Varian baru virus penyebab COVID-19 dari Inggris

Saat ini, santer diberitakan adanya varian baru dari SARS-CoV-2 (virus penyebab COVID-19) dari UK yang lebih mudah menyebar. Pertanyaanya, apa bedanya sama virus penyebab COVID-19 sebelumnya, dan seberapa berbahaya?

Sebelum membahas masalah ini, ada baiknya kita memahami terlebih dahulu apa itu virus SARS-CoV-2 di sini dan bagaimana bisa menyerang manusia di sini.

Yang beda dari virus SARS-CoV-2 varian Inggris

Berdasarkan berita, varian ini menjadi perhatian karena beberapa hal berikut [1]:

1. Varian ini memiliki kecepatan penyebaran yang lebih cepat dari varian sebelumnya. 
2. Varian ini telah mengalami banyak mutasi yang kemungkinan berperan penting bagi kemampuan infeksi. 
3. Beberapa dari mutasi-mutasi tersebut telah ditunjukkan di lab memiliki kemampuan menginfeksi sel inang lebih baik sehingga dapat menyebar dengan lebih mudah dan cepat. 

Walaupun demikian, kesimpulan ini baru hipotesis dan belum bisa dipastikan dengan benar.

Varian SARS-CoV-2 baru ini bernama varian B.1.1.7 [2]. Dibandingkan virus versi asal, virus varian baru ini mengalami perubahan genetik tidak biasa yang menyebabkan perubahan 17 asam amino (komponen penyusun protein; baca pembahasannya di sini) pada protein virus, terutama pada protein S-nya. Protein S adalah protein berbentuk paku pada permukaan virus (Gambar 1A). 

Ketika menginfeksi sel, protein S memfasilitasi masuknya virus ke dalam sel inang melalui interaksi dengan protein reseptor ACE-2 (Angiotensin-Converting Enzyme 2) [3], sebuah enzim pada permukaan luar sel inang yang berperan dalam menurunkan tekanan darah. Bagian protein S yang berperan dalam interaksi dengan ACE-2 disebut domain pengikat reseptor (Receptor binding domain, RBD). Kekuatan ikatan antara RBD dengan ACE-2 ini merupakan penentu utama kecepatan replikasi virus dan keparahan penyakitnya [3].

Gambar 1. Virus SARS-CoV-2. (A) Skema struktur virus SARS-CoV-2. (B) Struktur protein S dan daerah mutasi penting pada virus varian Inggris. (C) Komposisi genom SARS-CoV-2.

Pada virus SARS-CoV-2 varian baru ini, mutasi pada protein S-nya memiliki potensi efek biologis, tiga diantaranya adalah sebagai berikut (Gambar 1B):

1. Mutasi N501Y (residu asam amino asparagin urutan nomor 501 menjadi tirosin) merupakan satu dari enam lokasi kontak yang berada pada domain pengikat reseptor (RBD, receptor binding domain). Mutasi pada residu ini telah diidentifikasi dapat meningkatkan kemampuan pengikatan pada protein reseptor ACE2 baik pada manusia maupun tikus [4][5]. Artinya, mutasi ini dapat mempermudah virus untuk berikatan dengan sel inang sehingga menjadi mudah menginfeksi dan menularkan. Mutasi ini juga ditemukan pada virus yang menyebar di Afrika Selatan.
2. Terdapat delesi (penghapusan) 69-70del (hilangnya residu histidin posisi nomor 69 dan valin posisi nomor 70) yang berperan untuk menghindari respon imun tubuh manusia. Selain itu, delesi ini juga berkaitan dengan perubahan lain pada domain pengikat reseptornya. Hasil percobaan menunjukkan bahwa protein S SARS-CoV-2 yang memiliki mutasi delesi ini memiliki kemampuan infeksi yang dua kali lebih berbahaya [6]. 
3. Terdapat mutasi P681H (prolin posisi 681 menjadi histidin) yang berada di sebelah sisi pemotongan furin, lokasi yang tidak dimiliki oleh virus SARS-CoV-1 dan memiliki peran biologis yang signifikan dalam kecepatan penyebaran virus.

Selain mutasi penting pada protein S, varian baru ini juga mengalami mutasi di tempat lainnya, seperti pada gen ORF1ab, Orf8, dan gen pembentuk protein N [2]. Perlu diketahui, dua pertiga dari gen virus, ORF1a/b, ditranslasi menjadi dua poliprotein, pp1a dan pp1ab, dan mengkode 16 protein non-struktural (NSP, non-structural proteins) (Gambar 1C). Sedangkan, bagian gen sisanya mengkode protein struktural (protein spike (S), protein envelope (E), protein matrix (M), dan protein nukleokapsid (N)) dan protein aksesoris yang berfungsi untuk menghadang respon imun bawaan sel inang (Gambar 1C) [7].

Haruskah kita khawatir?

Sebelum ini, ilmuwan tidak pernah menemukan kasus mutasi yang cepat seperti pada varian B.1.1.7 ini. Normalnya, mutasi nukleotida pada SARS-CoV-2 diperkirakan sebanyak 1-2 mutasi per bulannya [8]. Artinya, sebagian besar genom virus SARS-CoV-2 yang diutas (disekuensing) saat ini mengalami perbedaan di 20 tempat dibandingkan dengan genom virus yang diutas  pada bulan Januari lalu. Tapi, mutasi pada varian ini ternyata lebih banyak dari yang diprediksi. Ini kemungkinan terjadi karena adanya infeksi jangka panjang yang terjadi pada seorang pasien yang memungkinkan si virus mengalami fase evolusi cepat dengan multiple varian berkompetisi untuk menjadi yang terbaik [9].

Sampai saat ini, kita belum tahu secara pasti apakah varian baru virus ini mengakibatkan penyakit COVID-19 yang lebih parah atau tidak. Setidaknya, menurut badan kesehatan masyarakat pemerintah Inggris (Public Health England, PHE), varian baru ini tidak menyebabkan penyakit yang lebih parah. Tapi, untuk memastikan, penelitian lebih lanjut masih harus dilakukan. Pemerintah Inggris pun telah melakukan pengetatan untuk meminimalisir penyebarannya, terutama pada liburan natal dan tahun baru ini [10].

Di sisi lain, kita juga berharap agar imun tubuh kita dapat menangkal varian baru ini. Walaupun beberapa mutasi telah diketahui dapat menghindarkan virus dari sergapan antibodi tubuh, tetapi infeksi natural (bagi yang pernah terkena COVID-19) dan vaksinasi (mudah-mudahan kita segera mendapatkannya) dapat menghasilkan respon imun yang dapat mentarget berbagai bagian virus sehingga kemungkinan reinfeksi bisa diminimalisir [11]. 

Sudah sampai di Indonesia kah?

Untuk saat ini, belum diketahui apakah varian ini sudah sampai ke Indonesia atau belum. Namun, kita harus tetap waspada tanpa khawatir berlebihan dengan tetap mengamalkan 3M  (Memakai masker, Menjaga jarak, dan Mencuci tangan pakai sabun) dan 3T (Tracing, Testing, Treatment).

Oya, virus penyebab COVID-19 ini buatan manusia bukan sih? Cari tahu jawabannya di sini ya!

Referensi:

[1] “New coronavirus variant: What do we know?,” BBC News, Dec. 20, 2020.

[2] “Preliminary genomic characterisation of an emergent SARS-CoV-2 lineage in the UK defined by a novel set of spike mutations,” Virological, Dec. 18, 2020. https://virological.org/t/preliminary-genomic-characterisation-of-an-emergent-sars-cov-2-lineage-in-the-uk-defined-by-a-novel-set-of-spike-mutations/563 (accessed Dec. 25, 2020).

[3] Hoffmann, M., Kleine-Weber, H., Schroeder, S., Krüger, N., Herrler, T., Erichsen, S., Schiergens, T.S., Herrler, G., Wu, N.H., Nitsche, A. and Müller, M.A. 2020. SARS-CoV-2 cell entry depends on ACE2 and TMPRSS2 and is blocked by a clinically proven protease inhibitor. Cell.

[4] T. N. Starr et al., “Deep Mutational Scanning of SARS-CoV-2 Receptor Binding Domain Reveals Constraints on Folding and ACE2 Binding,” Cell, vol. 182, no. 5, pp. 1295-1310.e20, Sep. 2020, doi: 10.1016/j.cell.2020.08.012.

[5] H. Gu et al., “Adaptation of SARS-CoV-2 in BALB/c mice for testing vaccine efficacy,” Science, vol. 369, no. 6511, pp. 1603–1607, Sep. 2020, doi: 10.1126/science.abc4730.

[6] S. A. Kemp et al., “Neutralising antibodies drive Spike mediated SARS-CoV-2 evasion,” medRxiv, p. 2020.12.05.20241927, Dec. 2020, doi: 10.1101/2020.12.05.20241927.

[7] Cui, J., Li, F. and Shi, Z.L. 2019. Origin and evolution of pathogenic coronaviruses. Nature reviews Microbiology, 17(3), 181-192.

[8] S. Duchene, L. Featherstone, M. Haritopoulou-Sinanidou, A. Rambaut, P. Lemey, and G. Baele, “Temporal signal and the phylodynamic threshold of SARS-CoV-2,” Virus Evol., vol. 6, no. veaa061, Jul. 2020, doi: 10.1093/ve/veaa061.

[9] K. KupferschmidtDec. 20, 2020, and 5:45 Pm, “Mutant coronavirus in the United Kingdom sets off alarms, but its importance remains unclear,” Science | AAAS, Dec. 20, 2020. https://www.sciencemag.org/news/2020/12/mutant-coronavirus-united-kingdom-sets-alarms-its-importance-remains-unclear (accessed Dec. 29, 2020).

[10]“Covid in Scotland: Pre-Christmas review of restriction levels,” BBC News, Dec. 15, 2020.

[11]K. KupferschmidtDec. 23, 2020, and 2:30 Pm, “U.K. variant puts spotlight on immunocompromised patients’ role in the COVID-19 pandemic,” Science | AAAS, Dec. 23, 2020. https://www.sciencemag.org/news/2020/12/uk-variant-puts-spotlight-immunocompromised-patients-role-covid-19-pandemic (accessed Dec. 29, 2020).