Denník N

Určite uvidíme aj omegu, koronavírus má v neočkovaných živnú pôdu na vývoj nových variantov, hovorí bioinformatik

Bioinformatik Tomáš Vinař z Katedry aplikovanej informatiky Fakulty matematiky, fyziky a informatiky UK v Bratislave. Foto N – Tomáš Benedikovič
Bioinformatik Tomáš Vinař z Katedry aplikovanej informatiky Fakulty matematiky, fyziky a informatiky UK v Bratislave. Foto N – Tomáš Benedikovič

Bioinformatik Tomáš Vinař hovorí, že podľa niektorých dátových analytikov si korona na Slovensku vyžiada až 40-tisíc ďalších obetí, kým vírus dostaneme pod kontrolu. „Optimistický“ scenár ráta obete na tisíce.

Počúvajte podcasty v aplikácii Denníka N. Všetky naše podcastové kanály a služby.

Podcasty Denníka N

V rozhovore sa dozviete aj:

  • aké podmienky tvoríme koronavírusu pri momentálnej zaočkovanosti pod 50 percentami;
  • ako rýchlo koronavírus mutuje a v ktorých častiach sa najčastejšie mení;
  • prečo často mutuje v dlhodobo chorých;
  • aké vírusy sa môžu skrývať v odľahlých jaskyniach;
  • či vieme z koronavírusového genómu vyčítať, ako vznikol;
  • aké podmienky prezenčného vyučovania zaviedli Taliani a ako môže vyzerať začiatok semestra na Slovensku.

Tento článok si môžete prečítať vďaka ESET Science Award – oceneniu, ktoré podporuje výnimočnú vedu na Slovensku.

Po vyše roku a pol pandémie sa mi slovné spojenie „nový koronavírus“ zdá už trochu zastarané. Vnímate ho ešte ako nový, aj keď ho máte toľkokrát prečítaný a osekvenovaný?

Skôr by som ho označil ako „druhý“, keďže okolo roku 2003 sme mali prvú menšiu koronavírusovú epidémiu s celosvetovým rozmerom. V budúcnosti môže prísť aj tretí, štvrtý či piaty, takže si nemyslím, že SARS-CoV-2 zostane dlho „novým“.

V súvislosti s meniacim sa koronavírusom používame termíny ako zmena a variant. Ako nový variant vzniká?

Tento vírus sa skladá približne z 30-tisíc „písmen“, a ako sa posúva od hostiteľa k hostiteľovi, postupne sa mení a štiepi na niekoľko línií. Niektoré zmeny sú v populácii úspešnejšie ako iné a to, čo označujeme ako variant vírusu, je vlastne úspešná skupina zmien, ktoré vytvoria vylepšenú verziu vírusu.

Ako rýchlo sa vírus momentálne mení?

V každej z jeho vývojových línií, ktoré vo svete existujú, vzniknú približne jedna až dve zmeny mesačne. Keď porovnáme dnes dominantný variant, tak oproti pôvodnému koronavírusu, ktorý sa osekvenoval vo Wuchane, v ňom nájdeme v priemere 45 zmien.

Vývinový proces nového koronavírusu od začiatku pandémie po súčasnosť a jeho štepenie na jednotlivé vývojové línie. Kompletné fylogenetické dáta si môžete pozrieť tu. Reprofoto – GISAID

Ešte minulé leto sa hovorilo, že koronavírus mutuje pomaly. Mení sa s postupom pandémie rýchlejšie, alebo sme to v začiatkoch len nezaznamenali?

Koronavírus sa v skutočnosti mení celý čas približne rovnakým tempom. Občas sa v ňom však nahromadí veľa mutácií v krátkom čase, čo typicky predchádza vzniku nebezpečného variantu. Napríklad alfa mala pred rozšírením v počte mutácií krátky poskok. Potom sa vírus zase vyvíjal svojim stabilným tempom.

Osekvenovali ste prvý genóm variantu alfa aj delta na Slovensku. Kedy môžeme podľa vás očakávať ďalší?

To sa dá veľmi ťažko povedať, pretože vírus reaguje na to, čo sa deje v populácii. Máme očkovanie a časť ľudí, ktorí sa už infikovali, má podstatne menšiu pravdepodobnosť, že v krátkom čase ochorejú znova. Vírus sa však bude meniť ďalej a zmeny môžu viesť k vyššej infekčnosti alebo k tomu, že dokáže ujsť natrénovanej imunitnej odpovedi.

Pokiaľ sa nám jeho šírenie nepodarí obmedziť, nový variant si časom nájde cestičku a ňou sa rozšíri na úkor tých súčasných, ktoré svojich nakazených jednoducho minú. Najhoršie bude, ak sa vyskytne nejaký variant, ktorý dokáže obísť imunitnú odpoveď. To budeme zase niekde na začiatku.

Odkiaľ by mohol nový variant prísť? Sú rizikové najmä oblasti, v ktorých je málo ľudí zaočkovaných?

Tam, kde je málo zaočkovaných, sa vírus šíri viac-menej nekontrolovane. No povedať, kde presne sa takáto zmena udeje, je ťažké. Dosť často sa to deje aj u pacientov, ktorí sa dlhodobo liečia na aktívnu infekciu koronavírusom. Práve oni slúžia ako jeho „kultivátori“.

Funguje to podobne ako s antibiotikami. Keď nedoberiete antibiotiká na nejakú baktériu, síce vám nerobí až také problémy, lebo ste jej zlikvidovali väčšinovú populáciu, ale v tele vám zostanú najmä tí jedinci, ktorí sú voči antibiotikám najodolnejší. Tých potom posuniete ďalej. Tuto to pravdepodobne vzniká podobne. Virálne častice, ktoré sa ďalej rozšíria, sú voči liečbe, ktorú pacient dlhodobo podstupoval, najodolnejšie.

Teória, s ktorou často operujú antivaxeri, hovorí o tom, že práve zaočkovaní ľudia slúžia ako inkubátory pre nové varianty a mutácie. Čo si o tom myslíte?

Že v antivaxerských teóriách sa už naozaj popísalo čokoľvek. U zaočkovaných ľudí je hlavne nižšia pravdepodobnosť, že koronavírus vôbec chytia. Najnovšie výskumy takisto ukazujú, že aj keď sa vírus v zaočkovanom hostiteľovi náhodou uchytí, takýto človek je infekčný podstatne kratší čas ako neočkovaný hostiteľ. Je to teda opak prípadu, ktorý som spomínal vyššie.

Budeme schopní obmedziť šírenie vírusu natoľko, že nebude mať príležitosti vytvárať nové varianty, alebo sa nám skôr minú písmená gréckej abecedy, ktorými ich pomenúvame? 

Určite budeme vidieť aj omegu. Pokiaľ sa nájde variant, ktorý ešte nemusí byť príliš rozšírený, ale má rizikové mutácie, tak dostane grécke písmeno. Keďže tento typ pomenovaní sa zaviedol približne začiatkom roka a sme v polovici abecedy, predpokladám, že písmená sa minú ešte predtým, ako sa podarí obmedziť šírenie vírusu na minimum. Ak sa to vôbec podarí.

Bioinformatik Tomáš Vinař. Foto N – Tomáš Benedikovič

Na Slovensku je momentálna zaočkovanosť oboma dávkami pod 50 percentami. Aké prostredie týmto tvoríme pre vírus a jeho ďalšie mutácie?

Je to nešťastné, lebo keby sa celý svet zaočkoval na takmer 100 percent, vírus sa eliminuje a nemá žiaden priestor na vývoj nových mutácií. Keď nejakí ľudia zaočkovaní sú a nejakí nie, vírus má v neočkovaných dostatočnú živnú pôdu na to, aby vyvíjal nové varianty, ktoré môžu prelomiť imunitnú odpoveď u zaočkovaných alebo u tých, ktorí ochorenie nedávno prekonali.

Genóm koronavírusu má okolo 30-tisíc znakov. V ktorej časti sa najčastejšie mení?

V oblasti, ktorá zodpovedá za spike proteín. Zmeny, ktoré tam nastanú, môžu zvýšiť jeho priľnavosť na bunku a spraviť vírus infekčnejším. Ďalšie oblasti, ktoré sa tam nachádzajú, spôsobujú, že sa vírus dokáže lepšie maskovať pred bunkami imunitného systému, čo takisto zvyšuje jeho životaschopnosť.

Zistiť, či je nový variant napríklad infekčnejší, viete hneď po prečítaní jeho genómu?

V každom jednom prípade vieme presne, ako ten vírus vyzerá a aké zmeny má oproti svojim predchodcom. Z toho, v akých regiónoch genómu sa niektoré zmeny nachádzajú, vieme odhadnúť, čo by mohli spôsobovať. Vo väčšine prípadov je však potrebná ďalšia laboratórna práca a dlhodobé štúdie o tom, ako sa nový variant správa v populácii.

V medzinárodnej databáze GISAID, ktorá zhromažďuje celosvetové dáta o sekvenovaní, je momentálne viac ako tri a pol milióna genómov koronavírusu z celého sveta. Koľko záznamov je slovenských?

Momentálne tam máme zhruba 5 500 vírusových izolátov.

Načo je takáto databáza dobrá?

Vďaka nej môžeme sledovať, ako sa epidémia vyvíja a mení prakticky v reálnom čase. Tomu je potom možné rýchlo prispôsobiť opatrenia. Takúto možnosť sme pri žiadnej inej epidémii nemali. Dokonca ani chrípka sa takto intenzívne nemapuje.

Táto databáza je k dispozícii ktorémukoľvek výskumníkovi na svete. Analýzou veľkého množstva dát vieme odhadnúť, čo by sa mohlo diať v budúcnosti. Väčšinu scenárov pandémie sme mohli vidieť s 1- až 2-mesačným predstihom najmä na Veľkej Británii, ktorá sekvenuje veľmi veľa.

Využívame tieto informácie dostatočne, aby sme sa na prichádzajúce vlny pripravili?

Na Slovensku zatiaľ informácie zo sekvenovania využívame iba na spätné monitorovanie výskytu variantov. Na základe „historických“ dát sa nám napríklad podarilo pomerne presvedčivo zistiť, prečo bola druhá vlna u nás a v ďalších stredoeurópskych krajinách taká ťažká. V Čechách a na Slovensku sa totiž už na jeseň 2020 výrazne rozšíril variant, ktorý obsahoval deléciu (stratu jedného alebo viacerých nukleotidov – pozn. red.) v spike proteíne zvyšujúcu infekčnosť vírusu. Rovnakú mutáciu obsahuje aj variant alfa, ktorý u nás začal dominovať na prelome rokov.

Momentálne rozšírenie variantu delta po svete. Animáciu rozšírenia variantu od vzniku po súčasnosť si môžete pozrieť tu. Reprofoto – GISAID

Kým u nás sekvenujeme vzorky, ktoré sú staré dva týždne a viac, v krajinách ako Dánsko alebo Veľká Británia sa do medzinárodnej databázy dostávajú vzorky za 3 až 5 dní od odberu. V týchto krajinách potom dokážu prispôsobovať opatrenia, aby znížili celkové množstvo úmrtí a súčasne minimalizovali ekonomické škody. Vo Veľkej Británii predpovedali efekty alfa aj delta variantu na základe dát zo sekvenovania ďaleko dopredu, a to ešte skôr, ako boli tieto varianty definované ako nebezpečné. V Dánsku v čase nástupu alfa variantu prispôsobovali dĺžku lockdownov práve podľa monitoringu zo sekvenovania.

Čo by sme mali urobiť v momentálnej situácii?

Skúsenosti z vyspelého sveta ukazujú, že najlepšou obranou je vysoká miera zaočkovanosti. Tá výrazne znižuje mieru šírenia vírusu a radikálne znižuje riziko vážneho priebehu u zaočkovaných. Tým znižuje aj tlak na zdravotníctvo, z čoho, samozrejme, ťažia všetci. U nás je, žiaľ, vôľa zaočkovať sa už veľmi nízka, preto budeme s koronavírusom bojovať dlhšie a za cenu väčších obetí. V ostatnom čase ma prekvapilo, že v zaočkovanosti nás už výrazne predbehli aj Česi, a to je krajina, ktorá je spoločensky nastavená veľmi podobne ako Slovensko. Oproti nám mali aj nevýhodu podstatne silnejšej antivaxerskej a hoaxovej scény ako u nás.

Niektorí kolegovia, ktorí sú dátoví analytici, tvrdia, že kým sa koronavírus u nás dostane pod kontrolu, čaká nás možno až 40-tisíc ďalších obetí; optimisti rátajú obete „iba“ na tisíce. V aktuálnej situácii nám, žiaľ, neostáva nič iné, iba tlmiť šírenie opatreniami a obmedzeniami tak, aby nedošlo k úplnému kolapsu nemocníc.

Vedci v lete varovali, že čas, keď budeme môcť zistiť, kde sa vírus prvýkrát objavil a ako vznikol, sa kráti. Jeho biologické stopy v prvých nakazených totiž pomaly miznú. Vieme niečo o pôvode koronavírusu vyčítať aj z jeho úplne prvého osekvenovaného genómu?

Sekvenovaním genómu vieme povedať, odkiaľ koronavírus prišiel, a poznáme jeho genetickú históriu, ale len v rámci nazbieraných dát od jeho objavenia až po dnešok. To, čo bolo pred prvým osekvenovaným genómom, nevieme. Najpravdepodobnejšia hypotéza je, že vírus sa preniesol zo zvierat na ľudí. Ale kedy presne, a ako dlho sa menil v rámci ľudskej populácie, kým sme zbadali, že vôbec existuje, ťažko povedať.

Presne nevieme ani to, z ktorých zvierat sa na ľudí preniesol. Najbližšie sekvencie, ktoré k nášmu koronavírusu momentálne máme, sa mu podobajú na približne 95 až 97 percent a vystupujú v nich netopiere aj šupinatce. Spoločný predok týchto vírusov a nového koronavírusu však nevychádza na rok 2019, ale niekde pred zhruba 30 až 50 rokmi. Aby sme vedeli povedať, ako to celé presne prebehlo, musíme nájsť podstatne bližšiu vzorku, ako je tá, ktorú zatiaľ máme.

Koľko takýchto vírusov môže driemať v odľahlých jaskyniach, napríklad v Číne?

Rôznych koronavírusov je v zvieracích populáciách strašne veľa. Výskumom, ktorého súčasťou je sekvenovanie, sa teraz preto aktívne zisťuje, ako presne prebieha ich adaptácia do ľudskej populácie. Potrebujeme to vedieť, pretože toto nie je nutne posledná koronavírusová epidémia. Z vírusových epidémií, ktoré sa vo svete v poslednom čase vyskytli, pochádza drvivá väčšina z prenosu zo zvierat na ľudí. Obzvlášť problematické je to v dnešnom globalizovanom svete. Kým pred dvadsiatimi rokmi sme mali viac času izolovať nakazených a riešiť epidémiu v zárodku lokálnejšie, dnes sa hocijaký vírus môže rozšíriť po svete za pár dní.

Vedec v špeciálnom obleku chytá netopiera v thajskej jaskyni. Ilustračné foto – TASR/AP

V roku 2019 ste sa stali laureátom ocenenia Eset Science Award v kategórii výnimočný vysokoškolský pedagóg. Vtedy ste povedali, že digitálny obsah prístupný cez internet je dnes natoľko pokročilý, že musíte o pozornosť študentov doslova bojovať, no napriek tomu veríte, že „živý učiteľ“ je pre študentov stále prínosom. Zmenila to nejako pandémia?

Na Slovensku sme počas nej deťom a vysokoškolským študentom živých učiteľov viac-menej zobrali. To je problém, pretože online výučba je o dosť ťažšia ako prezenčná. Dobrí učitelia dokážu v triede vzbudiť diskusiu a interagovať so študentmi, čo je na vzdelávaní jedna z najcennejší vecí.

Finálovú pätnástku vedkýň a vedcov nominovaných na tohtoročné ocenenie Eset Science Awards a ďalšie informácie o vyhlásení laureátov ocenenia 16. októbra nájdete tu.

Naše skúsenosti s online výučbou ukazujú, že toto je cez obrazovky veľmi ťažké vytvoriť. Niektorým kolegom sa to darí, ale ja sa pozerám na bublinky v online aplikácii oveľa častejšie, ako by som chcel. Väčšina študentov tam nemá nahratú ani fotografiu a kameru si prakticky nikto nezapína. Lebo študenti sú v pyžame a podobne. Ale vzniklo aj veľa nových online materiálov, ktoré si študenti chvália, lebo sa môžu k odprednášanému obsahu vrátiť.

Je ťažšie byť výnimočným vysokoškolským pedagógom počas pandémie ako pred ňou?

Myslím, že áno, a skladám klobúk pred kolegami, ktorí to kreatívne zvládajú a efektívne pracujú so študentmi cez online nástroje. Ja som zatiaľ na rozumný spôsob, ako to k svojej spokojnosti robiť, neprišiel.

Tomáš Vinař získal v súťaži Eset Science Award v roku 2019 ocenenie Výnimočný vysokoškolský pedagóg. Foto N – Tomáš Benedikovič

Ako vidíte budúcnosť jesenného semestra, ktorý sa nedávno začal?

Nevyzerá to veľmi dobre. Minulý rok sme na našej fakulte prezenčne učili od septembra tri týždne a potom sa prechádzalo na dištančnú výučbu. Vzhľadom na začiatok novej vlny si myslím, že to dopadne podobne. Vysoké školy síce dostali od ministerstva školstva možnosť povedať, že na prezenčnú výučbu smú prísť len zaočkovaní študenti a ostatní budú študovať dištančne, ale Univerzita Komenského sa rozhodla medzi očkovanými a neočkovanými nerozlišovať. Napriek tomu, že v prieskume medzi žiakmi, ktorí sa chystali ubytovať na internátoch, vyše 80 percent respondentov uviedlo, že zaočkovaní sú.

Ste za to, aby bolo očkovanie povinné pre tých študentov a učiteľov, ktorí chcú byť v škole prezenčne?

Ťažko mi je odpovedať úplne jednoznačne, lebo ide o tému, kvôli ktorej ľudia vychádzajú na námestia, ale stačí sa pozrieť naokolo. Taliansko už má pravidlo, že všetci učitelia musia byť zaočkovaní, a kým nie sú, majú neospravedlnené absencie v práci. Takisto musia byť zaočkovaní všetci študenti talianskych univerzít, inak ich nepustia do kampusu. Nemyslím si, že Taliansko je krajina, ktorá radikálne obmedzuje ľudské práva, a rovnako si nemyslím, že takáto téma by mala byť v demokracii tabu.

Tomáš Vinař

Je bioinformatik. Venuje sa problémom súvisiacim so sekvenovaním genómov pomocou prvých vreckových sekvenčných prístrojov. Osekvenoval prvú vzorku alfa a delta variantu nového koronavírusu na Slovensku. Absolvoval doktorandské štúdium na Univerzite vo Waterloo v Kanade a postdoktorandský pobyt na Cornellovej univerzite v USA. V súčasnosti pôsobí na Katedre aplikovanej informatiky Fakulty matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského v Bratislave. Je garantom študijného programu Dátová veda. Spoluorganizuje medzinárodné letné školy, ktoré pomáhajú študentom, doktorandom a mladým profesionálom začleniť sa do bioinformatického výskumu. V roku 2019 sa stal laureátom ocenenia Eset Science Award v kategórii Výnimočný vysokoškolský pedagóg.

Máte pripomienku alebo ste našli chybu? Prosíme, napíšte na pripomienky@dennikn.sk.

ESET Science Award

Koronavírus

Očkovanie proti koronavírusu

Podcast Denníka N

Príroda

Rozhovory

Veda, Zdravie

Teraz najčítanejšie