Virusmutationen und ihre Bedeutung

Bei der ständigen Vervielfältigung des Virus durch die RNA-Polymerase treten ab und an Fehler auf, so dass sich das Genom leicht verändert, es mutiert. Das passiert häufiger, je mehr Viren es weltweit gibt. Mutationen sind daher angesichts der hohen Fallzahlen auf der ganzen Welt relativ häufig. Bisher (Stand Anfang März 2021) sind mindestens neun verschiedene Hauptgruppen (Kladen) und damit über 1.000 verschiedene Viruslinien (Varianten) bekannt. Bei einer vollständigen Analyse des gesamten Genoms des Virus (Sequenzierung) kann jeweils die genaue genetische Art in einem Nomenklatursystem bezeichnet werden. Einige Mutationen können regional gehäuft auftreten, z.B. wenn die Region wenig Kontakt zum Rest der Welt hat; andere ansteckendere Varianten können sich auch weltweit ausbreiten und andere Virustypen verdrängen.

Eingetretene Mutationen können zu neuen Viruseigenschaften führen. Wenn sich zum Beispiel das Spike-Protein an der Oberfläche des Virus, über das der Eintritt in die (Wirts-) Zelle des Menschen ermöglicht wird, verändert, kann es dadurch zu einer gesteigerten Infektiosität kommen. Das Spike-Protein ist darüber hinaus auch der Angriffsort der menschlichen (neutralisierenden, also protektiven) Antikörper. Deshalb können Veränderungen dieses Proteins die Immunantwort des Menschen reduzieren. Wenn durch Mutationen diejenigen Stellen des Virus verändert werden, an denen die menschlichen Antikörper andocken (die Epitope), kann auch hierdurch die Abwehrleistung des Körpers beeinträchtigt werden.

Das Sars-CoV-2-Virus hat sich seit dem ersten Auftreten schon vielfach gewandelt. So hatte eine schon im Frühjahr 2020 eingetretene Virusvariante (614G-Genotyp), die aufgrund einer Veränderung des Spike-Proteins infektiöser war als der Ursprungstyp (D614-Genotyp), lange Zeit weltweit die Vorherrschaft. Zum aktuellen Zeitpunkt (Anfang März 2021) sind drei weitere Hauptvarianten des Virus besorgniserregend. Diese sind nach dem Ort ihres ersten Nachweises benannt und aufgrund verschiedener Mechanismen infektiöser und virulenter, wie im Folgenden beschrieben.

  • Die „britische“ Variante B1.1.7 weist 23 Genveränderungen (Polymorphismen) auf, die vor allem Veränderungen des Spike-Proteins betreffen. Diese Variante scheint um rund 50% infektiöser und auch gefährlicher zu sein, die Sterblichkeit ist um über 60% erhöht. Die bisher verfügbaren Impfungen sind auch gegen diese Variante wirksam und eine überstandene Infektion mit dem Virus sorgt für eine gewisse Zeit für Immunität.
  • Die „südafrikanische“ Variante B.1.351 zeigt neun Aminosäureveränderungen, von denen acht das Spike-Protein betreffen. Ein Teil der Veränderungen entspricht denen der B1.1.7-Mutation; es sind allerdings noch andere Veränderungen des Spike-Proteins vorhanden, die eine Resistenz gegenüber bestimmten Antikörpern mit sich bringen. Dies bewirkt die höhere Infektiosität. Außerdem sind die bisherigen Impfstoffe weniger effektiv und Genese weniger immun gegen eine neue Infektion mit dieser Mutation. Dieser Mechanismus wird als „Immune escape“ des Virus bezeichnet.
  • Die zuerst im brasilianischen Bundesstaat Amazonas entdeckte Mutation P.1 weist ebenfalls einige Veränderungen am Spike-Protein auf, die teilweise denjenigen der B.1.351-Mutante entsprechen. Bei dieser Variante besteht eine verstärkte Bindung an das ACE2-Rezeptorprotein, wodurch das Virus leichter in die menschliche Zelle eindringt. Hier ist ebenfalls ein „Immun escape“ des Virus und somit eine verminderte Effektivität der aktuell vorhandenen Impfstoffe zu vermuten.
  • Ganz aktuell ist in Deutschland eine neue Corona-Variante mit der Bezeichnung B.1.525 identifiziert worden, die unter anderem die Mutation an der Stelle E484K enthält. Diese Mutation verändert die Stelle des Virus, an der menschliche Antikörper angreifen, und bewirkt deshalb eine verminderte Wirksamkeit der nach erfolgter Infektion bereits gebildeten Antikörper. Wie relevant und wie pathogen diese neue Virusvariante ist, kann derzeit noch nicht abgeschätzt werden.

Die britische Virusmutante setzt sich derzeit in Deutschland und vielen Teilen der Welt zunehmend durch. Ihr Anteil liegt zum jetzigen Zeitpunkt Anfgan April schon bei 90% (nach von 5% Ende Januar, 23% Mitte Februar und 50% Anfang März). Es ist zu erwarten, dass diese Mutation in Deutschland die bisherigen Linien ganz verdrängt. Die südafrikanische und brasilianische Virusvariante machen zur Zeit in Deutschland ca. 1,5 % (B.1.351) bzw. (noch) weniger als ein Prozent der Infektionen (P.1) aus. Auch die ganz neu entdeckte Mutation B.1.525 lag Ende Februar bei 0,5 Prozent.

Anhand der bisher beobachteten Mutationen lässt sich schlussfolgern, dass das Virus sich stetig weiter verändern wird und durch einen solchen Antigendrift die Wirksamkeit von Impfstoffen reduziert werden kann. Eine Anpassung der Impfstoffe (wie bei der jährlichen Influenzaimpfung) wird sicherlich auch hier notwendig sein und wird bereits wissenschaftlich und politisch diskutiert (Quellen: Deutsches Ärzteblatt, Jg. 118, Heft 9, S. 460-466; RKI).