Waarom sommige varianten van het coronavirus besmettelijker zijn

Een groep van meerdere mutaties van het virus lijkt de verspreiding van COVID-19 te versnellen. In een race tegen de klok proberen wetenschappers ze te begrijpen – en onschadelijk te maken.

Gepubliceerd 29 jan. 2021 11:18 CET
Deze ingekleurde microscoopopname toont een cel (groen) die is geïsoleerd uit het bloed van een COVID-19-patiënt. ...

Deze ingekleurde microscoopopname toont een cel (groen) die is geïsoleerd uit het bloed van een COVID-19-patiënt. De cel is besmet met het SARS-CoV-2-virus (blauw) en sterft daardoor af.

Foto van Image by NIAID IRF

Na een jaar van quarantaines, afgelaste evenementen en virtuele bijeenkomsten begint de ‘pandemie-moeheid’ toe te slaan. Maar juist nu mensen minder oplettend worden en de veiligheidsmaatregelen steeds minder strikt opvolgen, verspreidt een groep nieuwe varianten van het SARS-CoV-2-virus zich razendsnel in bevolkingsgroepen in diverse delen van de wereld. De snelle verspreiding van een drietal gemuteerde virusstammen wijst erop dat ze besmettelijker zijn dan het oorspronkelijke virus en sneller van de ene gastheer naar de andere kunnen overspringen.

In een race tegen de klok proberen wetenschappers nu te ontcijferen hoe de talloze mutaties in elk van deze nieuwe varianten de verspreiding van het coronavirus beïnvloeden. Hun onderzoek is van vitaal belang om inzicht te krijgen in de risico’s van deze en toekomstige mutaties.

“In het overgrote deel van de wereld is er sprake van een ongecontroleerde verspreiding van deze virussen,” zegt Adam Lauring, expert in infectieziekten en viroloog aan de University of Michigan. “Dus heeft het virus heel veel kansen om zich aan te passen.”

Meer gevallen van COVID-19 betekenen meer doden en meer mensen die blijvende gevolgen ondervinden van besmetting met de ziekte. Maar er is niet alleen maar slecht nieuws. Ten eerste blijkt uit de jongste analyses van de voorhanden vaccins dat ze ook werkzaam zijn tegen de nieuwe varianten. Totdat een groot aantal mensen is gevaccineerd, zijn de bestaande maatregelen om de verspreiding van het virus te beperken, zoals het dragen van een mondkapje, social distancing, het geregeld wassen van de handen en goede ventilatie, nóg belangrijker om de golf van infecties in te dammen.

“De varianten mogen dan besmettelijker zijn, maar de fysieke omstandigheden zijn hetzelfde gebleven,” zegt Müge Çevik, expert in infectieziekten aan de University of St. Andrews in Schotland.

Genetische lappendeken

Een virus vermeerdert zich door een cel van een gastheer binnen te dringen en de machinerie ervan te gebruiken om kopieën van zichzelf te maken. Maar net als iemand die weleens een typefout maakt als hij of zij telkens weer één en dezelfde zin typt, hopen zich mettertijd kleine foutjes – mutaties – in deze genetische kopieën op. Veel van die veranderingen hebben geen invloed op het functioneren van het SARS-CoV-2-virus en sommige zijn zelfs schadelijk voor de reproductieve viriliteit ervan, maar deze mutaties doen zich steeds opnieuw voor. “Virussen muteren, dat is een vast onderdeel van hun bestaan,” zegt Akiko Iwasaki, immunologe aan de Yale School of Medicine in Connecticut.

Soms worden neutrale mutaties per toeval overgedragen en verspreiden zich zo in een bevolkingsgroep. Maar veranderingen die de viriliteit van een virus bevorderen, kunnen de verspreiding ervan versnellen, omdat de ‘betere’ variant plaatselijke varianten al snel de loef afsteekt en het aantal gevallen van besmetting snel doet stijgen.

Dat lijkt het geval te zijn in Groot-Brittannië, Brazilië en Zuid-Afrika. In Groot-Brittannië heeft de variant B.1.1.7 in januari waarschijnlijk tot een plotselinge toename van het aantal COVID-19-gevallen geleid. Die variant is inmiddels in ruim zestig landen opgedoken, waaronder ook de VS, en uit schattingen blijkt dat het halverwege maart de overheersende variant in dat land zal zijn.

Een onafhankelijke variant die P.1 wordt genoemd, lijkt verantwoordelijk te zijn voor een golf van besmettingen in het Braziliaanse Manaus, waar de stam in december voor bijna de helft van de nieuwe COVID-19-infecties zorgde. Afgelopen dinsdag maakten functionarissen in Minnesota melding van het eerste geval van P.1 in de VS, bij iemand die kort daarvoor in Brazilië was geweest. Een derde variant die alarmbellen deed rinkelen en met B.1.351 wordt aangeduid, zorgde half december voor een golf van nieuwe infecties in Zuid-Afrika.

Wat het precies is waardoor deze mutaties zich sneller kunnen verspreiden, is nog niet bekend. Een van de mutaties, die N501Y wordt genoemd, dook tegelijkertijd in de drie nieuwe varianten op en zou de viriliteit van het coronavirus kunnen bevorderen. “Het is een teken dat er natuurlijke selectie plaatsvindt,” zegt Lauring.

De N501Y-mutatie beïnvloedt het eiwit van de ‘spikes’ of uitsteeksels op de buitenzijde van het virusdeeltje. Dat eiwit dient als sleutel voor de toegang tot de cellen van de gastheer. Laboratoriumexperimenten lijken erop te wijzen dat het eiwit in de spikes zich dankzij deze mutatie beter kan hechten aan een cel, wat zou kunnen betekenen dat een variant met deze mutatie beter is in het besmetten van zijn gastheer.

Een andere mogelijkheid is dat nieuwe varianten ervoor zorgen dat mensen die ermee besmet raken, méér kopieën van het virus aanmaken dus een hogere ‘virusvracht’ bij zich dragen. Dat heeft tot gevolg dat ze een groter aantal virussen om zich heen verspreiden in de minuscule waterdruppeltjes die ze al pratend, zingend en hoestend uitstoten. Maar volgens Çevik hebben meerdere studies tegenstrijdige resultaten opgeleverd, terwijl uit het grootste onderzoek op dit gebied blijkt dat het onwaarschijnlijk is dat de nieuwe varianten tot zo’n hogere virusvracht leiden. Volgens Çevik kan deze tegenstrijdigheid voortkomen uit de timing van de onderzoeken, want in eerdere studies werd gesteld dat de virusvracht toeneemt naarmate het aantal besmettingen in een bevolkingsgroep groeit.

Mutaties kunnen een virus als SARS-CoV-2 ook op talloze andere manieren helpen om zich sneller te verspreiden. Sommige zouden er bijvoorbeeld voor kunnen zorgen dat mensen die COVID-19 hebben opgelopen, langer besmettelijk blijven. Andere veranderingen zouden het virus kunnen helpen om gedurende langere tijd buiten het lichaam te overleven of zichzelf sneller te kunnen kopiëren. Om de zaken nog ingewikkelder te maken, kunnen afzonderlijke aanpassingen in het genoom van het virus op zichzelf een ander uitwerking hebben dan in de context van meerdere mutaties.

Virale verplaatsing

Wetenschappers breken zich ook het hoofd over een ander cruciale vraag: in hoeverre zijn de nieuwe varianten van het coronavirus besmettelijker? Nu de bewijzen voor de snelle verspreiding van de B.1.1.7-variant onder de bevolking zich opstapelen, lijkt een recente computersimulatie erop te wijzen dat deze variant 56 procent besmettelijker is dan eerdere varianten van het virus – maar zo’n percentage is heel erg lastig om precies vast te stellen.

Zonder geregelde tests zullen veel besmettingen met het SARS-CoV-2-virus onder de radar blijven, zegt Ellie Murray, assistent-professor epidemiologie aan de Boston University School of Public Health in Massachusetts. Daardoor is het moeilijk om een accuraat beeld te krijgen van wat er gebeurt. Ook de complexe eigenschappen van individuele mensen zijn een uitdaging, want iedereen reageert weer anders op het virus.

“Als je het in het algemeen hebt over mensen die hun gecompliceerde en rommelige en normale leven leiden, althans hun ‘normale’ leven tijdens de pandemie, dan is het heel lastig om tot een exact getal te komen wat betreft overdraagbaarheid, vooral als je dat in realtime probeert te doen,” zegt Angela Rasmussen, virologe aan het Georgetown Center for Global Health Science and Security in Washington DC.

Wetenschappers zijn er niet zeker van of de nieuwe varianten die het eerst in Brazilië en Zuid-Afrika zijn gespot, eveneens besmettelijker zijn. Toen de P.1-stam van het virus zich razendsnel door Manaus verspreidde, was al meer dan zeventig procent van de plaatselijke bevolking met eerdere varianten van het coronavirus besmet geraakt, een percentage dat op papier hoog genoeg zou moeten zijn om groepsimmuniteit op te leveren. Maar toch nam het aantal gevallen sterk toe, waardoor gevreesd werd dat de antilichamen die mensen tijdens een eerdere besmetting hadden opgebouwd, niets konden uitrichten tegen de nieuwe variant.

Soortgelijke zorgen bestaan er rond de variant die voor het eerst in Zuid-Afrika is opgedoken en die enkele mutaties gemeen heeft met de P.1-stam. Uit een computermodel komt naar voren dat de verspreiding van 501Y.V2 verklaard zou kunnen worden door het feit dat deze variant vijftig procent besmettelijker is dan het oorspronkelijke virus. Maar de verspreiding van 501Y.V2 zou evengoed het gevolg kunnen zijn van de mogelijkheid dat ook deze variant de immuniteit van eerder besmette mensen (in dit geval 21 procent van de bevolking) heeft weten te omzeilen. Daarnaast bestaat er nog de mogelijkheid dat beide mechanismen tegelijkertijd een rol hebben gespeeld.

“Het is echt heel moeilijk om te bepalen wat er gaande is,” zegt Penny Moore, virologe aan het National Institute for Communicable Diseases en de Universiteit Witwatersrand in Zuid-Afrika.

Om de mogelijkheid te onderzoeken of de nieuwe variant in staat is om ons immuunsysteem te omzeilen, maakten Moore en haar collega’s gebruik van ‘pseudovirussen’, die cellen met behulp van hetzelfde eiwit als SARS-CoV-2 binnendringen maar zich daar niet kunnen vermeerderen. Uit hun experimenten blijkt dat de mutaties van 501Y.V2 een negatieve invloed hebben op de efficiëntie van antilichamen in het bloed van mensen die al eerder met het coronavirus besmet zijn geraakt. Maar of dat tot meer herbesmettingen leidt of de werkzaamheid van vaccins ondermijnt, moet volgens haar nog nader worden onderzocht.

“Wat we nog niet weten – en wat niemand weet – is hoeveel antilichamen je in het bloed nodig hebt om je tegen besmetting te beschermen,” zegt Moore. “We moeten meer klinische tests bij mensen doen om een definitief antwoord te vinden op de vraag of de nieuwe varianten de werkzaamheid van vaccins verminderen.”

Versterkte maatregelen tegen verspreiding

De opkomst van nieuwe varianten toont nog eens aan dat de maatregelen tegen de verspreiding van het coronavirus nog steeds hard nodig zijn, vooral nu vaccinatieprogramma’s traag blijken te verlopen. Testen, mondkapjes en social distancing zijn nog steeds de manieren om het virus in te dammen. Nu mensen steeds minder zin hebben om zich af te zonderen, benadrukt Çevik dat deze maatregelen op een slimme manier toegepast moeten worden, bijvoorbeeld door situaties toe te staan die weinig risico met zich meebrengen, zoals activiteiten buitenshuis.

In een afgesloten ruimte, waaronder ook de kleine ‘kassen’ die door sommige restaurants worden gebruikt om gasten buiten te bedienen, heeft het virus volgens Murray een grotere kans om zich in de lucht te concentreren en mensen met COVID-19 aan te steken. Uit contactonderzoeken is gebleken dat het risico op besmetting met het virus binnenshuis twintigmaal zo hoog is als buitenshuis. Hoewel er ook buiten enig gevaar heerst, is daar de kans op besmetting bij vluchtige contacten extreem laag, zegt Çevik.

“We moeten kijken naar het hele spectrum van risico’s,” zegt zij, en ons beter bewust worden van de momenten en plekken waar we minder voorzichtig hoeven te zijn. “Ik denk dat mensen zich zorgen maken over vreemdelingen op straat, maar dat ze alles vergeten als ze bij vrienden gaan eten.”

Veel onderzoekers pleiten ook voor betere mondkapjes. Hoewel mondkapjes zeker geen tovermiddel zijn en altijd gepaard moeten gaan met andere maatregelen, zoals social distancing, helpen ze wel degelijk om de verspreiding van het virus tegen te gaan in omgevingen waar veel mensen elkaar tegenkomen. Abraar Karan, internist aan het Brigham and Women’s Hospital van de Harvard Medical School in Massachusetts, pleit ervoor om de productie van hoogwaardige gezichtsmaskers met een filter sterk te verhogen, zodat iedereen ze kan dragen. “We zijn in oorlog met dit virus,” zegt hij. “Het is geen grapje.”

Experts wijzen er ook op dat overheidssteun van doorslaggevend belang is bij het terugdringen van het aantal besmettingen. Mensen hebben middelen nodig om in quarantaine te gaan: plekken waar ze dat kunnen doen en financiële steun om niet naar hun werkplek te gaan als ze ziek zijn. Ook het versnellen van vaccinatieprogramma’s is van vitaal belang, omdat het virus daardoor steeds minder kansen zal krijgen om zich te vermeerderen en aan te passen. “Hoe sneller we mensen kunnen inenten, des te lager de kans dat er zulke varianten opduiken,” zegt Iwasaki.

In de VS is er mogelijk enige hulp onderweg, nu de nieuwe president Joe Biden werkt aan de invoering van een plan ter waarde van 1900 miljard dollar om de pandemie en de gevolgen ervan te bestrijden. Toch zullen mensen nog altijd rekening met elkaar moeten houden en erop moeten letten dat ze het virus niet ongewild verspreiden.

“Dit zal niet eeuwig duren, misschien zelfs niet langer dan een halfjaar,” zegt Rasmussen. Maar “op dit moment en de komende tijd is het nog te vroeg om onze voorzichtigheid te laten varen.”

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com

Lees meer

Ontdek Nat Geo

  • Dieren
  • Milieu
  • Geschiedenis en Cultuur
  • Wetenschap
  • Reizen
  • Fotografie
  • Ruimte
  • Video

Over ons

Abonnement

  • Abonneren
  • Schrijf je in
  • Shop
  • Disney+

Volg ons

  • Gebruiksvoorwaarden
  • Privacyverklaring
  • Cookiebeleid
Copyright © 1996-2015 National Geographic Society. Copyright © 2015-2017 National Geographic Partners, LLC. Alle rechten voorbehouden.