Erklärt: Warum sich die Delta-Variante von Covid-19 schneller verbreitet als andere Stämme

Es ist wahrscheinlich, dass mehr Menschen, die mit der Delta-Variante von Covid-19 infiziert sind, die Infektion an andere weitergeben, bevor sie auch nur vermuten, dass sie krank sind.

Ein Verkäufer, der als Vorsichtsmaßnahme gegen das Coronavirus eine Gesichtsmaske trägt, zeigt am Montag, den 23. August 2021, Spielzeug zum Verkauf am Strand von Fort Kochi in Kochi, Kerala. (AP Photo: R S Iyer)

Während Wissenschaftler gegen die Zeit antreten, um die biologische Grundlage für die Übertragung der Delta-Variante von Covid-19 haben mehrere neue Studien ergeben, dass Schlüsselmutationen verminderte Wirksamkeit von Impfstoffen , und eine hohe Infektiosität während der präsymptomatischen Phase bei Patienten gehören zu den Hauptgründen für die schnelle Ausbreitung.

Jüngste epidemiologische Forschungen legen nahe, dass die Delta-Variante (B.1.617.2) mindestens 40 Prozent übertragbarer ist als die Alpha-Variante, die erstmals Ende 2020 in Großbritannien identifiziert wurde mehrere Studien die eine verringerte Wirksamkeit des Impfstoffs gegen die Delta-Variante aufweisen, bleiben auch vollständig geimpfte Personen anfällig für Durchbruchinfektionen .

WHO-Chef Tedros Adhanom Ghebreyesus hatte zuvor bei einer Pressekonferenz gesagt, dass Delta die bisher am meisten übertragbare Variante ist und sich schnell entwickelt der dominante Covid-19-Stamm in vielen Ländern. Laut einer internen Präsentation, die innerhalb der US-amerikanischen Centers for Disease Control and Prevention (CDC) verbreitet wurde, ist die Delta-Variante mehr übertragbar als die Viren, die MERS, SARS, Ebola, die Erkältung, die saisonale Grippe und die Pocken verursachen, und es ist mindestens so ansteckend wie Windpocken.

Quelle: JHU CSSE und covariants.org

Warum ist die Delta-Variante ansteckender?

Neuere Forschungen legen nahe, dass eine wichtige Aminosäuremutation hinter der heftigen Infektiosität der Delta-Variante stehen könnte.

Ein Forscherteam unter der Leitung des Virologen Pei-Yong Shi der University of Texas Medical Branch hat eine Schlüsselmutation auf den Prüfstand gestellt, die eine einzelne Aminosäure im SARS-CoV-2-Spike-Protein verändert. Die Veränderung wird als P681R bezeichnet und wandelt einen Prolinrest in ein Arginin um, so ein Bericht über die im Nature Journal veröffentlichte Studie. Die Veränderung erfolgt an der Furin-Spaltungsstelle des Spike-Proteins.

Um in Zellen einzudringen, muss das SARS-CoV-2-Spike-Protein zweimal von Wirtsproteinen geschnitten werden. Die Furin-Spaltungsstelle in Covid-19 ist von Bedeutung, weil sie bedeutet, dass die Wirtsenzyme, einschließlich Furin, den ersten Schnitt machen können. Danach treten aus einer infizierten Zelle neu gebildete Viruspartikel aus, die die Wirtszellen effizienter infizieren können.

Die Alpha-Variante trägt ebenfalls eine Mutation an derselben Stelle, umfasst jedoch eine Veränderung einer anderen Aminosäure. Die Studie stellt fest, dass im Fall von Delta die Mutation, die die Furinspaltung verändert, eine tiefgreifende Wirkung hatte.

In einem kürzlich veröffentlichten Vorabdruck der Studie stellten die Forscher fest, dass das Spike-Protein in Delta-Varianten-Partikeln viel effizienter geschnitten wird als in Alpha, wobei die P681R-Mutation maßgeblich dafür verantwortlich ist, dass der Spike effizient abgeschnitten wird.

Die Studie besagt, dass die P681R-Mutation der Schlüssel zur hohen Infektiosität und schnellen Übertragung der Delta-Variante ist. Die Forscher fanden heraus, dass sich Delta-Varianten in infizierten kultivierten menschlichen Atemwegsepithelzellen schneller ausbreiten als Alpha. Aber als die Forscher die P681R-Mutation entfernten, ging der Unterschied in den Übertragungsraten verloren.

Die Studie spiegelt die Forschungsergebnisse eines Teams unter der Leitung von Kei Sato, einem Virologen der Universität Tokio, wider, die herausfanden, dass Spike-Proteine, die das P681R tragen, fast dreimal schneller mit den Plasmamembranen nicht infizierter Zellen fusionieren können, als wenn die Mutation wird vermisst.

Quelle: CoVariants.org und GISAID über Our World in Data

Sind auch andere Schlüsselmutationen für die schnelle Übertragung von Delta verantwortlich?

Wissenschaftler haben gesagt, dass die Delta-Variante mehrere Schlüsselmutationen aufweist und die P681R-Änderung, obwohl sie signifikant ist, wahrscheinlich nicht der einzige Grund für ihre schnelle Übertragung ist.

Forscher in Uganda sagten, dass die P681R-Änderung in einer Variante vorhanden war, die sich Anfang 2021 im Land weit verbreitete, sich jedoch nicht als so ansteckend wie Delta erwiesen hat. Der Kappa-Variante , Deltas Geschwister, das in Indien identifiziert wurde, hatte ebenfalls die gleiche Mutation, aber Forscher haben herausgefunden, dass sein Spike-Protein weniger häufig gespalten wird und weniger effizient mit Zellmembranen verschmilzt.

Frühere Studien haben gezeigt, dass andere Schlüsselmutationen in der Delta-Variante wie L452R und D6146 es dem Virus ermöglichen, sich fester an Rezeptorzellen zu binden und der Immunität leichter zu entkommen.

Tatsächlich weist die Delta-Variante mehrere Mutationen in der S1-Untereinheit des Spike-Proteins auf, darunter drei in der Rezeptorbindungsdomäne, die ihre Fähigkeit verbessert, an ACE2-Rezeptoren zu binden und das körpereigene Immunsystem zu umgehen.

Ich denke, der Virus ist in Bezug auf Lautstärke und Geschwindigkeit erfolgreich. Es ist ein viel effizienteres Virus geworden. Es geht viel schneller durch Menschen und Zellen, sagte Gary Whittaker, ein Virologe an der Cornell University, gegenüber Nature.

Whittaker sagte weiter, die Studie habe die Bedeutung von Mutationen an der Furin-Spaltungsstelle des Coronavirus unterstrichen. Er fügte hinzu, dass P681R nicht die letzte Mutation an der Furin-Schnittstelle sein wird, die Anlass zur Sorge gibt.

Quelle: CoVariants.org und GISAID über Our World in Data

Warum ist es so schwer, die Verbreitung der Delta-Variante zu stoppen?

Einer der weiteren Gründe für die schnelle Verbreitung der Delta-Variante, wie sie in einer Studie im chinesischen Guangzhou festgestellt wurde, ist die extrem hohe Infektiosität der Patienten bereits in der präsymptomatischen Phase. Das bedeutet, dass Menschen in Gefahr sind, das Virus zu verbreiten, noch bevor sie eine Ansteckung vermuten.

Eine aktuelle Studie von Benjamin Cowling, einem Epidemiologen an der University of Hong Kong und seinen Kollegen, ergab, dass Menschen 5,8 Tage nach der Infektion mit Delta Symptome aufwiesen – 1,8 Tage nachdem sie zum ersten Mal positiv auf virale RNA getestet wurden. Dies lässt daher ein gefährliches Zeitfenster für die Virusübertragung.

Mit anderen Worten, da die Symptome erst später auftreten, werden wahrscheinlich mehr Menschen, die mit der Delta-Variante infiziert sind, die Infektion an andere weitergeben, noch bevor sie überhaupt den Verdacht haben, dass sie krank sind.

Die Studie ergab, dass 74 % der Infektionen mit Delta während der präsymptomatischen Phase stattfanden. Die Forscher fanden auch heraus, dass R-naught oder die grundlegende Reproduktionszahl, die im Durchschnitt die Anzahl der Menschen darstellt, von denen erwartet werden kann, dass eine einzelne infizierte Person diese Krankheit überträgt, für Delta 6,4 beträgt. Um die Dinge ins rechte Licht zu rücken, lag der R-Nichts des Wuhan-Stammes nach mehreren zuvor durchgeführten Studien zwischen 2 und 4.

Ist die verringerte Wirksamkeit des Impfstoffs gegen Delta besorgniserregend?

Mehrere Studien haben ergeben, dass die Wirksamkeit von Impfstoffen gegen die Delta-Variante reduziert ist, was wiederum vollständig geimpfte Personen anfällig für Durchbruchinfektionen macht.

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Eine frühere Studie von Public Health England hatte ergeben, dass die Wirksamkeit des Oxford-AstraZeneca-Impfstoffs auf 64 % gegenüber der Delta-Variante . Zuvor hatte eine in der Zeitschrift The Lancet veröffentlichte Studie auch ergeben, dass diejenigen, die vollständig mit dem Pfizer-Impfstoff geimpft sind, wahrscheinlich eine mehr als fünfmal geringere Konzentrationen neutralisierender Antikörper gegen die Delta-Variante im Vergleich zum ursprünglichen Stamm.

In jüngerer Zeit hatten Daten des israelischen Gesundheitsministeriums gezeigt, dass zwei Schüsse von Pfizer bieten 64 % Schutz gegen Covid, zu einer Zeit, als über 90 Prozent der im Land gemeldeten Fälle durch die Delta-Variante verursacht wurden.

Ein weiterer besorgniserregender Bereich ist die im Laufe der Zeit nachlassende Wirksamkeit von Impfstoffen. Forscher der Universität Oxford im Vereinigten Königreich und des nationalen Statistikamts des Landes fanden in einer aktuellen Studie heraus, dass die Wirksamkeit des Pfizer-Impfstoffs nach Einnahme der zweiten Dosis auf 90 Prozent pro Monat, nach zwei Monaten auf 85 Prozent und 78 Prozent nach drei. Für AstraZeneca betrug der angebotene gleichwertige Schutz 67, 65 und 61 Prozent.

Die Studie ergab auch, dass selbst bei vollständig geimpften Personen durch die Delta-Variante verursachte Infektionen Spitzen-Viruslasten erzeugten, die denen bei ungeimpften Personen ähnlich waren. In den USA und Singapur durchgeführte Studien haben zu ähnlichen Ergebnissen geführt.

Dies bedeutet, dass die größte Sorge besteht, dass auch vollständig geimpfte Personen die Delta-Variante verbreiten können, was es sehr schwierig macht, die Übertragungskette zu unterbrechen.

Ein in diesem Monat von der CDC veröffentlichter Bericht besagt, dass nach großen Versammlungen in der Strandstadt Provincetown in Massachusetts 469 Covid-19-Fälle im Bundesstaat gemeldet wurden, von denen fast drei Viertel unter geimpften Personen waren.

Bei der Analyse wurde festgestellt, dass genau wie die ungeimpften Personen auch diejenigen, die die Impfungen erhalten haben, hohe Ct-Werte , was auf eine hohe Viruslast hinweist. Nach der Genomsequenzierung von 133 Proben wurde festgestellt, dass 90% der Fälle durch die Delta-Variante verursacht wurden. Nach den Ergebnissen aktualisierte die CDC am 27. Juli ihre Richtlinien erneut und empfahl und sogar geimpften Personen, in Gebieten mit einer erheblichen und hohen Übertragung von Covid-19 Masken zu tragen.

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