Zijn hele werkzame leven al bestudeert evolutieviroloog Philippe Lemey (Rega-Instituut, KU Leuven) hoe virussen muteren en zich aanpassen aan de omstandig­heden. Maar een reuzensprong zoals het coronavirus met de omikronvariant heeft gemaakt, heeft hij nog niet vaak gezien.

‘Dit is toch wel heel markant’, zegt ­Lemey. ‘Liefst vijftig mutaties bij elkaar, en een stekeleiwit (de ‘enterhaak’ waarmee het virus onze cellen binnenkomt, red.) dat grotendeels is herbouwd. Het lijkt haast een nieuw virus, vergeleken met de oorspronkelijke versie uit Wuhan.’

‘We zien de evolutie in volle actie. Bij ­toeval ontstaan vormvarianten van het ­corona­virus, waaruit de natuurlijke selectie de betere varianten oppikt. Die zijn net iets besmettelijker, of omzeilen de ­immuun­afweer net iets efficiënter dan ­eerdere versies.’

Dát het coronavirus muteert, is op zich geen verrassing, zegt Lemey. ‘Álle virussen muteren (zie inzet), en de beste variant wint.’ In een pandemie als deze komt die beste variant neer op de variant die zich het lastigst door de mens laat indammen.

• Eerste aanwijzingen dat omikron immuniteit deels omzeilt

‘In theorie zijn de mogelijkheden die het virus kan verkennen immens’, zegt Lemey. ‘Maar de meeste versies die het virus uitprobeert, zullen waarschijnlijk geen verbeteringen van het origineel zijn en door de natuurlijke selectie worden weggeselecteerd. Het virus moet zijn basisfuncties kunnen blijven vervullen: mensen besmetten, zich in hun cellen vermenigvuldigen, en vervolgens weer andere mensen besmetten. Sommige mutaties zullen in dat opzicht eerder nadelig dan voordelig uitpakken. Dat perkt de mogelijkheden in.’

Het virus heeft nog veel marge, vreest ­Lemey. ‘Op zijn besmettelijkheid zit nog geen grens, en het virus omzeilt de immuniteit nog maar gedeeltelijk. Dat zijn ­punten waarop de evolutie nog winst kan boeken.’

De voorbije twee jaar heeft de praktijk bewezen dat mutaties het virus steeds besmettelijker en hardnekkiger hebben gemaakt. De alfavariant werd overdraagbaarder door beter te worden in het omzeilen van het indringeralarm (de zogenaamde interferonreactie) in de cellen van onze luchtwegen. De betavariant leerde als eerste de immuniteit deels te ontwijken, daarin gevolgd door de gammavariant. Delta werd nóg besmettelijker én breekt deels door de immuniteit heen, en wordt daarin nu naar de kroon gestoken door omikron.

Niet het virus drijft de evolutie aan: dat doet de natuurlijke selectie. Die bevoordeelt virusvarianten die meer kans maken om een maximaal aantal nakomelingen te krijgen, die zich op hun beurt naar zo veel mogelijk mensen kunnen verspreiden. Het virus zelf ‘wil’ niets, legt ­Lemey uit. ‘Het wordt alleen gedreven om zich zo vaak mogelijk te vermenigvul­digen.’

‘Een virus geeft weinig om de ernst van de ziekte, zolang die zijn gastheer­populatie maar niet te sterk doet krimpen’ Philippe Lemey Viroloog (KU Leuven) Philippe Lemey Viroloog (KU Leuven)

In het begin van de epidemie, toen nog niemand immuun was, boden extra besmettelijke varianten geen groot voordeel over ‘gewoon’ besmettelijke – vrijwel alle menselijke gastheren waren toen nog ­prima vatbaar voor een infectie. Later, toen steeds meer mensen door ziekte ­immuniteit hadden opgebouwd en het aandeel besmetbare mensen begon te ­slinken, raakten besmettelijkere virus­varianten in het voordeel. Nog weer later, na de komst van vaccins, kwamen varianten in het voordeel die door de immuniteit van gevaccineerden heen konden breken.

Alles wat ertoe leidt dat het virus meer nakomelingen krijgt, is vanuit virusstandpunt gunstig, zegt Lemey. ‘Een hogere besmettelijkheid is een belangrijke ­factor. De alfa- en deltavariant haalden daar veel voordeel uit, en ook omikron lijkt dat te zullen doen. Maar ook knagen aan de immuniteit helpt: mensen die (door vaccinatie of door natuurlijke infectie) niet langer vatbaar waren voor covid, opnieuw vatbaar maken. De betavariant is daarvan een voorbeeld, net als de omikronvariant. Wat uiteindelijk de optimale strategie voor het coronavirus zal blijken te zijn, is moeilijk te voorspellen.’

Er is heel weinig evolutionaire druk op het virus om dat te laten gebeuren, zegt Lemey. ‘Een virus geeft weinig om de ernst van de ziekteverschijnselen die het veroorzaakt, zolang die zijn gastheer­populatie maar niet te sterk doen krimpen. Bij covid-19 bestaat daarvoor geen gevaar. Het coronavirus is niet zo heel dodelijk, en het heeft zich al lang naar een volgende persoon verspreid eer een zieke eraan overlijdt.’

Niet per se. Mutaties kunnen elkaar versterken en een virus gevaarlijker maken, maar ze kunnen elkaar ook verzwakken. Lemey: ‘Soms moet een virus wat aan schadelijkheid inboeten om aan immuniteit te kunnen blijven ontsnappen. Maar soms ook niet. Er zijn geen algemeen ­geldende regels die toelaten te voorspellen welke kant het op zal gaan.’

Op het eerste gezicht is het een logische gedachte: hoe minder mensen gevaccineerd zijn, hoe meer kansen het virus nog heeft om extra slachtoffers te besmetten en zich vrijelijk in hun cellen te vermenigvuldigen. Elk extra kopieerrondje levert extra kansen op zetfouten op, en dus op een variant die superieur is aan bestaande virusvarianten. Zo bekeken zou het Westen de deur hebben opengezet voor het ontstaan van nieuwe virusvarianten in minder bedeelde landen, door bij het begin van de pandemie de vaccinvoorraden te monopoliseren. Zo zou het de komst over zich hebben afgeroepen van de omikronvariant, die werd ontdekt in Zuid-Afrika, waar pas een kwart van de inwoners gevaccineerd is tegen covid-19.

• ‘Afrika vaccineren is veel belangrijker dan de derde prik’

Maar bij die theorie vallen kanttekeningen te maken, aldus Lemey. Ondanks de lage vaccinatiegraad zijn de meeste Zuid-Afrikanen niettemin immuun tegen het ­virus. Naar schatting 60 tot 80 procent van de bevolking zou immuniteit hebben opgebouwd door een infectie door te maken. De theorie ‘hoe minder gevaccineerden, hoe groter de kans op een schadelijke ­variant’ gaat daarom voor Zuid-Afrika waarschijnlijk niet op.

Er wordt aan alternatieve pistes gedacht, zegt Lemey, zoals de mogelijkheid dat de omikronvariant is ontstaan in het lichaam van iemand met een verzwakte immuunafweer. ‘Bijvoorbeeld iemand met hiv. In diens lichaam kan het coronavirus zich lange tijd hebben schuilgehouden en de kans hebben gekregen om kopieerfout op kopieerfout te stapelen.’

Een andere mogelijkheid is dat het ­coronavirus zich tijdelijk heeft schuilgehouden bij een dierlijke gastheer, daar mutaties heeft opgestapeld en vervolgens weer de overstap naar de mens heeft gemaakt.

Hoe ontstaan mutaties en wat doen ze met een virus?

Terwijl het coronavirus zich in de cellen van zijn gastheer vermenigvuldigt, kopieert het zijn erfelijke blauwdruk. Die genetische ­code, in het geval van het coronavirus neergeschreven in de moleculaire taal RNA, ­bevat de instructies voor de aanmaak en ­assemblage van de diverse viruseiwitten. Nu en dan treden fouten op bij dat kopieer­proces. In de genetische code sluipen ‘zetfouten’, die biologen mutaties noemen. In de meeste gevallen is zo’n zetfout een verkeerd gespelde letter. In andere gevallen vallen letters weg, of komen er letters bij.

Zo’n zetfout heeft niet altijd nare gevolgen voor wie met zo’n variant wordt besmet, want veel mutaties zijn ‘stille’ mutaties – ze worden niet opgemerkt door de afleesapparatuur van de cel. Ze wijzigen de bouw van de viruseiwitten niet en veranderen ook het uitzicht of het gedrag van het virus niet.

Maar heel soms doet een zetfout een verbeterde versie van het virus ontstaan. Het wordt er bijvoorbeeld besmettelijker door, door efficiënter het slijmvlies van onze luchtwegen binnen te dringen of door de productie op te drijven en het aantal virusdeeltjes in de keel en neus van slachtoffers te verhogen. Patiënten zullen dan meer ­virussen uitademen of ophoesten en meer mensen besmetten.

Mutaties kunnen overigens ook nadelig uitpakken voor een ­virus, en het bijvoorbeeld minder besmettelijk maken. Zulke ­varianten overleven de natuurlijke selectie niet wanneer er voldoende besmettelijker ­virusvarianten in omloop zijn. Ze sterven vanzelf uit.

Mutaties kunnen een virusvariant ook op slag doden, doordat ze tot de bouw van kreupele eiwitten leiden, die onbruikbaar zijn om nieuwe virusdeeltjes mee op te ­tuigen.

De omikronvariant van het sars-CoV-2-virus, dat covid-19 veroorzaakt, heeft 50 mutaties ten opzichte van het oorspronkelijke Wuhan-virus, op een totaal van 30.000 RNA-letters. Dat is veel, maar te weinig om van een nieuw virus te spreken. Tussen sars-CoV-1 en sars-CoV-2, twee verschillende coronavirussen, bedraagt het verschil 6.000 mutaties. Eerdere virus­varianten van sars-CoV-2, inclusief de deltavariant, tellen ongeveer 20 mutaties ten ­opzichte van het Wuhan-origineel. (hvde)

Lees ook

• 
  25/09/2021

  ‘Vaccinongelijkheid zal het Afrikaanse wantrouwen tegen het Westen alleen erger maken’