Alle Viren mutieren im Laufe der Zeit. Denn bei ihrer Vermehrung in den Wirtszellen können immer wieder Kopierfehler auftreten, die dann von den viralen „Nachkommen“ weitergetragen werden. Typischerweise kommen solche Mutationen bei RNA-Viren besonders häufig vor, weil sie die DNA-Korrekturmechanismen der Wirtszellen nicht nutzen können. Es ist daher kein Zufall, dass besonders viele neu auftretende und neu an den Menschen angepasste Erreger zu den RNA-Viren gehören. Auch das Coronavirus Sars-CoV-2 verändert sich im Laufe der Zeit, wenn auch vergleichsweise langsam. Wissenschaftler verfolgen seine Entwicklung schon seit Beginn der Pandemie, indem sie immer wieder Virenproben aus Patienten isolieren und deren Erbgut analysieren. In der zentralen Datenbank GISAID sind inzwischen zehntausende solcher Genomsequenzen für Sars-CoV-2 gesammelt. Durch den Vergleich dieser viralen RNA-Sequenzen lässt sich feststellen, wo und wie stark das Virus mutiert ist – aber auch, auf welchen Wegen es sich über die Welt verbreitet hat.
Ausbreitung rund um die Welt
Schon Ende April 2020 berichtete ein Forscherteam um Bette Korber vom Los Alamos National Laboratory in einem noch nicht begutachteten Fachartikel – einem sogenannten Preprint – über eine Mutation von Sars-CoV-2, die sich besonders stark ausbreitete. „Wann immer diese Mutation eine Population erreichte, nahm ihre Häufigkeit rapide zu und in vielen Fällen wurde sie in nur wenigen Wochen die dominante Form“, berichten die Forscher. Diese Mutation führt dazu, dass an einer Stelle des viralen Spike-Proteins, dem Oberflächenprotein, mit dem das Coronavirus an menschliche Zellen bindet, die Aminosäure Asparagin gegen Glycin ausgetauscht wird. Schon im April stellten die Forscher durch Genvergleiche fest, dass sich diese G614-Variante von Sars-CoV-2 stärker ausbreitet als die ursprüngliche D614-Form. Inzwischen stehen noch mehr Virensequenzen zur Verfügung und Korber und ihr Team haben ihre Sequenzvergleiche von 6000 auf nun 30.000 aufgestockt.
Die neuen Ergebnisse bestätigen die rapide Ausbreitung der mutierten Coronavirus-Variante. “Die Sars-CoV-2-Variante mit dem Aminosäure-Wechsel ist zur häufigsten Form in der globalen Pandemie geworden”, berichten die Forscher. “Selbst dort, wo die ursprüngliche D614-Form vor Entstehung von G614 gut etabliert war, hat ein Wechsel stattgefunden.” Vor dem 1. März 2020 fand sich die mutierte Form nur in rund zehn Prozent der weltweit registrierten Virussequenzen, bis Ende März war ihr Anteil dann schon auf 67 Prozent angewachsen und bis Mitte Mai machte die G614-Form 78 Prozent aller weltweit sequenzierten Isolate von Sars-CoV-2 aus. In weiteren Analysen untersuchten die Wissenschaftler, wann und wo die diesem Aminosäurewechsel zugrundeliegenden Erbgut-Mutationen zuerst aufgetreten sind. “Die frühesten Beispiele, die Teile der vier Mutationen umfassenden Genomtyps trugen, wurden Ende Januar in China und in Deutschland nachgewiesen”, so Korber und ihre Kollegen. “Sie besaßen bereits drei der vier RNA-Mutationen, die diesen Typ definieren.” Das erste Virus, dass alle vier Mutationen trug, wurde am 20. Februar in Italien nachgewiesen und verbreitete sich von dort aus innerhalb von Tagen in ganz Europa.
