Jak dlouho ještě? Evoluce koronaviru odkrývá překvapivou hru

Článek si také můžete poslechnout v audioverzi.

Mezilidský přenos koronaviru SARS-CoV-2 potvrdila Světová zdravotnická organizace v lednu 2020. Tehdy ještě bezejmenný „záhadný virus“ si tou dobou již řadu týdnů vybíral první oběti a razil si cestu k doposud netušeným evolučním možnostem. Dostal doslova celou planetu jako hrací pole a po svém toho využil.

Během dvou a půl roku nashromáždil řadu mutací, které z něj nyní dělají jeden z nejinfekčnějších lidských patogenů.

Většina mutací přitom ve skutečnosti na virus velký dopad nemá a nezpůsobí vlastně nic podstatného – jsou to prostě chyby v kódu. Mohou ale sloužit jako drobečky chleba, pomocí kterých vědci daný virus dokáží stopovat při jeho cestách lidskou populací. Díky moderním nástrojům a sdílení dat tak máme o vývoji viru relativně dobrý přehled.

„Je to poprvé v historii lidstva, kdy jsme svědky globální pandemie na genomické evoluční úrovni,“ prohlásil nedávno americký biochemik Joseph DeRisi, který se specializuje na molekulární biologii, parazitologii, genomiku a virologii.

Vědci, kteří vývoj viru bedlivě sledují, se přitom shodují v jednom: co je fascinující a částečně alarmující, je rychlost jeho evoluce. Že bude SARS-CoV-2 mutovat, se očekávalo – tempo, kterým to dělá, ale překvapuje.

„Málokdo očekával tak rychlé změny viru. Když přišla varianta alfa, bylo to pro mě velmi překvapivé. Když se objevila delta, byl jsem zpočátku skeptický. Poté jsme se s omikronem museli znovu přeorientovat a od ledna již existují nové podvarianty omikronu,“ komentoval situaci německý virolog Christian Drosten v rozhovoru pro Der Spiegel.

Přeskok viru na člověka je tak nyní de facto ve své třetí fázi. První probíhala po většinu roku 2020, kdy se potkával s imunitně naivní populací a jen málo co mu skutečně stálo v cestě. Následně se pravidla hry lehce změnila – prostoru již v populaci nebylo tolik a viry začaly soupeřit mezi sebou. Vytvořily se varianty s různými řetězci mutací a která varianta se prosadila rychleji, vyhrála.

Ze souboje vyšel jednoznačně vítězně omikron, který také způsobil zdaleka nejvyšší vlny nakažených. I pro něj se ale „pracovní podmínky“ změnily. Velké množství lidí již má protilátky – ať už po očkování, nebo po prodělání nemoci. Ve snaze prosadit se tak čím dál více nabývá na významu schopnost těmto doposud získaným protilátkám uniknout. V Česku aktuálně dominující podvarianta omikronu s označením BA.5 s tím téměř nemá problém.

„Je normální vidět tento druh evoluce – tento neustálý boj mezi člověkem a patogenem. Všichni se soustředíme na přežití. Vyvinuli jsme lepší systém, jak viry porazit, a ony mutují a pokouší se uniknout. Stává se to u všech infekčních nemocí. Ale u covidu je celý proces opravdu velmi zrychlený,“ míní Fenyong Liu, odborník na infekční choroby z Kalifornské univerzity, kterého citoval San Francisco Chronicle.

S původním virem, který se koncem roku 2019 rozšířil v čínském Wu-chanu, tak má nyní dominantní varianta BA.5 společného vlastně jen málo. Například číslo R, které udává, kolik dalších lidí v průměru jeden nakažený člověk dále nakazí, se u původního kmenu odhadovalo okolo 2,4. U dnes sílící podvarianty omikronu BA.5 se odhady R blíží enormně nakažlivým spalničkám.

„Ta rychlost je opravdu překvapující, takhle to viry normálně nedělají. Nemáme vůbec žádný příklad toho, že by se za dva roky nějaký virus takhle urychlil. Dalo by se předpokládat, že je jeho rychlost dána základními vlastnostmi. Ale my ho mnohokrát zrychlili. Z reprodukčního čísla okolo 2 jsem ho dostali na více než 10. Protilátky získané proti BA.5 budou proti ní dobře fungovat, ale ona už tady pravděpodobně BA.5 brzy vůbec nebude,“ říká molekulární genetik Jan Pačes z Ústavu molekulární genetiky Akademie věd.

„Myslím, že je to tím, jak neuvěřitelný prostor jsme tomuto viru dali. Když si vezmeme, v kolika lidech se šířil, a měl tak možnost prozkoumat daný evoluční prostor o mnoho řádů větší než všechny předchozí viry,“ dodává.

Kam až se tedy infekčnost viru může dostat? Kolektiv amerických vědců, Sarah Cobey, Jesse Bloom, Tyler Starr a Nathaniel Lash, si před pár měsíci přesně tuto otázku kladl v jednom ze svých článků pro New York Times.

„O kolik se může SARS-CoV-2 stát přenosnějším, je otevřená otázka, ale existují limity. I evoluce je omezená: gepard se nemůže vyvinout tak, aby byl nekonečně rychlý, a SARS-CoV-2 se nestane nekonečně přenosným. Také jiné viry dosáhly plató ve své schopnosti se šířit. Nevíme, kdy se to stane u tohoto koronaviru, ale nakonec k tomu dojde,“ uvádí.

Překvapením byl ostatně z hlediska vývoje viru i samotný omikron. Evoluce zpravidla postupuje krok za krokem, přičemž úspěšné varianty vycházejí z těch, které byly úspěšné ještě nedávno. I to je důvod, proč si ještě před několika měsíci mnoho vědců myslelo, že další významná varianta bude „potomkem“ delty, která v té době ve většině zemí dominovala.

To se ale nestalo. Zdánlivě z ničeho nic začala pole ovládat vysoce nakažlivá varianta s mnoha mutacemi – některými vzácnými a některými, které doposud vědci neviděli. Varianta bez vazeb na aktuální kolující verze viru, ale spřízněná s některými dřívějšími. Původ nejbližšího genetického předka omikronu dokonce vědci datují do půlky roku 2020.

„Myslím, že žádná z obávaných variant nebyla v porovnání s omikronem takovým překvapením, objevil se prakticky z čista jasna,“ komentovala to Angela Rasmussen, viroložka z kanadské University of Saskatchewan.

Sekvenování genetického kódu omikronu odhalilo přes 50 mutací, přičemž 30 z nich se nacházelo ve spike proteinu – části viru, která je klíčová pro jeho vstup do lidské buňky.

Jak tedy vůbec ke vzniku omikronu došlo a jak mohl tak dlouho unikat pozornosti? Hypotéz je hned několik. Jedna z nich mluví o dalším mezidruhovém přeskoku – koronavirem se podle ní mohlo nakazit zvíře, v jehož organismu virus nasbíral nové mutace a následně opět nakazil člověka. Řadu virologů ostatně už delší dobu znepokojuje, že se virus opakovaně přenáší i na zvířata, jako jsou domácí mazlíčci, jeleni, norci a podobně.

Další z teorií je však podle některých vědců pravděpodobnější. Omikron podle ní vznikl v těle chronicky nemocného pacienta s oslabenou imunitou. Díky lékům a poskytnuté medicínské péči nedokázal virus pacienta zabít, jeho oslabená imunita ho však zároveň nedovedla zlikvidovat. Tento člověk tak mohl být nemocný řadu měsíců, během kterých se virus v jeho těle nadále množil a de facto se opakovaně „trénoval“ na jeho buňkách.

Nebylo by to ostatně poprvé, co se něco podobného stalo. Podobné nahromadění mutací už bylo dříve zpozorováno například u jihoafrických pacientů s HIV, kteří se zároveň nakazili covidem.

Jiní odborníci se naopak domnívají, že se omikron zkrátka vyvinul v nějakém izolovaném regionu, ve kterém nejsou vzorky koronaviru analyzovány – mohl se tam proto podle nich dlouho šířit bez jakékoliv pozornosti.

Bez ohledu na to, která z hypotéz odpovídá realitě, je však zřejmé jedno: o SARS-CoV-2 toho již mnoho víme, i tak ale neustále překvapuje. Odborníci zároveň varují před ukolébáním falešnými představami o tom, že virus zákonitě musí mutovat do mírnější podoby. Žádné takové zákony totiž neexistují.

Teze o tom, že se virus vyvíjí do stále mírnější podoby, mohou být do značné míry ovlivněny něčím, čemu se ve statistice říká bias přeživších.

V podstatě jde o vyvození zkreslených závěrů z malé části vzorků, protože zbytek nevidíme. „Vidíme viry, kterým se podařilo najít rovnováhu s hostitelem. Ale ve většině případů k rovnováze nedojde. Je poměrně křehká. Buď se virus neuchytí, nebo se uchytí jen na čas a pak časem vymizí a nebo je příliš účinný a vlastně ten druh či jeho část vyhubí,“ říká Jan Pačes.

Podobně věc vidí i matematik a člen Centra pro modelování biologických a společenských procesů Vít Tuček.

„Je v principu možné, že po relativně mírném omikronu přijde drsnější varianta podobná deltě, která sama byla výrazně nebezpečnější pro lidské zdraví než varianty jí předcházející. Z pohledu matematické biologie je evoluce složitý proces. Na jedné straně máme virus, který při svém rozmnožování náhodně mutuje. Na druhé straně máme hostitele, který se snaží zabít virus svým imunitním systémem, nebo před ním utéci změnou svého chování. Rozhodně ale neplatí, že by v dlouhodobém horizontu patogen musel nutně „domutovat‘ do stavu, kdy není vůbec nebezpečný,“ uvedl pro Seznam Zprávy.

Jde podle něj o určité nastavování kompromisu mezi infekčností a virulencí. Přičemž cesta k tomuto kompromisu může občas připomínat horskou dráhu. Pozorovat to lze i ve zvířecí říši.

„Například v roce 2015 zmizela ze světa polovina populace antilopy sajga. Během pár týdnů ji zabila do té doby téměř neškodná, bakterie, která se přemnožila v důsledků vyšších teplot a vlhka. Je také dobré mít na paměti, že ten ustálený stav boje mezi patogenem a jeho hostitelem může nastat až za desítky, stovky či tisíce let,“ připomíná vědec s odkazem na panzootii, tedy rychle se šířící nákazu mezi zvířaty na velkém území, která před pár lety postihla sajgy tatarské.

Úvahy nad dalším dějstvím pandemie se však nyní soustředí na mnohem kratší horizont a pokládají jedinou otázku: co bude s covidem na podzim? Lidé sledující koronavirové statistiky a indikátory vývoje by k ní mohli cynicky dodat, že „co se děje s covidem“, nevíme v Česku ani teď, natož abychom mohli dělat relevantnější odhady ohledně podzimních měsíců.

V zemi se totiž nyní, alespoň dle oficiálních tabulek, provádí velmi málo testů. Denně okolo šesti či sedmi tisíc, ze kterých se každý den generuje přes tisícovku pozitivně diagnostikovaných. Ještě před pár měsíci se přitom testů provádělo i přes sto tisíc denně.

Vidíme tak pravděpodobně jen velmi malou část reality a řada odborníků se netají obavami o to, jak a zda se podaří testovací kapacity na podzim znovu posílit, jestliže opět půjde do tuhého. I díky dosavadním znalostem a zkušenostem však experti předpokládají, že na podzim pravděpodobně přijde další vlna nákaz.

„Myslím, že v tuto chvíli není ani tak odvážné říct, že na podzim budeme mít další a velkou vlnu infekcí. Otázka je, kdy začne. To už je hádání z křišťálové koule. Ale i přesto, že případy začínají růst už teď, myslím, že prázdniny budou ještě docela v klidu, omezí se množství kontaktů u dětí a tak dále. Na konci srpna nebo v září ale přijde další vlna,“ domnívá se Pavel Plevka, virolog ze Středoevropského technologického institutu Masarykovy univerzity (CEITEC).

O situaci, kterou budeme naplno pociťovat na podzim, se nicméně v mnoha ohledech nejspíš rozhoduje už nyní. V populaci se už teď může šířit varianta koronaviru, která se ve velkém dostane ke slovu právě s příchodem podzimních měsíců. Nebo se bude nadále dominantně prosazovat BA.5, která však při stávajícím tempu již na konci léta může vypadat opět o trochu jinak.

„Obávám se, že od září budeme mít velmi vysoký nárůst případů. Pokud lidi s rozhodovací pravomocí nic neudělají, dojde na pracovištích k velkému počtu nepřítomností souvisejících s nemocí. To se stane skutečným problémem, který zatíží nejen nemocné, ale i již tak sužovanou ekonomiku. Nemluvě o dlouhém covidu, který je třeba brát velmi vážně,“ připomenul pro Der Spiegel Christian Drosten.