krankheit in der Bevölkerung in Verbindung gebracht und stellt eine erhebliche Herausforderung in Bezug auf die Schwere der Krankheit und die Wirksamkeit der derzeit verfügbaren Impfstoffe dar. 

COVID-19 hat in der ganzen Welt sowohl sozial als auch wirtschaftlich beispiellose Schäden verursacht. Bestimmte Länder haben auch die zweite und dritte Welle erlebt. In Indien hat die Zahl der Fälle in letzter Zeit zugenommen, wobei im letzten Monat oder so täglich durchschnittlich drei- bis vierhunderttausend Fälle verzeichnet wurden. Wir haben kürzlich analysiert, was bei der COVID-Krise in Indien schief gelaufen sein könnte1. Neben den sozialen und kulturellen Faktoren, die zum Aufschwung geführt haben könnten, ist das Virus selbst so mutiert, dass eine Variante entstanden ist, die ansteckender ist als zuvor. Dieser Artikel beschreibt, wie die neue Variante entstanden sein könnte, ihr krankheitsverursachendes Potenzial und ihre Auswirkungen auf die Wirksamkeit des Impfstoffs und welche Schritte in Zukunft unternommen werden können, um ihre Auswirkungen lokal und global zu reduzieren und das weitere Auftreten neuer Varianten zu verhindern. 

B.1.617 Variante erschien erstmals im Oktober 2020 im Bundesstaat Maharashtra und hat sich seitdem in etwa 40 Nationen verbreitet, darunter das Vereinigte Königreich, Fidschi und Singapur. In den letzten Monaten hat sich der Stamm zu einem dominierenden Stamm in ganz Indien entwickelt und war insbesondere in den letzten 4-6 Wochen für einen enormen Anstieg der Infektionsraten verantwortlich. Der B.1.617 hat acht Mutationen, von denen 3 Mutationen, nämlich L452R, E484Q und P681R, die wichtigsten sind. Sowohl L452R als auch E484Q befinden sich in der Rezeptorbindungsdomäne (RBD) und sind nicht nur für die erhöhte Bindung an den ACE2-Rezeptor verantwortlich2 was zu einer erhöhten Übertragbarkeit führt, aber auch eine Rolle bei der Antikörperneutralisation spielt3. Die P681R-Mutation verstärkt die Synzytiumbildung signifikant, was möglicherweise zu einer erhöhten Pathogenese beiträgt. Diese Mutation bewirkt, dass virale Zellen miteinander verschmelzen, wodurch ein größerer Raum für die Replikation des Virus entsteht und es den Antikörpern erschwert wird, sie zu zerstören. Neben B.1.617 könnten noch zwei weitere Stämme für den Anstieg der Infektionsraten verantwortlich gewesen sein, B.1.1.7 in Delhi und Punjab und B.1.618 in Westbengalen. Der B.1.1.7-Stamm wurde erstmals in der zweiten Hälfte des Jahres 2020 im Vereinigten Königreich identifiziert und trägt die N501Y-Mutation in RBD, die zu seiner erhöhten Übertragbarkeit durch verstärkte Bindung an den ACE2-Rezeptor führte4. Darüber hinaus weist es weitere Mutationen auf, darunter zwei Deletionen. B.1.1.7 hat sich bisher weltweit verbreitet und die E484R-Mutation in Großbritannien und den USA erworben. Es wurde gezeigt, dass die E484R-Mutante die Sensitivität gegenüber Immunseren von Personen, die mit dem mRNA-Impfstoff von Pfizer geimpft wurden, um das 6-Fache und die Sensitivität gegenüber Rekonvaleszenzseren um das 11-Fache verringert5

Der neue Virusstamm mit zusätzlichen Mutationen kann nur entstehen, wenn das Virus die Wirte infiziert und repliziert. Dies führt zur Erzeugung „fitterer“ und ansteckenderer Varianten. Dies hätte vermieden werden können, indem die Übertragung durch den Menschen durch die Einhaltung von Sicherheitsprotokollen wie soziale Distanzierung, die angemessene Verwendung von Masken an öffentlichen/überfüllten Orten und die Einhaltung grundlegender persönlicher Hygienerichtlinien verhindert worden wäre. Das Auftreten und die Verbreitung von B.1.617 legen nahe, dass diese Sicherheitsrichtlinien möglicherweise nicht genau befolgt wurden.  

Der in Indien verheerende Stamm B.1.617 wurde von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) als „besorgniserregende Variante (VOC)“ eingestuft. Diese Klassifikation basiert auf einer erhöhten Übertragbarkeit und Ausbreitung einer schweren Krankheit durch die Variante.  

In Tierversuchen mit Hamstern hat sich gezeigt, dass der Stamm B.1.617 stärkere Entzündungen verursacht als alle anderen Varianten6. Darüber hinaus trat diese Variante durch eine erhöhte Effizienz in Zelllinien in vitro ein und band nicht an Bamlanivimab, einen Antikörper, der zur Behandlung von COVID-19 verwendet wird7. Studien von Gupta und Kollegen haben gezeigt, dass neutralisierende Antikörper, die von Personen erzeugt wurden, die mit dem Impfstoff von Pfizer geimpft wurden, zwar etwa 80 % weniger wirksam gegen einige der Mutationen in B.1.617 waren, dies jedoch die Impfung nicht unwirksam machen würde3. Diese Forscher fanden auch heraus, dass einige Mitarbeiter des Gesundheitswesens in Delhi, die mit Covishield (Oxford-AstraZeneca-Impfstoff) geimpft worden waren, mit dem Stamm B.1.617 erneut infiziert wurden. Zusatzstudien von Stefan Pohlmann und Kollegen7 unter Verwendung von Serum von Menschen, die zuvor mit SARS-CoV-2 infiziert waren, fanden heraus, dass ihre Antikörper B.1.617 etwa 50% weniger effektiv neutralisierten als zuvor zirkulierende Stämme. Als Serum von Teilnehmern getestet wurde, die zwei Impfungen des Pfizer-Impfstoffs erhalten hatten, zeigte sich, dass die Antikörper gegen B.67 um etwa 1.617 % weniger wirksam waren. 

Obwohl obige Studien zeigen, dass B.1.617 aufgrund von Serum-basierten Antikörperstudien einen Vorteil gegenüber den anderen Stämmen des Virus in Bezug auf eine höhere Übertragbarkeit und ein gewisses Umgehen neutralisierender Antikörper hat, kann die tatsächliche Situation im Körper aufgrund von auf die große Zahl der produzierten Antikörper und auch darauf, dass andere Teile des Immunsystems wie T-Zellen möglicherweise nicht von den Stammmutationen betroffen sind. Dies wurde durch die B.1.351-Variante gezeigt, die mit einem starken Rückgang der Wirksamkeit neutralisierender Antikörper in Verbindung gebracht wurde, aber Humanstudien zeigen, dass die Impfstoffe immer noch wirksam sind, um schwere Krankheiten zu verhindern. Darüber hinaus haben Studien mit Covaxin auch gezeigt, dass dieser Impfstoff weiterhin wirksam ist8, obwohl die Wirksamkeit der neutralisierenden Antikörper, die durch den Covaxin-Impfstoff erzeugt werden, leicht nachgelassen hatte. 

Alle oben genannten Daten legen nahe, dass mehr Forschung erforderlich ist, um die Wirksamkeit der aktuellen Impfstoffe und die Generation zukünftiger Versionen basierend auf dem Aufkommen neuer Stämme zu verstehen, die versuchen könnten, das Immunsystem zu ihrem eigenen Vorteil zu umgehen. Trotzdem sind die aktuellen Impfstoffe weiterhin wirksam (wenn auch möglicherweise nicht 100%), um schwere Krankheiten zu verhindern und die Welt sollte so früh wie möglich eine Massenimpfung anstreben und gleichzeitig die neu aufkommenden Stämme im Auge behalten, um die notwendigen Medikamente einzunehmen und geeignete Maßnahmen frühestens. Dies würde sicherstellen, dass das Leben eher früher als später zur Normalität zurückkehren kann. 

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References:  

  1. Soni R. 2021. COVID-19-Krise in Indien: Was möglicherweise schief gelaufen ist. Wissenschaftlicher Europäer. Veröffentlicht am 4. Mai 2021. Online verfügbar unter https://www.scientificeuropean.co.uk/covid-19/covid-19-crisis-in-india-what-may-have-gone-wrong/ 
  1. Cherian S et al. 2021. Konvergente Entwicklung der SARS-CoV-2-Spike-Mutationen L452R, E484Q und P681R in der zweiten COVID-19-Welle in Maharashtra, Indien. Preprint bei bioRxiv. Gepostet am 03. Mai 2021. DOI: https://doi.org/10.1101/2021.04.22.440932   
  1. Ferreira I., Datir R., et al 2021. SARS-CoV-2 B.1.617 Entstehung und Sensitivität gegenüber impfstoffinduzierten Antikörpern. Vordruck. BioRxiv. Veröffentlicht am 09. Mai 2021. DOI: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.05.08.443253v1  
  1. Gupta R K. 2021. Werden besorgniserregende SARS-CoV-2-Varianten das Versprechen von Impfstoffen beeinflussen?. Nat. Rev. Immunol. Veröffentlicht: 29. April 2021. DOI: https://doi.org/10.1038/s41577-021-00556-5 
  1. Collier DA et al. 2021. Empfindlichkeit von SARS-CoV-2 B.1.1.7 gegenüber mRNA-Impfstoff-hervorgerufenen Antikörpern. Natur https://doi.org/10.1038/s41586-021-03412-7
  1. Yadav PD et al. 2021. Die SARS-CoV-2-Variante B.1.617.1 ist bei Hamstern hochpathogener als die B.1-Variante. Preprint bei bioRxiv. Gepostet am 05. Mai 2021. DOI: https://doi.org/10.1101/2021.05.05.442760   
  1. Hoffmann m et al. 2021. SARS-CoV-2-Variante B.1.617 ist resistent gegen Bamlanivimab und umgeht durch Infektion und Impfung induzierte Antikörper. Veröffentlicht am 05. Mai 2021. Preprint bei bioRxiv. DOI: https://doi.org/10.1101/2021.05.04.442663   
  1. Yadav PD et al. 2021. Neutralisation der zu untersuchenden Variante B.1.617 mit Seren von BBV152-Impflingen. Veröffentlicht: 07. Mai 2021. Klin. Infizieren. Dis. DOI: https://doi.org/10.1093/cid/ciab411   

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Rajeev Soni
Rajeev Sonihttps://www.RajeevSoni.org/
Dr. Rajeev Soni (ORCID ID: 0000-0001-7126-5864) hat einen Ph.D. in Biotechnologie von der University of Cambridge, UK, und verfügt über 25 Jahre Erfahrung in der weltweiten Arbeit in verschiedenen Instituten und multinationalen Unternehmen wie The Scripps Research Institute, Novartis, Novozymes, Ranbaxy, Biocon, Biomerieux und als leitender Forscher im US Naval Research Lab in der Wirkstoffforschung, Molekulardiagnostik, Proteinexpression, biologischen Herstellung und Geschäftsentwicklung.

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