นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษกล่าวว่าสายพันธุ์โควิดที่เป็นอันตรายต่อไป เรายังไม่รู้เลย

ทุกวันรถตู้เดินทางมาถึงสถาบันแซงเจอร์ซึ่งเต็มไปด้วยตัวอย่างไวรัสจากทั่วสหราชอาณาจักร ลังสีเขียวถูกบรรจุไว้ในตู้แช่แข็งแบบวอล์กอินขนาดอุตสาหกรรมที่ตั้งไว้ในที่จอดรถ

โดยจุดนี้ไม่มีสำลีอีกต่อไป ตัวอย่างทั้งด้านบวกและด้านลบอยู่ในการแก้ปัญหาสิ่งที่เหลืออยู่หลังจากการทดสอบครั้งแรก นักวิทยาศาสตร์ไม่ต้องการอะไรมาก

ภายในห้องปฏิบัติการหุ่นยนต์ได้รับการตั้งโปรแกรมให้ดึงเฉพาะตัวอย่างที่เป็นบวกจากแผ่นพลาสติกขนาดเล็กที่มีลักษณะคล้ายมัฟฟินและรวมเข้ากับถาดแยกต่างหากซึ่งปิดผนึกด้วยมือ ตัวอย่างหลายร้อยตัวอย่างรวมอยู่ในขวดเดียว ในห้องทดลองอื่นจะมีการเติมสารเคมีและเขย่าด้วยเครื่องขนาดเล็กจากนั้นกดบาง ๆ ระหว่างแก้วสองชิ้น แผ่นกระจกถูกใส่ลงในซีเควนเซอร์ขนาดยักษ์เครื่องหนึ่งซึ่งเป็นเครื่องฟู่เสียงดังที่ดูเหมือนเครื่องถ่ายเอกสารไฮเทค

สิบห้าชั่วโมงต่อมาคอมพิวเตอร์ได้คายข้อมูลทางพันธุกรรมจำนวนมากจนเซิร์ฟเวอร์ฟาร์มทั้งหมดถูกสร้างขึ้นนอกสถานที่เพื่อเป็นที่ตั้ง ตั้งแต่ต้นจนจบกระบวนการนี้จะใช้เวลาประมาณห้าวัน มีการจัดลำดับตัวอย่างประมาณ 10,000 ตัวอย่างในแต่ละสัปดาห์ในห้องปฏิบัติการนี้เพียงหนึ่งในสี่ของจำนวนทั้งหมดที่เรียงตามลำดับทั่วโลก

จากนั้นก็มาถึงส่วนที่ยาก: การรวมข้อมูลทั้งหมดนั้น

“เรากำลังมองหาการกลายพันธุ์ที่อาจทำให้ไวรัสสามารถแพร่เชื้อได้มากขึ้นหรือทำให้เกิดโรคที่รุนแรงขึ้นและโดยเฉพาะอย่างยิ่งตอนนี้วัคซีนกำลังเริ่มมีการเปิดตัวทั่วโลกเรากำลังมองหาการกลายพันธุ์ที่เราคิดว่าอาจส่งผล ความสามารถของวัคซีนในการปกป้องผู้คน “Ewan Harrison นักจุลชีววิทยาที่ช่วยประสานงานเครือข่ายนักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานเกี่ยวกับการดำเนินการของ Covid-19 genomics ในสหราชอาณาจักรกล่าว

แฮร์ริสันอธิบายว่าหากคุณจัดลำดับจำนวนประชากรได้เพียงพอคุณจะเห็นว่าไวรัสเคลื่อนที่ผ่านชุมชนได้อย่างไรและมีกลุ่มของการติดเชื้ออยู่ที่ใดรวมถึงเหตุการณ์ที่แพร่กระจายอย่างรวดเร็ว “นั่นทรงพลังมาก … นั่นคือหัวใจของการเรียงลำดับของไวรัส” เขากล่าว

แฮร์ริสันมีบทบาทเป็นผู้นำใน Covid-19 Genomics UK Consortium (COG-UK) ซึ่งเป็นทีมนักวิทยาศาสตร์หลายร้อยคนในมหาวิทยาลัยและห้องปฏิบัติการทั่วประเทศที่ผุดขึ้นในช่วงเริ่มต้นของการแพร่ระบาดโดยทำงานอย่างพร้อมเพรียงกันเพื่อสร้างและเข้าท่า ของข้อมูลทางพันธุกรรมที่ถูกจัดลำดับ

ค้นหาตัวแปรของสหราชอาณาจักร

“ ผู้คนในเคนท์ไม่ได้มีปาร์ตี้ในบ้านและไปที่ซูเปอร์มาร์เก็ตเดียวกันทั้งหมด” Ruairidh Villar โฆษกกระทรวงสาธารณสุขอังกฤษกล่าวกับ CNN News ข่าวซีเอ็นเอ็น เพื่อนร่วมงานนักวิทยาศาสตร์ของเขากำจัดพฤติกรรมที่ไม่ดีออกไปอย่างรวดเร็ว

และถึงกระนั้นจำนวนคดีรายวันก็ยังคงเพิ่มขึ้นทั่วทั้งมณฑลแม้ว่าพวกเขาจะตกในส่วนอื่น ๆ ส่วนใหญ่ของสหราชอาณาจักรซึ่งอยู่ภายใต้การปิดกั้นระดับชาติ

พวกเขาพบผู้กระทำความผิดในฐานข้อมูลจีโนมของสหราชอาณาจักรซึ่งในเวลานั้นครอบคลุมประมาณหนึ่งในทุก ๆ 10 ตัวอย่างโควิด -19 ที่เป็นบวกในประเทศ

ใช้เวลาไม่นานนักในการตรวจพบ B.1.1.7 ในเมืองหลวงและทั่วประเทศ ปัจจุบันมีการค้นพบแล้วในอย่างน้อย 70 ประเทศและส่วนใหญ่ของสหรัฐฯ CDC ระบุว่าอาจกลายเป็นไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ที่โดดเด่นในสหรัฐฯภายในเดือนมีนาคม

ศาสตราจารย์ Ravi Gupta แห่งมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์กล่าวว่าจากการแพร่กระจายอย่างรวดเร็วในสหราชอาณาจักรว่า “มีความเป็นไปได้ที่สิ่งเดียวกันนี้จะเกิดขึ้นในสหรัฐฯ”

ภายในห้องทดลองของเขา Gupta แสดงให้ CNN News ข่าวซีเอ็นเอ็น เป็น “ต้นไม้ตระกูล phylogenetic” ซึ่งเทียบเท่ากับบรรพบุรุษ.comสำหรับ Covid-19 บนต้นไม้ต้นนี้ B.1.1.7 ดูเหมือนลูกพี่ลูกน้องคนที่สองซึ่งถูกลบออกไปสองครั้งจากไวรัสโคโรนาดั้งเดิมที่พบครั้งแรกในหวู่ฮั่นประเทศจีน ความแตกต่างทางพันธุกรรมคือ 23 การกลายพันธุ์ แต่ความแปลกที่แท้จริงคือ B.1.1.7 มี “ญาติ” ที่สนิทกันน้อย

“เราพบน้อยมาก – แทบไม่มีลำดับที่เกี่ยวข้องกับตัวแปร B.1.1.7 เลยกล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือมันโผล่ออกมาจากที่ไหนเลย” คุปตากล่าว

นักวิทยาศาสตร์ไม่น่าจะพบ “ผู้ป่วยเป็นศูนย์” ของตัวแปรใหม่ แต่พวกเขามีทฤษฎี

Gupta เปรียบเทียบไวรัสของผู้ป่วยของเขาซึ่งเสียชีวิตในที่สุดกับฐานข้อมูลการจัดลำดับและพบว่ามีไวรัสแพร่กระจายอยู่แล้วซึ่งมีการกลายพันธุ์ที่สำคัญร่วมกับผู้ป่วยของเขา: B.1.1.7

“มันน่าทึ่งมากที่ได้เห็น” เขากล่าว ผู้ป่วยไม่มี B.1.1.7 แต่ปริมาณของการกลายพันธุ์ภายในร่างกายแสดงให้เห็นว่า Gupta “เป็นไปได้มาก” หากมี “ผู้ป่วยเป็นศูนย์” B.1.1.7 พวกเขาจะเป็นผู้ที่มีภูมิคุ้มกันบกพร่อง . แฮร์ริสันก็คิดเช่นนั้นเช่นกัน

วัคซีนสำหรับไวรัสที่เปลี่ยนแปลง

งานวิจัยในห้องปฏิบัติการที่เผยแพร่ก่อนหน้านี้ของ Gupta ระบุว่าวัคซีน Pfizer / BioNTech ยังคงมีประสิทธิภาพในการเอาชนะตัวแปรของสหราชอาณาจักรหลังจากได้รับหนึ่งครั้งแม้ว่าจะได้รับเลือดน้อยกว่าเล็กน้อยจากผู้ป่วยที่มีอายุมากกว่า 80 ปีก็ตามการศึกษาอื่น ๆ เกี่ยวกับวัคซีนที่แตกต่างกันได้แสดงผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกัน แต่สิ่งเดียวกันอาจไม่เป็นจริงสำหรับทุกตัวแปรที่มาพร้อมกัน

มีความกังวลเกี่ยวกับประสิทธิภาพของวัคซีนที่ลดลงในสายพันธุ์ของแอฟริกาใต้กระตุ้นให้ผู้ผลิตวัคซีนเช่น Pfizer และ Moderna เริ่มทำงานในการฉีดวัคซีนเพื่อให้ทันกับไวรัสที่เปลี่ยนแปลง

ในสัปดาห์นี้ Public Health England กล่าวว่ามีการตรวจพบตัวอย่างเล็ก ๆ ของผู้ป่วย B.1.1.7 จากสหราชอาณาจักรว่ามีการกลายพันธุ์ใหม่ในตัวแปรของแอฟริกาใต้ด้วย การวิจัยในห้องปฏิบัติการในช่วงต้นชี้ให้เห็นว่าสิ่งที่เรียกว่า “Escape mutant” อาจช่วยให้ไวรัสหลบเลี่ยงแอนติบอดีที่ผลิตโดยวัคซีนซึ่งอาจทำให้มีประสิทธิภาพน้อยลง

Gupta คิดว่าความกังวลเกี่ยวกับตัวแปรเหล่านี้สมควรได้รับ “ ไวรัสเหล่านี้กำลังจะมีความต้านทานต่อระบบภูมิคุ้มกันและวัคซีนมากขึ้น” เขากล่าว

สายพันธุ์ในสหราชอาณาจักรเช่นเดียวกับคนอื่น ๆ มีการเปลี่ยนแปลงที่เรียกว่า “โปรตีนสไปค์” ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของไวรัสที่ช่วยให้มันบุกรุกเซลล์มนุษย์ นักวิทยาศาสตร์คิดว่านี่อาจเป็นสาเหตุที่ถ่ายทอดได้มากกว่าสายพันธุ์ก่อนหน้านี้และยังทำให้เกิดความกังวลสำหรับวัคซีนเนื่องจากวัคซีนที่พัฒนาขึ้นในปัจจุบันโดยใช้โปรตีนขัดขวาง

ก่อนที่วัคซีนจะสามารถปรับให้เข้ากับไวรัสที่เปลี่ยนแปลงได้จำเป็นต้องจัดลำดับตัวอย่าง สถาบันแซงเจอร์ร่วมกับห้องปฏิบัติการขนาดเล็กของอังกฤษ 16 แห่งคิดเป็นสัดส่วนประมาณครึ่งหนึ่งของความพยายามในการจัดลำดับทั้งหมดของโลก หลายประเทศไม่มีความสามารถในการจัดลำดับตัวอย่าง Covid-19 เลย

“เราพูดถึงตัวแปรของสหราชอาณาจักรและตัวแปรของแอฟริกาใต้และตัวแปรของบราซิล แต่สิ่งที่น่าขันก็คืออาจเป็นเพียงว่าประเทศเหล่านี้เป็นประเทศที่มีความสามารถในการจัดลำดับขั้นสูงและ [the variants] อาจจะไปโผล่ที่อื่น แต่เราไม่รู้ และอาจจะมีคนอื่น ๆ “บียาร์กล่าว

Gupta และ Harrison เชื่อว่ามีความเป็นไปได้ที่จะมีไวรัสสายพันธุ์ที่เป็นอันตรายแพร่กระจายในประเทศที่นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถมองเห็นสายพันธุ์ใหม่ได้เมื่อเกิดขึ้น

“บุคคลที่มีภูมิคุ้มกันบกพร่องเหล่านี้กระจายอยู่ทั่วโลก” คุปตากล่าว “ดังนั้นจึงมีความเป็นไปได้สูงมากที่จะมีสายพันธุ์ที่ตรวจไม่พบออกมา”

รัฐบาลอังกฤษได้ประกาศแผนการขยายงานจัดลำดับไปยังประเทศที่ไม่สามารถทำเองได้ รายละเอียดที่แน่นอนยังคงถูกรีดออก

“ มันพยายามค้นหาประเทศที่ไม่มีความสามารถในการจัดลำดับตัวเอง [or have] ความสามารถที่ต่ำมากเพื่อปรับปรุงการรับรู้ทั่วโลกของเราเกี่ยวกับการกลายพันธุ์ที่อาจส่งผลกระทบต่อสุขภาพของประชาชนอย่างร้ายแรง “บียาร์กล่าว” เห็นได้ชัดว่าสิ่งนี้ก่อให้เกิดประโยชน์อย่างไม่น่าเชื่อทั่วโลก แต่ยังช่วยปกป้องสหราชอาณาจักรจากตัวแปรที่อาจเป็นอันตรายต่อสาธารณชนที่นี่ด้วย “

บียาร์กล่าวว่าเขามั่นใจว่าสถาบันแซงเจอร์จะมีส่วนร่วมในความพยายามนี้และรัฐบาลอังกฤษกำลังวางแผนที่จะ “เพิ่มขีดความสามารถของทั้งการจัดลำดับและการวิเคราะห์อย่างมีนัยสำคัญ” เพื่อช่วยในการต่อสู้กับโควิด -19 ระดับโลก

แฮร์ริสันไม่แน่ใจว่าบทบาทของเขาจะเป็นอย่างไรหรือจะกลับไปทำงานเก่าเมื่อใด เมื่อปีที่แล้วเขากำลังศึกษาว่าทำไมผู้คนถึงตกเป็นอาณานิคมของเชื้อ Staphylococcus aureus (MRSA) ที่ดื้อต่อ methicillin ซึ่งเป็นสายพันธุ์ที่เป็นอันตรายและดื้อต่อยาปฏิชีวนะก่อนที่จะเปลี่ยนไปใช้ “Project Heron”

คนอื่น ๆ กำลังจัดลำดับจีโนมของมนุษย์พืชปรสิตหรือเซลล์มะเร็ง ทั้งหมดนี้ถูกระงับไว้สำหรับบางสิ่งที่เร่งด่วนกว่านั้น

“มันเป็นปีที่ยาวนานมาก” เขากล่าว “แต่คุณรู้ไหมฉันคิดว่าเราทุกคนภูมิใจมากกับสิ่งที่เราประสบความสำเร็จในแง่ของโปรแกรมจีโนมิกส์”