Deutschland blamabel bei Corona-Sequenzierung

27. Januar 2021 von Laborjournal

SARS-CoV-2 mutiert – das war klar. Gefährliche Mutationen erkennt man nur dann rechtzeitig, wenn man die Virusgenome aus Infizierten durch engmaschige Überwachung (Surveillance) via Komplett-Sequenzierung überprüft. Ein Aspekt, der in Deutschland bisher auf fahrlässige Weise vernachlässigt wurde.

Kollege Harald Zähringer hat dazu für unser kommendes Heft die folgenden Absätze geschrieben. Da sie dort allerdings etwas „versteckt“ in der „Produktübersicht: Produkte für die SARS-CoV-2-Forschung“ erscheinen werden, heben wir sie hier nochmals separat hervor:

[…]

Besorgniserregende Mutanten

SARS-CoV-2 mutiert mit einer Mutationsrate von etwa 1,1×10-3 Nukleotid-Substitutionen pro Stelle und Jahr, das entspricht einem Austausch jeden elften Tag (Science 371: 464-5). Der größte Teil dieser Mutationen verändert die Fitness des Virus und seine Anpassung an den Wirt weder positiv noch negativ. Mittlerweile tauchen jedoch vermehrt Varianten auf, die bei Epidemiologen und Immunologen die Alarmglocken klingeln lassen. Zu diesen zählen insbesondere die Abstammungslinien B.1.1.7, B.1.351 sowie P.1 (B.1.1.28-Abkömmling), die Forscher zuerst in England (B.1.1.7), Südafrika (B.1.351) und Brasilien (P.1) entdeckten. Typisch für diese sind mehrere Punktmutationen im Spike-Protein des Virus, kombiniert mit einer Deletion im Offenen Leserahmen 1b.

Sehr auffällig ist zum Beispiel die Punktmutation N501Y in der Rezeptorbinde-Domäne (RBD) des Spike-Proteins, die in allen drei Linien zu finden ist. SARS-CoV-2 entert die Wirtszelle, indem es mit der Rezeptorbinde-Domäne des Spike-Proteins an den Zellrezeptor ACE2 andockt. Virologen befürchten deshalb, dass Mutationen in der RBD den Eintritt des Virus in die Zelle erleichtern und seine Übertragungsrate erhöhen könnten. Gleichzeitig steigt mit ihnen die Gefahr für sogenannte Escape-Mutanten. Diese Flucht-Mutanten könnten Antikörpern entgehen, die der Körper nach einer durchgemachten Infektion oder Impfung gebildet hat. Die Folge wären vermehrte Reinfektionen nach bereits überstandener Krankheit beziehungsweise eine abnehmende Effektivität von Impfstoffen.

Blamable Vorstellung

Um dieses Worst-Case-Szenario zu verhindern, versuchen Virologen und Bioinformatiker die Evolution des Virus möglichst genau im Blick zu behalten, indem sie das Virus-Genom so oft wie möglich sequenzieren. Vorreiter ist hier das britische COVID-19 Genomics UK Consortium, das bisher über 200.000 der gut 400.000 in der GISAID-Datenbank gesammelten SARS-CoV-2-Sequenzen lieferte. Kaum ins Gewicht fallen dagegen die etwas mehr als 2.000 Sequenzen, die bis Januar 2021 von deutschen Forschern eingestellt wurden.

Wie blamabel Deutschland bei der Sequenzierung von SARS-CoV-2 im internationalen Vergleich dasteht, kann man sehr schön in einer Kurzmitteilung des Japaners Yuki Furuse im International Journal of Infectious Diseases nachlesen (103: 305-7). Richtig weh tut eine Grafik, in der Furuse die Zahl der SARS-CoV-2 Sequenzierungen pro COVID-19-Fall für 50 Länder darstellt. Dass das Vereinigte Königreich, Island, Neuseeland, Australien oder auch die Demokratische Republik Kongo (wegen Ebola-Überwachung) hier meilenweit vor Deutschland liegen, ist nicht besonders überraschend. Dass aber auch Länder wie Senegal, Thailand oder Ägypten besser abschneiden, ist schon sehr ernüchternd.

Um die Sequenzierung voranzutreiben, hat das Bundesministerium für Gesundheit deshalb am 19. Januar 2021 die Coronavirus-Surveillanceverordnung (CorSurV) in Kraft gesetzt. Mit 220 Euro, die Labore pro Sequenzierung vergütet bekommen, will Jens Spahn sie dazu bringen, mehr zu sequenzieren. 200 Millionen Euro sollen hierfür insgesamt zur Verfügung gestellt werden.

[…]

Wie lange es jetzt tatsächlich dauern wird, bis das dringend benötigte Frühwarnsystem für SARS-CoV-2-Mutanten hierzulande ebenso so gut funktioniert wie etwa in England, ist nicht absehbar. Dazu braucht es leider etwas mehr als eine schnelle Verordnung samt plötzlichem Förder-Aktionismus.

(Illustr.: Pixabay / ArtJane)

 

Lockdown-Kämpfe im Labor

14. Januar 2021 von Laborjournal

 

In unserer Reihe „Forscher Ernst und die Corona-Krise“: …

 

 

(Gezeichnet von Rafael Florés. Jede Menge weiterer Labor-Abenteuer von „Forscher Ernst“ gibt es hier.)

 

Was für ein starker Impfstoff!

9. Dezember 2020 von Laborjournal

 

In unserer Reihe „Forscher Ernst und die Corona-Krise“: …

 

 

(Gezeichnet von Rafael Florés. Jede Menge weiterer Labor-Abenteuer von „Forscher Ernst“ gibt es hier.)

 

Schon wieder Lockdown!

4. November 2020 von Laborjournal

 

In unserer Reihe „Forscher Ernst und die Corona-Krise“: …

 

 

(Gezeichnet von Rafael Florés. Jede Menge weiterer Labor-Abenteuer von „Forscher Ernst“ gibt es hier.)

 

„Wir simulieren ein Virus, das noch gar nicht existiert“

28. Oktober 2020 von Laborjournal

 

 

Gerade sind wir über ein Interview gestolpert, das wir in unserem Aprilheft 2009 publiziert hatten. Mitten in der zweiten Welle der aktuellen Corona-Pandemie wird einem schon ein wenig gruselig, wenn man es heute liest:

„Wir simulieren ein Virus, das noch gar nicht existiert“

 

In seiner Firma ExploSYS verbindet der Mathematiker Markus Schwehm Biologie und Medizin mit Statistik und Informatik. Heraus kam eine Simulations-Software, um Notfallszenarien wie eine Grippe-Pandemie realitätsnah durchspielen zu können.

Laborjournal: Die jüngste Grippewelle liegt gerade hinter uns. Wir leisten uns Überwachungsnetzwerke, unterhalten Gesundheitsämter und lesen ständig über viel versprechende Forschungsergebnisse. Dennoch können die Experten immer noch nicht vorhersagen, wie sich solche Epidemien verbreiten. Können Sie es?

Markus Schwehm: Die Vorhersage der alljährlich auftretenden Influenza-Epidemien ist in der Tat noch nicht möglich. Für dieses System fehlen uns nicht nur die Daten, es ist auch so kompliziert, dass wir mit unserer Software keine vernünftige Vorhersage leisten können. Stattdessen simulieren wir mit unserer Software das Auftreten einer Pandemie, also eines neuen Virustyps, gegen den in der Bevölkerung noch keine Immunität vorhanden ist und der sich weltweit verbreitet. Das macht das Modellieren einfacher als bei der saisonalen Grippe.

Was genau verkaufen Sie?

Schwehm: Ich mache im Vorfeld einer Epidemie Beratung für Gesundheitsämter. Dort will man zum Beispiel wissen, wie viele Arztbesuche im Ernstfall zu erwarten sind, wie viele Krankenhausbetten gebraucht werden, oder welche Mengen an Medikamenten vorrätig gehalten werden müssen. Zu den Kunden gehören aber auch Unternehmen, für die eine Pandemie existenzbedrohend sein kann. Hier geht es vorwiegend um Notfallmaßnahmen, um die Produktion im Ernstfall aufrecht zu erhalten.      Diesen Beitrag weiterlesen »

Plastik-Probleme

21. Oktober 2020 von Laborjournal

In unserer Reihe „Forscher Ernst und die Corona-Krise“: …

 

 

(Gezeichnet von Rafael Florés. Jede Menge weiterer Labor-Abenteuer von „Forscher Ernst“ gibt es hier.)

 

Corona-Impfstoffe und das Nagoya-Protokoll

14. Oktober 2020 von Laborjournal

Letzte Woche schickte uns ein Leser folgende Frage:

Hallo liebe Laborjournalisten, im Nachgang zu Eurem hervorragenden Artikel „Corona-Impfstoffe: Die Ziellinie im Blick?“ ist mir folgende Frage eingefallen: Wem würde gemäß dem Nagoya-Abkommen „über den Zugang zu genetischen Ressourcen und die ausgewogene und gerechte Aufteilung der sich aus ihrer Nutzung ergebenden Vorteile“ ein Impfstoff eigentlich gehören? Das Virus wurde in China isoliert und sequenziert: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/MN908947.3 Hierauf basieren im Grunde alle derzeitigen Ansätze zur Impfstoff-Entwicklung, insbesondere bei den mRNA-basierten Kandidaten. Sowohl China als auch Deutschland haben das Nagoya-Protokoll ratifiziert. Wenn ich das richtig interpretiere, dürften beispielsweise BioNTech und CureVac ohne chinesische Erlaubnis gar nicht mit der Sequenz arbeiten bzw. keine eigenen Schutzrechte anmelden. Für eine diesbezügliche Recherche wäre ich Ihnen sehr dankbar. Viele Grüße…

Zunächst: Was hat es mit dem Nagoya-Protokoll auf sich? Da sich Jörg Overmann als Geschäftsführender Direktor der Deutschen Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ) in Braunschweig ganz besonders mit dessen Regelungen auseinandersetzen muss, sprachen wir bereits im Mai 2018 mit ihm über dieses Thema. Damals erklärte er dazu:

Das Nagoya-Protokoll steht ja am Ende eines jahrzehntelangen Prozesses. Dazu gehört etwa, dass 1993 fast alle Länder der Welt die Convention on Biological Diversity (CBD) ratifizierten. Die CBD besagt, dass die biologischen Ressourcen eines Landes gleichsam Eigentum dieses Landes sind […] und daher auch möglichst viele Vorteile für die Geberländer biologischer Ressourcen entstehen sollen — auch finanzielle. […] Das Nagoya-Protokoll […] definiert nun genauer, wie in solchen bilateralen Fällen der sogenannte Vorteilsausgleich zwischen zwei Nationen funktionieren soll.

Zum Zeitpunkt des Interviews wurde gerade diskutiert, ob nicht auch die Nutzung genetischer Ressourcen in rein digitaler Form — also deren bloße Rekrutierung aus Datenbanken — unter das Nagoya-Protokoll fallen solle. Auf die Frage, was dies für die Forschung bedeuten würde, antwortete Overmann: Diesen Beitrag weiterlesen »

Masken-Effekte

30. September 2020 von Laborjournal

In unserer Reihe „Forscher Ernst und die Corona-Krise“ …

 

(Gezeichnet von Rafael Florés. Jede Menge weiterer Labor-Abenteuer von „Forscher Ernst“ gibt es hier.)

 

Corona-Forschung ganz groß

5. August 2020 von Laborjournal

In unserer Reihe „Forscher Ernst und die Corona-Krise“ …

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Corona-Projekt?

30. Juni 2020 von Laborjournal

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(Gezeichnet von Rafael Florés. Jede Menge weiterer Labor-Abenteuer von „Forscher Ernst“ gibt es hier.)

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