Původ omikronu je stále záhada. Tři teorie, odkud se nejspíš vzal. A co s ním bude dál

V listopadu 2021 byla v Jižní Africe popsána nová varianta koronaviru SARS-CoV-2. Dostala kódové označení B.1.1.529 a následně proslula pod jménem omikron. Dnes má na svědomí bezmála všechny nové případy nákazy. Ukazuje se jako nakažlivější, a i díky tomu si připisuje na své konto vysoké počty těžce nemocných a také obětí na životech. I když se mu přičítá lehčí průběh onemocnění, při vysokých počtech nakažených jsou dopady jeho šíření závažné.

Odolnější omikron přežívá na plastových površích a kůži déle než předchozí mutace

Původ koronaviru SARS-CoV-2 varianty omikron halí záhada. Nejblíže k němu mají koronaviry, které kolovaly světem někdy v polovině roku 2020. Odkud se ale vynořil hotový koronavirus varianty omikron, není jasné. Přitom otázka vzniku nové vysoce infekční varianty viru je nesmírně důležitá, protože nám může ukázat, jaké nové varianty můžeme očekávat a nakolik se jich máme obávat.

Tři teorie

V zásadě existují pro vznik omikronu tři vysvětlení. Je možné, se se podobně jako jiné varianty vyvinul postupně při opakovaných přenosech z člověka na člověka. Virologům linie jeho předků unikala a našli až „hotový“ omikron.

Další teorie předpokládá, že omikron vznikl v organismu jednoho člověka, který byl předkem tohoto koronaviru dlouhodobě nakažen. K podobným dlouhotrvajícím nákazám dochází například u pacientů s oslabeným imunitním systémem.

Třetí teorie vychází z předpokladu, že omikron vznikl přeskokem koronaviru SARS-CoV-2 z lidí na zvířata a pak opětovnou nákazou lidí od těchto zvířat. Nedávno publikovali čínští vědci ve vědeckém časopisu Journal of Biosafety and Biosecurity studii, v které dospělí k závěru, že omikron vznikl přeskokem koronaviru z lidí na myši a zpět.

Subvarianta omikronu BA.2 znepokojuje epidemiology. V Dánsku už tvoří skoro polovinu případů

Pátrání po původu koronaviru varianty omikron komplikuje i fakt, že domovinou omikronu nemusí být Jižní Afrika. Kapské Město má velmi rušné mezinárodní letiště. Nelze vyloučit, že do Jižní Afriky omikron připutoval s nakaženým pasažérem a následně se v této zemi rozšířil.

Ve srovnání s jinými africkými zeměmi Jižní Afrika velmi intenzivně sekvenuje vzorky koronaviru ze svého území, a tak je tam významně vyšší pravděpodobnost záchytu nové varianty viru než v řadě jiných zemí, , např. Tanzanií nebo Mosambikem. V Jižní Africe je považována za epicentrum šíření omikornu hustě osídlená provincie Gauteng nacházející se mezi Johannesburgem a Pretorií.

Příliš mutací a příliš rychle

Ve srovnání s originálním wuchanským koronavirem má omikron navíc přes padesát mutací, z nichž asi třicet přispívá ke změnám tzv. spike-proteinu, kterým se koronavirus váže na lidské buňky a proti kterému jsou cíleny stávající vakcíny. Předchozí varianty koronaviru SARS-CoV-2 neměly více než deset změn spike-proteinu.

Díky těmto změnám se omikron váže pevněji na lidské buňky, konkrétně na jejich povrchovou bílkovinu ACE2 receptoru. Tyto změny spike-proteinu mají za následek, že koronavirus varianty omikron snáze uniká neutralizaci protilátkami vzniklými v reakci na očkování nebo na nákazu dřívějšími variantami koronaviru.

Samotný koronavirus varianty omikron se rozdělil na tři subvarianty označované jako BA.1, BA.2 a BA.3, z nichž první dvě už dosáhly globálního rozšíření. Tyto subvarianty vznikly ještě předtím, než byl koronavirus varianty omikron poprvé identifikován v Jižní Africe.

Koronavirus SARS-CoV-2 a s ním třeba i HIV a chřipkové viry paří k virům, které mají dědičnou informaci uloženou v podobě kyseliny ribonukleové. To zvyšuje jejich náchylnost k mutacím. Pokud se koronavirus SARS-CoV-2 šíří lidskou populací nabírá měsíčně jednu až dvě významné mutace. To je zhruba poloviční tempo mutací ve srovnání s viry chřipky a čtvrtinové tempo mutací ve srovnání s HIV.

Nezdá se pravděpodobné, že by varianta koronaviru omikron mohla vzniknout pomalým spontánním vývojem při opakované nákaze lidí. Na to byl její vznik příliš rychlý a změny v dědičné informaci koronaviru příliš rozsáhlé.

Podle některých virologů to mohl koronavirus SARS-CoV-2 za rok a půl stihnout, ale pak bychom zřejmě zachytili u nakažených lidí viry, které byly „na půli cesty“ ke vzniku omikornu. Žádný takový virus se ale mezi sedm a půl miliony osekvenovaných genomů koronaviru SARS-CoV-2 neobjevil.

Mutace se mohou hromadit ve viru rychlejším tempem, pokud se virus musí přizpůsobovat změněným podmínkám a nachází se pod tzv. selekčním tlakem. Každá mutace, která mu přinese v nových podmínkách výhodu se v dědičné informaci uchytí a viry, které ji nesou, pak převládají. Koronavirus varianty omikron zřejmě vznikl právě pod takovým selekčním tlakem.

Některé mutace se zcela vymykají tomu, co jsou virologové zvyklí vídat nejen u koronaviru SARS-CoV-2, ale dokonce i u blízce příbuzných koronavirů vyskytujících se u zvířat. Všechny tyto tzv. sarbekoviry mají například v jednom místě spike-proteinu aminokyselinu serin. Koronaviry varianty omikron mají jako jediné ve stejném místě aminokyselinu lysin.

Povstal omikron z potkanů?

Teorie, které vysvětlují vznik omikronu nahromaděním mutací během dlouhodobé infekce pacienta s oslabeným imunitním systémem, se opírají o zdokumentovaný případ pacienta, který byl nakažen koronavirem SARS-CoV-2 po dobu pěti měsíců. Virus u něj za tu dobu nabral desítku nových mutací, jež měnily aminokyseliny v molekule spike-proteinu. 

Podobným způsobem mohl vzniknout už koronavirus varianty alfa. Omikron ale nahromadil množství mutací, jejichž vznik by vyžadoval extrémně dlouhou infekci, a to se zdá nepravděpodobné. Takový člověk by zřejmě dříve nákaze podlehl nebo by se z ní uzdravil.

Proto je řada vědců přesvědčena, že omikron vznikl nákazou zvířat od člověka a následným zpětným přenosem do lidské populace. Koronavirus SARS-CoV-2 dokáže nakazit široké spektrum savců včetně domácích psů a koček. Tato zvířata v drtivé většině případů nevykazují žádné příznaky onemocnění.

Zatím se neprokázal jediný případ, kdy se člověk nakazil od infikovaného psa nebo kočky. Nakazit se však mohou i volně žijící zvířata, nebo exotická zvířata chovaná v zoologických zahradách.

Popsány byly nákazy u velkých koček, jako jsou tygři, lvi, gepardi nebo levharti sněžní. Také mezi primáty může koronavirus SARS-CoV-2 vyvolat nákazu. V zoologických zahradách se nakazil bonobové nebo gorily. Vzhledem k tomu, že koronaviry přenášejí kaloni a netopýři, musíme hledat možné zdroje omikronu i mezi nimi.

Velmi náchylné jsou k infekcím lidskými viry vyvolávajícími respirační onemocnění lasicovité šelmy. To se ukázalo už v roce 2020 v Dánsku, kde se od lidí nakazili koronavirem SARS-CoV-2 norci chovaní na farmách pro kožišiny.

Z norků tehdy přeskočil pozměněný koronavirus zpět na lidi. Naštěstí se tak stalo jen v ojedinělých případech. Ve snaze zabránit šíření nákazy Dánové zlikvidovali všech sedmnáct milion chovaných norků.  Nově se ukázalo, že omikron je s to vazby i na buňky krocanů a kura. K náchylným druhům savců se řadí také sloni, mravenečníci, lenochodi nebo klokani.

Nové varianty koronaviru dokážou na rozdíl od původního wuchanského viru nakazit také hlodavce, především myši a potkany. A právě myši nebo potkany podezírají někteří vědci ze vzniku omikronu. Analýza mutací omikronu prokázala, že vykazují znaky typické pro mutace, k nimiž dochází u viru během jeho přizpůsobení myšímu organismu a naopak se liší od mutací, které jsou úspěšné při adaptaci na organismus lidí.

Vědci proto předpokládají, že se nejprve koronavirem SARS-CoV-2 nakazili potkani. Vzhledem k tomu, že nemocní lidé vylučují virus z těla a ten pak končí v odpadních vodách, jsou potkani lidskému koronaviru vystaveni v posledních dvou letech takřka permanentně.

Virus se mohl rozšířit v populaci potkanů a následně se přenesl zpět na člověka. Existence tří subvariant BA.1, BA.2 a BA.3 koronaviru varianty omikron dokonce napovídá, že k přenosu na potkany mohlo dojít nezávisle na sobě hned třikrát.

Početné populace potkanů nabídly koronaviru pro vývoj v novou variantu dostatečný prostor. Ten j podstatně větší, než jaký mu nabízí lidská populace. Například devítimilionový New York má ve svých kanálech a ulicích asi třicet dva milionů potkanů. I tohle vysvětlení vzniku koronaviru varianty omikron ale zatím zůstává na úrovni teorie.

Endemický neznamená neškodný

S vlnou omikronu se dostavila i vlna optimismu. Zaznívají předpovědi, že omikronem přejde pandemie COVID-19 k tzv. endemickému výskytu koronaviru SARS-CoV-2 a pandemie tím de facto skončí. Vlna infekcí zcela jistě po nějaké době opadne a populace z ní vyjde imunizovaná prodělanými nákazami. Na tom se experti shodují.

Mnozí ale nabádají k opatrnosti. Koronavirus varianty omikron se v mnoha zemích stále ještě šíří a zdaleka ne ve všech zemích jsou následky omikronové vlny nižší, než byly následky vlny vyvolané koronavirem varianty delta. Například ve Spojených Státech jsou denní počty lidí, kteří umřeli na nákazu koronavirem varianty omikron, srovnatelné s počty lidí, které denně zabíjela deltová vlna. Lépe čelí omikornu země s vyšší mírou proočkovanosti.

S omikronem se pojí celá řada nevyjasněným otázek a to nedovoluje s jistotou předvídat další vývoj. Nikdo neví, jak dlouho bude imunita navozená nákazou omikronem fungovat. Nikdo neví, jak se bude koronavorus SARS-CoV-2 dále měnit.

Vědci nevylučují ani návrat koronaviru varianty delta. Pokud ji omikron zcela nevyhubí, může se vrátit do hry ve chvíli, kdy omikron ztratí svou výhodu nového viru, na který lidský imunitní systém není zatím adaptován. Teď už lidstvo na omikron adaptováno bude.

Ve hře je také rekombinace koronavirů delta a omikron.  Vznik takového „hybrida“ už ohlásili vědci z Kypru. Světová vědecká veřejnost však vidí v kyperském nálezu koronaviru označovaném ve sdělovacích prostředcích jako „deltakron“ spíše laboratorní chybu.

Velké obavy panují ze vzniku nových variant v organismu nakažených volně žijících zvířat. Ve Spojených státech je například koronavirem SARS-CoV-2 promořena populace jelenců běloocasých čítající pětadvacet milionů zvířat. 

Vědci se shodují v tom, že po opadnutí vlny vyvolané koronavirem varianty omikron nastane období relativního klidu. To může skončit už na podzim.  Před představou, že pohoda nastane ve chvíli, kdy se virus SARS_CoV-2 přestane chovat epidemicky a přejde k endemickému výskytu, varuje na stránkách časopisu Nature evoluční genetik Aris Katzourakis z University of Oxford.  

Z epidemiologického hlediska znamená endemický výskyt, že případů dramaticky nepřibývá ani neubývá. Počty nemocných se stabilizují na úrovni, která odpovídá reprodukčnímu číslu.  Tato stabilita ale nemusí být věčná a ani u endemického původce onemocnění nelze vyloučit nástup nových pandemických vln.

Foto: Buiobuione, CC BY-SA 4.0

Jako endemické se chovají například nákazy rhinoviry vyvolávajícími rýmu. Endemické jsou ale i choroby je horečka Lassa, obrna nebo malárie. I endemicky se vyskytující choroba může postihovat poměrně velký počet lidí a může mít na svém kontě velký počet obětí. Endemicky se vyskytuje tuberkulóza, kterou ročně onemocní deset milionů lidí a milion a půl jich na tuto nemoc zemře.

Aris Katzourakis také upozorňuje na mylnost názoru, že se virus musí vyvíjet od virulentních forem (tedy těch, které páchají v lidském organismu velké škody) k těm méně virulentním – méně škodlivým.

„To není pravda,“ píše Katzourakis v Nature. „Neexistuje předem daný výsledek evoluce, který by virus učinil neškodnějším, zvláště u takového viru jako je SARS-CoV-2, u kterého dochází k většině nákaz ještě předtím, než virus vyvolá u nakaženého závažné onemocnění. Uvědomme si, že koronaviry varianty alfa a delta byly virulentnější než virus objevený v Číně ve Wuchanu. Druhá vlna španělské chřipky byla mnohem smrtelnější než ta první.“

Podle Katzourakise můžeme pro lepší budoucnost udělat hodně. V první řadě ale musíme dát vale pohodlnému optimismu, že omikronem pandemie končí. Zadruhé musíme věnovat pozornost stávajícímu průběhu pandemie, počtům nakažených a nemocných, protože od těch se odvíjí pravděpodobnost vzniku nových variant koronaviru SARS-CoV-2.

Zatřetí musíme využívat vše, co se nám k boji s pandemií nabízí: vakcíny, antivirotické léky, diagnostické testy, ochranná opatření, jako je nošení respirátorů, udržování společenského odstupu, ventilace a filtrace vzduchu. Začtvrté musíme investovat do vývoje vakcín, které budou účinné proti širšímu spektru variant.

Jednou z nejúčinnějších metod k zastavení pandemie je prevence vzniku nových, nakažlivějších a škodlivějších variant viru a to se dá udělat tím, že maximálně ztížíme viru jeho šíření, protože čím víc lidí je nakažených a čím víc viru koluje populací, tím větší je šance na vznik nové nebezpečné varianty. 

Dnes koluje na naší planetě odhadem 10¹⁷ částic viru SARS-CoV-2. Řádově je to asi tolik, kolik je na Zemi zrnek písku. Kterýkoli z těchto virů se může stát zárodkem nové varianty. Varianta alfa vznikla v Británii v době, kdy se tam koronavirus masivně šířil. Podobně tomu bylo v Indii s variantou delta a v Jižní Africe s omikronem.

„Představa, že endemický výskyt původce choroby nevyhnutelně nastane a bude mít za následek mírnější následky onemocnění je nejen chybný, ale je přímo nebezpečný. Staví lidstvo před mnoho let trvající pandemii s nepředvídatelnými vlnami nákazy,“ končí svůj rozbor našich perspektiv Aris Katzourakis.