Alfa, delta, omikron, BA.5 kan låta som rena grekiskan men det är ord som numera är bekanta för många av oss. De representerar olika varianter av coronaviruset SARS-CoV-2 som uppstått sedan pandemins början. Men varför uppstår nya varianter av virus och vad kan vi lära av dem?

Arvsmassan hos alla virus muterar snabbt, ungefär en miljon gånger snabbare än vad vårt DNA gör. Och snabbast muterar RNA-virus, det vill säga virus vars arvsmassa består av RNA i stället för DNA. Till RNA-virusen räknas bland annat coronavirus, hiv, influensavirus och rhinovirus, vanliga förkylningsvirus. Anledningen till den snabba mutationstakten är att det blir fel vid replikationen, att kopieringen av arvsmassan görs slarvigt.

RNA-virus får i snitt en ny mutation per kopieringscykel och eftersom generationstiden är mycket kort, 1–2 dagar, och det produceras en stor mängd nya virus för varje cykel, driver det på mutationshastigheten. (Länk till virusfakta)

Mutationerna leder till nya virusvarianter

Mutationerna sker slumpmässigt och leder till att det uppstår olika virusvarianter, det vill säga varianter av samma virus men med olika mutationsmönster. Ibland blir en ny variant dominant och tar över.

– Det kan bero på att mutationen inneburit en fördel för en virusvariant, till exempel att den blivit mer smittsam, alltså bättre på att infektera målceller. Men det kan också bero på att viruset genom mutationer har fått egenskaper som gör att den kan fly immunsystemets övervakning. Eller så avgör slumpen, att den har uppstått på en plats som har gett den möjlighet att sprida sig väldigt snabbt, säger Patrik Medstrand, professor i virologi vid Lunds universitet och virolog vid Klinisk mikrobiologi i Region Skåne.

Större diversitet efter tid

Att virus samlar på sig mutationer kan ge värdefull information. Låt oss säga att en person smittar en annan med ett virus. Direkt efter smittillfället är deras virus identiska men ganska snart kan man se att de virus som de bär på i sina kroppar har samlat på sig olika mutationer. Vid en kronisk infektion som hiv, som förblir obehandlad, ses en enorm diversitet mellan de två personernas viruspopulationer redan efter några år.

– Den här informationen kan användas för att bygga upp så kallade fylogenetiska träd eller släktträd. Man tittar på den genetiska distansen mellan olika virus populationer hos olika individer i trädet. De som är mest genetiskt lika ligger närmast varandra och ju fler mutationer som skiljer desto längre bort från varandra i trädet.

Kan bestämma virusets ursprung

En förutsättning för att kunna göra den här typen av molekylära analyser är att kunna sekvensera, alltså bestämma den genetiska koden för virusens arvsmassa. För bara ett tiotal år sedan var detta en tidskrävande och dyr process, men idag kan detta göras snabbt och relativt billigt tack vare den nya nanotekniken och NGS, next generation sequencing. NGS är en metod som gör det möjligt att mycket snabbt kunna sekvensera stora mängder arvsmassa på en och samma gång.

Kunskapen som fås genom att följa hur virusets arvsmassa muterar över tid, kan till exempel användas för att bestämma virusets ursprung.

– Det har man kunnat göra med hiv och då visat att hiv har funnits bland människor i ungefär hundra år.

Hiv kommer från ett apvirus som kallas siv och finns hos schimpanser i centrala Afrika. Då för hundra år sedan måste det ha skett en genetisk anpassning som gjorde det möjligt för viruset att även kunna infektera människor. Vidare har de fylogenetiska analyserna kunnat visa hur smittspridningen av hiv så småningom började ta fart och på 1980-talet började spridas över världen och blev en pandemi.

Då hoppade SARS-CoV-2 från djur till människa

– Och nyligen har detta gjorts även för SARS-CoV-2. Man har kunnat visa att zoonosen, då viruset hoppade över från djur till människa, skedde under november 2019.

Sådana analyser kan också ge kunskap om virusets dynamik, hur det förändras i befolkningen över tid. Ett konkret exempel på detta är hur vi har sett de olika virusvarianterna av SARS-CoV-2 avlösa varandra. Att förstå hur snabbt ett virus ändrar sig har man till exempel stor nytta av vid utvecklingen av vacciner och läkemedel.

Och inte minst har de gjort stor nytta vid smittspårning och analys av spridningsmönster.

– Säg att det har skett ett utbrott av en virussmitta på en avdelning på sjukhuset. Man samlar då in prover från alla smittade och sekvenserar viruset de bär på. Om de smittades virussekvenser är väldigt lika handlar det om klustersmitta, smittan har samma ursprung. Eller så är de inte det och då har smittan kommit in från olika håll, säger Patrik Medstrand och fortsätter:

– Det är viktigt att kunna spåra ursprunget för att bryta smittkedjor och sätta in förebyggande åtgärder. Det kan bland annat handla om besöksförbud eller att man inte ska låta personal gå mellan olika avdelningar.

Länk till poddintervju med Patrik Medstrand om zoonoser – när djur och människor smittar varandra

Visar virusets smittväg

Den klassiska smittspårningen baseras på intervjuer med smittade för att få reda på vilka de har träffat i kombination med testning för virussmitta. Det blir mindre säkert då människor kanske inte kommer ihåg, eller vill berätta, vem de har träffat.

– Den genetiska analysen är som ett fingeravtryck. Om vi kunde sekvensera virusprover från alla som hade infektionen så skulle vi få fram hela smittnätverket. Den genetiska koden kommer då visa exakt hur smittan har gått. Men det kräver väldigt många analyser och är en fråga om resurser.

Patrik Medstrand menar att de genetiska analyserna är viktiga både för grundforskningen och för den medicinska vardagen.

– Det finns mycket kvar att lära sig om samspelet mellan virus och deras värdorganismer. Och vi behöver lära oss mer för vi ser hur mycket virusinfektioner kan kosta ett samhälle.

Text: EVA BARTONEK ROXÅ