כיצד תתפתח דלתא בשלב הבא? מדען חוזה כיצד יכול להיראות העתיד

ה COVID-19 מגפה הוא הדגמה דרמטית של אבולוציה בפעולה. התיאוריה האבולוציונית מסבירה הרבה ממה שכבר קרה, חוזה מה יקרה בעתיד ומציעה אילו אסטרטגיות ניהול צפויות להיות היעילות ביותר.

לדוגמה, האבולוציה מסבירה מדוע וריאנט דלתא מתפשט מהר יותר מהזן המקורי של ווהאן. זה מסביר מה אנחנו עשויים לראות עם גרסאות עתידיות. וזה מציע כיצד נוכל להגביר את אמצעי בריאות הציבור כדי להגיב.

אבל דלתא היא לא סוף הסיפור עבור SARS-CoV-2 , ה נגיף שגורם ל-COVID-19. הנה מה שהתיאוריה האבולוציונית אומרת לנו שיקרה לאחר מכן.

תזכיר לי שוב, איך עושים וירוסים לְהִתְפַּתֵחַ?

אבולוציה הוא תוצאה של מוטציות אקראיות (או שגיאות) בגנום הנגיפי כאשר הוא משתכפל. כמה מהמוטציות האקראיות האלה יהיה טוב לנגיף , המקנה יתרון מסוים. עותקים של גנים מועילים אלה נוטים יותר לשרוד בדור הבא, באמצעות תהליך הברירה הטבעית.

זנים ויראליים חדשים יכולים גם להתפתח דרך ריקומבינציה , כאשר נגיפים רוכשים גנים מנגיפים אחרים או אפילו מהמארחים שלהם.

באופן כללי, אנו יכולים לצפות שהאבולוציה תעדיף זני וירוסים שגורמים לתלול יותר מגפה עקומה, מייצרת יותר מקרים מהר יותר, מה שמוביל לשתי תחזיות.

ראשית, הנגיף צריך להיות מועבר יותר. אדם נגוע אחד צפוי להדביק אנשים נוספים; לגרסאות עתידיות של הנגיף יהיה מספר רבייה או R גבוה יותר.

שנית, אנו יכולים גם לצפות שהאבולוציה תקצר את הזמן שלוקח בין מישהו להידבק לבין הדבקה של אחרים ('מרווח סדרתי' קצר יותר).

שני השינויים החזויים הללו הם בבירור חדשות טובות עבור הנגיף, אך לא עבור המארח שלו.

אהה, אז זה מסביר את דלתא

התיאוריה הזו מסבירה מדוע דלתא סוחפת כעת את העולם והחלפת הזן המקורי של ווהאן.

לזן המקורי של ווהאן היה ערך R של 2-3 אבל ערך R של דלתא הוא בערך 5-6 (כמה חוקרים אומרים שהנתון הזה הוא אפילו גבוה יותר ). אז מישהו שנדבק בדלתא צפוי להדביק לפחות פי שניים יותר אנשים מהזן המקורי של ווהאן.

יש גם ראיות לדלתא יש א מרווח סדרתי קצר בהרבה בהשוואה לזן המקורי של ווהאן.

זה עשוי להיות קשור לא עומס ויראלי גבוה יותר (עוד עותקים של הנגיף) אצל מישהו שנדבק בדלתא בהשוואה לזנים קודמים. זה עשוי לאפשר לדלתא לשדר מוקדם יותר לאחר ההדבקה.

עומס ויראלי גבוה יותר עשוי גם לגרום לדלתא לשדר בקלות רבה יותר ב- אוויר פתוח ואחרי ' קשר חולף '.

האם חיסונים משפיעים על אופן התפתחות הנגיף?

אנחנו יודעים שחיסוני COVID-19 שנועדו להגן מפני הזן המקורי של ווהאן פועלים נגד דלתא, אבל הם כן פחות יעיל . התיאוריה האבולוציונית חוזה זאת; לווריאציות ויראליות שיכולות להתחמק מחיסונים יש יתרון אבולוציוני.

אז אנחנו יכולים לצפות ל- מרוץ חימוש בין מפתחי חיסונים לנגיף, עם חיסונים שמנסים להדביק את האבולוציה הוויראלית. זו הסיבה שאנו צפויים לראות אותנו נוהגים זריקות דחף , שנועד להתגבר על הווריאציות החדשות הללו, בדיוק כמו שאנו רואים עם זריקות להגברת שפעת.

עדויות מצטברות מצביעות על כך #קוביד #חיסונים כן להפחית שידור. איך זה עובד? חתיכה ב @ConversationEDU על ידי @scientist_JJ @WheatleyAtotheK https://t.co/cvrBc1LhN6 @UniMelbMDHS @TheRMH pic.twitter.com/dWKRnmF26o

— מכון דוהרטי (@TheDohertyInst) 10 במאי 2021

חיסונים ל-COVID-19 להפחית את הסיכוי שלך של העברת הנגיף לאחרים, אבל הם לא חוסמים לחלוטין את ההעברה. ותיאוריית האבולוציה נותנת לנו סיפור אזהרה.

יש פשרה בין ההעברה לבין מידת המחלה של אדם (אריסיות) ברוב המיקרואורגניזמים הגורמים למחלות. הסיבה לכך היא שאתה צריך עומס ויראלי מסוים כדי להיות מסוגל לשדר.

אם החיסונים אינם יעילים ב-100 אחוז בחסימת ההעברה, אנו יכולים לצפות לשינוי בחילופין לכיוון ארסיות גבוהה יותר. במילים אחרות, תופעת לוואי של הנגיף שיכול להעביר מאנשים מחוסנים היא, עם הזמן, התיאוריה צופה שהוא יהפוך מזיק יותר לאנשים לא מחוסנים.

מה לגבי גרסאות עתידיות?

בטווח הקצר, סביר מאוד שהאבולוציה תמשיך 'לכוון' את הנגיף:

• ערך ה-R שלו ימשיך לעלות (יותר אנשים יידבקו בדור אחד)

• המרווח הסדרתי יקטן (אנשים ידבקו מוקדם יותר)

• גרסאות יהפכו את החיסונים לפחות יעילים (התחמקות מחיסונים).

אבל אנחנו לא יודעים כמה רחוק השינויים האלה עשויים להגיע וכמה מהר זה עלול לקרות.

כמה מדענים חושבים שהנגיף כבר מתקרב' כושר שיא '. עם זאת, ייתכן שעדיין יש כמה טריקים בשרוול .

קבוצת הייעוץ המדעית למקרי חירום של ממשלת בריטניה (SAGE) עשתה לאחרונה חקרו תרחישים להתפתחות ארוכת טווח של הנגיף.

הוא אומר שכמעט בטוח שתהיה 'סחף אנטיגני', הצטברות של מוטציות קטנות שיובילו לכך שהחיסונים הנוכחיים יהפכו פחות יעילים, ולכן מאיצים עם חיסונים מותאמים יהיו חיוניים.

לאחר מכן, הוא אומר ששינויים דרמטיים יותר בנגיף ('שינוי אנטיגני'), שעלולים להתרחש באמצעות ריקומבינציה עם נגיפים אנושיים אחרים, הם 'אפשרות ריאלית'. זה ידרוש הנדסה מחדש מהותית יותר של החיסונים.

SAGE גם חושב שקיימת אפשרות ריאלית של 'זאונוזה הפוכה', המוביל לנגיף שעשוי להיות פתוגני (מזיק) יותר לבני אדם או מסוגל לחמוק מחיסונים קיימים. זה יהיה תרחיש שבו SARS-CoV-2 מדביק בעלי חיים, לפני שהוא חוצה בחזרה לבני אדם. כבר ראינו את SARS-CoV-2 נדבק מינק, חתולים ומכרסמים .

התפשטות נגיף הקורונה במינקים עלולה להפריע לחיסון פוטנציאלי, מזהיר #אירופה מרכז מחלות התפשטות גרסאות הקורונה באמצעות חוות מינק עלולה לפגוע ביעילותו של חיסון, על פי הערכת סיכונים מהירה שפורסמה על ידי המרכז האירופי ל... https://t.co/ftTq78hisK #אֵירוֹפָּה pic.twitter.com/9cpjykFTCI

- EUwatch (@EUwatchers) 12 בנובמבר 2020

האם הנגיף יהפוך קטלני יותר?

גרסאות של הנגיף שהופכות את המארח שלהם לחולה מאוד (ארסיות מאוד) נבחרות בדרך כלל נגד. הסיבה לכך היא שאנשים נוטים יותר למות או להיות מבודדים, מה שמפחית את הסיכוי שהנגיף ישודר לאחרים.

SAGE חושב שתהליך זה לא סביר יגרום לנגיף להיות פחות ארסי בטווח הקצר, אבל זו אפשרות ריאלית בטווח הארוך. עם זאת, SAGE אומר שקיימת אפשרות ריאלית שזנים ארסיים יותר עשויים להתפתח באמצעות רקומבינציה (מה שידוע כי נגיפים אחרים עושים).

אז התשובה לשאלה הקריטית הזו היא שאנחנו באמת לא יודעים אם הנגיף יהפוך קטלני יותר עם הזמן. אבל אנחנו לא יכולים לצפות שהנגיף יהפוך בצורה קסומה ללא מזיק.

האם בני האדם יתפתחו כדי להדביק את הפער?

למרבה הצער, התשובה היא 'לא'. בני אדם אינם מתרבים מספיק מהר, וצוברים מספיק מוטציות חיוביות מספיק מהר, כדי שנוכל להקדים את הנגיף.

הנגיף גם לא הורג את רוב האנשים שהוא מדביק. ובמדינות עם מערכות בריאות בעלות משאבים טובים, זה לא הורג אנשים רבים בגיל הפוריות. אז אין 'לחץ בחירה' לבני אדם לעבור מוטציה חיובית כדי להישאר לפני הנגיף.

מה לגבי מגיפות עתידיות?

לבסוף, לתיאוריה האבולוציונית יש אזהרה לגבי מגיפות עתידיות.

מוטציה גנטית המאפשרת לנגיף במין לא ברור ונדיר יחסית (כגון עטלף) לקבל גישה למינים הנפוצים והמפוזרים ביותר של בעלי חיים גדולים על פני כדור הארץ - בני אדם - ייבחר בחום עבור .

אז אנחנו יכולים לצפות מגיפות עתידיות כאשר וירוסים של בעלי חיים גולשים לבני אדם, בדיוק כפי שעשו בעבר.

חמיש מקאלום , מנהל, המרכז לבריאות פלנטרית ואבטחת מזון, אוניברסיטת גריפית, אוניברסיטת גריפית .

מאמר זה פורסם מחדש מ השיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את ה מאמר מקורי .