La diffusione del SARS-CoV-2 in tutto il globo, ha portato con il passare del tempo alla comparsa di mutazioni e conseguentemente di varianti della sequenza WIV04/2019, ovvero di quella che è nota come la sequenza zero/originale che ha sviluppato la forma originaria della COVID-19.
Una variante è un genoma virale (codice genetico) che può contenere una o più mutazioni. In molti casi, specie nella comunicazione non scientifica, viene considerata una variante, un gruppo di varianti con cambiamenti genetici simili, come un lignaggio con i suoi discendenti o un gruppo di lignaggi.
A dicembre 2021 ne sono state classificate oltre 200 di oltre lignaggi designati.
Origine delle varianti I virus subiscono un cambiamento genetico mediante diversi meccanismi, tra cui la mutazione (sostituzione, delezione, inserimento) puntiforme e la ricombinazione. In generale, i virus a RNA, come il SARS-CoV-2, hanno genomi più piccoli dei virus a DNA, probabilmente come conseguenza dei loro tassi di mutazione più elevati. La ragione di questa relazione inversa tra dimensione del genoma e tasso di mutazione è probabilmente l'incapacità dei grandi virus a RNA di replicarsi senza generare mutazioni letali.
La ricombinazione si verifica in genere quando almeno due genomi virali coinfettano la stessa cellula ospite e si scambiano segmenti genetici. Ci sono diverse teorie sui meccanismi origine delle varianti del SARS-CoV-2. Tutte implicano una pressione selettiva che favorisce il virus in grado ad adattarsi a nuove circostanze.
Selezione per la resistenza anticorpale e la rapida replicazione nei singoli pazienti in soggetti parzialmente immuni che non riescono ad eliminare in tempi brevi il virus. Zoonosi inversa con più salti di specie. La zoonosi cioè l'infezione dell'uomo da parte di un virus animale è l'ipotesi prevalente sull'origine del SARS-CoV-2 ancestrale. La zoonosi inversa è un'infezione umana da un animale che è stato inizialmente infettato dal virus umano. È noto che almeno molte specie diverse sono state infettate da esseri umani portatori di SARS-CoV-2 e che il virus dopo essere mutato per adattarsi alla nuova specie può reinfettare l'uomo. L'intera popolazione danese di visoni è stata abbattuta alla fine del 2020 per l'emergere nell'uomo della cosiddetta variante SARS-CoV-2 cluster 5. Ricombinazione: in natura la ricombinazione si verifica normalmente quando almeno due genomi virali coinfettano la stessa cellula ospite e si scambiano segmenti genetici. A questa ricombinazione intergenomica nel SARS-CoV-2 si aggiunge la possibile ricombinazione intragenomica, dove alcune sequenze possono essere trasferite da una regione ad un'altra dello stesso genoma.
Nomenclatura
Nei primi mesi di diffusione della pandemia molte organizzazioni, inclusi governi e testate giornalistiche, hanno fatto riferimento colloquialmente alle varianti del paese in cui sono state identificate per la prima volta. Esempio : Variante Inglese , Variante Brasiliana ecc. Queste denominazioni, oltre a stigmatizzare impropriamente un paese,
Con varie decine di migliaia di sequenziamenti del genoma del SARS-CoV-2 e un tasso di mutazione di 1,12 × 10−3 mutazioni per anno/sito simile a quello del SARS-CoV-1, dalla fine del 2019 si sono prodotte migliaia di varianti. Tutte queste varianti possono essere raggruppate in gruppi più grandi come lignaggi o clade . Non esiste una nomenclatura standard ma quella più dettagliataPer essere codificato con nomenclatura PANGO :
a. l'insieme di sequenze deve condividere un singolo antenato comune e rappresentare un clade monofiletico o parafiletico nella filogenesi SARS-CoV-2
1. Il clade deve essere distinto da almeno un evento evolutivo non ambiguo (cambiamento di un singolo nucleotide, inserimento/cancellazione o evento di ricombinazione).
2. Il clade deve contenere un minimo di 5 sequenze complete del genoma.
3.. Il clade deve comprendere almeno un nodo interno e quindi non può essere composto esclusivamente da un'unica politomia. Pertanto, ci si aspetta che un lignaggio sia coerente con una quantità significativa di trasmissione in avanti. e maggiormente condivisa nella letteratura scientifica è la nomenclatura PANGO.
Sono utilizzate altre nomenclature per raggruppare le varianti:
GISAID , che a fine 2021 ha codificato 11 clade globali (S, O, L, V, G, GH, GK, GR, GRY, GRA GV) su sequenze comunicate. Nextstrain , che a fine 2021 ha codificato 23 cladi (19A–B, 20A–20J e 21A-H) .
Classificazione per rilevanza Ogni autorità sanitaria, nazionale o sovranazionale, può inoltre istituire un proprio sistema classificazione.
Le classi tipicamente utilizzate sono:
Variante da monitorare (VUM) Variante di interesse (VOI) Variante di preoccupazione (VOC)
Nel Regno Unito il Public Health England ha denominato ciascuna variante tracciata per anno, mese e numero nel formato , precedendo rispettivamente "VUI" o "VOC" per una variante oggetto di indagine o una variante preoccupante . Esempio: VOC‑21APR‑02 ( prima di febbraio 2021: VOC-202012/01) attribuito al lignaggio B.1.1.7
Il 31 maggio 2021 l'Organizzazione Mondiale della Sanità ha annunciato l'utilizzo delle lettere greche per denominare i ceppi VOI e VOC. Esempio: Alpha attribuito al lignaggio B.1.1.7.
La classe di rilevanza delle varianti può variare nel tempo e la stessa variante può essere classificata diversamente da diverse autorità sanitarie: Esempio a metà dicembre 2021 il lignaggio B.1.1.7 era classificato VOC dall'OMS, VOM dal CDC e completamente declassificato dall'ECDC che la classificava VOC a febbraio del 2021.
Alcune autorità sanitarie nazionali utilizzano ulteriori classi di rilevanza. Ad esempio il CDC classifica VOHC le varianti che evadono le misure di prevenzione o le contromisure mediche adottate per combattere le varianti precedentemente circolanti.
Epidemiologia L'emergere del SARS-CoV-2 potrebbe essere il risultato di eventi di ricombinazione genetica tra un coronavirus simile alla SARS del pipistrello e un coronavirus del pangolino attraverso la trasmissione tra specie.
I primi genomi umani di virus disponibili sono stati raccolti dai pazienti a partire dal dicembre 2019 e i ricercatori cinesi hanno confrontato questi primi genomi con ceppi di coronavirus di pipistrello e pangolino per stimare il tipo ancestrale di coronavirus umano; il tipo di genoma ancestrale identificato è stato etichettato con "S", e il suo tipo derivato dominante è stato etichettato con "L" per riflettere i cambiamenti dell'amminoacido mutante. Indipendentemente, i ricercatori occidentali hanno effettuato analisi simili ma hanno etichettato il tipo ancestrale "A" e il tipo derivato "B". Il tipo B è mutato in altri tipi, incluso B.1, che è l'antenato delle principali varianti di interesse (VOC), etichettate nel 2021 dall'OMS come Alfa, Beta, Gamma, Delta e Omicron.
La tabella seguente presenta le informazioni per le varianti classificate come VOC dall'OMS a fine 2021.
Legenda relativa al rischio: IdentificazionePrimo rilevamentoMutazioni notevoliCambiamenti cliniciAttività anticorpale neutralizzanteOMSPangoNextstrainPHEIl formato dei nomi è stato aggiornato a marzo 2021, cambiando l'anno da 4 a 2 cifre e il mese da 2 cifre a un'abbreviazione di 3 lettere. Ad esempio, VOC 202101/02 diviene VOC21JAN/02Luogo dove è stata identificataData identificazioneDichiarata "VOC" dall'OMSTrasmissibilitàOspedalizzazioneTasso di letalitàDa infezione naturaleDalla vaccinazione AlphaB.1.1.7 20I (V1)VOC-20DEC-01 N501Y, 69–70del, P681H, D614G +29% (24–33%) +52% (47–57%)+59% (44–74%) Riduzione minima Riduzione minimaBetaB.1.35120H (V2)VOC-20DEC-02N501Y, K417N, E484K+25% (20–30%) +140% (70-230%) Possibilmente aumentato Risposta ridotta delle cellule T provocata dal virus D614G Efficacia: ridotta contro la malattia sintomatica, mantenuta contro la malattia graveGammaB.1.1.28.1 alias P.1 20H (V2)VOC-21JAN-02N501Y, E484K, K417T+38% (29–48%)Possibilmente aumentato+50% (50%, 20–90%)RidottoTrattenuto da molti vaccini eccetto Pfizer–BioNTechDeltaB.1.617.221AVOC‑21APR‑02E484Q, L452R, P681R+97% (76–117%)+85% (39–147%)+137% (50–230%)Reinfezioni, con un tasso di occorrenza inferiore rispetto alle infezioni nei vaccinati Riduzione dell'efficacia per malattie non graviOmicronB.1.1.529 alias BA*a fine dicembre 2021 sono state identificate 3 sottovarianti:BA.1, BA.2, BA.321KVOC-21NOV-01A67V, Δ69-70, T95I, G142D, Δ143-145, N211I, Δ212, ins215EPE, G339D, S371L, S373P, S375F, K417N, N440K, G446S, S477N, T478K, E484A, Q493R, G496S, Q498R, N501Y, Y505H, T547K, D614G, H655Y, N679K, P681H, N764K, D796Y, N856K, Q954H, N969K, L981FSotto investigazioneSotto investigazioneSotto investigazioneSotto investigazioneSotto investigazione
Varianti di preoccupazione (OMS dicembre 2021) Variante Alfa
Rilevata per la prima volta nell'ottobre 2020 durante la pandemia di COVID-19 nel Regno Unito da un campione prelevato il mese precedente, rispetto al virus che era stato isolato originariamente a Wuhan, la variante britannica contiene ben 17 differenze, cosa che la rende particolarmente differente dalle altre varianti, che di norma si differenziano dal ceppo originale cinese per 2-3 differenze totali.
Fra le principali differenze ci sono l'aumento delle segnalazioni di tosse dal 27% al 35% e l'elencazione di nuovi sintomi quali: affaticamento, dolori muscolari e mal di gola; mentre a livello genetico si segnalano l’eliminazione di un particolare aminoacido in due punti del DNA e la sostituzione di un aminoacido nei confronti di un altro nelle zone N501Y, A570D, P681H, D614G, T716I, S982A, D1118H.
È stimata essere del 30%-70% più trasmissibile e letale del SARS-CoV-2 normale ed è legata a un aumento significativo delle infezioni da SARS-CoV-2 nel Paese.
B.1.1.7 + E484K Fanno parte della variante Alpha anche alcune sottovarianti prodotte presumibilmente per addizione tra una infezione Alpha ed una Beta. Queste sottovarianti con sostituzione dell'acido glutammico in posizione 484 non hanno avuto i requisiti necessari per il sistema di denominazione PANGO. Rilevata per la prima volta il 4 marzo 2021 nello Stato dell'Oregon, è una variante del SARS CoV-2 lignaggio B.1.1.7 presumibilmente nata spontaneamente e non importata, che si distingue dal lignaggio originale per un'ulteriore mutazione dell'E484K, dalla quale viene il nome B.1.1.7 con mutazioni E484K dato dal Public Health England.
Variante Beta
Rilevata per la prima volta in Sudafrica, il 18 dicembre 2020, da medici del dipartimento sanitario sudafricano, la variante, chiamata 501.V2, è stata sequenziata da ricercatori e funzionari che hanno scoperto che la prevalenza della variante era più alta tra i giovani senza condizioni di salute sottostanti e che, rispetto ad altre varianti, provocava una malattia maggiormente grave.
Mentre a livello biologico, gli scienziati hanno notato che la variante contiene diverse mutazioni che le consentono di legarsi più facilmente alle cellule umane a causa di tre mutazioni nel dominio di legame del recettore (RBD) nella glicoproteina spike del virus: N501Y, K417N e E484.
Nella nomenclatura PANGO le è stata denominata B.1.351.
Variante Delta
La variante Delta, nota anche come B.1.617.2, è la variante dominante a livello globale nel 2021 e si è diffusa in almeno 185 paesi. Fu scoperta per la prima volta in India. Discendente del lignaggio B.1.617, che include anche la variante Kappa oggetto di indagine, è stata scoperta per la prima volta nell'ottobre 2020 e da allora si è diffuso a livello internazionale. Il 6 maggio 2021, gli scienziati britannici hanno dichiarato B.1.617.2 (che in particolare manca di mutazione in E484Q) come "variante di preoccupazione", etichettandolo VOC-21APR-02, dopo aver segnalato la prova che si diffonde più rapidamente rispetto alla versione originale del virus e potrebbe diffondersi più rapidamente o con la stessa rapidità di Alpha. Porta mutazioni L452R e P681R nel peplomero; differenza di Kappa, porta T478K ma non E484Q.