Als die ursprüngliche Omicron-Variante diesen Winter über das Land fegte, startete sie Amerika in eine neue COVID-Ära, eine, in der fast jeder – 95 Prozent der Erwachsenen, laut einer CDC-Schätzung – durch Impfstoffe, Infektionen oder eine gewisse Immunität gegen das Virus hat beide. Seitdem haben es Omicron-Untervarianten jedoch immer noch geschafft, große Infektionswellen zu verursachen. Sie haben dies erreicht, indem sie unsere bestehende Immunität untergraben haben.
Das wird weiter passieren. „Es gibt nicht viele Dinge, bei denen ich in der Entwicklung von SARS-CoV-2 zuversichtlich bin, aber ich bin sehr zuversichtlich, dass wir immer wieder neue Varianten sehen werden, die die Antikörperneutralisierung zunehmend untergraben“, sagt Jesse Bloom, ein evolutionärer Virologe im Fred Hutchinson Cancer Center. Experten sind vorsichtig optimistisch, dass sich das Tempo des Auftretens von Varianten schließlich verlangsamen wird, und für viele Menschen verlaufen Reinfektionen bereits milder und die Krankenhäuser sind nicht überfordert. Aber da sich das Virus ständig verändert, ist die einzige wirkliche Garantie, dass es anders sein wird – und dass seine Änderungen nicht unbedingt alle gleichermaßen betreffen werden.
Die Entwicklung von SARS-CoV-2 folgt einer gut verstandenen Dynamik: Wenn eine Variante um die Welt fegt, hinterlässt sie eine Menge Immunität gegen sich selbst. Dies übt einen starken evolutionären Druck auf das Virus aus, die Dinge zu ändern; Jede nachfolgende Variante muss sich irgendwie der Immunität gegenüber früheren Varianten entziehen, um immer wieder neue Wirte zu finden. Es gibt keine Grenzen dafür, wie lange das Coronavirus dies tun kann. Alteingesessene Atemwegsviren, die Grippe und Erkältung verursachen, entwickeln sich weiter, um uns immer wieder neu zu infizieren.
Aber Immunflucht ist keine intrinsische Eigenschaft einer neuen Variante. SARS-CoV-2 steigt nicht mit jeder Variante eine Leiter hinauf, sondern wird im Laufe der Zeit immer immun-fluchtiger. Stellen Sie sich das Coronavirus vielmehr als ein unermüdliches Kaninchen vor, das von unserem Immunsystem gejagt wird, ein ebenso unermüdlicher Hund. Der Hase rennt immer vor dem Hund weg, und der Hund versucht immer, den Hasen einzuholen. Der Raum, in dem sie sich gegenseitig jagen müssen, ist so groß, dass er in menschlichen Zeitskalen genauso gut unendlich sein könnte. Wie Bloom mir zuvor sagte, übersteigt die Anzahl möglicher Mutationen in SARS-CoV-2 die Anzahl der Atome im bekannten Universum bei weitem.
Gelegentlich macht das Kaninchen vielleicht einen dramatischen Omikron-ähnlichen Sprung und schießt für eine Weile nach vorne, bis unsere Immunität aufholt. Wie oft dies passieren wird, ist schwer vorherzusagen. „Es hängt wahrscheinlich davon ab, wie sehr Omicron ein Black-Swan-Ereignis war“, sagt Adam Lauring, Virologe an der University of Michigan. Omicron war so anders und so ungewöhnlich im Vergleich zu allem, was vorher da war. „Könnte es wieder passieren? Die meisten Leute denken wahrscheinlich nicht, aber … du willst nicht zweimal verbrannt werden.“ Ob ein Omicron-ähnliches Ereignis alle zwei oder 20 oder 200 Jahre stattfindet, kann unterschiedliche Entwicklungen für die Zukunft von COVID bedeuten. Aber zu diesem Zeitpunkt haben wir nur Daten für zweieinhalb Jahre, also prognostizieren Sie auf eigenes Risiko.
Vorhersehbarer ist jedoch, dass SARS-CoV-2 im Laufe der Zeit wahrscheinlich kleinere Gewinne erzielen wird und Mutationen ansammelt, die es bei der Reinfektion schrittweise besser machen. Virologen nennen das „antigene Evolution“. (Antigen bezieht sich auf die Teile eines Krankheitserregers, die von unserem Immunsystem erkannt werden. Bei SARS-CoV-2 ist dies überwiegend das Spike-Protein.) Verschiedene Viren scheinen zu unterschiedlichen Geschwindigkeiten der antigenen Evolution fähig zu sein. Von den vier saisonalen Coronaviren, die Erkältungen verursachen, entwickeln sich beispielsweise OC43 und 229E jedes Jahr mit einer Rate von 0,3 bis 0,5 adaptiven Mutationen in ihren Spike-Proteinen. Aber ein drittes, NL63, scheint sich überhaupt nicht zu ändern, sagt Kathryn Kistler, eine Virologin ebenfalls bei Fred Hutch, die die Entwicklung der saisonalen Coronaviren untersucht hat. Sie versucht dies derzeit mit Blutserumproben zu bestätigen, die in den 80er und 90er Jahren gesammelt wurden. Und es gibt so wenige Proben des vierten Coronavirus, HKU1, dass wir nicht genug haben, um einen Trend zu erkennen.
Influenza ist viel besser untersucht, und verschiedene Grippetypen weisen auch unterschiedliche Evolutionsraten voneinander auf. Von den häufigsten ist Influenza B die langsamste, ungefähr gleichauf mit den Coronaviren OC43 und 229E. Die H1N1-Grippe ist schneller und H3N2, der derzeit weltweit vorherrschende Grippestamm, ist der schnellste. Die Unterschiede können zumindest teilweise auf die Form des Antigens zurückzuführen sein, das unser Immunsystem erkennt. Das Spike-Protein in Coronaviren muss sich beispielsweise so weit verändern, dass es das Immunsystem täuscht, aber nicht so sehr, dass es seine Funktion vollständig einstellt. H3N2 kann mit einer kleineren Veränderung in seinem Spike-Protein-Analogon davonkommen: „Es ist oft eine einzige Mutation – manchmal zwei –[that] kann dem Virus einen riesigen Vorteil verschaffen“, sagte mir Kistler.
Vergleichen Sie das mit Masern, einem Virus, das sich über Jahrzehnte kaum entwickelt hat. Unsere Antikörper erkennen mehrere Teile seines Schlüsselproteins. Eine kürzlich durchgeführte Studie ergab, dass mindestens fünf von acht Schlüsselstellen dieses Proteins sofort verändert werden müssen, um unsere Immunabwehr zu untergraben. Eine Mutation an nur einer oder zwei dieser Stellen bringt keinen großen Vorteil, aber es ist sehr unwahrscheinlich, alle fünf auf einmal zu bekommen. So verpuffen alle potenziellen neuen Varianten und die dominante Masern-Variante bleibt ziemlich stabil.
SARS-CoV-2 hat sich jedoch antigenisch schneller entwickelt als alle diese Viren, sogar schneller als H3N2. Dies könnte auf die Einzigartigkeit seines Spike-Proteins zurückzuführen sein, aber ein Teil dieses ungewöhnlich schnellen Tempos in den letzten zwei Jahren hat wahrscheinlich auch damit zu tun, dass das Virus neuartig ist. Als 2009 ein neuer H1N1-Stamm der „Schweinegrippe“ zuschlug, wies Kistler darauf hin, hatte auch er einen anfänglichen Ausbruch, bevor er langsamer wurde. Die Alpha- und Delta-Varianten des Coronavirus entstanden in einer Zeit, in der viele immunologisch naive Menschen infiziert werden konnten, und die frühesten Varianten waren meistens erfolgreicher, indem sie von Natur aus übertragbarer wurden. Das Virus kann seine Übertragbarkeit nur um so viel erhöhen, sagt Bloom, so dass SARS-CoV-2 immer weniger Spielraum für Verbesserungen haben wird. Es kann jedoch immer wieder neue Wege finden, um die Immunität zu umgehen, wie es die Omicron-Untervarianten getan haben.
Die Immunitätslandschaft, gegen die sich SARS-CoV-2 entwickelt, ändert sich jedoch ebenfalls. Im Moment haben einige Menschen Immunität gegen das ursprüngliche Coronavirus oder Alpha oder Delta, andere haben Immunität gegen die Omicron-Familie und wieder andere haben beides. Je mehr Varianten auftauchen, desto heterogener wird unsere individuelle Expositionsgeschichte; Abhängig von unserer vorherigen Immunität könnten einige von uns anfälliger für eine neue Variante sein als andere. Die Wirkung wird weniger gleichmäßig sein. Wir haben dies bereits bei den Omicron-Untervarianten gesehen, bei denen Länder mit kleineren vorherigen Wellen größere BA.5-Wellen erleben. Manche Menschen werden auch eine stärker schwindende Immunität erfahren als andere; Ältere Menschen beispielsweise neigen dazu, weniger dauerhafte Immunantworten auf SARS-CoV-2 aufzubauen, weshalb diese Gruppe immer für Auffrischungsimpfungen priorisiert wird. Aggressive Impfstoffaktualisierungen und Auffrischungskampagnen würden dem Immunsystem aller helfen, mitzuhalten.
Anstatt immer zu versuchen, das Virus einzuholen, könnten wir unsere Immunität erweitern und ihm einen Schritt voraus sein? Unsere derzeitigen Impfstoffe schützen zwar immer noch sehr gut vor schweren Erkrankungen, sind dazu aber nicht in der Lage. Das Weiße Haus fördert jetzt – obwohl es nicht wirklich finanziert wird – Impfstoffe der nächsten Generation, die möglicherweise besser abschneiden könnten: Pan-Coronavirus-Impfstoffe, von denen Wissenschaftler hoffen, dass sie Antikörper gegen Teile des Spike-Proteins hervorrufen, die sich nicht sehr stark verändern, oder nasale Impfstoffe, um sie hervorzurufen Antikörper in Nase und Mund, wo sich das Virus zuerst repliziert, wodurch eine Infektion möglicherweise vollständig gestoppt wird.
Aber diese Ideen sind für SARS-CoV-2 nicht neu – Forscher haben diese Ansätze gegen die Grippe seit vielen Jahren ausprobiert. Ein universeller Grippeimpfstoff ist noch schwer zu fassen. Ein nasaler Grippeimpfstoff, FluMist, existiert, aber seine Wirksamkeit ist ziemlich gemischt: Ursprünglich wurde angenommen, dass er wirksamer als die Impfung ist, dann wurde er als weniger wirksam angesehen – so sehr, dass die CDC den Impfstoff von 2016 bis 2018 zurückzog. bis es umformuliert wurde. Auf jeden Fall ist klar, dass FluMist nicht annähernd alle leichten Grippeinfektionen verhindern kann. Abgesehen von größeren Innovationen in der Impfstofftechnologie könnte unser Immunsystem noch lange der Hund sein, der das Coronavirus-Kaninchen jagt.