Wie mutieren Viren? Können Menschen es beseitigen? | Virus-Superthema

Nach der Lektüre des heutigen Artikels werden Sie die folgenden Fragen verstehen:

1. Wie mutieren Viren?

2. Wie stark muss sich ein Virus verändern, um als neuer Stamm zu gelten?

3. Die Delta-Variante ist ansteckender. Warum wird ihre Virulenz nicht reduziert?

4. Können Menschen das neue Coronavirus eliminieren?

Aber vorher müssen wir darüber sprechen, was eine „Art“ ist.

Geschrieben von Li Qingchao (Shandong Normal University)

Das neue Coronavirus mutiert ständig. Die Epidemie bricht immer wieder aus und alle sind besorgt. Wir hoffen, dass bestimmte Medikamente die Krankheit besiegen, physische Isolation sie stoppen und Impfstoffe sie ausmerzen können, aber sie kommt erneut, in anderer Gestalt. Diesmal trat die aggressive Delta-Variante im Oktober letzten Jahres in Indien auf. Wie kam es dazu? Wie wurde es identifiziert? Sie ist so mächtig. Wird es eine noch mächtigere nächste Generation geben? Werden sich mit der zunehmenden Infektiösität neue Viren entwickeln? …

Bevor wir diese Fragen beantworten, müssen wir über das Thema „Arten“ sprechen.

Was war zuerst da, das Huhn? Was war zuerst da, das Ei?

Was war zuerst da, das Huhn oder das Ei? Der antike Philosoph Aristoteles konnte darauf keine Antwort geben, Biologen hingegen können eine eindeutige Antwort geben.

Denn wenn sie mit diesem Problem konfrontiert werden, haben sie unterschiedliche Vorstellungen von „Henne“ und „Ei“. Aristoteles dachte in Begriffen wie „das Huhn und das Ei“, einer unendlichen Abfolge von Ursache und Wirkung, die keinen wirklichen Ursprung hat.[1] Biologen werden zunächst fragen, was das „Ei“ hier ist und was die Definition von „Ei“ ist, und dann können sie eine vernünftigere Erklärung geben. Wenn mit „Eiern“ Vogeleier wie Hühnereier und Enteneier oder auch Schildkröteneier, Dinosauriereier und Reptilieneier gemeint sind, so entstand diese Art von Amnioneiern vor etwa 312 Millionen Jahren [2]. Das Huhn (Gallus gallus domesticus) wurde möglicherweise erst vor 8.000 Jahren aus dem Bankivahuhn (Gallus gallus) domestiziert.[3] Auf diese Weise entstanden Eier lange vor Hühnern.

Um es klarzustellen: Was ist, wenn sich „Ei“ auf „Hühnerei“ bezieht? Es wird allgemein angenommen, dass Eier „von Hühnern gelegt“ werden. Auch wenn das Ei rollt, wenn es auf den Boden fällt, und Nezha herausspringt, wenn es zerbricht, spielt das keine Rolle. Im Vergleich dazu ist die Fähigkeit, Küken auszubrüten, keine notwendige Voraussetzung für die Entstehung eines Eis. In diesem Fall muss das Ei von einem Tier namens Huhn gelegt worden sein, also war logischerweise das Huhn offensichtlich zuerst da.

Woher also stammt dieses ursprüngliche Huhn? Es ist aus einem Ei geschlüpft, das von einem Tier gelegt wurde, das einem Huhn sehr ähnlich ist, aber noch kein Huhn ist. Denn im Konzept des Huhns ist zwar das „Schlüpfen aus einem Ei“ eine Tatsache, aber wenn es aus einem anderen Ei schlüpfen kann, heißt das nicht, dass es kein Huhn ist.

Was wäre, wenn wir betonen, dass dieses Ei ein Ei ist, aus dem „Küken schlüpfen können“? Die Antwort ist, dass das Ei zuerst da war. Denn mit diesem Verständnis wird der gesamte Lebensprozess des Huhns im Wesentlichen bis zum Stadium des befruchteten Eis verlängert. Der Prozess der Entstehung von Hühnern durch Kreuzung und Domestizierung verschiedener wilder Bankivahühner ist noch nicht vollständig erforscht. Daher weiß man nicht mit Sicherheit, ob es einen klaren Übergangspunkt zwischen den nicht-huhnartigen Vorfahren der Hühner und den Hühnern gab. Wenn ein Tier, das einem modernen Huhn fast identisch ist (also ein primitives Huhn), ein befruchtetes Ei legen würde, das die gleiche DNA wie ein modernes Huhn hätte (aufgrund einer Mutation in der Eizelle der Mutter, dem Sperma des Vaters oder der befruchteten Eizelle), dann wäre dieses Ei bereits ein Ei (aus dem ein Huhn schlüpfen kann). Aus dieser Perspektive war das Ei also zuerst da. Es ist nur so, dass dieses Ei möglicherweise von einem „Tier gelegt wurde, das kein Huhn ist“.

Ok, was wäre, wenn dieses Ei ein „Hühnerei“ wäre und „ein Huhn ausbrüten kann“? Nun, in diesem Fall kehrt der Titel tatsächlich zu seiner ursprünglichen Bedeutung zurück: Zirkelschluss ohne Anfang und Ende.

Der Begriff der Arten

Aus der obigen Diskussion können wir ersehen, dass die Klärung von Konzepten und das Erreichen eines Konsenses Voraussetzungen für effektive Diskussionen sind.

Konzepte sind manchmal vage. Manchmal liegt die Mehrdeutigkeit von Konzepten nicht daran, dass wir nicht genug gelesen haben, sondern daran, dass die Konzepte selbst von Menschenhand geschaffene Objekte sind, während die Fakten, die sie beschreiben, viel bunter sind. Um es auf eine Weise auszudrücken, die „den Lehren unserer Vorfahren widerspricht“: Die Menschen verwenden Konzepte, um die Realität zu beschreiben, aber die Realität ist nicht dafür verantwortlich, dass Konzepte „weiterwachsen“. Gerade in den Biowissenschaften werden die von den „Vorfahren“ hinterlassenen Konzepte immer wieder durchbrochen und erweitert.

Beispielsweise ist das Konzept „Samen“ äußerst komplex (wenn Sie das chinesische Schriftzeichen „种“ sehen, tauchen in Ihrem Kopf eine Reihe von Ideen auf). Allein das Wort „Art“ kann schon viel Ärger verursachen (reproduktive Isolation? Wenn es nur darum geht, ist der Rahmen zu klein). Der Wissenschaftsphilosoph John Wilkins zählte 26 Konzepte von „Arten“ auf und unterteilte den Begriff der Art weiter in sieben Grundkonzepte[4]:

(1) Biospezies geschlechtlicher Organismen auf der Grundlage reproduktiver Isolation

(2) Agamospezies, die auf ungeschlechtlicher Fortpflanzung beruhen (klonale Populationen)

(3) Ökologische Arten auf der Grundlage ökologischer Nischen

(4) Evolutionäre Arten auf Grundlage evolutionärer Linien

(5) Genetische Arten aufgrund genetischer Isolation

(6) Morphologische Arten aufgrund phänotypischer Unterschiede

(7) Taxonomische Arten, d. h. von Taxonomen identifizierte Arten.

Kommen wir zurück zur Frage, ob Hühner Eier legen. Die Hühnerart entwickelte sich aus dem Bankivahuhn. Während des Fortpflanzungsprozesses mutierten die Bankivahühner weiter und wurden selektiert, wodurch sich schließlich das Huhn entwickelte, das wir heute kennen. Doch aus welcher Generation stammt das Bankivahuhn, oder aus welchem ​​Ei schlüpfte das wahre Huhn? Diese Antwort ist schwer zu überprüfen und möglicherweise unmöglich zu beantworten. Die künstlich festgelegten virtuellen Längen- und Breitengrade sind präzise festgelegt, die tatsächliche Länge der natürlich entstandenen, realen Küstenlinie lässt sich jedoch nur schwer messen. Konzepte sind schön, aber wenn man Konzepte tatsächlich verwendet, um einen sich ständig verändernden realen Prozess zu untersuchen, fühlt es sich sehr schwierig an. Da die Evolution der Arten schrittweise und kontinuierlich erfolgt, müssen Mutationen schrittweise erfolgen.

Der „Wechsel“ der „Art“: Mutation und Variante

Bei der Benennung des neuen Coronavirus steht die evolutionäre Verwandtschaft der Viren im Vordergrund.

Am 11. Februar 2020 gab das Internationale Komitee für die Taxonomie der Viren (ICTV) bekannt, dass das neue Coronavirus offiziell den Namen „Schweres Akutes Respiratorisches Syndrom Coronavirus 2“ (SARS-CoV-2) erhalten werde[5]. Dies deutet darauf hin, dass das neue Coronavirus aus taxonomischer Sicht ein enger Verwandter des SARS-Coronavirus (SARS-CoV) ist.

ICTV betonte, dass die Bezeichnung SARS im Namen des neuen Coronavirus (SARS-CoV-2) eher die evolutionäre Verwandtschaft mit dem ursprünglichen Virus hervorheben soll, als die Verwandtschaft auf klinischer Krankheitsebene. Dieser Name wurde von Taxonomen vergeben, enthält jedoch umfangreiche Informationen wie Phänotyp (kann Lungenentzündung verursachen), Morphologie und taxonomischer Status (Coronavirus-Familie mit kronenförmigen Viruspartikeln) und enge Verwandtschaft (nahe am SARS-Virus). Dieser Name definiert eindeutig die Virusart, die diese Epidemie verursacht hat.

Mutation

Ohne Mutationen gäbe es kein buntes Leben und keine Menschen. Dieser „Fehler“ bei der Replikation des genetischen Materials, der in jeder Zellvermehrung, jeder individuellen Reproduktion und jedem viralen Replikationsprozess latent vorhanden ist, schafft differenzierte „Spieler“ für die natürliche Selektion und ist der Rohstoff für die Evolution.

Genetische Informationen sind in der Primärstruktur von Nukleinsäuren gespeichert, die wie dieser Artikel aus Zeichen besteht, mit der Ausnahme, dass die „Zeichen“ von Nukleinsäuren Basen sind. Die Übertragung genetischen Materials ist die Replikation von Basensequenzen. Dieser Vorgang wird von der Replikase abgeschlossen.

Tipps: Polymerase vs. Replikase

Die Weitergabe genetischer Informationen im Leben erfordert die Synthese neuer Tochternukleinsäuren (Produkte) aus Nukleotiden (Substraten) entsprechend der Elternsequenz (Vorlage) in Form komplementärer Basenpaarung. Diese Reaktion wird durch Polymerase katalysiert.

Verschiedene Polymerasen können genetische Informationen auf neue Genome übertragen, um die Replikationsfunktion auszuführen, die als Replikase bezeichnet wird. oder übertragen genetische Informationen auf nicht-genomische funktionelle RNA-Moleküle (mRNA usw.), um die Transkriptionsfunktion auszuführen.

Abhängig von der Art der Matrizen und der Nukleinsäure-Nachkommen können Polymerasen in DNA-Polymerasen (die DNA als Matrizen zur Synthese von DNA verwenden), RNA-Polymerasen (die DNA als Matrizen zur Synthese von RNA verwenden), RNA-Replikasen (die RNA als Matrizen zur Synthese von RNA verwenden), Reverse Transkriptasen (die RNA als Matrizen zur Synthese von DNA verwenden) usw. unterteilt werden.

Unter Mutation versteht man im weiteren Sinne die Veränderung der genetischen Information (Nukleinsäuresequenz). Ein Virus ist eine Art obligat intrazellulärer parasitärer Mikroorganismus ohne Zellstruktur, dessen Kernbestandteil genomische Nukleinsäure ist. Das virale Genom kann mit einem Buch verglichen werden, und die für die Genomamplifikation verantwortliche Replikase entspricht dem Kopisten. Aus der Perspektive des gesamten viralen Genoms gibt es folgende Arten viraler Mutationen:

1. Punktmutation bezieht sich auf eine einzelne Basenänderung oder das Einfügen oder Löschen eines kleinen Fragments. Punktmutation ähnelt einer Situation, in der ein Kopist abgelenkt ist und während des Transkriptionsprozesses die falschen Zeichen kopiert. Sie wird durch die fehlerhafte Replikation der Replikase des viralen Genoms verursacht und ist eine Form der Variation, die bei der Replikation aller viralen Genome auftreten kann (alle Viren durchlaufen in ihrem Lebenszyklus einen Genomreplikationsprozess und ihre Replikasen sind alle in unterschiedlichem Ausmaß fehleranfällig). Seine Häufigkeit hängt hauptsächlich von der Genauigkeit der „kopierenden“ Replikase des viralen Genoms ab. Bei RNA-Viren verfügt die RNA-Replikase über keine Korrekturleseaktivität, d. h. sie kann nicht prüfen, ob die Replikation korrekt ist und diese rechtzeitig korrigieren. Daher ist die Mutationsrate bei RNA-Viren am höchsten. Im Gegensatz dazu verfügen DNA-Viren wie Pocken über Replikasen mit Korrekturleseaktivität und weisen daher eine geringere Mutationsrate auf.

2. Rekombination, also der Austausch großer Fragmente genomischer Moleküle zwischen verschiedenen Stämmen desselben Virus. Die Neuorganisation entspricht dem Wechsel eines Buches durch einen Kopisten mitten im Kopiervorgang. Die obere Hälfte des neuen Buches trägt den Titel „Reise nach Westen“ und die untere Hälfte „Traum der Roten Kammer“. Wenn dieselbe Zelle mit zwei (oder mehr) eng verwandten Viren infiziert ist, kann es zu einem Rekombinationsaustausch oder einer Übertragung der Genomreplikationsvorlage zwischen Genommolekülen kommen, was zu Rekombinationsmutationen führt.

3. Reassortment, also die Neukombination der Genommoleküle segmentierter Genomviren. Die Neuanordnung ähnelt der Zusammenstellung der Bände 1–4 von Harry Potter mit den Bänden 5–7 der Chroniken von Narnia. Reassortment ist eine spezielle Form der Rekombination, die bei Influenzaviren mit segmentiertem Genom auftritt. Dieselbe Zelle ist mit zwei (oder mehr) eng verwandten Viren infiziert. Während des Virusverpackungsprozesses werden die segmentierten Genome neu verteilt, um neue virale Nachkommen zu erzeugen.

Abbildung 1. RNA- und DNA-Strukturen und ihre Basentypen. Unter normalen Umständen sind die Basen in Nukleinsäuren nach dem Muster A=T und C≡G gepaart. In RNA ist U gemäß A=U und C≡G gepaart. Die gepunkteten Linien in der Abbildung stellen Wasserstoffbrücken dar. Quelle | Wikipedia

Tatsächlich ist die Verwendung der Metapher des „Kopisten“ zur Beschreibung der Replikase nicht genau genug. Es gleicht eher einer kleinen Hand, die Bauklötze anordnet. Entsprechend der Basenanordnungssequenz der Matrizenkette (oder Elternkette) wählt es nach dem Prinzip der komplementären Basenpaarung geeignete Basen aus und ordnet die neue Kette (Tochterkette) an. Template-Kette 1 und entstehende Kette 2 stehen in einer komplementären Paarungsbeziehung. Wenn die entstehende Kette 3 gemäß diesem Prozess ihre eigene Tochterkette 3 erzeugt, ist die Sequenz von 3 genau dieselbe wie die der ursprünglichen Matrizenkette 1. ؏؏ᖗ乛◡乛ᖘ؏؏perfect.

NEIN!

Unabhängig davon, ob es sich um DNA-Replikase oder RNA-Replikase handelt, sind die während des Replikationsprozesses eingebauten Nukleotide nicht immer genau. Das heißt, die Händchen auf der Bausteinreihe legen immer wieder falsche Bausteine ​​darauf... Werden diese falschen Basen eingebaut und in der neuen Kette belassen, handelt es sich um eine Basenmutation.

Zu viele Mutationen machen die genomischen Informationen instabil und beeinträchtigen die Funktion des Genoms. Daher verfügen DNA-Polymerasen häufig über eine Korrekturleseaktivität, d. h. eine 3'- bis 5'-Nukleaseaktivität, die falsche Basen ausschneiden und dann mit der Verbindung der richtigen Basen fortfahren kann. Die Genauigkeit der DNA-Polymerase ist so groß, dass bei jeweils 107 bis 109 kopierten Basen nur einmal ein Fehler auftritt. Das entspricht dem 100-maligen Kopieren eines Romans mit 1 Million Wörtern und nur einem Fehler (Der Traum der Roten Kammer hat etwa 790.000 Wörter).

Im Gegensatz dazu verfügt die RNA-Polymerase über keine Korrekturleseaktivität und kann bei jeder Replikation von tausend bis hunderttausend Basen einen Fehler machen. Diese Fehleranfälligkeit ist ein Merkmal von RNA-Virusreplikasen (von Gott gewollt). Darüber hinaus ist der Gehalt an RNA-Virusgenom im Körper des Patienten sehr groß. Der Replikationszyklus von RNA-Viren ist kurz und das Replikationsniveau hoch. Jeden Tag wird eine große Zahl von RNA-Virusgenomen mit unterschiedlichen Mutationen produziert. All dies führt zu einer extrem hohen genetischen Vielfalt und Variabilität bei RNA-Viren. Ganz zu schweigen davon, dass mutagene Umweltfaktoren (Strahlung, Chemikalien, die Basen modifizieren können, spezielle Basen oder Basenanaloga usw.), RNA-Editierungsenzyme des Wirts (Adenosin-Deaminase usw.) und andere Faktoren die Mutationsrate von RNA-Viren weiter erhöhen.

Abbildung 2. DNA-Polymerase katalysiert die Verlängerung entstehender DNA-Ketten und verfügt über Korrekturleseaktivität. [6]

Abbildung 3. Die Replikase des neuen Coronavirus. Adaptiert von einer Illustration von Cognition Studio, Inc.[7]

Es ist darauf hinzuweisen, dass bei Punktmutationen, da sie durch eine fehlerhafte Replikation der Replikase des viralen Genoms verursacht werden, dieser Fehler zufällig auftritt, die Virusmutation also an jeder beliebigen Stelle auftreten kann.

Können wir also beim Erkennen viraler Sequenzen erkennen, dass die Mutationen zufällig im gesamten Genom verteilt sind? Es kommt darauf an, wo die Mutation liegt und welche Folgen sie hat.

Im Allgemeinen weisen die nicht-kodierenden Sequenzbereiche des Virus (in denen keine Proteine ​​exprimiert werden) viele wichtige sequenzbasierte Elemente auf, während die kodierenden Sequenzbereiche nach der Kodierung von Proteinen (ein Codon mit einer spezifischen Abfolge von drei Nukleotiden bestimmt eine Aminosäure) hauptsächlich eine Rolle bei der Proteinfunktion spielen. Abhängig von der Auswirkung der Mutation auf die codierende Sequenz können Punktmutationen in Frameshift-Mutationen und Substitutionsmutationen unterteilt werden.

Bei einer Frameshift-Mutation verschiebt sich der Leserahmen aufgrund der Einfügung oder Löschung von Basen (nicht dreifach) in der codierenden Sequenz, wodurch die ursprüngliche codierende Proteinsequenz zerstört wird und die normale Expression des Proteins verhindert wird. Diese Situation ähnelt einem Vierzeiler mit fünf Zeichen in der alten chinesischen Poesie. Wenn Sie es nach dem Einfügen oder Löschen einiger Wörter im Fünf-Zeichen-Satzformat lesen, werden Sie die Bedeutung nicht verstehen.

Substitutionsmutationen sind Punktmutationen, die den Leserahmen nicht beeinflussen, und die Folgen der Mutation hängen davon ab, welche Änderungen in den Codons auftreten.

Synonymmutation: Einige Aminosäuren haben mehrere Codons und die Änderungen zwischen den Codons, die dieselbe Aminosäure kodieren, haben keinen Einfluss auf den Aminosäuretyp.

Missense-Mutation: Eine Änderung eines Codons führt zu einer Änderung des Typs der Aminosäure, die es kodiert.

Nonsense-Mutation: Ein Aminosäurecodon wird zum Stopcodon, was zu einem vorzeitigen Abbruch der Proteinsynthese führen kann.

Abbildung 4. Basenpaarung und Punktmutation

Die Folgen der Mutation können sich auf folgende Weise im Phänotyp widerspiegeln.

Funktionsverlustmutationen, auch inaktivierende Mutationen genannt, führen zu einem Genprodukt mit geringerer oder keiner Funktion (teilweise oder vollständige Inaktivierung).

Gain-of-Function-Mutationen, auch aktivierende Mutationen genannt, verändern Genprodukte, machen sie wirksamer (verstärkte Aktivierung) oder verleihen ihnen sogar abnormale Funktionen. Versuche, die die Virulenz von Krankheitserregern erhöhen oder ihnen die Infektion neuer Wirte ermöglichen, sind grundsätzlich nicht zulässig. Die Wahrscheinlichkeit, dass eine derartige Mutation in der Natur auftritt, ist äußerst gering, doch die Auswirkungen sind äußerst weitreichend.

Eine dominante negative Mutation erzeugt ein Genprodukt, das dem Wildtyp-Gen antagonistisch ist. Diese Mutationen führen typischerweise zu einer veränderten (normalerweise inaktiven) molekularen Funktion und sind durch einen dominanten oder semidominanten Phänotyp gekennzeichnet.

Eine letale Mutation ist eine Mutation, die den Tod des Organismus verursacht, der die Mutation trägt.

Rückmutationen sind Punktmutationen, die die ursprüngliche Sequenz und damit den ursprünglichen Phänotyp wiederherstellen.

Mutationen in einem Virus können die Kodierung von Proteinen und die Sequenzen von RNA- oder DNA-Elementen beeinflussen, die für die Virusreplikation notwendig sind. Daher neigen viele Mutationen dazu, schädlich zu sein – sie schädigen das Virus selbst. Diese Viren mit schädlichen Mutationen können sich nicht replizieren und werden eliminiert.

Neben schädlichen Mutationen handelt es sich bei einer beträchtlichen Anzahl von Mutationen um „synonyme Mutationen“, das heißt, sie haben vor und nach der Mutation keine Auswirkungen auf das Virus. Letztlich werden nur wenige Mutationen angereichert und fixiert, die sich positiv auf die virale Fitness auswirken.

Kurz gesagt: Das Virus mutiert ständig und zufällig, aber viele Mutationen führen dazu, dass das Virus „schneller stirbt“ und nur eine kleine Anzahl von Mutationen überlebt.

Da das virale Genom im Allgemeinen kurz ist und nur eine sehr geringe Informationsredundanz aufweist und aufgrund der Überlebens- und Replikationsbedürfnisse des Virus, der angeborenen Immunität des Wirts und der (adaptiven) Abschirmung des adaptiven Immundrucks, konzentrieren sich die meisten Mutationsstellen im viralen Genom auf bestimmte Bereiche des viralen Genoms – normalerweise auf die antigenbestimmenden Regionen seiner Strukturproteine. Daher sind die von uns nachweisbaren Virusmutationen ungleichmäßig im Genom verteilt. Beispielsweise konzentrieren sich zahlreiche Mutationen des neuen Coronavirus auf das Gen, das für sein Spike-Membranprotein kodiert.

Abbildung 5. Schematische Darstellung der genetischen Mutationsstellen des Alpha-Stamms des neuen Coronavirus. Die Mutationen sind unten in der Abbildung markiert und konzentrieren sich hauptsächlich auf die zweite Hälfte. Quelle: The New York Times

Im Mittelpunkt der Virusmutationsforschung steht die Veränderung der Antigenität pathogener Viren. Es gibt zwei proprietäre Konzepte der „viralen antigenen Variation“, nämlich Antigendrift und Antigenshift. Ersteres bezieht sich auf relativ geringfügige Veränderungen, während Letzteres sich auf enorme Veränderungen der Antigenität bezieht. Natürlich gibt es auch in nicht-kodierenden Regionen oder in nicht-strukturellen Protein-kodierenden Regionen einige Mutationen, die aus der positiven Selektion resultieren.

Variante

Das neue Coronavirus verändert sich noch immer und es entstehen neue Varianten. Ein mutiertes Virus ist ein Virus, das genetische Mutationen trägt. Wenn genügend Mutationen vorhanden sind, kann das Virus anhand von Sequenzunterschieden in verschiedene Genotypen, Subtypen, mutierte Stämme usw. unterteilt werden. Der Klassifizierungsstandard ist die Größe des Sequenzunterschieds, und die Klassifizierungsstandards für verschiedene Viren sind nicht dieselben.

Tatsächlich erfährt ein Virus, das denselben Patienten infiziert, während des Prozesses der kontinuierlichen Replikation auch verschiedene Mutationen. Daher gibt es Unterschiede in den Sequenzen verschiedener viraler Genommoleküle im Körper. Mit anderen Worten: Im Körper eines Patienten lassen sich unterschiedliche virale Gensequenzen nachweisen (weitere Einzelheiten finden Sie unter „Woher kommen die neuen Coronavirus-Varianten? Chronisch Infizierte könnten menschliche Brutkästen sein“).

Dieses Virus existiert in zahlreichen Variantengruppen, den sogenannten Quasispezies. Die oben erwähnte Einteilung der vorhandenen Virusgenotypen beschreibt die genetische Vielfalt des Virus; während die verschiedenen Varianten, die in der Quasi-Spezies auftreten, die hohe Variabilität des Virus beschreiben. Genetische Vielfalt ist das Ergebnis der viralen Evolution unter dem kombinierten Einfluss von Mutation und natürlicher Selektion.

Die neuen Coronavirus-Varianten, die wir bisher entdeckt haben, haben noch nicht das Stadium erreicht, in verschiedene Typen aufzuspalten, geschweige denn, dass man von einer neuen Virusart sprechen kann. Der Grund hierfür ist, dass diese mutierten Stämme eine größere Gefahr für die öffentliche Gesundheit darstellen – sie sind ansteckender, verursachen schwerere Symptome oder sind resistenter gegen Impfstoffe – und deshalb ausreichend Aufmerksamkeit erregen müssen.

Unter diesen Varianten bereiten vier bekannte Sorgen und wurden in die Liste der WHO mit Varianten aufgenommen, die Aufmerksamkeit erfordern[8].

Die Alpha-Variante (B.1.1.7), die erstmals in Kent, England, entdeckt wurde, hat sich in mehr als 50 Ländern und Regionen verbreitet und mutiert möglicherweise noch immer.

Die Beta-Variante (B.1.351), die erstmals in Südafrika entdeckt wurde, hat sich in mindestens 20 weiteren Ländern verbreitet

Die Gamma-Variante (P.1), die erstmals in Brasilien entdeckt wurde, hat sich in mehr als 10 anderen Ländern/Regionen verbreitet

Die erstmals in Indien entdeckte Delta-Variante (B.1.617.2) hat sich in 92 Ländern verbreitet.

Weitere spezifische Merkmale der Variante finden Sie in „Die Delta-Variante des neuen Coronavirus schlägt stark zurück, und die Epidemieprävention muss auf realen Daten zu Impfstoffen basieren (117 Drei Personen).“

Der aggressivste Delta-Stamm wurde erstmals im Oktober 2020 in Indien entdeckt. Diese neue Variante trägt die Mutationen E484Q und L452R, die zu einer Immunflucht und erhöhter Infektiosität führen können. Die WHO gab ihm am 31. Mai 2021 den Namen B.1.617 und ordnete ihm den griechischen Buchstaben δ (Delta) zu. Tatsächlich enthält B.1.617 insgesamt 15 Mutationen, von denen 6 am Spike-Protein auftreten und 3 davon kritischer sind: Die Mutationen L452R und E484Q treten in der Region auf, in der das Spike-Protein an den Angiotensin-Converting-Enzym 2 (ACE2)-Rezeptor menschlicher Zellen bindet. L452R erhöht die Fähigkeit des Virus, in Zellen einzudringen, und E484Q trägt dazu bei, die Immunabwehr des Virus zu verbessern. Die dritte Mutation P681R kann es dem Virus zudem ermöglichen, effektiver in Zellen einzudringen. Die kombinierte Wirkung dieser Mutationen ermöglicht es dem Virus, einigen neutralisierenden Antikörpern teilweise zu entgehen und erhöht seine Infektiosität um ein Vielfaches[9].

Die derzeit verfügbaren Impfstoffe sind noch immer wirksam, zumindest können sie schwere Krankheitsverläufe verhindern und die Zahl der Todesfälle verringern.

Wir wissen heute, dass bei der Entwicklung von Medikamenten oder Impfstoffen gegen das neue Coronavirus die Mutation des Virus berücksichtigt werden muss, da eine Mutation des Virus zu Veränderungen der Arzneimittelempfindlichkeit und Antigenität führen kann und somit die therapeutische Wirkung der Medikamente und die Schutzwirkung der Impfstoffe beeinträchtigt.

Manche Leute fragen: Stimmt es nicht, dass ein Virus umso weniger virulent ist, je ansteckender es ist? Warum verbreitet sich Delta genauso leicht wie Windpocken, seine Virulenz bleibt jedoch dieselbe? (Einzelheiten finden Sie unter „Der Delta-Stamm, der Nanjing befallen hat, ist so ansteckend wie Windpocken, und eine Person kann acht oder neun andere anstecken“)

Die Richtung der Evolution des Virusüberlebens sollte darin bestehen, eine höhere Anpassungsfähigkeit durch „Optimierung“ der Virulenz zu „streben“, d. h. durch Maximierung des Virusübertragungskoeffizienten R0. Bei der sogenannten „Optimierung“ der Virulenz kann es sich um eine Erhöhung oder Verringerung der Virulenz handeln. Ob die natürliche Selektion die Virulenz eines bestimmten Virus erhöht oder verringert, hängt von der spezifischen Kombination aus Wirt, Virus und Umwelt ab. Daher führt die Evolution des Virus nicht zwangsläufig zu einer Zunahme seiner Virulenz; Die erhöhte Infektiosität der neuen Coronavirus-Variante führt nicht zwangsläufig zu einer Zunahme oder Abnahme der Toxizität.

Kann das Virus durch die „Zerstörung“ der Art ausgerottet werden?

Infektionskrankheiten werden durch Krankheitserreger verursacht. Daher können Infektionskrankheiten durch die Ausrottung der Krankheitserreger ausgerottet werden. Tatsächlich ist es der Menschheit gelungen, eine schreckliche Infektionskrankheit auszurotten: die Pocken. Am 8. Mai 1980 verkündete die 33. Weltgesundheitsversammlung offiziell: „Die Völker der Welt haben den Sieg errungen und die Pocken ausgerottet.“ Die Ausrottung der Pocken war kein Zufall; Es war das Ergebnis einer Kombination von Faktoren:

1. Der Erreger infiziert nur den Menschen und hat keine anderen Wirte oder Virusreservoirs. Dies bedeutet, dass wir uns nur um die Menschen kümmern müssen und uns nicht um die schwer kontrollierbaren Wildtiere kümmern müssen.

2. Die Inkubationszeit nach der Infektion ist kurz, der Ausbruch erfolgt schnell und die Symptome sind offensichtlich. Dies bedeutet, dass bei der Überwachung der Infektionsquelle eine Differentialdiagnose sehr einfach gestellt werden kann und es keine asymptomatisch infizierten Personen gibt, die schwer zu verhindern sind und das Virus „still verbreiten“.

3. Nach der Selbstheilung von der Infektion oder Impfung kann ein starker und anhaltender Immunschutz erreicht werden. Dies bedeutet, dass die Krankheit durch Impfungen wirksam verhindert und kontrolliert werden kann.

4. Der Erreger weist eine geringe Variabilität auf. Dies bedeutet, dass der Erreger „Pockenvirus“ nicht so schnell Mutationen wie Antigenität und Arzneimittelresistenz entwickelt, die Probleme für die Präventions- und Kontrollwirkung bestehender Impfstoffe oder Medikamente schaffen würden.

5. Bildung, Sozialpsychologie, Regierungsentscheidungen, internationale Zusammenarbeit und andere politische, wirtschaftliche und soziale Bedingungen. Die Menschen verstehen, die Gesellschaft achtet darauf, die Entscheidungen sind richtig und die Welt handelt im Einklang.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Pocken ein bekanntes, wildes Monster sind, das nur über eine tödliche Attacke verfügt und nicht weiß, wie es sich ändern soll. In diesem Fall ist es möglich, das Virus zu eliminieren.

Tatsächlich hat die Menschheit auch im Kampf gegen andere Infektionskrankheiten große Erfolge erzielt. Gleichzeitig wurde das Ziel, diese Krankheiten auszurotten, aus verschiedenen Gründen nicht wie geplant erreicht. Polio beispielsweise ist in Afghanistan, Pakistan und Nigeria noch immer endemisch. Die Weltgesundheitsorganisation ist der Ansicht, dass in allen Ländern das Risiko einer Ansteckung mit dem Poliovirus besteht, solange auch nur ein einziges Kind mit dem Virus infiziert ist.

Der Grund, warum das Poliovirus nicht ausgerottet wurde, liegt darin, dass es die oben genannten Punkte zwei und vier nicht erfüllt: Eine Infektion mit dem Poliovirus kann nur leichten Durchfall verursachen und ignoriert werden; Der abgeschwächte Lebendimpfstoff selbst hat die Fähigkeit, zu mutieren und stärker zu werden.

Auch bei der Prävention und Eindämmung der Masern konnte die Menschheit bedeutende Erfolge erzielen. Aufgrund seiner Eigenschaften ist auch beim Masernvirus davon auszugehen, dass es sich um ein Virus handelt, das vom Menschen eliminiert werden kann. Allerdings wird Artikel 5 damit nicht entsprochen: Die Menschen nehmen Masern nicht sehr ernst. Schließlich verursachen Masern in den meisten Fällen keine schwerwiegenden Symptome.

HIV und Malaria sind äußerst schwer auszurotten, da die Entwicklung von Impfstoffen schwierig ist und die Erreger sehr variabel sind, was bei der Behandlung zu Arzneimittelresistenzen führt. Die Vogelgrippe lässt sich aufgrund der Existenz wilder Wirte nur äußerst schwer ausrotten.

Das Schwere Akute Respiratorische Syndrom (SARS) scheint verschwunden zu sein. Dies wirft die Frage auf, ob das neue Coronavirus ausgerottet werden kann. Werfen wir einen Blick auf die fünf oben genannten Bedingungen:

1. Befällt der Erreger nur Menschen?

Scheinbar nicht. Das neue Coronavirus kann neben Menschen auch viele Tiere infizieren, glücklicherweise kommt es bei Haustieren, die engen Kontakt mit Menschen haben, jedoch nicht zu schweren Infektionen.

2. Die Inkubationszeit nach der Infektion ist kurz, der Ausbruch erfolgt schnell und die Symptome sind offensichtlich?

Nicht wirklich – nach einer Infektion mit dem neuen Coronavirus können die Betroffenen asymptomatisch sein oder nur leichte Symptome aufweisen. Diese Personengruppe ist schwer zu erkennen und zu behandeln, was die Prävention und Kontrolle der Krankheit erschwert.

3. Kann durch Selbstheilung nach einer Infektion oder Impfung ein starker und dauerhafter Immunschutz erreicht werden?

Die Wirksamkeit des Impfstoffs (vor allem die Schutzrate gegen schwere Erkrankungen oder Tod) ist derzeit geprüft und anerkannt, die Wirksamkeit des Schutzes (gegen eine erneute Infektion) nach einer neuen Coronavirus-Infektion oder Impfung sowie die Dauer des anhaltenden Schutzes müssen jedoch noch geprüft werden.

4. Der Erreger weist eine geringe Variabilität auf?

Es ist klar, dass das neue Coronavirus sehr variabel ist. Es ändert sich so viel, dass es schwer ist, sich dagegen zu schützen.

5. Können Bildung, Sozialpsychologie, Regierungsentscheidungen, internationale Zusammenarbeit und andere politische, wirtschaftliche und soziale Bedingungen zusammenwirken?

Dieser Punkt zeigt einen sehr starken Kontrast im Kampf gegen die Epidemie in verschiedenen Ländern. Jeder hat schon lange darauf geachtet und sollte ein tiefes Verständnis dafür haben.

Das neue Coronavirus ist kein unhöflicher und dummer Mensch, sondern ein gerissener und wankelmütiger Mensch. Sollten wir es also „eliminieren“ oder mit ihm „koexistieren“? Dies hängt davon ab, ob Sie es subjektiv tun möchten und ob Sie es objektiv tun können.

Subjektiv müsste es heißen: „sollte beseitigt werden.“ Wenn es tatsächlich einen so glänzenden Slogan gibt: „Auch Viren sind Leben und haben das Recht zu überleben“, dann ist diese Krankheit wahrscheinlich unheilbar. Ist das objektiv möglich? Für dieses Virus gibt es keinen Präzedenzfall und die Schwierigkeiten sind zahlreich, aber es gibt Hoffnung. Und je mehr Menschen daran glauben, desto größer ist die Hoffnung (die Ausrottung jeder Krankheit erfordert globale Zusammenarbeit).

Da es Hoffnung gibt, warum es nicht tun? Es hängt alles vom Kompromiss ab. Zum Beispiel Lotterie. Es besteht eine Gewinnwahrscheinlichkeit und die Kosten scheinen nicht so hoch zu sein. Nach Abwägung der Vor- und Nachteile kaufen es manche Leute und manche nicht. Das ist normal. Aber wenn Sie gewinnen, werden Sie neidisch sein, unabhängig davon, ob Sie es kaufen oder nicht. Mit Ausnahme von China ist eine beträchtliche Zahl von Menschen auf der Welt gezwungen, „mit dem Virus zu koexistieren“.

Was können wir tun? Kurzfristig ist es nicht unser Ziel, die gesamte Menschheit vom neuen Coronavirus zu befreien, aber zumindest eine Provinz oder sogar ein Land kann innerhalb eines beträchtlichen Zeitraums eine „Null“-Infektionsrate erreichen. Selbst wenn der Weg zur Eliminierung des Virus nicht erfolgreich ist und sich letztendlich eine „faktische Koexistenz“ entwickelt (Impfstoffe oder Medikamente sind verfügbar, die Virusübertragungs- und Sterberaten nehmen ab, sind aber nicht verschwunden), wird es nicht zu spät sein, die Strategie anzupassen.

Obwohl „ich“ ein Mensch bin, müssen Menschen nicht „Ich“ sein. Menschen können sicherlich mit Viren koexistieren und koexistieren mit vielen Viren, aber ich möchte kein Mensch sein, der vom neuen Coronavirus getestet wird. Ich sollte eine Maske tragen, wenn es nötig ist, mich impfen lassen, wenn es nötig ist, und bei der Seuchenprävention mitarbeiten, wenn es nötig ist. Denn nur wenn wir die Haltung einnehmen, „das Virus zu eliminieren“ und „mein“ Leben zu retten, können wir von Koexistenz oder Nicht-Koexistenz sprechen.

Verweise

[1] Sorensen, Roy (2003). Eine kurze Geschichte des Paradoxons: Philosophie und die Labyrinthe des Geistes. Oxford: Oxford University Press. S. 4–11.

[2] Benton, Michael J.; Donoghue, Philip CJ (01.01.2007). „Paläontologische Beweise zur Datierung des Lebensbaums“. Molekularbiologie und Evolution. 24 (1): 26–53.

[3] Benton, Michael J.; Donoghue, Philip CJ (01.01.2007). „Paläontologische Beweise zur Datierung des Lebensbaums“. Molekularbiologie und Evolution. 24 (1): 26–53. doi: 10.1093/molbev/msl150. ISSN 0737-4038. PMID 17047029.

[4] Wikiwand.com/en/species

[5] https://talk.ictvonline.org

[6] https://www.virology.ws/2009/05/10/the-error-praone-waysof-rna-synthesis/

[7] https://meetings.ami.org/2020/project/sars-cov-2-rna-dependent-rna-polymerase-rdrp-andessivir-mechanism-oction/

[8] https://www.bbc.com/zhongwen/simp/science-57529842

[9] http://www.xinhuanet.com/2021-06/22/c_1127588313.htm