Omikron – sequenzierte Mutationen

Omikron ist mit einem ungewöhnlich starken Anstieg der COVID-19-Fälle in der südafrikanischen Provinz Gauteng, zu der auch die Großstadt Johannisburg gehört, assoziiert. Die von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) als besorgniserregend eingestufte Variante (VOC) wird in immer mehr Ländern registriert. Obwohl noch viele Informationen fehlen, sind Wissenschaftler und Politiker gleichermaßen besorgt. Omikron weist mehr Veränderungen auf als die bisher bekannten Varianten und vereint erstmals kritische Mutationen von Alpha, Beta, Gamma und Delta in der Rezeptorbindungsdomäne (RBD). Diskutiert werden eine höhere Virulenz und leichtere Übertragbarkeit. Befürchtet wird weiterhin, dass Omikron die derzeit verwendeten COVID-19-Impfstoffe unterwandern und einer Erkennung oder Abwehr durch das Immunsystem entgehen könnte (Immunevasion).

Charakteristik

Omikron ist insbesondere wegen der großen Anzahl an Mutationen im Spike-Gen (S-Protein) besorgniserregend. Viele dieser Varianten befinden sich in der RBD, im N-terminalen Bereich (NTD) und an der Furin-Erkennungsregion (Furin-Cleavage Site), an der die beiden S-Protein-Domänen enzymatisch in den S1- und S2-Teil hydrolysiert werden.

Mutationen im Einzelnen

Eine Deletion an den Positionen H69 und V70 im Spike-Protein findet sich zusammen mit einigen anderen Mutationen auch in der Alpha-Variante. Sie verändert die Antigenität des S-Proteins und führt dazu, dass der S-Assay im PCR-Test ein falsch-negatives Ergebnis liefert:

Ein PCR-Target ist negativ, die anderen beiden positiv. Dieses S-Gen-Target-Failure (SGTF) genannte Phänomen liefert einen nützlichen Anhaltspunkt für die Prävalenz dieser Variante. So kann Omikron schon bei einem normalen PCR-Test detektiert werden, die Bestätigung erfolgt dann mittels Sequenzierung.

• Im N-terminalen Bereich finden sich wie bei anderen Varianten viele Deletionen. Bei Omikron gibt es eine Insertion von drei Aminosäuren (EPE) in Position 214, einer wichtigen Antikörper-Bindestelle. Damit könnte Omikron den Immunschutz umgehen.
• Ein Cluster von Mutationen an der S1/S2 Furin-Schnittstelle – H655Y, N679K und P681H – ermöglicht einen effizienteren Zelleintritt und ist mit einer leichteren Übertragbarkeit assoziiert. N679K und P681H wurden zuvor noch nicht zusammen in einer Variante gefunden.
• Die Kombination der Mutationen im S-Gen Q498R und N501Y erhöhte in In-vitro-Evolutionsstudien die Bindungsaffinität zu ACE2 signifikant.
• Eine nsp6-Deletion von drei Aminosäuren in ORF1 (Δ105–107) wurde bereits bei den Varianten Alpha, Beta, Gamma und Lambda ermittelt. Damit ist eine Unterwanderung von Teilen der angeborenen Immunität (etwa durch eine beeinträchtigte Fähigkeit der Zellen, virale Komponenten abzubauen) und eine erhöhte Übertragbarkeit denkbar.
• Zwei Mutationen im Nukleokapsid (R203K und G204R) sind nicht neu und bereits in Alpha, Gamma und Lambda vorhanden. Sie sind mit einer gesteigerten subgenomischen RNA-Expression und einer erhöhten Viruslast verbunden.
• Die Analyse weiterer Mutationen steht noch aus.

Fazit

Derzeit kann nicht sicher gesagt werden, in welcher Form sich die Mutationen auf die Übertragung, den Immunschutz und den Krankheitsverlauf auswirken. Genauere Informationen hierzu werden vermutlich in einer Woche, eineinhalb Wochen verfügbar sein.