Topfitte SARS-CoV-2-Variante hat sich durchgesetzt

Seit seinem Auftreten im Dezember 2019 hat sich SARS-CoV-2 weltweit ausgebreitet. Mehr als 70 Millionen Menschen haben sich infiziert und bis jetzt sind mehr als 1,8 Millionen Tote zu beklagen. Obwohl die RNA-Polymerase, die das Erbgut des Coronavirus vervielfältigt,  eine Korrekturleseaktivität besitzt, die sicherstellt, dass dieses Virus im Gegensatz zu anderen RNA-Viren sein Genom relativ konstant hält, werden natürlich auch bei SARS-CoV-2 Mutationen beobachtet. Der ganz große Teil dieser Mutationen zeigt keine Auswirkungen auf die Infektiosität oder die Pathogenität. Allerdings wurde Anfang 2020 in Südeuropa eine Variante identifiziert, die offensichtlich deutlich infektiöser ist als die ursprüngliche Virusform.

Diese neue Variante enthält eine D614G-Mutation in der Sequenz des Spike-Glykoproteins. Seit der Identifizierung der Variante hat sich dieser Virustyp vor allem in Südeuropa schnell verbreitet. Inzwischen ist es die weltweit dominierende Form. Mittlerweile hat man wichtige Erkenntnisse zu dieser Virusvariante gewonnen, die positive und negative Aspekte enthalten, wie Professor Dr. Ralph S. Baric von der University of North Carolina at Chapel Hill im »New England Journal of Medicine« in einem »Clinical Implications of Basic Research«-Artikel zusammenfasst.

Patienten, die mit der D614G-Variante von SARS-CoV-2 infiziert sind, haben mit höherer Wahrscheinlichkeit eine höhere Viruslast in den oberen Atemwegen als Patienten, die mit Virusstämmen ohne diese Mutation infiziert sind. Dagegen scheint die Virusvariante die Schwere der Krankheit nicht zu beeinflussen, was beruhigend ist.

In einer kürzlich im Fachjournal »Nature« publizierten Studie untersuchte ein Team um Jessica A. Plante von der University of Texas die Fitness der D614G-Mutante. Die Forscher benutzten dazu eine Technik, die man als reverse Genetik bezeichnet. Diese erlaubt es, isogene rekombinante SARS-Coronaviren zu erzeugen, die die D614G-Mutation tragen. Bei dieser Mutation wird im Spike-Protein an Position 614 eine Asparaginsäure (D) durch Glycin (G) ersetzt.

Die Daten der Wissenschaftler zeigen eindeutig, dass die G614-Variante in immortalisierten Kulturzellen und in primären menschlichen Atemwegsepithelzellen effizienter repliziert als die ursprüngliche D614-Variante. Selbst bei einem Infektionsverhältnis der D614- zu G614-Varianten von bis zu 9:1 überwuchs der G614-Stamm den D614-Ausgangsstamm in den primären menschlichen Atemwegsepithelzellen.

Zudem scheint die G614-Variante auch stabiler zu sein als der Ursprungsstamm. Das deutet darauf hin, dass eine erhöhte Stabilität mit einer erhöhten Infektiosität verbunden sein könnte. Diese Hypothese muss allerdings in weiterführenden Untersuchungen noch bestätigt werden.

Auch in Tiermodellen verursachte die G614-Variante höhere Titer. Dagegen verursachte die SARS-CoV-2-G614-Variante auch bei Hamstern keinen schwereren Erkrankungsphänotyp als der Ausgangsstamm.

Dies sind wichtige Ergebnisse, aus denen sich die erhöhte Fitness der G614-Variante jedenfalls in Teilen ableiten lässt. Sie weisen stark darauf hin, dass die Variante die weltweite Verbreitung des Coronavirus gefördert hat. Zudem zeigen die Ergebnisse, wie wichtig es ist, die Daten aus genetisch epidemiologischen Studien mit denen aus empirisch-molekularen virologischen Studien zu kombinieren, um die Evolution und Ausbreitung von Pandemieviren zu verstehen.

Ein solches Verständnis ist besonders wichtig in einer Zeit, in der bestimmte Einflüsse wie eine wachsende Herdenimmunität, eine durch Impfung induzierte Immunität, antivirale Therapien und Interventionsstrategien des öffentlichen Gesundheitswesens einen selektiven Druck auf das Virus ausüben und so Resistenz-Mutationen fördern können. Dadurch könnten sich Infektiosität und Pathogenität verändern, eine Antigenvariation fördern oder das Virus zurückdrängen. Diese Aspekte sind so wichtig, dass Plante und ihre Kollegen dazu auffordern, proaktiv statt reaktiv die Entwicklung von SARS-CoV-2 und von anderen potenziell neu auftretenden Coronaviren zu verfolgen. Denn wie schnell eine fittere Virusvariante sich ausbreiten und die Oberhand gewinnen kann, sieht man aktuell an der Entwicklung vor allem in Südengland, wo sich gerade eine andere Variante so massiv ausbreitet, dass das Land gezwungen wurde, einen weiteren, sehr strikten Lockdown anzuordnen.