Deze taal is machinaal vertaald en is niet door een mens gecontroleerd.

Wetenschap · Artikel

Hoe virussen zich verspreiden, muteren en tot nieuwe varianten worden

Gepubliceerd:

Scientifically accurate atomic model of the external structure of the Severe Acute Respiratory Syndrome CoronaVirus 2 (SARS-CoV-2), a strain ( genetic variant ) of the coronavirus that caused coronavirus disease (COVID-19), first identified in Wuhan , China , during December 2019
Afbeelding: Alexey Solodovnikov (Idea, Producer, CG, Editor), Valeria Arkhipova (Scientific Сonsultant) · CC BY-SA 4.0 · Wikimedia Commons

In het kort

Virussen verspreiden zich tussen mensen vooral door nauwe contacten, respiratoire druppels of in de lucht zwevende deeltjes, en kopieerfouten tijdens replicatie veroorzaken mutaties. De meeste mutaties zijn onschadelijk, maar enkele helpen een virus gemakkelijker te verspreiden of immuuniteit te omzeilen, en natuurlijke selectie begunstigt deze versies – resulterend in wat gezondheidsagentschappen een "variant" noemen.

Deze versie is een machinevertaling van het origineel (English). Lees het origineel

Een virus heeft een gastcel nodig om kopieën van zichzelf te maken. Elke keer dat dit kopiëren gebeurt, is er een kans dat de nieuwe kopie enigszins van het origineel verschilt – een verandering die een mutatie wordt genoemd. Voldoende mutaties die in één lijn geaccumuleerd zijn, en gezondheidsagentschappen gaan het een variant noemen. Herhaald over miljoenen infecties, is dit hoe respiratoire virussen zoals influenza of SARS-CoV-2 in de loop der tijd veranderen.

Hoe een virus van persoon tot persoon beweegt

De Wereldgezondheidsorganisatie groepeert de manieren waarop respiratoire virussen tussen mensen bewegen in contact-, druppel- en luchtoverdracht. Contactoverdracht vindt plaats wanneer virushoudende secreta rechtstreeks tussen mensen of indirect via een besmette oppervlakte worden doorgegeven. Druppeloverdrachtbetaat grotere respiratoire deeltjes – meer dan 5 tot 10 micrometer groot – die op de grond vallen of op de mond, neus of ogen van een ander persoon landen binnen ongeveer een meter. Luchtoverdracht betreft kleinere deeltjes die in de lucht zweven en verder kunnen reizen; de WHO zegt dat deze route het duidelijkst is gedocumenteerd tijdens medische procedures die aerosolen genereren.

In zijn commentaar op SARS-CoV-2 stelt de WHO vast dat clusters van gevallen zijn gemeld in drukke, slecht geventileerde binnenruimten – restaurants, sportscholen, plaatsen van aanbidding – vooral na nauwe contacten die ongeveer een uur of langer duren. Ventilatie, fysieke afstand en samen doorgebrachte tijd beïnvloeden allemaal hoe gemakkelijk een respiratoir virus door een groep beweegt.

De verspreiding meten: het voortplantingsgetal

Epidemiologen vatten samen hoe snel een infectie zich verspreidt met het basisvoortplantingsgetal, R0 – het verwachte aantal nieuwe infecties veroorzaakt door één geïnfecteerde persoon in een volledig gevoelige populatie, volgens een review gepubliceerd op het PubMed Central (PMC) platform van de US National Institutes of Health. Als R0 boven 1 ligt, geeft een typische geïnfecteerde persoon het virus gemiddeld door aan meer dan één ander persoon en breidt het uitbraak uit; als het onder 1 blijft, krimpt de uitbraak. De review merkt op dat R0 afhangt van het contactpercentage tussen mensen, de kans op overdracht per contact en hoe lang iemand besmettelijk blijft – niet alleen van de pathogeen.

Hoe respiratoire virussen tussen mensen bewegen, volgens de WHO
RouteDeeltjesgrootteTypisch bereikVoorbeeldsituatie
ContactDirect of via een besmette oppervlakteAanrakingHandenschudden, een deurklink aanraken
DruppelGroter dan 5–10 micrometerOngeveer tot 1 meterHoesten of dicht bij iemand praten
Lucht/aerosolKleinere, fijne deeltjes die zwevend blijvenKan zich verder dan 1 meter uitstrekken, vooral binnenshuisAerosolgenerende medische ingrepen; slecht geventileerde ruimten

Van kopierfout naar mutatie

Mutaties zijn niet iets dat een virus opzettelijk doet. Volgens de WHO zijn mutaties eenvoudig de veranderingen die optreden wanneer het genetische materiaal van een virus wordt gekopieerd; het agentschap merkt op dat hoe meer een virus zich verspreidt en repliceert, hoe meer kansen het heeft om dergelijke veranderingen op te pikken. RNA-virussen zoals coronaviren en influenza accumuleren deze kopieerfouten bijzonder vaak, volgens een uitleg gepubliceerd door Science News Explores, een publicatie van de Society for Science.

De US Centers for Disease Control and Prevention (CDC) stellen dat SARS-CoV-2 blijft mutaties accumuleren in zijn genetische sequentie terwijl het blijft circuleren. De meeste van deze veranderingen maken geen merkbare verschil in het gedrag van het virus.

Wanneer een mutatie een variant wordt – en misschien een stam

De WHO definieert een variant als een virus met een of meer nieuwe mutaties in vergelijking met de versie waarvan het afstamt. Science News Explores trekt een verder onderscheid: een variant wordt slechts een stam zodra onderzoekers kunnen aantonen dat het een echt nieuwe biologische capaciteit heeft, zoals zich gemakkelijker verspreiden, ernstiger ziekte veroorzaken of partieel immuuniteit geworpen door eerdere infectie of vaccinatie. Volgens deze logica is elke stam een variant, maar niet elke variant kwalificeert als stam.

Of een nieuwe variant zich verspreidt, hangt af van natuurlijke selectie. Veranderingen die een viruskopie van zichzelf minder in staat stellen cellen te infecteren, verdwijnen meestal snel, terwijl veranderingen die het virus beter geschikt maken voor zijn huidige omgeving – besmettelijker, beter in staat immuunverdedigingen te omzeilen, of beide – meestal in de loop der tijd frequenter worden, volgens Science News Explores. Omdat grote uitbraken meer infecties genereren, en dus meer replicatiegebeurtenissen, geeft aanhoudend hoge besmettingsvermogen een virus meer kansen om het soort mutatie voort te brengen dat in een succesvolle nieuwe variant verandert.

Hoe agentschappen nieuwe varianten volgen

Om gelijke tred te houden met virale verandering, voert de CDC genomische bewaking uit: laboratoria volgen de genetische code van virusmonsters van patiënten en uploaden de sequenties naar gedeelde databases zodat onderzoekers ze kunnen vergelijken. De agentschap groepeert gerelateerde sequenties in lijnen met behulp van het Pango nomenklatuursysteem, een naamgevingskader dat internationaal door instanties van openbare gezondheid en onderzoekers wordt gebruikt om te volgen hoe lijnen zich tot elkaar verhouden en zich in de loop der tijd verspreiden, volgens de CDC.

Bewaking combineert deze genetische gegevens met fenotypische gegevens – directe laboratorium- of klinische waarnemingen van hoe een variant zich werkelijk gedraagt – om te beoordelen of bestaande tests, behandelingen en vaccins er nog tegen werken, zegt de CDC. De WHO voegt toe dat COVID-19-vaccins zijn ontworpen om een brede immuunrespons uit te lokken waarbij meerdere soorten antilichamen en immuuncellen betrokken zijn, wat is waarom individuele mutaties van zichzelf onwaarschijnlijk een vaccin volledig ondoeltreffend maken; als een variant aanzienlijk bescherming vermindert, zegt de WHO dat vaccinsamenstelling als reactie kan worden bijgewerkt.

Hoe meer mogelijkheden een virus heeft om zich te verspreiden, des te meer repliceert het – en hoe meer mogelijkheden het heeft om veranderingen te ondergaan.

— Wereldgezondheidsorganisatie

Vragen

Wat is het verschil tussen een mutatie, een variant en een stam?
Een mutatie is een enkele genetische verandering die optreedt wanneer een virus zich kopieert. Een variant is een virus dat één of meer nieuwe mutaties bevat in vergelijking met zijn voorouder, volgens de WHO. Een stam is een variant die onderzoekers hebben aangetoond een echt nieuw biologisch kenmerk hebben, zoals hogere transmissibiliteit, volgens Science News Explores – dus elke stam is een variant, maar niet elke variant wordt een stam.
Waarom muteren sommige virussen sneller dan andere?
RNA-virussen, inclusief influenza en coronaviren, accumuleren vaak kopieerfouten, vooral tijdens replicatie, volgens Science News Explores. Hoe meer een virus circuleert en mensen infecteert, hoe meer kopiegebeurtenissen in totaal optreden, wat het meer kansen geeft mutaties op te pikken, volgens de WHO.
Betekent een nieuwe variant altijd een gevaarlijker virus?
Nee. De WHO stelt dat de meeste mutaties weinig of geen effect hebben op het gedrag van een virus; alleen sommige veranderingen beïnvloeden eigenschappen zoals transmissibiliteit of ziekteernst, en deze kunnen een virus meer of minder gevaarlijk maken.
Wat betekent het als R0 boven of onder 1 ligt?
R0 schat hoeveel nieuwe infecties één geïnfecteerde persoon gemiddeld veroorzaakt in een volledig gevoelige populatie, volgens een op PMC gepubliceerde review. Een R0 boven 1 betekent dat een uitbraak neiging heeft te groeien, terwijl onder 1 het neiging heeft te krimpen, hoewel de review benadrukt dat R0 afhangt van contactpercentages en gedrag, niet alleen van de pathogeen.
Hoe detecteren gezondheidsagentschappen een nieuwe variant?
De CDC gebruikt genomische bewaking – volgen van virusmonsters van patiënten en het vergelijken van genetische codes in gedeelde databases – gecombineerd met fenotypisch testen om te zien of behandelingen, tests en vaccins nog steeds werken tegen opkomende lijnen.

Bronnen

  1. World Health Organization — The effects of virus variants on COVID-19 vaccines
  2. World Health Organization — Transmission of SARS-CoV-2: implications for infection prevention precautions
  3. CDC — Variants and Genomic Surveillance
  4. Science News Explores — Explainer: Virus variants and strains
  5. PMC (NIH) — Complexity of the Basic Reproduction Number (R0)

Dit stuk is gemaakt met kunstmatige intelligentie en vóór publicatie automatisch op bronnen gecontroleerd. Ziet u een fout, vraag dan om een correctie. Correctie of weerwoord aanvragen · Hoe we dit maken

Gerelateerd