Update Pandemi: Ancaman yang Berevolusi, Bagian 2/3

Pada "peta antigenik" yang diproduksi oleh Derek Smith, David Montefiori, dan kolega-kolega mereka, jarak antara 2 varian menunjukkan seberapa baik antibodi terhadap virus yang satu menetralisasi virus yang lain.

Tindakan Pengelakan
Sejak awal pandemi, para peneliti telah mengkhawatirkan tentang jenis ketiga dari perubahan virus, mungkin yang paling meresahkan adalah bahwa SARS-CoV-2 berevolusi untuk mengelakkan imunitas yang dipicu oleh infeksi atau vaksin alami.

Beberapa varian telah muncul dengan perubahan pada permukaan protein spike yang membuatnya kurang mudah dikenali oleh antibodi. Akan tetapi, walaupun berita tentang varian ini telah menyebabkan ketakutan yang meluas, sejauh ini dampaknya terbatas.

Derek Smith, seorang ahli biologi evolusioner di Universitas Cambridge, telah bekerja selama beberapa dekade untuk memvisualisasikan pengelakan imunitas pada virus influenza dalam apa yang disebut peta antigenik.

Semakin jauh jarak 2 varian pada peta Smith, semakin kurang baik antibodi terhadap 1 virus melindungi terhadap virus yang lain. Dalam pracetak yang baru-baru ini diterbitkan, kelompok Smith, bersama dengan kelompok David Montefiori di Universitas Duke, telah mengaplikasikan pendekatan untuk memetakan varian terpenting dari SARS-CoV-2 (lihat grafik judul).

Peta-peta baru menempatkan varian Alfa sangat dekat dengan virus Wuhan asli, yang berarti antibodi terhadap yang satu virus masih menetralkan virus yang lain.

Akan tetapi varian Delta telah melintas lebih jauh, meskipun tidak sepenuhnya mengelakkan imunitas. "Ini bukan pelarian imun seperti yang orang pikirkan tentang pelarian dalam istilah kartun," kata Katzourakis, "Tetapi varian Delta sedikit lebih mungkin menginfeksi orang yang divaksinasi lengkap daripada varian sebelumnya. Ini menunjukkan kemungkinan awal lintasan dan itulah yang membuat saya khawatir."

Varian-varian lain telah ber-evolusi pada jarak antigenik yang lebih jauh dari virus asli dibanding varian Delta. Varian Beta, yang pertama kali muncul di Afrika Selatan, telah melakukan perjalanan terjauh pada peta, meskipun imunitas alami atau yang imunitas diinduksi vaksin sebagian besar masih melindungi terhadap varian Beta itu.

Upaya varian Beta untuk melarikan diri memberikan dampak yang besar, karena varian Delta telah menjangkau seluruh dunia.

"Mungkin kasusnya adalah bahwa ketika berubah untuk mengelakkan imunitas, virus kehilangan aspek lain dari kebugarannya," kata Smith.

Peta antigenik menunjukkan bahwa untuk saat ini, virus tidak bergerak ke arah tertentu. Jika virus Wuhan yang asli seperti sebuah kota pada peta Smith, maka virusnya telah menggunakan keretaapi-keretaapi lokal untuk menjelajahi daerah sekitarnya, tetapi belum belum melakukan perjalanan ke kota lain.

Apakah Infeksi Kronis Menurunkan Varian-varian Baru yang Berbahaya?
Varian-varian baru SARS-CoV-2 memiliki dampak besar di seluruh dunia, meningkatkan kasus COVID-19 dan angka kematian, tetapi masing-masing virus itu membuat perubahan penting karena membelah dalam sel-sel manusia yang terinfeksi.

Sifat dari infeksi tersebut, seberapa cepat replikasi dan untuk berapa lama, bisa menentukan kemungkinan bahwa virus-virus itu akan memunculkan mutan-mutan baru dan lebih merepotkan, kata para peneliti.

Setelah seseorang terinfeksi, virus mulai berkembang biak dengan kecepatan yang memusingkan, menghasilkan miliaran partikel virus dalam beberapa hari.

Karena kesalahan salinan kecil terjadi selama setiap siklus replikasi, berbagai macam genom yang sedikit berbeda dengan cepat muncul. Dengan genom SARS-CoV-2 yang hanya mencakup 30.000 nukleotida, dan hanya 3 cara untuk mengubah 1 posisi, setiap mutasi  mungkin muncul pada individu yang terinfeksi.

Sebagian besar perubahan tersebut tidak memberikan manfaat apa pun bagi virus, dan bahkan perubahan yang hanya memiliki peluang kecil untuk ditularkan ke orang berikutnya.

Sebuah makalah yang diterbitkan pada 2020 memperkirakan bahwa sekitar 1.000 partikel virus ditularkan ketika 1 orang menginfeksi orang lain, tetapi analisis ulang oleh Katia Kolle dari Universitas Emory dan seorang rekannya, yang diterbitkan sebagai pracetak pada  Februari 2020, menyimpulkan bahwa 99% dari semua penularan yang berhasil berasal dari 3 atau lebih sedikit partikel virus.

Sebuah kajian yang diterbitkan di Science pada April 2020 oleh ahli biologi evolusi Katrina Lythgoe di Universitas Oxford menempatkan jumlah partikel virus yang ditularkan pada infeksi antara 1 hingga 8.

Ini berarti bahwa, kecuali jika mutasi muncul lebih awal dan memberi virus keuntungan yang begitu besar sehingga dengan cepat menjadi dominan dalam inang, virus memiliki kemungkinan kecil untuk ditularkan, yang menempatkan rem pada evolusi virus.

"Secara umum dianggap bahwa ketika kemacetan penularan ketat, itu memperlambat evolusi adaptif di tingkat populasi," jelas Kolle.

Itu mungkin terdengar seperti kabar baik bagi umat manusia, tetapi itu diimbangi oleh sejumlah besar infeksi SARS-CoV-2 secara global, kata Jesse Bloom, ahli biologi evolusi di Pusat Penelitian Kanker Fred Hutchinson. Selain itu, virus mungkin memiliki jalan pintas. Pada sebagian besar orang, sistem imun mengekang infeksi dalam beberapa hari, tetapi beberapa orang mengembangkan infeksi kronis yang berlangsung berbulan-bulan.

Itu memberi waktu bagi mutasi untuk menumpuk dan menjadi dominan, sehingga meningkatkan peluang penularannya. "Dalam infeksi akut yang berumur pendek, evolusi 'lebih mirip rolet,'" kata Klle, "tetapi dalam kasus kronis, Anda memiliki waktu yang dibutuhkan untuk beradaptasi dengan lingkungan itu."

Infeksi kronis bisa menjelaskan mengapa varian Alfa, yang pertama kali terlihat di Inggris pada akhir 2020, muncul dengan banyak mutasi sekaligus.

Secara teori, Alfa bisa mengalami satu per satu perubahan sebelum tiba di negara itu, kata Andrew Rambaut dari Universitas Edinburgh, tetapi fakta bahwa sebagian besar genomnya menyerupai virus Inggris lainnya pada saat itu menunjukkan bahwa virus lokal mengalami  evolusi  yang diperpanjang pada satu pasien. "Saya masih cukup yakin bahwa infeksi kronis adalah penjelasan terbaik," kata Rambaut.

Perawatan COVID-19 bisa mempercepat evolusi virus pada pasien kronis. Pada bulan Juli 2020, para peneliti di Jerman menerbitkan data pada 6 pasien imun terkompromi yang diobati dengan antibodi monoklonal yang menargetkan SARS-CoV-2.

Pada 5 di antaranya, virus memperoleh E484K, mutasi yang diketahui membantunya menghindari sistem imun, dan virus muncul kembali pada 5 pasien tersebut.

Namun, bukti bahwa pasien kronis adalah sumber varian baru tidak langsung, Bloom memperingatkan. Orang yang tidak mengembangkan infeksi kronis tetapi membutuhkan waktu lebih lama dari rata-rata untuk membersihkan SARS-CoV-2 juga bisa menghasilkan dan menyebarkan mutan, kata Lythgoe, dan jumlahnya lebih banyak. "Apakah ini infeksi yang benar-benar mendorong evolusi virus akut seperti SARS-CoV-2? Ada pertanyaan yang sangat menarik di sana."

Kepustakaan
1. Kupferschmidt, Kai, Evolving Threat, Science, Vol. 373, Issue 6558, 27 August 2021, hlm. 847-848.
2. Diary Johan Japardi.
3. Berbagai sumber daring.

Jonggol, 3 September 2021

Johan Japardi