COVID-19: Welche SARS-COV-2-Mutanten sind bekannt?

Erstes Fazit nach einem Jahr der SARS-CoV-2-Evolution

Seit dem ersten Nachweis des Coronavirus SARS-CoV-2 sind zahlreiche neue Virusvarianten entstanden, von denen manche den Verlauf der Pandemie zusätzlich angeheizt haben. Nach gut einem Jahr ziehen Forschende nun erstmals eine Bilanz der Evolution von SARS-CoV-2. Dabei wird auch deutlich, dass Infektionen bei Menschen mit geschwächtem Immunsystem vermutlich einen erheblichen Anteil an der Entstehung neuer gefährlicher Mutanten hatten.

Ein britisches Forschungsteam um Dr. Thomas P. Peacock vom Imperial College London hat die Ergebnisse von über 180 Studien ausgewertet, um die Veränderungen im SARS-CoV-2-Genom und die neu entstanden Mutanten nachzuverfolgen. Veröffentlicht wurden die entsprechenden Studienergebnisse in dem Fachmagazin „Journal of General Virology“.

Welche Mutationen sind wo aufgetreten?

Immer mehr Varianten von SARS-CoV-2 sind seit dem Ausbruch der Pandemie entstanden. Die aktuelle Übersichtsarbeit versucht zu erfassen, „wo Mutationen aufgetreten sind, welchen Teil des Virus sie betreffen und wie die resultierenden Varianten die Impfbemühungen beeinflussen könnten“, berichtet die Microbiology Society in einer Pressemitteilung zu den Studienergebnissen.

Mutationen waren zu erwarten

Die Mutationen von SARS-CoV-2 waren laut Aussage der Forschenden zu erwarten, da sich das Virus an den Menschen anpasse. „SARS-CoV-2 ist wahrscheinlich immer noch dabei, seinen Weg im Menschen zu finden, was die optimale Infektion und Übertragung angeht“, betonen die Forschenden. Dabei unterliege das Virus im Grunde überall auf der Welt den gleichen Arten von Selektionsdruck.

Spike-Protein-Mutation besonders relevant

So ist es nicht verwunderlich, dass SARS-CoV-2-Varianten mit den gleichen oder ähnlichen Mutationen unabhängig voneinander in verschiedenen Ländern aufgetaucht sind. Dabei seien insbesondere jene mit Mutationen im Spike-Protein von besonderem Interesse, betonen die Forschenden. Denn dieses Protein ermögliche es dem Virus, in Wirtszellen einzudringen, und es bilde gleichzeitig das Hauptziel des Immunsystems – auch nach einer Impfung.

„Mutationen in dem Gen, das für Spike kodiert, könnten die Form des Proteins verändern, so dass es vom Immunsystem nicht mehr erkannt wird“, erläutern die Forschenden. Varianten von SARS-CoV-2 mit entsprechenden Mutationen hätten demnach einen Überlebensvorteil und können sich verstärkt ausbreiten.

Schnelle Ausbreitung vorteilhafter Mutationen

„Veränderungen, die dem Virus einen Vorteil verschaffen, können schnell dominant werden“, betonen die Forschende. Beispielsweise sei eine Mutation mit der Bezeichnung D614G nur vier Monate nachdem sie erstmals entdeckt wurde bereits in 80 Prozent der sequenzierten SARS-CoV-2-Viren feststellbar gewesen. Mittlerweile seien Viren ohne die D614G-Mutation nur noch in Teilen Afrikas verbreitet.

Weiterhin habe sich die Mutation N501Y, welche beispielsweise in der britischen SARS-CoV-2 Variante B.1.1.7. vorkommt, ähnlich schnell ausgebreitet. „In Großbritannien wurde B.1.1.7 innerhalb von drei Monaten zur dominanten Variante und ist dort nun für über 90 Prozent der Infektionen verantwortlich“, berichtet das Forschungsteam. Entstanden sei die Mutation vermutlich bei einer Infektion eines immungeschwächten Individuums.

Mutationen im Spike-Protein

Relevante Spike-Protein-Mutationen, die in der Übersichtsarbeit genannt werden, sind unter anderem:

• D614G – Erstmals im Februar 2020 nachgewiesene Mutation, die SARS-CoV-2 infektiöser macht. Wie bereits erwähnt, hat sich diese Mutation extrem schnell weltweit ausgebreitet. Trotz anfänglicher Bedenken ist laut Aussage der Forschenden jedoch kein negativer Effekt auf die Wirksamkeit der Impfstoffe feststellbar.
• Y435F – Viren mit dieser Mutation wurden in einem Cluster von menschlichen Infektionen in Dänemark nachgewiesen, wobei die Variante sich vermutlich zuvor in Nerzen entwickelt hat. „Bei Nerzen traten im Spike-Protein des Virus häufig zwei Mutationen auf, die Y435F und N501T genannt werden, und eine stärkere Bindung des Virus an menschliche Rezeptorzellen ermöglichen“, berichten die Forschenden. Besorgniserregend sei, dass die Variante auch Menschen infizieren kann, die zuvor bereits mit SARS-CoV-2 infiziert waren.
• N501Y – Die kennzeichnende Mutation der B.1.1.7 Coronavirus-Variante wude die im Dezember 2020 erstmals in Großbritannien nachgewiesen. Diese Mutation macht das Virus deutlich ansteckender und in Großbritannien wurde B.1.1.7 schnell zur dominanten Variante. Auf die Immunität durch Impfstoffe und durch frühere Infektionen hat die Mutation laut Aussage der Forschenden jedoch nur einen geringen Einfluss.
• E484K – Diese Spike-Protein-Mutation ist in den letzten Monaten aufgetaucht, einmal in Südafrika und mindestens zweimal in Brasilien. Besonders problematisch bei Varianten mit dieser Mutation ist, dass sie sich offenbar dem Immunsystem von geimpften als auch von zuvor infizierten Personen entziehen kann, berichtet das Forschungsteam. Vermutlich sei diese Mutation im Spike-Protein durch die hohe Immunität der Bevölkerung angetrieben worden.

Überwachung der Mutationen erforderlich

Die Forschenden fordern angesichts der ständigen Veränderungen des Virus verstärkte globale Anstrengungen zur Überwachung von SARS-CoV-2-Mutationen. Durch die regelmäßige Überwachung des Virus werde eine frühzeitige Identifizierung neu auftretender Varianten und eine Einschätzung des Risikos möglich.

„Da immer mehr Varianten auftauchen, bekommen wir nur so ein besseres Bild von ihren Gemeinsamkeiten und Unterschieden und können besser vorhersagen, wie weitere neue Varianten aussehen werden. Die Zusammenführung all dieser Informationen wird uns auch dabei helfen, Auffrischungsimpfstoffe zu entwickeln, die gegen möglichst viele Varianten schützen, oder gezielte Diagnostik zu entwerfen“, betonen die Forschenden.

Weitere Pandemiewellen und Versagen des Impfstoffs?

Zwar sei die genomische Überwachung in Europa und den USA relativ gut aufgestellt, doch gebe es große Gebiete auf der Welt, bei denen gänzlich unklar bleibe, welche Varianten zirkulieren. „Eine bessere Überwachung in einem breiteren Spektrum von Ländern würde es uns ermöglichen, das Risiko besser einzuschätzen, wie die nächste Phase der Pandemie aussehen könnte”, so das Forschungsteam. Insbesondere das Auftreten von potenziellen „Impfstoff-Escape-Mutanten“ müsse überwacht werden „oder wir riskieren weitere Pandemiewellen und ein Versagen des Impfstoffs.“ (fp)