Da die omicron-Subvariante BA.5 die Ausbreitung des Coronavirus in den Vereinigten Staaten weiter vorantreibt, habe ich darüber nachgedacht, was als nächstes kommen könnte. Omicron und seine Ableger führen seit letztem Winter die Varianten-Charts an. Davor regierte Delta.
Wissenschaftler haben einige Ideen, wie neue Varianten entstehen. Einer betrifft Menschen mit anhaltenden Infektionen – Menschen, die über einen längeren Zeitraum positiv auf das Virus getestet werden. Ich erzähle Ihnen von dem kuriosen Fall einer Person, die seit mindestens 471 Tagen mit SARS-CoV-2 infiziert ist und was passieren kann, wenn Infektionen unkontrolliert ausbrechen.
Diese langwierige Infektion kam erstmals im Sommer 2021 auf das Radar des Epidemiologen Nathan Grubaugh. Sein Team hatte Coronavirus-Stämme in Patientenproben des Yale New Haven Hospital analysiert, als Grubaugh etwas entdeckte, das er zuvor gesehen hatte. Diese Version des Virus, die nur als B.1.517 bekannt ist, hat nie einen Namen wie delta oder omicron bekommen, noch ist sie wie ihre berüchtigten Verwandten durch Gemeinden gewütet.
Stattdessen hat sich B.1.517, nachdem es Anfang 2020 irgendwo in Nordamerika aufgetaucht war, in einer Handvoll Regionen auf der ganzen Welt herumgetrieben und sogar einen Ausbruch in Australien ausgelöst. Aber nach April 2021 schien B.1.517 zu stottern, eine der wer-weiß-wie-vielen viralen Abstammungslinien, die aufflammen und schließlich verpuffen.
B.1.517 war vielleicht schon lange vergessen und wurde von der neuesten Variante beiseite geschoben, um einen Anspruch in lokalen Gemeinschaften geltend zu machen. „Und trotzdem haben wir es immer noch gesehen“, sagt Grubaugh. Selbst nachdem B.1.517 im ganzen Land versiegt war, bemerkte sein Team, dass es in Patientenproben auftauchte. Die gleiche Abstammung, alle paar Wochen, wie ein Uhrwerk, monatelang.
Ein Hinweis war die Proben-ID der Proben. Der Code auf den B.1.517-Samples war immer gleich, bemerkte Grubaughs Team. Sie stammten alle von einem einzigen Patienten.
Dieser Patient, eine Person in den Sechzigern mit einer Vorgeschichte von Krebs, erlitt im November 2020 einen Rückfall. Das war genau zu dem Zeitpunkt, als sie zum ersten Mal positiv auf SARS-CoV-2 getestet wurden. Nachdem Grubaugh gesehen hatte, dass B.1.517 immer wieder in ihren Proben auftauchte, arbeitete Grubaugh mit einem Kliniker zusammen, um die Erlaubnis des Patienten zur Analyse seiner Daten zu erhalten.
Letztendlich ist der Patient 471 Tage (und zählend) infiziert geblieben, berichteten Chrispin Chaguza, Postdoktorand von Grubaugh, Yale, und ihr Team letzten Monat in einer vorläufigen Studie, die auf medRxiv.org veröffentlicht wurde. Aufgrund des sich verschlechternden Gesundheitszustands und des Wunsches, ihre Anonymität zu wahren, war der Patient nicht bereit, interviewt zu werden, und Grubaugh hat keinen direkten Kontakt zu ihnen.
Aber all die Proben, die in all diesen Tagen gesammelt wurden, erzählten eine unglaubliche Geschichte der viralen Evolution. Über etwa 15 Monate hinweg hatten sich mindestens drei genetisch unterschiedliche Versionen des Virus innerhalb des Patienten schnell entwickelt, so die Analysen des Teams.
Jede Version hatte Dutzende von Mutationen und schien im Körper des Patienten nebeneinander zu existieren. „Ehrlich gesagt, wenn eines davon in einer Population auftauchen und anfangen würde zu übertragen, würden wir es eine neue Variante nennen“, sagt Grubaugh.
Dieses Szenario ist wahrscheinlich selten, sagt er. Schließlich sind während der Pandemie wahrscheinlich viele längere Infektionen aufgetreten, und nur eine Handvoll besorgniserregender Varianten ist aufgetreten. Aber die Arbeit deutet darauf hin, dass anhaltende Virusinfektionen einen Spielplatz für schnelle evolutionäre Experimente bieten können – vielleicht unter Ausnutzung eines geschwächten Immunsystems.
Grubaughs Arbeit ist „wahrscheinlich der detaillierteste Blick, den wir bisher auf eine einzelne, anhaltende Infektion mit SARS-CoV-2 hatten“, sagt Tom Friedrich, Virologe an der University of Wisconsin-Madison, der nicht an der Arbeit beteiligt war .
Die Studie stützt eine frühere Erkenntnis über einen anderen immungeschwächten Patienten – einen mit einer anhaltenden Omicron-Infektion. In dieser Arbeit dokumentierten die Forscher die Entwicklung des Virus über 12 Wochen und zeigten, dass sein Nachkomme mindestens fünf weitere Menschen infizierte.
Zusammen legen die Studien dar, wie solche Infektionen möglicherweise die Entstehung des nächsten Omikrons vorantreiben könnten.
„Ich bin ziemlich davon überzeugt, dass Menschen mit anhaltender Infektion wichtige Quellen für neue Varianten sind“, sagt Friedrich.
Wer genau diese Infektionen entwickelt, bleibt mysteriös. Ja, das Virus kann Menschen mit geschwächtem Immunsystem treffen, aber „nicht jede immungeschwächte Person entwickelt eine anhaltende Infektion“, sagt Viviana Simon, eine Virologin an der Icahn School of Medicine am Mount Sinai, die an der Omicron-Infektionsstudie gearbeitet hat.
Tatsächlich haben Ärzte und Wissenschaftler keine Ahnung, wie häufig diese Infektionen sind. „Wir haben einfach nicht wirklich die Zahlen“, sagt Simon. Das ist eine riesige Lücke für Forscher, und etwas, das das Pathogen Surveillance Program des Mount Sinai zu schließen versucht, indem es Infektionsdaten in Echtzeit analysiert.
Die Untersuchung von Patienten mit länger andauernden Infektionen könnte den Wissenschaftlern auch Aufschluss darüber geben, wohin die Entwicklung von SARS-CoV-2 führt, sagt Friedrich. Nur weil sich das Virus in einer Person entwickelt, bedeutet das nicht, dass es sich auf andere Menschen ausbreitet. Aber wenn bestimmte virale Mutationen dazu neigen, bei mehreren Menschen mit anhaltenden Infektionen aufzutreten, könnte dies darauf hindeuten, dass sich die nächste große Variante auf ähnliche Weise entwickeln könnte. Mehr über diese Mutationsmuster zu wissen, könnte Forschern helfen, vorherzusagen, was kommen wird, ein wichtiger Schritt bei der Entwicklung zukünftiger Coronavirus-Impfstoff-Booster.
Über die Virusvorhersage hinaus sagt Grubaugh, dass es wichtig ist, Menschen mit anhaltenden Infektionen zu identifizieren, damit Ärzte sie behandeln können. „Wir müssen ihnen Zugang zu Impfstoffen, monoklonalen Antikörpern und antiviralen Medikamenten verschaffen“, sagt er. Diese Behandlungen könnten Patienten helfen, ihre Infektionen zu beseitigen.
Aber die Identifizierung hartnäckiger Infektionen ist leichter gesagt als getan, betont er. Viele Orte auf der Welt sind nicht darauf eingerichtet, diese Infektionen zu erkennen, und haben keinen Zugang zu Impfstoffen oder Behandlungen. Und selbst wenn diese verfügbar sind, entscheiden sich einige Patienten dagegen. Der Patient in Grubaughs Studie erhielt etwa 100 Tage nach seiner Infektion eine Infusion mit monoklonalen Antikörpern und lehnte dann alle anderen Behandlungen ab. Sie sind nicht geimpft.
Obwohl der Patient im Laufe der Studie ansteckend blieb, verbreiteten sich ihre Varianten, soweit Grubaugh weiß, nie in der Gemeinschaft.
Und während unbehandelte chronische Infektionen neue Varianten hervorbringen könnten, könnten sie auch auf andere Weise entstehen, z. B. durch mit dem Virus infizierte Tiere, durch Übertragung von Mensch zu Mensch in Gruppen von Menschen, die Wissenschaftler nicht überwacht haben, oder durch „etwas anderes“. an die vielleicht noch keiner von uns gedacht hat“, sagt er. „SARS-CoV-2 hat uns mit seiner Entwicklung immer wieder überrascht.“