Pandemie
Coronaviren mutieren nicht so häufig: Bei diesem scheint es anders zu sein

17 Mutationen kommen bei diesem neuen Corona-Virus aufs Mal zusammen. Das ist nicht gerade üblich. Die Mutante wird als VUI-202012-01 (Virus Under Investigation) zum Untersuchungsgegenstand. Man vermutet, dass ein chronisch kranker Patient dem Virus als Trainingslabor gedient hat.

christoph bopp
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Sars-CoV-2 – das Virus in seiner ganzen Pracht.

Sars-CoV-2 – das Virus in seiner ganzen Pracht.

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Das Sars-CoV-2-Virus, welches für die Covid-19-Pandemie verantwortlich ist, ist ein einsträngiges RNA-Virus. Es besteht aus rund 29 900 Nukleotiden, das sind die vier Basen Adenin, Guanin, Cytosin und Uracil. Ihre Reihenfolge auf dem Strang codiert auch die Information, welche zur Synthese ihrer Proteine gebraucht wird. Unter anderem das sogenannte Spike-Protein. Das sind die Spitzen, die aus der Viruskugel herausragen.

Was ist eine Mutation bei einem Virus?

Die einzige Tätigkeit des Sars-CoV-2-Virus (und aller anderen Viren auch) ist die Replikation. Dafür muss der ganze Strang kopiert werden. Seine rund 30 000 Basen sind für eine RNA-Sequenz schon ziemlich lang. Deshalb wird es Ablese- und Kopierfehler geben. Einige Buchstaben werden falsch oder doppelt kopiert, andere fallen weg. Die Zellinformation von höheren Lebewesen wie Pilze, Tiere und Pflanzen wird im Zellkern in Form von DNA aufbewahrt. Die ist zweisträngig und meist gibt es eine Korrekturlese-Funktion, welche Fehler ausmerzt. Das macht Längen von bis zu 2 500 000 Basenpaaren möglich. Ab ca. 10 000 Basenpaaren ist das stabile Kopieren nicht mehr möglich, es würden zu viele Mutationen akkumuliert werden. RNA-Viren haben deshalb kurze Genome. Die Corona-Viren bilden eine Ausnahme. Sie haben eine Korrekturlese-Funktion, die eine ziemlich stabile Kopierung ihres Strangs garantiert. Das Influenza- oder das HI-Virus mutiert deshalb ungleich häufiger.

Weshalb gerade diese Mutation?

Die meisten Mutationen bleiben für das Virus ohne Folgen. Aber sie können helfen, verschiedene Stämme des Sars-CoV-2 zu unterscheiden und Abstammungsverhältnisse herzustellen. Das COG (Covid-19-Genomics Consortium) in England hat über 120 000 Genome von positiv getesteten Personen untersucht und mehrere tausend Mutationen festgestellt. 1777 traten in der Region auf, die für das Spike-Protein codiert. Den Verlauf der Pandemie hat bisher keine entscheidend beeinflusst. Nun sind die Forscher aber beim B.1.1.7-Stamm auf ein paar auffällige Mutationen gestossen. Diese Mutante ist jetzt VUI-202012-01 (die erste Variant Under Investigation im Dezember 2020), wie die neue Mutation wissenschaftlich heisst. Genau genommen sind es 17 einzelne Mutationen. 14 davon verändern die Basen-Reihenfolge, 3 sind sogenannte Deletions (gelöschte, ausgefallene Basen). Vier davon sind auffällig.

Ist das nicht eine überraschend hohe Mutationsrate, die wir hier sehen?

Das ist so. Man vermutet, dass sich die Mutationen in einem chronisch infizierten Patienten zugetragen haben. Das wäre ein Virusträger, bei dem man das Virus lange mit einer Antikörper-Therapie bekämpft hat und das deshalb schon eine gewisse genetische Variabilität erreicht hat. Deshalb konnten sich auch verschiedene Mutationen ansammeln («akkumulieren»). Unter «normalen» Bedingung dürfte dies länger dauern.

Warum sind diese Mutationen auffällig? Welche Bedeutung haben sie?

Sie beeinflussen bei diesem Spike-Protein die sogenannte RBD (Receptor Binding Domain), wo das Virus an den ACE2-Rezeptor der Zelle andockt. Das Bindungsverhalten wird unter Umständen verändert, das kann das Virus ansteckender machen. Und es kann auch sein, dass es vom Immunsystem nicht mehr als Antigen (Stoff, der das Immunsystem zu einer Reaktion anregt) erkannt wird. Die wichtigste Mutation ist N501Y, aber auch N439K und Y453F beeinflussen die ACE2-Affinität. 69-70del, ist eine Verlustmutation, welche gleichzeitig mit den anderen aufgetreten ist. Sie kann dazu führen, dass bereits erworbene Antikörper nicht mehr auf das neue Virus reagieren.

Warum kann man die Auswirkungen auf den Epidemie-Verlauf nicht angeben?

Was die Mutationen molekularbiologisch anrichten, muss im Laborversuch untersucht werden. Vorderhand lassen sich die Auswirkungen nur epidemiologisch verfolgen. GB-Premierminister Boris Johnson sagte, die neue Mutante sei «bis zu 70 Prozent ansteckender» als die bisherige. Das war eine Hochrechnung dessen, was man über das Infektionsgeschehen in England weiss. Besonders in Südengland und in London hat sich die Mutante schnell ausgebreitet. Wir haben hohe Ansteckungszahlen und eine vermehrte Präsenz von VUI-202012-01. Das kann entweder nur eine reine Korrelation der Zahlen sein und muss nicht auf eine Kausalität hindeuten. Den gleichzeitigen Anstieg kann man mit der mangelnden Vorsicht der Londoner («The pubs were packed,» hiess es) und den lockeren Massnahmen in Südengland erklären (Korrelation), ohne dass man voraussetzen muss, dass es am Virus liegt (Kausalität).

Was bedeutet die Mutation für die Impfstoffe und die Immunität?

Die Impfstoffe sind auf die verschiedenen Stämme breit angelegt. Sofern die Mutationen nicht allzu tief gehen, sollten sie dennoch wirken. Genau kann man das erst nach Laborversuchen wissen. Das Verhältnis zwischen Virus und Immunsystem (auch wenn es ein das Immunsystem stimulierendes Impfsystem ist) ist aber wie ein Hasen-Igel-Rennen, bei dem das Virus immer einen Schritt voraus ist.

Müssen wir jetzt nochmals von vorne anfangen?

Nein, bis jetzt gibt es keine Anzeichen, dass die Mutationen das Virus unkenntlich machen würden. Die 69-70del-Mutation hat zu Drop-outs geführt bei einem bestimmten RT-PCR-Test. Aber weil der Test nach verschiedenen anderen Gen-Abschnitten sucht, funktioniert er trotzdem. Und wenn es Probleme gibt: Die mRNA-Impfstoffe können molekularbiologisch leichter angepasst werden als herkömmliche Impfstoffe. Allerdings ist dabei die Fertigungsstufe nicht dabei. Und vielleicht müsste man auch die Verträglichkeits- und Sicherheitsversuche nochmals von Grund auf machen, weil schwerwiegende Nebenwirkungen nicht ausgeschlossen werden können.

Wird die neue Mutation wieder verschwinden?

Nein, im Gegenteil, sie wird die anderen verdrängen – wenn sie wirklich ansteckender ist als die bisherige. Im Moment vorherrschend bei uns ist eine Mutation (D164G), die auch nicht die ursprüngliche Version des Virus aus Wuhan war, sondern – wie es hiess – die Infektiosität «moderat» veränderte. Typen, die sich schneller von Mensch zu Mensch übertragen können, haben gegenüber den anderen einen evolutionären Vorteil. Sie werden sich in der Population durchsetzen. Sofern nicht andere Faktoren dagegen wirken.