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Corona-Mutationen: Wie sich das SARS-CoV-2-Virus verändert

Die zunehmende Verbreitung von SARS-CoV-2-Viren, die wesentliche Veränderungen in ihrem Genom zeigen, bereiten den Regierungen und Impfstoffentwicklern Kopfzerbrechen. Wie gut sind wir gegen die neuen Mutanten aufgestellt?

Display zeigt den Schriftzug Covid-19 Mutations sowie unterschiedliche Molekülstrukturen

Seit das neue Corona-Virus SARS-CoV-2 im Herbst 2019 erstmals im chinesischen Wuhan nachgewiesen worden ist, wurden in vielen Ländern stichprobenweise, in manchen auch systematisch, die aus einem einzigen RNA-Faden bestehenden Genome von Viren aus den Rachenabstrichen von Infizierten sequenziert. Wie man es von Viren erwartet, trifft man dabei auf immer mehr Mutationen, also Abweichungen gegenüber den ursprünglich ermittelten Erbgutsequenzen. Auch wenn das heute umgangssprachlich mit „Virus-Mutanten“ umschrieben wird, wäre es biologisch korrekter – von diesen je nach Verwandtschaftsgrad – als eigenen Linien, Subtypen oder neuen Genotypen sprechen.

Datenbanken dokumentieren Sequenzdaten

Die Sequenzen sind weltweit in einer Vielzahl von Datenbanken dokumentiert, auch in GISAID (GISAID (Global Initiative on Sharing All Influenza Data), eine in Deutschland ansässige Plattform der EU. Die Daten von GISAID und von anderen Datenbanken sind in der Datenbank PANGO Lineages gesammelt, die von drei britischen und einer australischen Universität gewartet wird. Dort wird das Entstehen, die Verbreitung und die Frequenz einzelner Linien in jedem Land tabellarisch und grafisch dokumentiert. Über 12.000 Veränderungen wurden bis heute im Genom von SARS-CoV-2 dokumentiert. Etwa ein Drittel fand man im Gen für das S-Protein, das das Virus benötigt, um in menschliche Körperzellen eindringen zu können.

Nomenklatur
Die in Wuhan entdeckten Virusvarianten wurden anhand ihrer RNA-Sequenzen in zwei Linien, A und B, eingeteilt. Auf diesem System entwickelte sich die heute gültige Nomenklatur für SARS-CoV-2-Genotypen.

Die erste Virusvariante trat in Italien auf - man bezeichnete sie als B1. Im Frühjahr fand man dann eine als D614G bezeichnete Variante. Sie zeigte sich zwar nicht als gefährlicher, aber infektiöser als bisher vorherrschende Genotypen und verdrängte diese sehr rasch. Im Sommer 2020 entstand in Spanien die Variante B.1.177 mit der Mutation A222V. Sie ersetzte in Spanien D614G innerhalb weniger Monate, breitete sich von dort über Zentraleuropa bis Island aus und diversifizierte sich weiter. Es ist unklar, ob die schnelle Verbreitung auf eine erhöhte Infektiösität oder auf die Urlaubssaison mit starker Reisetätigkeit zurückzuführen ist.

Stilisierte Coronaviren, eingefärbt nach den Landesflaggen von China, Großbritannienm, Südafrika und Brasilien

Lineages of Concern

B.1.177 ist nicht zu verwechseln mit der Variante B.1.1.7, die erstmals in einem Abstrich vom 20. September 2020 in Großbritannien nachgewiesen wurde und die heute als "Lineage of Concern" bezeichnet wird. B.1.1.7 enthält zwei bedeutsame Veränderungen in S-Protein: N501Y, die das Virus infektiöser macht, sowie E484K, welche die Wirkung neutralisierender Antikörper verringert. Möglicherweise ist dieses Virus auch gefährlicher als bisherige Linien. Es ist (Stand 15.02.2021) in 82 Ländern nachgewiesen worden. Diese Verbreitung ist ziemlich sicher in die Länder importiert worden und nicht mehrfach neu entstanden.

PANGO Lineages verzeichnet auch B.1.351 als "Lineage of Concern". Diese "Südafrika-Variante" wurde erstmals in einer Probe vom 8. Oktober 2020 in der Nähe von Kapstadt gefunden. Auch sie enthält N501Y und E484K sowie neu die Mutation K417N. Die Kombination von N501Y und K417N im S-Protein verhindert die Bindung von Antikörpern. Solche Varianten werden als "Escape"-Varianten bezeichnet. Innerhalb weniger Wochen wurde B.1.351 zur dominanten Variante in Südafrika. Sie verbreitet sich jetzt auch in Europa.
In Brasilien trat die Variante B.1.1.28 (früher P.1) auf, im Februar wurde sie bereits in 40 Ländern dokumentiert. Auch sie gilt ihrer Mutationen wegen als "Lineage of Concern".

Lineages of Note

PAGNO Lineages klassifiziert zwei weitere Varianten als "Lineages of Note": A.23.1, erstmals in Uganda gefunden und dort heute dominant, sowie B1.525, in Nigeria entdeckt, heute aber auch in europäischen Ländern zu finden.

In Deutschland sequenzierte man bisher nur stichprobenartig. Mit dem Auftauchen der neuen Varianten ordnete die Bundesregierung eine Verstärkung der Sequenzierung an. Die Europäische Union legte zur verstärkten Analyse neuer Varianten das Förderprogramm HERA Inkubator auf.