Più terribile del ceppo britannico: la variante sudafricana del coronavirus può eludere significativamente l'attacco degli anticorpi

Attualmente si conoscono tre principali varianti del nuovo coronavirus, provenienti dal Regno Unito, dal Sudafrica e dal Brasile. L'efficacia del nuovo vaccino contro il coronavirus esistente contro i nuovi ceppi mutanti determinerà l'andamento della prevenzione e del controllo dell'epidemia a livello globale. Esperimenti in vitro hanno dimostrato che i vaccini esistenti sono efficaci contro la variante britannica, ma la loro efficacia nell'organismo umano resta da verificare. Ma questa settimana un articolo preprint sulla variante sudafricana ha portato notizie preoccupanti e ha rapidamente attirato l'attenzione degli scienziati.

Scritto da Idobon e Shi Jun

Titolo originale: "Più terribile del ceppo britannico: la nuova variante del coronavirus del Sudafrica può eludere significativamente gli attacchi degli anticorpi e il nuovo vaccino contro il coronavirus potrebbe dover essere aggiornato丨117 Three People"

L'ultimo giorno del 2020, l'Organizzazione mondiale della sanità (OMS) ha pubblicato un Disease Outbreak News [1] in cui venivano menzionate quattro nuove varianti del coronavirus che hanno attirato grande attenzione e discussione: la variante D614G, la variante britannica del coronavirus B.1.1.7, la variante sudafricana del coronavirus 501Y.V2 e la variante danese del visone.

Tra queste, la variante D614G ha preso piede in tutto il mondo già a fine febbraio 2020, diventando il ceppo principale del nuovo coronavirus, prevalente in Europa e negli Stati Uniti. Il nuovo coronavirus apparso a giugno 2020 è stato trasmesso agli esseri umani attraverso i visoni, ma i casi di infezione sono stati relativamente pochi e da settembre non è stato più riscontrato negli esseri umani [2].

L'ultima variante scoperta del nuovo coronavirus ha avuto origine da campioni di virus raccolti nello stato amazzonico del Brasile. Il 14 gennaio 2021, i ricercatori hanno scoperto molteplici mutazioni tra cui la proteina spike [3] e l'hanno chiamata variante P.1. Successivamente, il Giappone, la Corea del Sud e altri paesi hanno confermato il primo caso di infezione con la variante P.1 [4]. Attualmente la ricerca sulla variante P.1 è ancora in corso.

Attualmente, la variante britannica del coronavirus B.1.1.7 è quella di cui si parla di più sui media. Il 21 settembre 2020, il Regno Unito ha scoperto il primo ceppo mutato del coronavirus. Da novembre a dicembre, la variante si è diffusa rapidamente nel Regno Unito, diventando il ceppo più comune nel Paese. Il 19 dicembre, il primo ministro britannico Boris Johnson ha affermato che la nuova variante del virus B.1.1.7 potrebbe essere più contagiosa del 70% rispetto ai virus scoperti in precedenza[5] e ha implementato nuove misure di prevenzione epidemica di quarto livello a Londra e in altre aree. Oltre 40 paesi e regioni in tutto il mondo hanno imposto divieti di viaggio al Regno Unito. Tuttavia, tutto ciò non riesce ancora a impedire la diffusione del virus. Il 20 gennaio 2021, a Daxing, Pechino, sono stati scoperti due casi del virus causato dalla variante britannica B.1.1.7, rendendo la situazione di prevenzione e controllo interno in Cina ancora più grave[6].

L'attuale vaccino contro il COVID-19 può resistere al ceppo mutante proveniente dal Regno Unito? Il 7 e il 19 gennaio, i ricercatori della Pfizer hanno pubblicato gli ultimi dati di ricerca sul sito web di preprint biologici bioRxiv [7, 8], dimostrando che il vaccino mRNA dell'azienda può ancora neutralizzare la variante B.1.1.7 del Regno Unito.

Tuttavia, è la variante sudafricana a destare maggiore preoccupazione.

All'inizio di dicembre 2020, il governo sudafricano ha annunciato al mondo la nuova variante del nuovo coronavirus, 501.V2 (nota anche come 501Y.V2). Questa mutazione è la stessa della variante del Regno Unito, sempre sulla proteina spike, e presenta tre mutazioni principali: K417N, E484k e N501Y[9]. Studi preliminari dimostrano che la variante 501.V2 ha una carica virale più elevata, si diffonde più rapidamente ed è più contagiosa. Secondo il rapporto del Centro europeo per la prevenzione e il controllo delle malattie sulla valutazione rapida dei rischi (ECDC Rapid Risk Assessment) del 29 dicembre 2020, il ceppo 501Y.V2 è apparso per la prima volta all'inizio di agosto 2020. All'inizio di novembre, era diventato il principale ceppo virale in Sudafrica, per poi comparire nel Regno Unito e in altri paesi. Alla fine di dicembre dell’anno scorso, il ceppo 501Y.V2 rappresentava oltre l’80% del numero di infezioni in Sud Africa[10].

Per il diagramma strutturale 3D della nuova variante del coronavirus 501Y.V2 [2], si prega di andare all'account pubblico "Fanpu" per visualizzarlo.

Il 19 gennaio, Wibmer et al., ricercatori del National Institute for Communicable Diseases (NICD) del Sud Africa, hanno pubblicato un articolo preprint intitolato SARS-CoV-2 501Y.V2 sfugge alla neutralizzazione del plasma del donatore COVID-19 sudafricano su bioRxiv[11]. Nel documento si afferma che la nuova variante del coronavirus 501Y.V2 comparsa in Sudafrica è in grado di eludere in modo significativo gli attacchi di tre tipi di anticorpi monoclonali correlati. Quel che è peggio è che gli anticorpi neutralizzanti presenti nel siero dei pazienti guariti sono anche significativamente meno efficaci contro la variante. I dati della ricerca suggeriscono che è probabile che la variante sudafricana del nuovo coronavirus "reinfetti" le persone e che gli attuali vaccini basati sulla proteina spike potrebbero essere inefficaci contro di essa e la loro efficacia potrebbe essere ridotta.

Non appena l'articolo è stato pubblicato online, ha immediatamente attirato l'attenzione. Trevor Bedford, un noto esperto di ricerca sui virus presso il Fred Hutchinson Cancer Research Center negli Stati Uniti, ha pubblicato dieci tweet consecutivi su Twitter per discutere i risultati di questo studio[12].

Bedford ha rielaborato i dati nella pre-stampa per rendere più chiari gli effetti dei dati. Nella figura sottostante, ogni linea rappresenta il siero di un paziente guarito. I punti blu a sinistra sono i titoli di anticorpi neutralizzanti contro il nuovo coronavirus di tipo selvaggio nel siero (dati sull'asse y), mentre i punti blu a destra sono i titoli di anticorpi neutralizzanti contro il virus mutante 501Y.V2 nel siero. Si noti che i valori del titolo sono dati logaritmici.

È ovvio che il titolo neutralizzante contro la variante 501Y.V2 è risultato ridotto in tutti i campioni di siero recuperati utilizzati nello studio. Per fare un esempio intuitivo, se il titolo degli anticorpi neutralizzanti diminuisce di 2 volte, significa che è necessaria una quantità doppia di siero convalescente per neutralizzare la stessa quantità di virus.

La figura seguente è un grafico di distribuzione della riduzione dei titoli di neutralizzazione di 44 campioni di siero contro la variante 501Y.V2. Come si può vedere dalla figura, rispetto al titolo anticorpale neutralizzante contro il ceppo virale selvatico, il titolo anticorpale prodotto dal siero convalescente contro la variante 501Y.V2 è stato ridotto in media di 8 volte. Nello specifico, per ogni campione, alcuni campioni non sono diminuiti, mentre altri sono diminuiti fino a 64 volte.

Qual è il significato di questi valori specifici dei multipli di riduzione?

Prendiamo ad esempio il vaccino antinfluenzale. Se la mutazione del virus dell'influenza dovesse causare una diminuzione di 8 volte del titolo anticorpale neutralizzante del vaccino antinfluenzale esistente contro il ceppo mutante, l'OMS raccomanderà la produzione di un nuovo vaccino antinfluenzale. Naturalmente, il nuovo coronavirus è diverso dal virus dell'influenza e i risultati della neutralizzazione potrebbero non essere direttamente confrontabili, ma si può ipotizzare che il limite entro cui sarà necessario aggiornare il vaccino contro il nuovo coronavirus si aggirerà attorno a questo valore. In altre parole, potrebbe essere necessario aggiornare stagionalmente anche il nuovo vaccino contro il coronavirus.

Ciò potrebbe significare che sarà necessario apportare alcune modifiche agli antigeni del vaccino per adattarli alle mutazioni della proteina spike nella variante. A giudicare dai dati esistenti, il vaccino a mRNA è un'ottima scelta e può modificare l'antigene. Da un lato, può indurre una forte risposta immunitaria; d'altro canto, l'effetto di neutralizzazione iniziale è elevato (l'efficacia dei vaccini a mRNA raggiunge il 95%) e l'effetto ridotto è sempre migliore di quello dei vaccini con basso effetto di neutralizzazione iniziale (l'effetto è ancora più basso dopo la riduzione). Inoltre, le singole mutazioni in un antigene hanno solitamente scarso effetto sulla risposta immunitaria policlonale suscitata. Poiché i vaccini a mRNA possono indurre una forte risposta immunitaria, l'efficacia del vaccino non dovrebbe essere ridotta in modo significativo, a meno che il vaccino non venga modificato drasticamente.

Questo articolo preprint ha indagato solo il titolo degli anticorpi neutralizzanti. Attualmente non conosciamo la correlazione diretta tra titoli di anticorpi neutralizzanti e protezione vaccinale. In altre parole, l'effetto indebolinte degli anticorpi neutralizzanti implica necessariamente che il loro effetto protettivo nel corpo umano sia indebolito? Non siamo ancora giunti a una conclusione.

Per ora, la variante 501Y.V2 rimane in gran parte confinata al Sudafrica, ma essa (o altre varianti) potrebbero diffondersi più ampiamente nei prossimi mesi.

Se ulteriori ricerche confermeranno i risultati di questa pre-stampa, allora, sulla base dei dati sull'influenza stagionale, è probabile che entro l'autunno del 2021 dovremo modificare i modelli di vaccino esistenti per adattarli alle nuove varianti.

Riferimenti

[1] https://www.who.int/csr/don/31-december-2020-sars-cov2-variants/en/

[2] https://sarscov2.sinica.edu.tw/doc/20210109.html

[3] https://time.com/5931366/brazil-new-covid-19-strain/

[4] https://www.yicai.com/news/100918138.html

[5] https://www.bbc.com/news/health-55388846

[6] http://www.xinhuanet.com/2021-01/20/c_1127005868.htm

[7] https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.01.07.425740v1

[8] https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.01.18.426984v1

[9] https://doi.org/10.1101/2020.12.21.20248640

[10] https://www.ecdc.europa.eu/en/publications-data/covid-19-risk-assessment-spread-new-sars-cov-2-variants-eueea

[11] https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.01.18.427166v1

[12] https://twitter.com/trvrb/status/1351785356782313473