Forskarnas kapplöpning för att förstå omikron-varianten
Förra året visade preliminära studier att omikron sars-cov-2-varianten som spred sig snabbt sannolikt skulle kunna ta sig förbi covid-19-antikroppar. Nu har en av de studierna, från Karolinska Institutet, publicerats i den ansedda tidskriften The Lancet Infectious Diseases. KI-forskaren Ben Murrell förklarar fynden och kommer ihåg hur angeläget det var att förstå den nya varianten.
I slutet av november 2021 identifierades en ny sars-cov-2-variant av forskare i Sydafrika, som senare kom att kallas omikron. Förutom tidiga tecken på att omikron spreds fort, orsakade den internationell oro på grund av det stora antalet mutationer i spike-proteinet som neutraliserande antikroppar inriktar sig på. Detta gjorde att forskarna fick bråttom att undersöka i hur hög grad omikron skulle ta sig förbi neutraliserande antikroppar.
– Nu för tiden använder vi vanligtvis gensyntes för att uppdatera våra tester för att kunna mäta antikroppsneutralisering mot nya varianter,” säger Ben Murrell, biträdande professor på institutionen för mikrobiologi, tumör- och cellbiologi, Karolinska Institutet, och studiens seniora författare.
När nyheten om varianten kom, beställde Ben Murrell en syntetisk gen för det nya spike-proteinet men leveranstiden var för lång. När flera fall rapporterades i Europa sökte Ben Murrells labb ett snabbare sätt att skapa en omikron-neutraliseringsanalys.
Genom ett samarbete med professor Jan Albert, som sekvenserar sars-cov-2-varianter i Sverige, fick Ben Murrells labb ett anonymiserat prov från en misstänkt omikron-infektion. De kunde klona in den del av spike-genen som innehöll omikron-mutationerna i spike-backbone som de använder för sin neutraliseringsanalys.
Forskning i raketfart
– Daniel Sheward, som gör dessa analyser i mitt labb, var oerhört snabb. Vi kunde publicera våra första neutraliseringsresultat åtta dagar efter att vi fått provet, vilket var bara 13 dagar efter att varianten rapporterades till WHO, säger Ben Murrell.
När forskarna närmade sig det sista steget vände de sig till kolleger i Sydafrika som också arbetade för att förstå den nya varianten, men som använde en annan metod.
– De sydafrikanska labben hade haft tillgång till omikron-prover från början och försökte odla levande omikronvirus i labbet, och använda det för att mäta neutralisering. De sa att de också producerade sina första resultat ungefär samtidigt som vi, så vi beslöt oss för att jämföra våra resultat och sedan publicera dem direkt, berättar Ben Murrell.
Men när de jämförde resultaten såg de sydafrikanska annorlunda ut. Sydafrikanska data visade en mycket större förlust av antikroppsneutralisering mot omikron än data från två kohorter från Stockholm. Resultaten från Stockholm tydde också på att förlusten varierade mycket, och att vissa personer neutraliserade omikron nästan lika bra som de neutraliserade den ursprungliga sars-cov-2-varianten, medan antikroppar från andra personer förlorade mycket aktivitet mot omikron.
Viktig upptäckt
– Den här skillnaden förvånade oss i början. Det var viktigt att få ett snabbt svar, men svaret måste vara korrekt, förklarar Ben Murrell.
Labbet ägnade de följande timmarna åt att dubbelkolla sina fynd och publicerade sedan sina data, med lämpliga förbehåll för preliminära resultat som de här. Följande dagar och veckor började andra labb publicera data.
– Bilden klarnade. Förmågan att neutralisera omikron verkar bero mycket på hur många gånger en persons immunsystem har exponerats antingen genom infektion eller vaccination, förklarar Ben Murrell.
Resultaten från tidigare infekterade och sedan vaccinerade sjukhusarbetare i Stockholm uppvisade avsevärt bättre neutralisering av omikron än den kohort som studerades i Sydafrika.
– Det var intressant att se att slumpmässigt utvalda svenska blodgivare också uppvisade betydande omikron-neutralisering – inte lika mycket som sjukhusarbetarna, men mer än vi hade väntat, tillägger Ben Murrell.
Några dagar senare publicerade labbet neutraliseringsdata för monoklonala antikroppar som används för att behandla patienter med covid-19. De visade att många terapeutiska antikroppar är ineffektiva mot omikron. En av dem, Sotrovimab, behöll det mesta av sin aktivitet mot omikron, vilket överensstämde med data som just hade publicerats av dem som utvecklat Sotrovimab.
Vaccination spelar roll
– Våra data var från BA.1-omikron-stammen, som dominerande då, men nyare data från andra labb visar att BA.2, som ersätter BA.1 i Sverige och globalt, verkar vara annorlunda här, noterar Ben Murrell.
Publikationen, som nu har expertgranskats, beskriver de inledande resultaten samt ytterligare data såsom en större grupp slumpmässigt utvalda blodgivare, där bilden var oförändrad. Studien inkluderar också prover från tidigare infekterade personer innan de vaccinerats.
– Infekterade men inte vaccinerade personer visade fullständig förlust av neutralisering mot omikron, vilket visar att endast naturlig infektion inte räcker för att få bra antikroppar mot mer muterade varianter – man måste också vaccineras. Neutralisering av omikron, som vi såg hos personer som hade infekterats och sedan vaccinerats, var ännu tydligare hos personer som fått en tredje vaccindos, avslutar Ben Murrell.
Finansiering av EU:s Horizon 2020 forskning och innovationsprogram, The European & Developing Countries Clinical Trials Partnership, SciLifeLab, och Erling-Perssons stiftelse.
Publikation
"Neutralisation sensitivity of SARS-CoV-2 omicron (B.1.1.529): a cross-sectional study”, Daniel J. Sheward, Changil Kim, Roy A. Ehling, Alec Pankow, Xaquin Castro Dopico, Robert Dyrdak, Darren P. Martin, Sai T. Reddy, Joakim Dillner, Gunilla B. Karlsson Hedestam, Jan Albert, Ben Murrell, The Lancet Infectious Diseases, online March 17, 2022, doi: 10.1016/S1473-3099(22)00129-3