Czy w porę wykryjemy "eskalację związaną z omikronem"? Jak Polska bada mutacje

Czy jest możliwe, że czwarta fala pandemii niezauważalnie wejdzie w piątą falę? Na takie pytanie odpowiadał 11 stycznia w "Rozmowie Piaseckiego" w TVN24 minister zdrowia Adam Niedzielski. Odpowiadając, zwrócił uwagę, że statystyki nowych zakażeń SARS-CoV-2 obniżyły się w ostatnich dniach grudnia. "Wydaje się, że to minimum mamy za sobą" - stwierdził. Jego zdaniem teraz można spodziewać się niedużych wzrostów liczby zachorowań. "Na razie nie mamy eskalacji związanej z omikronem" - tłumaczył.

Jednak ten wariant koronawirusa rozprzestrzenia się szybciej niż poprzednie. "Szacuje się, że ponad połowa ludności Europy będzie zakażona wariantem koronawirusa omikron w sześć do ośmiu kolejnych tygodni" - poinformował 11 stycznia dyrektor Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) na Europę dr Hans Kluge. To, jak szybko wychwycimy w Polsce "eskalację związaną z omikronem", zależy m.in. od stopnia sekwencjonowania próbek - czyli badania ich w celu wykrycia mutacji wirusa. Ile próbek bada się w Polsce, a ile w innych krajach? Sprawdziliśmy.

Minister Adam Niedzielski mówił w TVN24, że 7 stycznia udział wariantu omikron we wszystkich sekwencjonowanych próbkach - czyli tych badanych, bo nie bada się wszystkich, tylko wybraną, reprezentatywną część próbek - wynosił 3 proc., natomiast 10 stycznia - już 7 proc. To znaczy, że spośród wszystkich próbek wybranych do badania 7 proc. opisano jako omikron. "To jest naprawdę bardzo duży przyrost z dnia na dzień" - komentował minister 11 stycznia. Mówiąc o poziomie sekwencjonowania próbek w Polsce, zaznaczył: "Mniej więcej dwa-trzy tysiące tygodniowo będziemy sekwencjonować".

Lecz gdy 10 stycznia rzecznik Ministerstwa Zdrowia mówił dziennikarzom, że w Polsce wykryto 193 przypadki omikrona, podał: "Teraz sekwencjonowanych jest około dwa tysiące próbek tygodniowo. Decyzją ministra Adama Niedzielskiego w najbliższych dwóch-trzech tygodniach będziemy sekwencjonować w granicach pięciu tysięcy próbek tygodniowo".

Po co w ogóle trzeba badać pozytywne próbki w kierunku wykrycia mutacji SARS-CoV-2? Bo to daje wiedzę o przebiegu pandemii, bez której trudno z nią walczyć. Po pierwsze, pozwala śledzić aktualny udział różnych wariantów koronawirusa wśród wszystkich zakażeń. Po drugie, umożliwia wykrycie nowych mutacji i szybkość ich przyrastania w populacji. Jak tłumaczył w Konkret24 prof. Michał Witt, dyrektor Instytutu Genetyki Człowieka Polskiej Akademii Nauk, wiedza o różnych mutacjach pozwala poznać, jak wirus ewoluuje i jaka jest historia jego występowania w danym obszarze geograficznym. A zbadanie właściwości mutacji umożliwia stworzenie odpowiedniej szczepionki. To właśnie dzięki wczesnemu wykryciu wariantu omikron w Republice Południowej Afryki szybko ruszyły prace nad stworzeniem szczepionki "skrojonej" pod ten wariant.

- Dzięki sekwencjonowaniu można śledzić mutacje wirusa, a nawet przewidywać, w którym kierunku te mutacje podążają - mówił w Konkret24 Rafał Halik, epidemiolog z Narodowego Instytutu Zdrowia Publicznego – Państwowego Zakładu Higieny. Wiedza ta może być istotna dla leczenia danej choroby i dla opracowywanych szczepionek. No i potencjalne wykrycie zakażeń wirusem w groźniejszym wariancie jest też ważną informacją dla decydentów: wzrost współczynnika reprodukcji wirusa oznacza konieczność zastosowania kolejnych reżimów sanitarnych.

Czy w Polsce sekwencjonujemy wystarczającą liczbę próbek, by móc monitorować ekspansję omikrona bądź innych nowych wariantów koronawirusa? Te pytania zadaliśmy ekspertom.

O sekwencjonowaniu SARS-CoV-2 w Polsce opowiada Konkret24 prof. Krzysztof Pyrć, wirusolog z Małopolskiego Centrum Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego. - Cała historia zaczęła się na początku 2021 roku, kiedy w moim laboratorium ruszył system monitorowania zmienności genetycznej wirusa - mówi. Projekt zakładał sekwencjonowanie ok. 7 tys. próbek i jest praktycznie zakończony. Z czasem w sekwencjonowanie włączyły się inne jednostki, takie jak wojewódzkie stacje sanepidu, PZH Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego – Państwowy Instytut Badawczy (PZH NIZP-PIB), uniwersytety i instytuty naukowe. Nie ma jednej jednostki koordynującej współpracę - badacze z poszczególnych ośrodków sami przesyłają dane do międzynarodowych baz, takich jak GISAID.

O jednej z lokalnych inicjatyw mówi dr hab. Maciej Grzybek, profesor w Instytucie Medycyny Morskiej i Tropikalnej Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego (GUMed). Jego uczelnia razem z Uniwersytetem Gdańskim i we współpracy z PZH NIZP-PIB tworzy Trójmiejskie Konsorcjum Sekwencjonujące SARS-CoV-2.- Konsorcjum wykonuje sekwencjonowanie dla Pomorskiej Wojewódzkiej Stacji Sanitarno-Epidemiologicznej oraz wspiera w miarę potrzeby inne stacje w kraju - opowiada prof. Grzybek. W listopadzie 2021 roku zespół ten poddał analizie 1158 dodatnich próbek badanych w celu wykrycia mutacji SARS-CoV-2.

Badania w celu wykrycia mutacji polegają na przeprowadzeniu tzw. sekwencjonowania genomowego NGS. W jaki sposób decyduje się, które próbki zbadać? W rozmowie z Konkret24 prof. Maciej Grzybek przywołuje wytyczne Europejskiego Centrum ds. Zapobiegania i Kontroli Chorób (ECDC) w raporcie z 3 maja 2021 roku. Wskazują, w jaki sposób wybierać próby do sekwencjonowania i ile tych prób powinno być zbadanych. Jak wyjaśnia prof. Grzybek, sekwencjonowaniu poddaje się dwa rodzaje próbek: celowane - czyli takie, które wzbudziły zainteresowanie służb epidemiologicznych (choroba mimo szczepienia, powrót z regionu o wysokiej prewalencji groźnych wariantów, np. z Afryki) oraz reprezentatywne - czyli stanowiące konkretny odsetek wszystkich przypadków. Badania pod kątem mutacji są drogie. Koszt wykonania jednej analizy w Polsce wynosi co najmniej 700-800 zł za próbkę.

Prześledziliśmy statystyki sekwencjonowania w Polsce i kliku innych krajach Europy, które podaje ECDC. Ograniczyliśmy się do dostępnych na stronach ECDC danych z bazy GISAID. Według tych statystyk w całym 2021 roku na 2 810 740 pozytywnych prób pobranych w Polsce w kierunku SARS-CoV-2 sekwencjonowano 39 104 próby - to daje 1,39 proc.

Przyjrzyjmy się danym z ostatnich miesięcy 2021 roku. W 40. tygodniu (4-10 października), czyli na początku wzrostu czwartej fali, stwierdzono 11 756 pozytywnych wyników testu w kierunku SARS-CoV-2. Sekwencjonowano 1201 próbek - 10,2 proc. Wszystkie rozpoznano jako wariant lub subwariant delta. W kolejnych tygodniach liczba pozytywnych wyników testów szybko rosła, a malał udział sekwencjonowanych prób. W szczycie czwartej fali - w 48. tygodniu (29 listopada - 5 grudnia) - było 163 689 pozytywnych wyników testów, a sekwencjonowano 1619 próbek - 1 proc. Nadal wszystkie sekwencjonowane próbki miały wariant delta.

O pierwszym przypadku omikrona w Polsce poinformowano publicznie 16 grudnia. W bazie ECDC jest jednak informacja o pierwszych pięciu przypadkach tego wariantu zaraportowanych już w 49. tygodniu (6-12 grudnia). Udział omikrona był jeszcze minimalny w całkowitej liczbie pobranych próbek - wynosił 0,3 proc.

W kolejnych tygodniach wykrywano coraz więcej omikrona. W 50. tygodniu (13-19 grudnia) - 1,9 proc.; w 51. tygodniu - 2,7 proc.; w 52. tygodniu - już 11,3 proc. Dane za ostatnie tygodnie mogą jednak nie być w pełni wiarygodne, ponieważ mogą być jeszcze uzupełniane. Dlatego do najświeższych danych o liczbie wszystkich sekwecjonowanych próbek należy podchodzić ostrożnie, nie uznając ich za liczby ostateczne.

Spośród sąsiadujących z Polską krajów najwięcej próbek sekwencjonują Niemcy. W 48. tygodniu 2021 roku, czyli w szczycie czwartej fali, w Niemczech sprawdzano 2,9 proc. dodatnich próbek. W 49. i 50. tygodniach - ponad 3 proc.

Dla porównania: na Litwie, w szczycie zachorowań w tym kraju, w 44. tygodniu roku, pod kątem mutacji sprawdzono 1,8 proc. próbek. W kolejnych czterech tygodniach sekwencjonowano między 0,5-0,7 proc.

Za to we Francji w 40. tygodniu roku - jeszcze przed uderzeniem czwartej fali - sekwencjonowano 5,6 proc. próbek. W kolejnych tygodniach coraz więcej - w 43. tygodniu zbadano aż 17,5 proc. próbek. W kolejnych tygodniach udział sekwencjonowanych próbek był coraz mniejszy. W 50. tygodniu sekwencjonowano 1922 próbki - 0,5 proc. Ponad 81 proc. z nich oznaczano jako wariant delta, omikron wykryto w ok. 15 proc. próbek. W 52. tygodniu proporcje te się odwróciły (choć, jak wyjaśnialiśmy wyżej, te najnowsze dane mogą być niepełne).

Spośród analizowanych przez nas krajów niskie udziały sekwencjonowanych próbek mają też Rumunia i Bułgaria - mocno dotknięte pandemią. W Rumunii od 40. do 49. tygodnia sekwencjonowano 0,2-0,8 proc. próbek; w Bułgarii: - 0,3-3,5 proc.

Czy gdyby udział próbek badanych pod kątem mutacji był w Polsce w tym roku taki sam jak w 2021, wystarczy to, by monitorować eskalację pandemii z powodu np. omikronu? Kiedy w marcu 2021 roku Ministerstwo Zdrowia informowało o sekwencjonowaniu 1 proc. próbek, Agencja Badań Medycznych uczestnicząca w pierwszym projekcie sekwencjonowania informowała, że docelowo w projekcie przewidziane jest sekwencjonowanie 5 proc. próbek w skali kraju. Ministerstwo pytane przez nas, czy liczba sekwencjonowanych próbek będzie zwiększana, potwierdziło, że "są takie plany". Priorytetowo traktowano jednak nie tyle zwiększenie liczby analizowanych próbek, co stworzenie sieci dystrybucji materiału do badań.

- Rekomendowane jest sekwencjonowanie kilku procent pozytywnych próbek i obecnie poziom sekwencjonowania w Polsce oscyluje niedaleko dolnej granicy - komentuje prof. Krzysztof Pyrć. Chwali współpracę polskich naukowców. - Dzięki wspólnemu wysiłkowi udaje się teraz sekwencjonować akceptowalny odsetek dodatnich próbek i mniej więcej wiemy, co się dzieje na terenie kraju - mówi.

Profesor Maciej Grzybek mówi o trwającej w środowisku debacie naukowej na temat liczby analizowanych próbek. - Opinie są podzielone, gdyż sekwencjonowanie genomowe jest bardzo kosztowne - wyjaśnia. Część specjalistów mówi o marnowaniu środków finansowych i odczynników biochemicznych. Inni podkreślają za to, że im więcej wiemy, tym lepiej możemy reagować i dobierać odpowiednie środki prewencji. - Jako naukowiec poszukujący nowych rezerwuarów i wektorów chorób uważam, że bardzo ważnym elementem jest także analiza materiału pochodzącego od zwierząt, na przykład psów, kotów, norek - mówi prof. Grzybek.

Czy przy ograniczonej liczbie badań polscy uczeni mogą nie wychwycić w porę rozwoju jakiegoś wariantu koronawirusa? - Oczywiście istnieje jakieś ryzyko, ale nie popadałbym tu w przesadę - stwierdza prof. Pyrć. Zaznacza, że warianty, które nie stają się większościowe, nie są aż tak istotne z punktu widzenia społeczeństwa. - Kiedy jakiś wariant stanowi zagrożenie, bardzo szybko zaczyna przejmować "rynek" - mówi prof. Pyrć. I dodaje, że kluczowa jest nie liczba przeprowadzanych badań, lecz sposób testowania.

- Po pierwsze, musimy mieć w tych próbkach odzwierciedlenie całego kraju, różnych regionów. Po drugie, wyniki muszą szybko trafiać do baz danych - podkreśla prof. Pyrć. Jego zdaniem kluczową rolę pełnią wojewódzkie sanepidy, które mogą szybko dotrzeć do próbki i poddać ją analizie. - Sytuacja jest na pewno lepsza niż tok temu, gdy dopiero w obliczu zagrożenia musieliśmy błyskawicznie postawić cały system - kwituje profesor.

Z kolei prof. Maciej Grzybek komentuje: - Ważne jest, by szybko i sprawnie poddawać sekwencjonowaniu tak zwane próby celowane, czyli te, które wzbudzają nasz niepokój. Przyznaje, że im więcej prób podda się analizie, tym większe szanse na wykrycie danej mutacji w danym miejscu i czasie.

Umiejętny dobór próby i szybkość działania to dopiero połowa przepisu na sukces. - Środowisko jednoczą wspólne bazy danych, takie jak GISAID - mówi prof. Pyrć. - Publiczne udostępnienie danych pozwala szybko znaleźć niepokojące wzorce i ewentualnie podnieść alarm, tak jak to się stało w przypadku omikrona w RPA - wyjaśnia.

Autor: Krzysztof Jabłonowski / Źródło: Konkret24, PAP; zdjęcie: Cryptographer/Shutterstock