Pandemia COVID-19 to prawdziwa demonstracja praw ewolucji. Wyjaśniają one wiele z tego, co już się wydarzyło i przewidują, co będzie dalej. Dzięki temu możemy lepiej przygotować się na kolejne etapy pandemii.
Teoria ewolucji jednoznacznie wyjaśnia, dlaczego wariant Delta SARS-CoV-2 rozprzestrzenia się szybciej od tego, który pierwotnie pojawił się w Wuhan. Wskazuje też, co może wydarzyć się w przyszłości i jakie warianty mogą dominować. To definitywnie nie koniec walki ludzkości z SARS-CoV-2.
Ewolucja jest wynikiem przypadkowych mutacji w genomie, podczas jego replikacji - kilka z nich może być sprzyjających dla samego wirusa, dając mu pewną przewagę. Kopie tych korzystnych genów mają większe szanse na przetrwanie w następnych pokoleniach, dzięki procesowi selekcji naturalnej.
Nowe szczepy wirusów mogą również powstawać na drodze rekombinacji, kiedy patogeny przechwytują geny od innych wirusów lub nawet z organizmu gospodarza. Oczywiste jest, że ewolucja będzie sprzyjać szczepom wirusa, które mają bardziej stromą krzywą epidemii, szybciej powodując więcej zarażeń. Na tej podstawie można przewidzieć dwa podstawowe warianty zachowań.
Po pierwsze, każdy wirus dąży do tego, by łatwiej się przenosić. Jedna zarażona osoba powinna infekować jak najwięcej osób, a współczynnik reprodukcji wirusa (liczba R) rosnąć. Po drugie, można oczekiwać, że ewolucja skróci czas, jaki upływa od zarażenia się do zarażenia innych (tzw. odstęp szeregowy). Obie te cechy są korzystne dla wirusa, ale nie dla jego gospodarza. Właśnie z tego powodu wariant Delta SARS-CoV-2 opanował świat i zastąpił pierwotny szczep z Wuhan.
Teraz warto przytoczyć kilka faktów. Pierwotny szczep SARS-CoV-2 z Wuhan miał liczbę R o wartości 2-3, podczas gdy liczba R wariantu Delta wynosi 5-6 (a niektórzy naukowcy twierdzą, że nawet więcej). Rachunek jest prosty - osoba zarażona wariantem Delta może zainfekować co najmniej dwa razy więcej osób niż w przypadku szczepów Alfa czy Beta. Istnieją również dowody wskazujące, że wariant Delta ma również krótszy odstęp szeregowy od oryginalnego szczepu z Wuhan.
Może mieć to związek z wyższym ładunkiem wirusowym (liczbą kopii wirusa w danej objętości płynu) u osoby zakażonej Deltą. To sprawia, że wariant ten przenosi się szybciej, szczególnie na otwartej przestrzeni i krótkotrwałym kontakcie z osobą chorą.
Wiadomo, że szczepionki zaprojektowane do ochrony przed pierwotnym szczepem SARS-CoV-2 z Wuhan działają przeciwko Delcie, ale są mniej skuteczne. Wynika to z praw przyrody - warianty wirusa, które potrafią unikać szczepionek mają przewagę ewolucyjną nad innymi.
Można zatem spodziewać się wyścigu zbrojeń między twórcami szczepionek a wirusem. Ci pierwsi będą starali się nadrobić zaległości w ewolucji wirusa, podczas gdy patogen będzie się cały czas zmieniał. To swoista zabawa w kotka i myszkę, która wydaje się nie mieć końca. Dlatego można spodziewać się, że odporność na SARS-CoV-2 trzeba będzie regularnie odnawiać, a kolejne dawki szczepionek sezonowo przyjmować - podobnie jak ma to miejsce w przypadku szczepionek przeciwko grypie.
Warto pamiętać też, że szczepionki przeciwko COVID-19 zmniejszają szanse na przenoszenie wirusa na innych, ale nie niwelują ich całkowicie. W przypadku większości drobnoustrojów chorobotwórczych istnieje kompromis pomiędzy zdolnością do przenoszenia wirusa a tym, jak bardzo dana osoba zachoruje (zjadliwość). Dzieje się tak dlatego, że aby móc się przenosić, potrzebny jest pewien ładunek wirusowy.
Jeśli szczepionki nie są 100-procentowo skuteczne w blokowaniu przenoszenia wirusa, możemy spodziewać się przesunięcia kompromisu w kierunku wyższej zjadliwości. Innymi słowy, efektem ubocznym tego, że wirus jest w stanie przenosić się z ludzi zaszczepionych, jest to, że z czasem - zgodnie z przewidywaniami ewolucji - stanie się on bardziej szkodliwy dla ludzi niezaszczepionych.
Można spodziewać się, że w krótkiej perspektywie czasu, ewolucja będzie kontynuowała "dostrajanie" wirusa. Przede wszystkim zaobserwujemy trzy dominujące trendy:
- współczynnik reprodukcji wirusa będzie rósł - więcej ludzi będzie się zarażać;
- odstęp szeregowy będzie malał - ludzie będą zarażać się szybciej;
- nowe warianty sprawią, że szczepionki będą mniej skuteczne.
Niestety, nie wiemy, jak szybko i jak daleko będą postępować powyższe zmiany. Niektórzy naukowcy są zdania, że SARS-CoV-2 już zbliża się do swojej najbardziej zaawansowanej postaci. Brytyjska Naukowa Grupa Doradcza ds. Sytuacji Nadzwyczajnych (SAGE) przeanalizowała scenariusze długoterminowej ewolucji wirusa. Niemal pewne jest, że dojdzie do tzw. dryfu antygenowego, czyli nagromadzenia się drobnych mutacji prowadzących do tego, że obecne szczepionki staną się mniej skuteczne. Niezbędne będą kolejne dawki szczepionek.
Warto wspomnieć także o tzw. skoku antygenowym, który pojawi się w wyniku rekombinacji SARS-CoV-2 z innymi ludzkimi koronawirusami. To będzie wymagać stworzenia bardziej zaawansowanych szczepionek o szerszym spektrum działania.
Większość naukowców jednoznacznie stwierdza, że SARS-CoV-2 raczej nie stanie się bardziej zjadliwy, bo to po prostu mu się "nie opłaca" z biologicznego punktu widzenia. Ludzie chorzy częściej umierają i są izolowani, co zmniejsza prawdopodobieństwo dalszego przenoszenia patogenu. Niewykluczone, że w dłuższej perspektywie SARS-CoV-2 stanie się mniej zjadliwy. Nie możemy jednak oczekiwać, że bez podjęcia odpowiednich działań (mowa głównie o szczepieniach) wirus w magiczny sposób stanie się nieszkodliwy.
Niestety, ludzie nie ewoluują wystarczająco szybko, aby wyprzedzić same zmiany wirusa - tego dystansu nigdy nie nadrobimy. SARS-CoV-2 nie zabije większości ludzi, których zainfekuje, więc nie ma presji ewolucyjnej, by korzystne mutacje w populacji pojawiały się cześciej.
