Virüsler çevresel seçilim baskılarına maruz kaldıkça mutasyona uğrarlar ve gelişirler, gelişmiş virülansa sahip olabilecek varyantlar üretirler. Bu yeni varyantlar ortaya çıkmaya devam ettikçe halk sağlığı görevlilerinin sahip olduğu başlıca endişelerden bazıları, viral bulaşma oranları, yeniden enfeksiyon oranları, hastalık şiddeti ve aşı etkinliğini içermektedir.

RNA virüsleri nasıl mutasyona uğrar?

Tek sarmallı ribonükleik asit ( ssRNA ) virüslerinin mutasyon oranının, tek sarmallı deoksiribonükleik aside (ssDNA) sahip organizmalardan ve çift sarmallı DNA'ya (dsDNA) sahip olanlardan çok daha fazla olduğu gözlemlenmiştir. Tüm mutasyonlar mutlaka virulansı artırmaz ve çoğu durumda aslında zararlı veya önemsiz olabilir.

Bu nedenle organizmalar, değişen çevresel koşullara uyum sağlamalarına izin veren yüksek bir mutasyon oranı ile katastrofik mutasyonların insidansını azaltan düşük bir mutasyon oranı arasında bir denge bulmalıdır. Küçük DNA virüsleri kendi DNA onarımlarını kodlayabilir ve bazı RNA virüsleri de replikasyon hatalarını kontrol etme ve onarma yeteneğini paylaşır.

Bununla birlikte, DNA virüsleri genellikle konak hücrenin transkripsiyon mekanizmasına güvenirken, RNA virüsleri kendi transkripsiyon makinelerini kodlar. Bu, RNA virüslerinin replikasyon ve mutasyon hızının kendi genomlarıyla daha doğrudan ilişkili olduğu ve dolayısıyla aynı evrimsel baskılara maruz kaldığı anlamına gelir.

Vignuzzi & Andino (2012) genomları genellikle 7-12 kilobaz (kb) uzunluğa düşen RNA virüslerinin yavrularının, nükleotit bölgesi başına bir veya iki farklı mutasyon taşıma eğiliminde olduğunu belirtmektedir. Şiddetli akut solunum sendromu koronavirüs 2 (SARS-CoV-2) genomunun yaklaşık 27-31 kb uzunluğunda olduğu düşünülmektedir, bu da insidans oranını artırmadan edinilen toplam mutasyon sayısını artırır.

Yeni genetik özellikleri hızla edinme yeteneği, virüslerin yeni konaklarda ortaya çıkmasına, aşı kaynaklı bağışıklıktan kaçınmasına ve daha virülent hale gelmesine olanak tanır. Ayrıca, bu yetenek, genel genom uygunluğunu geliştirme açısından iki ucu keskin bir kılıç olabilir.

Dünya Sağlık Örgütü (WHO) kısa süre önce, SARS-CoV-2'yi adlandırmak ve izlemek için, varyantlar ortaya çıktıkça kamuoyunda tartışılmasına yardımcı olacak bir isimlendirme sistemi duyurdu. Bu isimlendirme sistemi, SARS-CoV-2 varyantlarının telaffuzunun kolay olmasını sağlamak ve potansiyel olarak damgalayıcı terimlerden kaçınmak için dünyanın dört bir yanından virolojik, mikrobiyal, isimlendirme ve iletişim uzmanları tarafından geliştirilmiştir. Bu amaçla, DSÖ tarafından toplanan uzman grup, her yeni SARS-CoV-2 varyantı için Yunan alfabesindeki harflerin kullanılmasını tavsiye etti.

B.1.1.7 soy (Alfa varyantı)

Britanya'da tanımlanmasından bu yana, B.1.1.7 suşu dünya çapında 90'dan fazla farklı ülkede bulunmuştur. Aslında, 7 Nisan 2021 itibariyle, B.1.1.7 varyantı, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki yeni SARS-CoV-2 enfeksiyonlarının en yaygın kaynağıdır.

B.1.351 soy (Beta varyantı)

Bu Güney Afrika varyantının, Güney Afrika'da tanımlanan önceki varyantlara kıyasla yaklaşık %50 daha fazla bulaşıcı olduğuna inanılıyor. Bugüne kadar, Pfizer-BioNTech aşısının bu varyantın neden olduğu enfeksiyona karşı %75 etkili olduğu bulunmuştur. Ayrıca, bu varyantın yanı sıra B.1.1.7 varyantı ile SARS-CoV-2 enfeksiyonuna bağlı ciddi, kritik veya ölümcül hastalığa karşı aşı etkinliği %97.4 bulunmuştur.

P.1 soy (Gama varyantı)

Moderna mRNA aşısını kullanan klinik deney verileri, bu aşının tek bir güçlendirici atımının, daha önce aşılanmış kişilerde virüse ve B.1.351 ve P.1 varyantlarına karşı nötralize edici titreleri başarıyla arttırdığını bulmuştur. Özellikle, bu güçlendirici atış, mRNA-1273 olarak belirtilen orijinal Moderna mRNA aşısından türetilen suş uyumlu bir aşı olan mRNA-1273.351 aşısının kullanımını içeriyordu.

B.1.427/B.1.429 soy CAL.20C varyantı (Epsilon varyantları)

B.1.427 ve B.1.429 soylarını kapsayan CAL.20C varyantının Mayıs 2020'de Kaliforniya'da ortaya çıktığına inanılmaktadır. Toplu olarak Epsilon varyantları olarak adlandırılan bu varyantların her ikisinin de %20 daha bulaşıcı olduğuna inanılmaktadır. B.1.1.7 gibi bazı varyantlar kadar hızlı yayılmıyor gibi görünse de, önceden var olan varyantlardan daha suşlar

P.2 soyu (Zeta varyantı)

Zeta varyantları olarak da bilinen SARS-CoV-2 varyantlarının P.2 soyu, spike E484 mutasyonunu bağımsız olarak tahakkuk ettirdi ve ilk olarak Nisan 2020'de Brezilya'da tanımlandı. Bugüne kadar, monoklonal antikor tedavilerinin olup olmadığına dair sınırlı bilgi var. ve aşılama sonrası üretilen antikorlar, bu endişe edilen varyanta karşı etkinliği azaltmıştır .

Endişe verici mutasyonlar

Burada tartışılan bazı anahtar mutasyonların gelişiminin görünürdeki kendiliğindenliği, virüsün dünya çapında yakınsak seçilim baskıları yaşayabileceğini ve en bulaşıcı formların kuzenlerini geride bırakabileceğini düşündürmektedir.

D614G

D614G mutasyon B.1 soyundan ve erken 2020 Bu mutasyon hızla dünyaya yayıldı ve baskın hale ortaya çıktı.  

N501Y

Bu mutasyon, B.1.345, B.1.17 ve P.1 dahil olmak üzere birçok soyda mevcuttur. Bu mutasyon, virüsün hücrelere daha sıkı bağlanmasına yardımcı olabilecek, virüsün başak proteininin reseptör bağlama alanında 501 pozisyonunda amino asit asparagini (N)'yi tirozin (Y)'ye değiştirir.

K417

Bu başak protein mutasyonu, P.1 ve B.1.351 dahil olmak üzere çeşitli soylarda bulunmuştur. Ayrıca virüsün hücrelere daha sıkı bağlanmasına yardımcı olduğu düşünülmektedir.

L452R

L452R spike protein mutasyonu birkaç soyda ortaya çıkmıştır. Bu mutasyonda, amino asit 452'de bir lösin-arginin ikamesi vardır. Mutasyonun, immün kaçınmayı ve ACE2 bağlanmasını arttırdığı düşünülmektedir.

Q677

Q677 mutasyonu, SARS-CoV-2 başak proteininin yanında yer alır, bu nedenle virüsün insan hücrelerine penetrasyonunun arttırılmasında rol oynayabileceğini düşündürür.

SARS-CoV-2 genomunun en çok hangi bölgeleri mutasyona uğrar?

SARS-CoV-2 genomunun en çeşitli ikinci bölgesi, ACE2 ile etkileşime girebilmek için büyük ölçüde korunmuş kalması gereken spike proteininin etrafındadır . D364Y gibi bazı mutasyonların, spike proteinin yapısal stabilitesini arttırdığı ve bunun reseptöre olan afinitesini arttırdığı bildirilmiştir. Bununla birlikte, çoğunun virüsün virülansını, soyu hızla öldürecek kadar azaltması muhtemeldir.