Giải thích: Đột biến Covid-19, các biến thể chính và hiệu quả của vắc xin

Các chủng đột biến Covid-19 hiện vẫn là một mối quan tâm chính, với một loại vi rút liên tục phát triển gây ra những thách thức mới hơn và nhiều quốc gia báo cáo sự gia tăng đột biến về số ca lây nhiễm đột phá ở những người được tiêm chủng đầy đủ.

Thử nghiệm của các cư dân tại Hiệp hội Nhà ở Giriraj ở Seawoods. (Ảnh Express của Amit Chakravarty)

Virus Covid-19 đã trải qua hàng nghìn đột biến kể từ lần đầu tiên được xác định, với một số đột biến làm phát sinh các biến thể né tránh kháng thể thành công hơn và góp phần làm gia tăng các bệnh nhiễm trùng. Các chủng đột biến hiện vẫn là một mối quan tâm chính, với một loại vi rút liên tục phát triển gây ra những thách thức mới hơn và nhiều quốc gia báo cáo sự gia tăng đột biến trong số những người được tiêm chủng đầy đủ.

Phân loại các chủng Covid đột biến

Tất cả các loại vi-rút đều biến đổi theo thời gian là điều tự nhiên và những thay đổi như vậy đặc biệt phổ biến ở các vi-rút có RNA làm vật liệu di truyền, như trong trường hợp của coronavirus và vi-rút cúm.

Một khi virus xâm nhập vào cơ thể người, vật chất di truyền của nó - RNA hoặc DNA - sẽ xâm nhập vào các tế bào và bắt đầu tạo ra các bản sao của chính nó để có thể lây nhiễm sang các tế bào khác. Bất cứ khi nào lỗi xảy ra trong quá trình sao chép này, nó sẽ gây ra đột biến.

Đôi khi, một đột biến xuất hiện khi những sai lầm di truyền được đưa vào trong khi sao chép được chứng minh là có lợi cho vi rút - những điều này giúp vi rút tự sao chép hoặc xâm nhập vào tế bào người dễ dàng hơn.

Bất cứ khi nào vi-rút lưu hành rộng rãi trong quần thể, thì vi-rút càng lây lan và nhân rộng, cơ hội đột biến của chúng càng tăng.

Theo một mô hình phân loại được phát triển bởi Nhóm liên ngành SARS-CoV-2 (SIG) của chính phủ Hoa Kỳ và tiếp theo là Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh (CDC), các đột biến Covid-19 có ý nghĩa được chia thành ba loại - Biến thể Sự quan tâm, Phương thức Quan tâm và Biến thể của Hậu quả cao.

SIG này được thành lập để cải thiện sự phối hợp giữa CDC, Viện Y tế Quốc gia (NIH), Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm (FDA), Cơ quan Nghiên cứu và Phát triển Tiên tiến Y sinh (BARDA) và Bộ Quốc phòng (DoD). Chức năng của nó là xác định đặc điểm của các biến thể mới nổi và nghiên cứu cách thức hoạt động của các phác đồ điều trị tiêu chuẩn và vắc xin chống lại các chủng đột biến này.

WHO cũng phân loại các chủng đột biến đáng kể là Biến thể Quan tâm (VOC) và Biến thể Quan tâm (VOI). Nhưng phân loại của CDC có thể khác với phân loại của WHO, và cũng có thể có sự khác biệt giữa các quốc gia và địa điểm.

Ví dụ, chính phủ Ấn Độ đã nói rằng Delta Plus (AY.1) là một biến thể đáng quan tâm, trong khi dòng dõi cha mẹ của nó - Delta - đã được WHO và CDC phân loại là VOC.

WHO đã đề xuất sử dụng bảng chữ cái Hy Lạp cho VOC và VOI để đảm bảo rằng các nhãn đang được sử dụng dễ phát âm và không kỳ thị.

Các biến thể của Mối quan tâm (VOC)

CDC định nghĩa VOC là một biến thể mà có bằng chứng về sự gia tăng khả năng lây truyền, bệnh nặng hơn (ví dụ, tăng số lần nhập viện hoặc tử vong), giảm đáng kể khả năng trung hòa bởi các kháng thể được tạo ra trong quá trình nhiễm trùng hoặc tiêm chủng trước đó, giảm hiệu quả của các phương pháp điều trị hoặc vắc xin , hoặc các lỗi phát hiện chẩn đoán.

VOCs được đánh dấu bằng khả năng lây truyền tăng lên và có khả năng gây ra các dạng bệnh nặng hơn, giảm khả năng trung hòa bởi các kháng thể được tạo ra trong quá trình nhiễm trùng trước đó và khả năng gây nhiễm trùng đột phá hơn ở những người được tiêm chủng.

Hiện tại có bốn VOC - Alpha (B.1.1.7), Beta (B.1.251), Gamma (P.1) và Delta (B.1.617.2).

Biến thể alpha (B.1.1.7): Theo WHO, biến thể Alpha lần đầu tiên được xác định ở Anh vào tháng 9 năm 2020 và hiện đã lây lan sang ít nhất 173 quốc gia, theo WHO. Biến thể có 23 đột biến và tám trong số đó nằm trong protein đột biến của vi rút. Trong số này, ba đột biến protein đột biến - N501Y, 69-70del và P681H - tạo ra tác động lớn nhất.

Đột biến N501Y giúp protein tăng đột biến của vi rút gắn chặt hơn vào các thụ thể ACE2 của tế bào người trong khi hai đột biến quan trọng khác làm tăng khả năng lây truyền. Theo CDC, biến thể Alpha có khả năng lây truyền cao hơn 50% so với chủng ban đầu và có thể gây nhiễm trùng nặng hơn.

Biến thể beta (B.1.251): Được phát hiện lần đầu tiên ở Nam Phi vào tháng 5 năm 2020, B.1.251 được chỉ định là VOC vào tháng 12 năm 2020. Hiện nay, biến thể này đã được phát hiện ở ít nhất 122 quốc gia. Chủng có tám đột biến, ba trong số đó là đáng kể - N501Y, K417N và E484K.

Như trong trường hợp của biến thể Alpha, đột biến N501Y giúp vi rút liên kết chặt chẽ hơn với các thụ thể ACE2 trong khi hai đột biến còn lại giúp vi rút né tránh miễn dịch dễ dàng hơn.

Biến thể Beta cũng có khả năng lây truyền cao hơn khoảng 50% so với chủng ban đầu và có thể gây nhiễm trùng nặng hơn.

Biến thể gamma (P.1): Biến thể Gamma bắt nguồn từ Brazil vào tháng 11 năm 2020, sau đó nó gây ra sự gia tăng đáng kể các ca nhiễm trùng và gia tăng số ca nhập viện ở quốc gia Nam Mỹ này. Nó được phát hiện ở Nhật Bản vào tháng 1 năm 2021 và sau đó lan rộng ra 74 quốc gia.

Biến thể có 11 đột biến trong protein đột biến của nó, trong đó đột biến N501Y và K417T giúp vi-rút liên kết chặt chẽ hơn với tế bào trong khi E484K làm cho nó chống lại các kháng thể tốt hơn.

Biến thể Gamma có khả năng lây truyền cao hơn gấp hai lần so với chủng Covid-19 ban đầu.

Biến thể Delta (B.1.617.2): Biến thể lây lan nhanh nhất cũng gây ra sự gia tăng đột biến trong các trường hợp trong đợt thứ hai ở Ấn Độ, Deltait là một dòng phụ của biến thể B.1.617, được gọi là dòng đột biến kép.

Lần đầu tiên được phát hiện ở Ấn Độ, biến thể Delta theo WHO đã cho thấy khả năng lây truyền tăng lên đáng kể. Nó có khả năng lây truyền cao gấp đôi so với chủng Covid-19 ban đầu và khả năng truyền nhiễm cao hơn 60% so với biến thể Alpha. Chủng này có một số đột biến chính, với L452R và D6146 cho phép nó gắn chặt hơn vào các tế bào thụ cảm và các tế bào khác như P681R cho phép nó né tránh khả năng miễn dịch dễ dàng hơn.

PHE đã nói rằng Delta làm tăng nguy cơ nhập viện so với các trường hợp Alpha cùng thời. Hiện tại, phiên bản này đã lan rộng đến ít nhất 104 quốc gia.

Các biến thể quan tâm (VOI)

CDC định nghĩa VOI là một biến thể với các dấu hiệu di truyền cụ thể có liên quan đến những thay đổi đối với liên kết thụ thể, giảm khả năng trung hòa bởi các kháng thể được tạo ra chống lại nhiễm trùng hoặc tiêm chủng trước đó, giảm hiệu quả của các phương pháp điều trị, tác động chẩn đoán tiềm ẩn hoặc sự gia tăng dự đoán về khả năng lây truyền hoặc mức độ nghiêm trọng của bệnh .

WHO nói rằng một biến thể được quan tâm có thể trở thành một biến thể đáng quan tâm nếu nó cho thấy sự gia tăng khả năng lây truyền hoặc thay đổi có hại trong dịch tễ học COVID-19, tăng độc lực hoặc thay đổi biểu hiện bệnh lâm sàng hoặc giảm hiệu quả của các biện pháp xã hội và sức khỏe cộng đồng hoặc chẩn đoán, vắc xin, phương pháp điều trị có sẵn.

Tuy nhiên, chúng được phân loại là VOI miễn là không có bằng chứng thuyết phục nào cho thấy chúng đủ gây chết người để được phân loại là VOC. Ví dụ, Biến thể Kappa (B.1.617.1) xuất thân từ cùng dòng giống với Delta nhưng loại sau này đã được chứng minh là nguy hiểm và phổ biến hơn nhiều.

Ngược lại, Biến thể lambda (C.37), được phát hiện lần đầu tiên ở Peru, được coi là một mối đe dọa mới nổi, với nghiên cứu ở Chile cho thấy rằng nó có khả năng lây nhiễm cao hơn Alpha và Gamma. Mặc dù các nhà khoa học tiếp tục theo dõi chặt chẽ Lambda, nhưng hiện tại vẫn chưa có đủ bằng chứng thuyết phục để phân loại nó là VOC. Đây là yếu tố phổ biến đối với các chủng đột biến khác đã được phân loại là VOI - hoặc chúng chưa được hiểu đầy đủ hoặc nghiên cứu sơ bộ cho thấy rằng chúng không thể liên quan đến việc tăng nguy cơ nhiễm trùng ở một mức độ đáng kể.

Nhưng các đột biến protein tăng đột biến đáng kể và nguy cơ né tránh khả năng miễn dịch dễ dàng hơn là phổ biến đối với tất cả chúng, như trong biến thể Eta (B.1.525) được xác định ở Anh và Nigeria, biến thể Iota (B.1.526) được phát hiện lần đầu tiên ở Thành phố New York, Biến thể Epsilon (B.1.427 / B.1.429) lần đầu tiên được tìm thấy ở California, biến thể Zeta (P.2) được phát hiện lần đầu tiên ở Brazil hoặc B.1.617.3 (biến thể không được đặt tên) được tìm thấy ở Ấn Độ có cùng dòng dõi cha mẹ (B .1.617) dưới dạng Delta và Kappa.

Giá trị không có R và khả năng lây nhiễm cao của các biến thể đột biến

Một nghiên cứu được công bố gần đây, được thực hiện từ tháng 5 và tháng 6 tại Quảng Châu, Trung Quốc, cho thấy rằng từ các mẫu phân tích, tải lượng vi rút của những bệnh nhân bị nhiễm biến thể Delta cao hơn khoảng 1.000 lần so với chủng 9A / 19B từ năm 2020. Điều này cho thấy tốc độ nhân lên của vi rút có thể nhanh hơn và khả năng lây nhiễm của biến thể Delta ở giai đoạn đầu của quá trình lây nhiễm cao hơn. Biến thể cũng có cơ chế thoát miễn dịch tốt hơn nhiều.

So sánh R-naught ( R0 ) giá trị cung cấp cho chúng tôi một ý tưởng công bằng về cách các biến thể được quan tâm hiện có khả năng lây nhiễm cao hơn so với chủng Covid-19 ban đầu. R-naught, hoặc số sinh sản cơ bản, trung bình đại diện cho số người mà một người nhiễm bệnh có thể được dự kiến ​​sẽ truyền bệnh đó cho và do đó khả năng lây lan của một bệnh truyền nhiễm.

Hầu hết các nghiên cứu đều đạt giá trị R-nought 2,4-2,6 cho chủng Covid-19 ban đầu được tìm thấy ở Vũ Hán. Các nghiên cứu tiếp theo cho thấy giá trị R-naught là 4-5 đối với biến thể Alpha và 5-8 đối với chủng Delta. Điều đó có nghĩa là Delta dễ lây lan hơn bệnh đậu mùa mà vào những năm 1970 có R-nought từ 3,5 đến 4,5.

Điều này có thể giúp giải thích có bao nhiêu (trung bình) người mới bị nhiễm các trường hợp vi rút khác nhau bao gồm các biến thể COVID. R0 là giá trị tái sản xuất cơ bản. Đối với bệnh đậu mùa trong những năm 1970, nó là khoảng 3,5-4,5. Vì vậy, biến thể Delta dễ lây truyền hơn bệnh đậu mùa. pic.twitter.com/tQziWBzPOI

- Larry Brilliant MD, MPH (@larrybrilliant) Ngày 27 tháng 6 năm 2021

Nghiên cứu ở Quảng Châu cũng cho thấy rằng trong trường hợp biến thể Delta, bệnh nhân có mức độ lây nhiễm cực cao ngay cả trong giai đoạn tiền triệu chứng. Điều này có nghĩa là mọi người có nguy cơ lây lan vi-rút ngay cả trước khi nghi ngờ rằng họ có thể bị nhiễm.

Một ví dụ điển hình về vấn đề này, cũng nhấn mạnh khả năng lây nhiễm của biến thể Delta, là một trường hợp lây truyền nhanh chóng, không tiếp xúc như được báo cáo gần đây từ một trung tâm mua sắm gần Bãi biển Bondi của Sydney. Như bắt gặp trên camera CCTV, một tài xế xe limousine, người đã bị nhiễm biến thể Delta nhưng không biết về nó vào thời điểm đó, đã kết thúc bằng cách lây nhiễm cho một người đàn ông khác vừa đi qua gần anh ta và đứng gần anh ta trong một khoảng thời gian ngắn. Các quan chức Úc đã lưu ý nghiêm túc về đoạn phim và chỉ vài ngày sau, một cuộc khóa sổ đã được công bố ở Sydney.

Bản tin| Nhấp để nhận những giải thích hay nhất trong ngày trong hộp thư đến của bạn

Đột biến protein

Vi rút được bao bọc bởi các protein màng béo (hoặc glycoprotein vì chúng thường được bao phủ trong các phân tử đường trơn) giúp chúng hợp nhất với màng tế bào của cơ thể.

Protein tăng đột biến của coronavirus là một trong những glycoprotein của virus này ở dạng chuỗi tuyến tính của 1.273 axit amin, xếp gọn gàng thành một cấu trúc, có tới 23 phân tử đường.

Trong trường hợp SARS-CoV-2, protein đột biến bị mắc kẹt trên hạt virus gần như hình cầu, được nhúng trong vỏ và phóng ra ngoài không gian. Mỗi virus Covid có khoảng 26 bộ ba nhọn giúp nó bám vào tế bào người - một trong số này liên kết với một protein trên bề mặt tế bào người gọi là ACE2, cho phép virus xâm nhập vào cơ thể.

Các đột biến liên quan đến những thay đổi đáng kể trong protein đột biến có thể được quan tâm vì chúng kích hoạt các biến đổi trong cấu trúc và đặc tính sinh hóa của vi rút. Điều này có thể xảy ra thông qua các đột biến làm cho các gai dễ dàng bám vào tế bào hơn hoặc ngăn cản các kháng thể liên kết với nó.

Một nghiên cứu gần đây được công bố trên tạp chí Cell cho thấy một đột biến protein đột biến đơn lẻ có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc giúp coronavirus chuyển từ động vật sang người. Trong quá trình nghiên cứu do James Weger-Lucarelli, một nhà virus học tại Virginia Tech ở Blacksburg, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng axit amin threonine được tìm thấy trong coronavirus mà dơi hoặc tê tê bị nhiễm bệnh đã được thay thế bằng axit amin alanin có trong coronavirus gây ra Covid-19. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng sự hoán đổi được thực hiện bởi một đột biến, tên là T372A, loại bỏ một số loại đường bao phủ protein đột biến và cho phép vi rút tiếp cận tốt hơn với ACE2 để xâm nhập vào tế bào người.

Vì nhiều loại thuốc chống Covid và vắc-xin nhắm mục tiêu vào glycoprotein của virus, những thay đổi trong protein đột biến có thể khiến chúng kém hiệu quả hơn. Ví dụ, đột biến D614G đạt được điều này bằng cách cảnh báo mã di truyền cho protein đột biến Covid bằng cách thay đổi một ký tự axit amin. Đột biến cũng làm cho các gai ổn định hơn, giúp vi rút dễ dàng liên kết với các thụ thể ACE2.

Một trường hợp khác là biến thể Epsilon, có hai dòng khác biệt, B.1.427 và B.1.429, và từng được CDC coi là VOC nhưng sau đó đã bị hạ cấp thành VOI. Một dự án nghiên cứu do Đại học Washington ở Seattle và Công nghệ sinh học Vir đã phát hiện ra biến thể Epsilon làm giảm hiệu lực trung hòa của các kháng thể gây ra bởi vắc xin hoặc nhiễm trùng Covid trong quá khứ do đột biến dẫn đến sự sắp xếp lại đáng kể trong các khu vực quan trọng của protein đột biến của vi rút. .

Các nghiên cứu về kính hiển vi điện tử trên biến thể Epsilon cho thấy một đột biến trên vùng liên kết thụ thể trên protein đột biến làm giảm hoạt động của 14 trong số 34 kháng thể trung hòa. Hai đột biến khác dẫn đến mất toàn bộ khả năng trung hòa bởi tất cả 10 kháng thể đặc trưng cho vùng tận cùng N trên protein đột biến.

Các chủng đột biến và giảm hiệu quả vắc xin

Hầu hết các nghiên cứu đã kết luận rằng vắc-xin ít hiệu quả hơn đối với các biến thể của Covid so với chủng vi rút ban đầu.

Ví dụ, một nghiên cứu của PHE đã phát hiện ra rằng hiệu quả của vắc-xin Oxford-AstraZeneca giảm xuống 74% so với biến thể Alpha và 64% đối với biến thể Delta. Trước đó, một thử nghiệm lâm sàng giai đoạn 1b-2 được công bố trên Tạp chí Y học New England đã phát hiện ra rằng vắc xin AstraZeneca chỉ có 10,4% hiệu quả chống lại các bệnh nhiễm trùng nhẹ đến trung bình do biến thể Beta gây ra.

Bharat Biotech đã nói rằng Covaxin bảo vệ 65,2% chống lại biến thể Delta.

Dữ liệu gần đây từ Bộ Y tế Israel cho thấy hai mũi tiêm Pfizer bảo vệ 64% chống lại Covid, với quan sát được đưa ra vào thời điểm hơn 90% các trường hợp được báo cáo ở quốc gia Trung Đông này trong thời gian gần đây là do Biến thể Delta.

Hơn nữa, một nghiên cứu trên tạp chí The Lancet đã phát hiện ra rằng một liều vắc xin Pfizer chỉ cung cấp 32% khả năng bảo vệ chống lại Delta và mức độ kháng thể trung hòa ngay cả sau hai mũi tiêm ở biến thể Delta thấp hơn năm lần so với Covid-19 ban đầu. sự căng thẳng, quá tải.

Ngoài vắc-xin, hầu hết các biến thể ít nhạy cảm hơn với các can thiệp điều trị và điều trị bằng kháng thể đơn dòng.

Tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu đã chỉ ra rằng hầu hết tất cả các loại vắc xin đều có hiệu quả cao trong việc ngăn ngừa nhập viện.

Với một số báo cáo nói rằng các mũi tiêm nhắc lại có thể bảo vệ tốt hơn chống lại các biến thể, nhiều quốc gia hiện đang triển khai liều vắc xin thứ ba cho người cao tuổi và những người bị suy giảm miễn dịch.

Chia Sẻ VớI BạN Bè CủA BạN: