Skąd pochodzi koronawirus nCoV? Czy wypuszczono go z laboratorium? Wywiad z wirusolożką z Uniwersytetu Oxfordzkiego, Emilią C. Skirmuntt

Koronawirus z Wuhan, zwany roboczo 2019-nCoV, wzbudza obecnie dużą panikę w wielu miejscach na całym świecie. Powiedz, czym są koronawirusy, co je wyróżnia na tle innych wirusów?

Koronawirusy są rodziną wirusów, której głównymi nosicielami są ptaki i ssaki. Ich nazwa wywodzi się od tego jak wyglądają pod mikroskopem elektronowym, gdzie ich osłonki są takie, jakby miały „korony” z niewielkich struktur. Wirusy te mają też wyjątkowo  duży rozmiar genomu w porównaniu do innych wirusów tej samej klasy. Najczęściej obserwujemy je w populacjach zwierząt dzikich i hodowlanych, m.in. wielbłądów, nietoperzy, kotów, psów i myszy. U zwierząt hodowlanych mogą wywoływać choroby, które w rezultacie skutkują dużymi stratami ekonomicznymi, takimi jak zakaźna biegunka u świń, której epidemię obserwowaliśmy w 2018 roku. Nowe koronawirusy są regularnie odkrywane, ale pierwszy raz zostały zaobserwowane w latach ‘60 u pacjentów z objawami przeziębienia. W tej chwili wiemy o 7 szczepach koronawirusów które mogą zakażać ludzi, a 2 z nich odpowiadają za około 15-29% zwykłych sezonowych przeziębień, więc koronawirusy nie są dla nas zupełnie nowym patogenem. U ludzi koronawirusy w większości przypadków powodują infekcje układu oddechowego o łagodnym przebiegu, z dwoma dotychczasowymi wyjątkami – SARS i MERS które mają o wiele bardziej ostry przebieg.

koronawirus epidemia Wuhan Emilia Cecylia Skrimuntt

Skąd mógł się wziąć koronawirus 2019-nCoV? W przypadku SARS wiemy, że pochodził od nietoperzy i przeniósł się na ludzi. Doniesienia medialne mówią powszechnie o skrajnie niehigienicznych i niehumanitarnych, a popularnych w Chinach targach zwierzęcych jako źródle patogenu, tak jak było z SARS. A jak może być tutaj? Nietoperze i tym razem są jednymi z głównych „podejrzanych”.

Wstępne analizy ewolucyjne genomu nCoV wskazują, że najbliżej spokrewniony jest on z koronawirusami, które do tej pory obserwowaliśmy w populacjach nietoperzy, ale zupełnie innymi niż SARS. Najbardziej prawdopodobne jest więc, że wirus ten pochodzi od nietoperzy. Ale to też nie jest takie proste. Większość pierwszych przypadków pacjentów, u których stwierdzono infekcje nCoV i których hospitalizowano, odwiedziła targ zwierzęcy w Wuhan w dniach poprzedzających pojawienie się symptomów. Ale wiadomo też, że nikt z nich nie miał styczności z nietoperzami, a na targu też z tego co wiadomo, nie sprzedawano tych zwierząt. Podejrzewa się więc, że wirus najpierw przeskoczył z nietoperza na inne zwierzę, czyli nosiciela pośredniego, a następnie z tego drugiego zwierzęcia na człowieka. Nie mamy informacji i nadal nie wiadomo z jakim zwierzęciem mamy do czynienia w przypadku nosiciela pośredniego. Podobny przebieg wypadków obserwowaliśmy w przypadku wirusa Eboli, choć w Afryce nietoperze są dość popularnym źródłem mięsa, więc łatwiej było stwierdzić źródło zakażenia i epidemii. Po stwierdzeniu wybuchu epidemii koronawirusa Chiny zareagowały dość szybko i zakazały targów zwierzęcych, które faktycznie pozostawiały wiele do życzenia pod kątami higieny, ale też humanitarnego traktowania sprzedawanych tam zwierząt.

Pierwsza praca wskazuje na podobieństwo koronawirusa 2019-nCoV z wirusem HIV, co zapoczątkowało spekulacje, że CoV2019 został stworzony przez człowieka. Ile jest w tym prawdy lub prawdopodobieństwa?

Obawiam się, że jest to kolejna teoria spiskowa i raczej jedna z mniej prawdopodobnych. Koronawirusy są naprawdę bardzo rozpowszechnionym wirusem i epidemię z ich udziałem obserwowaliśmy wcześniej, a do tego ze szczepami o wiele bardziej zjadliwymi niż ten obecny. Epidemię SARS obserwowaliśmy w Chinach w 2002-2003 roku, a nowe przypadki MERS nadal występują na bliskim wschodzie, co trwa od 2012 roku. W obu tych przypadkach symptomy są o wiele ostrzejsze niż w większości przypadków nCoV.

Wiele wirusów ma sekwencje w swoim genomie, które bardzo przypominają sekwencje innych wirusów. Wirus Ebola na przykład ma proteinę, której sekwencja genetyczna przypomina część genomu wirusa grypy. Żeby zrozumieć, że nie jest to nic nadzwyczajnego musimy też wziąć pod uwagę to, jak właściwie wirusy zarażają komórki zwierząt i roślin. Aby wirus mógł się namnażać potrzebuje nosiciela, który mu to umożliwi. Ale to nie jest tak, że wirus potrzebuje jakiejkolwiek komórki jakiegokolwiek gatunku. Wszystkie wirusy mają specyficznych nosicieli głównych (np. są wirusy które widzimy jedynie w populacji myszy) i specyficzny typ komórek, których potrzebują żeby się namnażać (np. komórki nabłonka żołądka czy komórki nerwowe). Komórki muszą być specyficzne, bo na ich powierzchni znajdują się konkretne receptory, używane do przekazywania sygnałów np. drogą hormonalną, które wirus rozpoznaje i może do nich wniknąć. Jeśli wirus pasożytuje na podobnych komórkach to strategie aby je zainfekować mogą też być podobne. Należy jednak nadmienić, że naukowcy, którzy opublikowali dane o podobieństwie do wirusa HIV wycofali swój artkuł, kiedy spotkali się z ogromną falą krytyki ze strony innych naukowców i z powodu tego, że inne laboratoria nie znalazły podobnego powiązania.

Czy przeżycie infekcji 2019-nCoV i wyzdrowienie wiąże się z jakimiś trwałymi defektami zdrowotnymi? Jaka jest śmiertelność spowodowana przez wzbudzającego obecnie lęk koronawirusa z Wuhan?

Raczej nie innymi niż przeżycie przeziębienia. Przynajmniej w większości przypadków, gdzie przebieg jest łagodny. W ostrym przebiegu trwałe defekty zdrowotne jak najbardziej mogą się pojawić, tak samo jak w przypadku wirusowego zapalenia płuc. Jest jeszcze bardzo wcześnie, żeby mówić jak wysoka jest śmiertelność nCoV, ale jak na razie wygląda na to, że na pewno nie będzie ona na poziomie SARS (10%) czy MERS (35%). W tej chwili śmiertelność szacowana jest na 2%, kiedy na samym początku szacowana była na 3-4%. Oczywiście, może ona wzrosnąć znowu do 3 czy 4%, ale w tej chwili nie podejrzewamy, żeby miała ona przekroczyć tą wartość. Prawdopodobnie faktyczna śmiertelność jest nawet niższa niż 2%, gdyż może być ona szacowana tylko na podstawie tych przypadków, które stwierdzono w szpitalu, czyli osób, które czuły się na tyle źle, by do niego trafić, a jak wiadomo większość przypadków nie odbiega w symptomach niczym od przeziębienia.  W każdym razie, nawet przy 2% śmiertelność ta wygląda na o wiele niższą niż przy polio czy ptasiej grypie, ale wyższą niż przy grypie sezonowej. Wartość może być podobna jak w przypadku świńskiej grypy.

Czy znamy jakieś cechy, które mogą zwiększać ryzyko ciężkiego przejścia choroby wywoływanej 2019-nCoV i śmierci?

Do tej pory większość osób, które miały ostre symptomy choroby to mężczyźni w wieku 40 lub więcej lat, którzy mieli jakieś inne schorzenia lub upośledzone funkcje immunologiczne. Wygląda na to, że te cechy zwiększają ryzyko, że choroba wywołana przez wirusa będzie miała ostry przebieg. Zresztą osoby starsze, chore lub z systemem immunologicznym nie działającym prawidłowo zawsze będą bardziej zagrożone przy jakiejkolwiek infekcji, również dlatego, że dodatkowo osłabia to już i tak słabszy układ immunologiczny i sprawia, że mogą pojawić się jeszcze infekcje bakteryjne.

Musimy jednak również wziąć pod uwagę, że przy grypie sezonowej mamy ochronę w postaci szczepionki i odporności populacji jako takiej. To sprawia, że osoby które byłyby bardziej narażone na poważne powikłania z powodu grypy mają pewien parasol ochronny. W przypadku nCoV nie mamy szczepionki, więc odporność zbiorowa też nie jest tak silna i osoby bardziej narażone na ostry przebieg muszą być szczególnie uważne.

SARS dzięki rozmaitym działaniom WHO i ciał rządowych na rzecz zdrowia publicznego oraz przez okresowość epidemii koronawirusów z czasem „wygasło”. Co można przewidywać w tym przypadku? Czy możliwe jest, że koronawirus 2019-nCoV wkrótce „sam wygaśnie”? A może nabędzie cech, które uczynią go jeszcze bardziej niebezpiecznym?

Tak właśnie działają epidemie. W pewnym momencie same wygasają, jednak problemem jest jak obejmą wiele ludzi czy zwierząt w międzyczasie. Niestety, przy obecnej ekspansji populacji ludzkiej będziemy obserwować wybuchy epidemii częściej, gdyż będziemy niszczyć środowiska naturalne zwierząt, z którymi wcześniej nie mieliśmy tak bliskiej styczności, a one same będą przenosić się i żyć bliżej osiedli ludzkich. To sprawi, że i ludzie i zwierzęta hodowlane będą bardziej narażone na infekcje wcześniej nieznanymi szczepami wirusów. Musimy też pamiętać o wysokiej liczbie i gęstości zaludnienia w Chinach. Ponieważ nCoV wydaje się być wirusem, przy którym łatwość zakażenia jest podobna lub wyższa do sezonowej grypy bądź zwykłego przeziębienia, liczba osób zakażonych może stać się bardzo wysoka. Znaczenie ma też to, że transport w Chinach bardzo się rozwinął w porównaniu do 2002 roku, gdy mieliśmy do czynienia z SARS, a dodatkowo w obecnej chwili podróże do i z Chin są w najwyższym punkcie ze względu na chiński nowy rok i festiwal, jaki tam się odbywa. Co więcej, w tej chwili panuje sezon na grypę i na pospolite przeziębienia, więc osoba, która jest chora, może nawet nie wiedzieć, że to nCoV i dalej go roznosić.

Jakie badanie przeprowadza się aby zdiagnozować lub wykluczyć obecność 2019-nCoV u osób z podejrzeniem infekcji?

W tej chwili pobiera się szereg próbek, m.in. wymaz z gardła i surowicę. Dzięki temu, że mamy sekwencje pełnego genomu wirusa, możemy z łatwością wykryć czy choroba wywołana jest przez nowego koronawirusa czy też grypę albo jednego z bardziej rozpowszechnionych szczepów koronawirusów. To dość szybki test i bardzo wiarygodny. Surowica z kolei może nam powiedzieć czy nastąpiła odpowiedź układu immunologicznego na zakażenie.

Z powodu obecnej epidemii grypy już przy pierwszych symptomach infekcji dróg oddechowych powinno się pozostać w domu, a nie udawać, że wszystko jest w porządku i dalej chodzić do pracy czy szkoły. Tyczy się to zarówno nCoV jak i grypy. W przypadku wystąpienia ostrej infekcji należy powiadomić lekarza i wtedy zostaną przeprowadzone odpowiednie testy, ale przy łagodnym przeziębieniu nie powinno się z paniką biec do przychodni „bo to z pewnością koronawirus nCoV”.

Co jeszcze wiadomo o koronawirusie 2019-nCoV? Czy można coś powiedzieć o jego różnorodności? Ile znamy szczepów? Jakie jeszcze informacje udało się do tej pory pozyskać?

Okres inkubacji po zakażeniu to około 2-14 dni, a sama infekcja o łagodnym przebiegu trwa około dwóch tygodni. Wygląda też na to, że koronawirus 2019-nCov czasem nie daje żadnych objawów. Widzieliśmy podobny problem w przypadku MERS. Pojawiły się raporty, że osoby nie wykazujące żadnych symptomów mogą zakażać następne, ale z naszej wiedzy po epidemii MERS i dotychczasowych obserwacji przy nCoV wynika, że infekcje bez objawów są rzadkie.

Pojawiły się też badania wskazujące, że za epidemię nie odpowiada jeden szczep wirusa a dwa, a nawet na to, że infekcja była obecna w Chinach na kilka miesięcy przed pierwszymi wykrytymi przypadkami. Nie jest to wykluczone, ponieważ większość objawów przypomina zwykłe przeziębienie, więc wirus mógł być obecny wcześniej, później stał się bardziej zjadliwy. Nie ma to jednak potwierdzenia w innych badaniach nad genomem koronawirusa nCoV. Każda z pobranych próbek była do siebie bardzo podobna co z kolei wskazuje raczej na to, że wirus został wykryty wcześnie i nie zdążyły wystąpić w nim żadne istotne mutacje.

Jaka jest szansa na pojawienie się skutecznego leku lub szczepionki w najbliższym czasie, powiedzmy w lutym 2020?

Jakieś badania nad szczepionką na koronawirusa były prowadzone, ale nie był to nigdy priorytet, gdyż w tym samym czasie były też inne choroby i patogeny, na które wynalezienie szczepionki było o wiele pilniejsze. W tej chwili badania nabrały tempa i pojawił się duży zastrzyk pieniędzy na ich prowadzenie, co zawsze jest ważne w tego typu pracy. Wątpliwe jest jednak, żeby szczepionka pojawiła się już w lutym. Przed wprowadzeniem jakiegokolwiek leku czy szczepionki na rynek najpierw muszą zostać przeprowadzone rygorystyczne testy kliniczne. Normalnie trwają one nawet dziesiątki lat. W przypadku epidemii wirusa Eboli z 2018 szczepionka została użyta szybko, ale tak naprawdę to szczepionka ta była już stworzona i w fazie testów od około 2003 roku. Nawet w 2018 roku szczepionka na wirusa Ebolę nadal była uznana za szczepionkę w fazie testów i podawana głównie ochotnikom i ludziom szczególnie narażonym na zakażenie wirusem. Okazała się ona bezpieczna i skuteczna i dostała licencje w USA w 2019 roku. W przypadku epidemii SARS zajęło około 20 miesięcy, żeby szczepionka była gotowa do testów, a w przypadku Zika już tylko 6 miesięcy. Ponieważ szczepionka na SARS istnieje, a jest to też jeden z koronawirusów, jest szansa, że ułatwi to stworzenie szczepionki przeciwko nCoV. Jednak nie podejrzewam, żeby pojawiła się ona szybciej niż za kilka miesięcy, co z pewnością będzie pomocą przy przyszłych epidemiach, ale do tego czasu obecna ekspansja koronawirusa 2019-nCoV może już dawno wygasnąć.

Jakie są koncepcje co do tego, skąd wirusy się pierwotnie wzięły?

Ludziom wydaje się, że wirusy są stosunkowo rzadkie i jedyne momenty kiedy mamy z nimi styczność, to kiedy złapiemy przeziębienie. Tak naprawdę, według szacunków, wirusy są jednymi z najbardziej rozpowszechnionych bytów na Ziemi. W samych oceanach ich liczba może dochodzić do >1030 i do tej pory udało nam się poznać tylko bardzo niewielką liczbę ich populacji. Występują one w każdym typie środowiska jakie mamy na Ziemi, również w tych, które nie nadają się do życia dla większości zwierząt czy roślin. W każdym momencie i każdej chwili, wszędzie otaczają nas wirusy. Nie wiemy skąd wirusy się wzięły i prawdopodobnie nigdy się nie dowiemy, gdyż nie zostawiają one skamielin, ale jest kilka hipotez które próbują wyjaśnić powstanie wirusów. Hipoteza „Ucieczki” mówi, że wirusy mogą być plazmidami albo genami komórek które przestały wykonywać swoje główne funkcje i uciekły przed kontrolą pierwotnej komórki, po czym „nauczyły się” infekować inne komórki i zmuszać je do replikacji swojego genomu. Według hipotezy „Regresji” wirusy to tak naprawdę pierwotne komórki, które z czasem straciły część swoich funkcji, w tym także replikacji, w procesie przystosowywania się do bycia pasożytniczymi. Ostatnia to hipoteza „Pierwotnego wirusa”, która sugeruje, że wirusy były pierwszymi formami, poprzedzającymi powstanie komórek i życia jakie znamy na Ziemi. Wszystkie trzy hipotezy nie wykluczają się, możliwe że różne typy wirusów powstały w odmienny sposób. Jednak to, jak podobne są podstawowe wirusowe struktury sprawia, że większość naukowców skłania się ku temu, iż istniał jeden przodek wirusów lub że niektóre klasy wirusów są starsze niż inne.

W jaki sposób ewoluują wirusy?

Gdy wirus infekuje nowego nosiciela i zaczyna się namnażać, często w jego genomie pojawiają się mutacje. Istnieją wirusy, jak HIV czy grypa, u których mutacje występują częściej, co sprawia, że oba wirusy mogą łatwiej „uciec” przed komórkami systemu immunologicznego nosiciela. Dlatego też tak ciężko znaleźć na nie działającą szczepionkę. Ale istnieją również takie, których genom zmienia się w relatywnie niewielkim stopniu (jak np. wirus odry). Należy też pamiętać, że mutacje są losowe i mogą nie mieć znaczenia jeśli chodzi o biologię wirusa i jego nosicieli, jak również mogą uczynić wirus bardziej zjadliwym albo sprawić, że nie będzie on już żadnym zagrożeniem dla nosiciela. Wirusy i ich nosiciele współistnieli prawdopodobnie od miliardów lat i obie strony w tym czasie prowadziły swoisty „wyścig zbrojeń” gromadząc mutacje i sposoby by sprawniej wnikać do organizmu nosiciela lub też tych infekcji unikać.

Wirusy nie występują w naturze aby zabijać swoich gospodarzy, bo same też by wyginęły. Współistnieją one ze swoimi nosicielami jako pasożyty, czasem zupełnie nie szkodząc. Przez lata współistnienia nastąpiły genetyczne i fizjologiczne dostosowania, dzięki którym główny nosiciel pozwala wirusowi na namnażanie się. Jednak gdy wirus przeskoczy z głównego nosiciela na nosiciela pośredniego, który tych dostosowań nie posiada, infekcja może stać się poważniejsza lub nawet zagrażająca życiu. To właśnie obserwujemy w przypadku chorób pochodzenia zwierzęcego, które „przeskoczyły”.

Co ciekawe, wirusy bardzo przyczyniły się do ewolucji zwierząt i roślin jako takich. Jeśli wirus zainfekuje komórkę rozrodczą, jego genom ma szansę zostać przekazany z pokolenia na pokolenie. W tej chwili wiemy, że od 5 do 10% genomu różnych gatunków ssaków jest pochodzenia wirusowego. Część z tych genetycznych sekwencji została utrwalona i wykorzystana przez organizmy nosicieli do własnych biologicznych funkcji jako nowe geny, m.in. właśnie w pomocy przy unikaniu infekcji wirusowych, ale też przy powstaniu łożyska u ssaków, czy przekazywaniu informacji pomiędzy neuronami w mózgu. Można więc zaryzykować stwierdzenie, że gdyby nie wirusy to na Ziemi nie było by życia w obecnej formie jaką znamy.

Wywiad z Emilią Cecylią Skirmuntt, wirusolożką ewolucyjną prowadzącą badania na Uniwersytecie Oxfordzkim nad ewolucją genomu wirusowego i koewolucją zwierząt i wirusów, ze szczególnym uwzględnieniem nietoperzy i ich układu immunologicznego.
Łukasz Sakowski. Czytaj więcej
    Skomentuj na blogu
    Skomentuj na facebooku

10 komentarze :

  1. Jest dostępny w formie audio?

    OdpowiedzUsuń
  2. Anie podała jaka to klasa wirusów. Coronaviridae to klasa IV czyli (+)ssRNA wirus.

    OdpowiedzUsuń
  3. Autorka nie podała jaka to rodzina wirusów, więc podaję Coronaviridae to klasaIV czylidla ignorantów (+)ssRNA

    OdpowiedzUsuń
  4. proponuję zmienić w tekście "ciała rządowe" na instytucje - będzie lepiej brzmiało

    OdpowiedzUsuń
  5. Nie zostalem przekonany ze to nie bron biologiczna.
    Znajac genom wirusa mozna go modyfikowac np zmieniac receptory.

    OdpowiedzUsuń
  6. Nie Oxfordzki, a Oksfordzki oraz nie wirusolożka, a (pani) wirusolog.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Wirusologini prawidłowo

      Usuń
    2. Autor słucha jedynej prawdziwej wersji feministycznej co jak dla mnie podważa brak stronniczości ideologicznej...

      Usuń
  7. Dziękuję za wyczerpujacy w stosowne informacje artykuł. Akurat oglądam film "Contagion" z przed niemal 10-ciu lat. Jakby proroczy, choć tam póki co sama epodemia drastyczniej pokazana, ale klimat dobry.

    OdpowiedzUsuń