de usædvanlige tilfælde af lungebetændelse begyndte at forekomme midt om vinteren i Kina. Årsagen, ville forskere senere lære, var et coronavirus, der var nyt for videnskaben. I marts begyndte infektionen at sprede sig til andre asiatiske lande og i udlandet. Folk var ved at dø, og Verdenssundhedsorganisationen udsendte en global sundhedsalarm.
men dette var 2003, ikke 2020, og sygdommen var SARS, ikke Covid-19. I juni var udbruddet næsten væk med kun 8,098 bekræftede infektioner og 774 dødsfald over hele verden. Der er ikke rapporteret om tilfælde af SARS siden 2004.
kontrast det med det nært beslægtede coronavirus, der forårsager Covid-19 i dag: mere end 13,600,000 bekræftede tilfælde fra 16.juli og mere end 585,000 dødsfald.
hvorfor forsvandt SARS, mens dagens coronavirus bare fortsætter med at sprede sig? Hvorfor, for den sags skyld, spildte begge disse koronavirus overhovedet over i mennesker, fra deres oprindelige flagermusværter?
og lige så vigtigt som disse spørgsmål er et andet: Hvad sker der næste?
Når vi står over for den nuværende pandemi, vil det være vigtigt at forstå, hvordan SARS-CoV-2, den virus, der forårsager Covid-19, sandsynligvis vil udvikle sig i de kommende måneder og år. Det er muligt, at virussen kan miste sin dødelige karakter og slå sig ned i en evolutionær d-kriptente med menneskeheden. Det kan ende som bare endnu en kold virus, som det måske er sket med en anden coronavirus i fortiden. Men det kan også forblive en alvorlig trussel eller måske endda udvikle sig til at blive mere dødelig. Resultatet afhænger af det komplekse og undertiden subtile samspil mellem økologiske og evolutionære kræfter, der former, hvordan vira og deres værter reagerer på hinanden.
“en ting du lærer om evolution er aldrig at generalisere,” siger Edvard Holmes, en evolutionær virolog ved University of Sydney, Australien, og forfatter til en artikel om udviklingen af nye vira i den årlige gennemgang af økologi, Evolution og systematik. “Det afhænger helt af den biologiske nuance af situationen.”
trin til viral succes
mange af de mest skræmmende vira, der har forårsaget tidligere eller nuværende epidemier, stammer fra andre dyr og sprang derefter til mennesker: HIV fra andre primater, infektion fra fugle og svin og Ebola sandsynligvis fra flagermus. Så også for koronavirus: dem bag SARS (svær akut respiratorisk syndrom), MERS (Mellemøsten respiratorisk syndrom) og Covid-19 stammer alle sandsynligvis fra flagermus og ankom til mennesker via en anden trædesten, sandsynligvis palme civets, kameler og muligvis pangoliner, henholdsvis.
men det er ikke let at springe fra en art til en anden, fordi vellykkede vira skal tilpasses tæt til deres værter. For at komme ind i en værtscelle skal et molekyle på virusets overflade matche en receptor på ydersiden af cellen, som en nøgle, der passer ind i en lås. Når den er inde i cellen, skal virussen undgå cellens immunforsvar og derefter kommandere de relevante dele af værtens biokemi for at fjerne nye vira. Enhver eller alle disse faktorer vil sandsynligvis afvige fra en værtsart til en anden, så vira bliver nødt til at ændre sig genetisk — det vil sige udvikle sig — for at oprette butik i et nyt dyr.
værtsskift involverer faktisk to trin, selvom disse kan overlappe hinanden. For det første skal virussen være i stand til at invadere den nye værts celler: det er et minimumskrav for at gøre værten syg. Men for at blive i stand til at forårsage epidemier, skal virussen også blive smitsom — det vil sige overførbar mellem individer — i sin nye vært. Det er det, der hæver en virus fra en lejlighedsvis gener til en, der er i stand til at forårsage udbredt skade.
SARS-CoV-2 viser disse to faser tydeligt. Sammenlignet med virussen i flagermus bærer både den virus, der inficerer mennesker og en nær slægtning i pangoliner, en mutation, der ændrer formen på overfladen ” spike protein.”Ændringen er lige på det sted, der binder til værtscellereceptorer for at lade virussen komme ind. Dette antyder, at mutationen først opstod enten i pangoliner eller en endnu uidentificeret art og tilfældigvis tillod virussen at hoppe over til mennesker, også.
men SARS-CoV-2 bærer andre ændringer i piggeproteinet, der ser ud til at være opstået, efter at det sprang til mennesker, da de ikke forekommer i flagermusvirus eller pangolinvirus. Den ene er i en region kaldet det polybasiske spaltningssted, som er kendt for at gøre andre coronavirus og flu-vira mere infektiøse. En anden ser ud til at gøre spikeproteinet mindre skrøbeligt, og i laboratorieforsøg med cellekulturer gør det virussen mere smitsom. Mutationen er blevet mere almindelig, efterhånden som Covid-19 — pandemien fortsætter, hvilket antyder — men ikke beviser-at det også gør virussen mere smitsom i den virkelige verden. (Heldigvis, selvom det kan øge spredningen, ser det ikke ud til at gøre folk sygere.)
denne evolutionære to-trins-første spillover, derefter tilpasning til den nye vært — er sandsynligvis karakteristisk for de fleste vira, når de skifter værter, siger Daniel Streicker, en viral økolog ved Universitetet i Glasgu. I så fald passerer nye vira sandsynligvis gennem en “stille periode” umiddelbart efter et værtsskift, hvor virussen næppe skraber forbi, vrimler på randen af udryddelse, indtil den får de mutationer, der er nødvendige for, at en epidemi kan blomstre.
Streicker ser dette i studier af rabies hos flagermus — hvilket er en god model til at studere udviklingen af nye vira, siger han, da rabiesviruset er sprunget mellem forskellige flagermusarter mange gange. Han og hans kolleger kiggede på årtiers værdi af genetiske sekvensdata for rabiesvirus, der havde gennemgået sådanne værtsskift. Da større populationer indeholder flere genetiske varianter end mindre populationer gør, måling af genetisk mangfoldighed i deres prøver gjorde det muligt for forskerne at estimere, hvor udbredt virussen var til enhver tid.
holdet fandt ud af, at næsten ingen af de 13 virale stammer, de studerede, startede umiddelbart efter at have skiftet til en ny flagermusart. I stedet, viraerne eked en marginal eksistens i år til årtier, før de erhvervede mutationerne — af endnu ukendt funktion — der gjorde det muligt for dem at sprænge ud til epidemiske niveauer. Ikke overraskende var de vira, der opstod hurtigst, dem, der havde brug for de færreste genetiske ændringer for at blomstre.SARS-CoV – 2 passerede sandsynligvis gennem en lignende svag fase, før den erhvervede de vigtigste tilpasninger, der gjorde det muligt at blomstre, måske mutationen til det polybasiske spaltningssted, måske andre, der endnu ikke er identificeret. Under alle omstændigheder, siger Colin Parrish, en virolog ved Cornell University, der studerer værtsskift, “da den første person i Vuhan var blevet identificeret med coronavirus, havde det sandsynligvis været hos mennesker i et stykke tid.”
det var vores uheld, at SARS-CoV-2 tilpassede sig med succes. Mange vira, der smitter over til mennesker, gør det aldrig. Omkring 220 til 250 vira er kendt for at inficere mennesker, men kun omkring halvdelen er overførbare — mange kun svagt — fra en person til en anden, siger Jemma Geoghegan, en evolutionær virolog ved University of Otago, ny Sjælland. Resten er blindgyde infektioner. Halvdelen er et generøst skøn, tilføjer hun, da mange andre spillover-begivenheder sandsynligvis sprudler ud, før de endda kan tælles.
kom pænere — eller nastier
SARS-CoV-2, selvfølgelig, er godt forbi teetering fase. Det store spørgsmål er nu: Hvad sker der nu? En populær teori, godkendt af nogle eksperter, er, at vira ofte begynder at skade deres værter, men udvikler sig mod en mere godartet sameksistens. Trods alt, mange af de vira, vi kender til, udløser alvorlige problemer i en ny værtsart, forårsager mild eller ingen sygdom i værten, de oprindeligt kom fra. Og fra virusets perspektiv hævder denne teori, at værter, der er mindre syge, er mere tilbøjelige til at bevæge sig rundt, møde andre og sprede infektionen videre.
” Jeg tror, at vira har tendens til at blive mindre patogene,” siger Burtram Fielding, en coronavirolog ved University of the Vestkap, Sydafrika. “Det endelige mål med et patogen er at reproducere, at gøre mere af sig selv. Ethvert patogen, der dræber værten for hurtigt, giver sig ikke nok tid til at reproducere.”Hvis SARS – CoV — 2 kan sprede sig hurtigere og længere ved at dræbe eller alvorligt skade færre af de mennesker, det inficerer, kan vi forvente, at det over tid vil blive mindre skadeligt-eller, som virologer kalder det, mindre virulent.
denne form for evolutionær blidling kan være præcis, hvad der skete for mere end et århundrede siden med en af de andre menneskelige coronavirus, kendt som OC43, foreslår Fielding. I dag er OC43 en af fire coronavirus, der tegner sig for op til en tredjedel af tilfælde af forkølelse (og måske lejlighedsvis mere alvorlig sygdom). Men Fielding og et par andre mener, at det også kunne have været virussen bag en verdensomspændende pandemi, normalt tilskrevet influens, der begyndte i 1890 og dræbte mere end en million mennesker over hele verden, inklusive Dronning Victorias barnebarn og arving.
forskere kan ikke bevise det, fordi ingen virusprøver overlever fra den pandemi, men nogle omstændigheder gør sagen plausibel, siger Fielding. For det første oplevede mennesker, der blev inficeret i 1890-pandemien, tilsyneladende symptomer på nervesystemet, som vi nu ser som mere typiske for coronavirus end for influens. Og da belgiske forskere sekventerede OC43 ‘ s genom i 2005 og sammenlignede det med andre kendte coronavirus, konkluderede de, at det sandsynligvis stammer fra en kvægvirus og måske er sprunget til mennesker lige omkring 1890. De spekulerede i, at det kan have forårsaget 1890-pandemien og derefter slået sig ned til en mindre grim sameksistens som en almindelig forkølelsesvirus.
andre evolutionære biologer er uenige. Pandemien falmede bestemt, da flere mennesker blev immune, men der er ingen solide beviser for, at OC43 selv udviklede sig fra meget virulent til for det meste godartet i løbet af det sidste århundrede, siger de. Selvom det gjorde det, betyder det ikke, at SARS-CoV-2 vil følge den samme bane. “Du kan ikke bare sige, at det bliver pænere, at et godt tilpasset patogen på en eller anden måde ikke skader sin vært. Moderne evolutionær biologi og mange data viser, at det ikke behøver at være sandt. Det kan blive pænere, og det kan blive grovere, ” siger Andreas Read, en evolutionær mikrobiolog ved Penn State University. (Holmes er blunter:” at forsøge at forudsige virulens evolution er et krus spil, ” siger han.)
for at forstå, hvorfor det er så svært at forudsige ændringer i virulens, siger Read, at det er vigtigt at genkende forskellen mellem virulens — det vil sige, hvor syg en virus gør sin vært — og dens overførbarhed, eller hvor let den passerer fra en værtsperson til en anden. Evolution favoriserer altid øget overførbarhed, fordi vira, der spreder sig lettere, er evolutionært montør — det vil sige, de efterlader flere efterkommere. Men overførbarhed og virulens er ikke forbundet på nogen pålidelig måde, siger Read. Nogle bakterier klarer sig fint, selvom de gør dig meget syg. De bakterier, der forårsager kolera spredes gennem diarre, så alvorlig sygdom er godt for dem. Malaria og gul feber, som overføres af myg, kan spredes fint selv fra en person ved dødens dør.
respiratoriske vira, som f.eks. Men der er ingen åbenbar evolutionær fordel for SARS-CoV-2 for at reducere dens virulens, fordi det betaler en lille pris for lejlighedsvis at dræbe mennesker: Det spreder sig let fra inficerede mennesker, der endnu ikke føler sig syge, og endda fra dem, der måske aldrig viser symptomer på sygdom. “For at være ærlig er den nye coronavirus allerede ret fit,” siger Geoghegan.
der er heller ikke mange dokumenterede tilfælde af vira, hvis virulens er aftaget over tid. Det sjældne, klassiske eksempel er myksoma-viruset, som bevidst blev introduceret til Australien i 1950 ‘ erne fra Sydamerika for at kontrollere invasive europæiske kaniner. Inden for få årtier udviklede virussen sig til at reducere dens virulens, omend kun ned til 70 til 95 procent dødelighed fra hele 99.8 procent. (Det har siden krydset op igen .)
men myksoma står næsten alene, siger Parrish. For eksempel bemærker han, at der ikke er noget bevis for, at nylige humane patogener som Ebola, tjika eller chikungunya-vira har vist tegn på at blive mindre patogene i den relativt korte tid siden hoppe til mennesker.
De, der gik væk
de falmede mareridt fra vores fortid — pandemier, der terroriserede, derefter trak sig tilbage, såsom SARS i 2003 og flu i 1918-20 og igen i 1957, 1968 og 2009 — forsvandt ikke, fordi virusserne udviklede sig til at forårsage mildere sygdom, men af andre grunde. I tilfælde af SARS gjorde virussen folk syge nok til, at sundhedsarbejdere var i stand til at indeholde sygdommen, før den kom ud af hånden. “Folk, der fik SARS, blev meget syge, meget hurtige og blev let identificeret, let sporet og let sat i karantæne — og deres kontakter blev også let identificeret og sat i karantæne,” siger Mark Cameron, en immunolog ved Case vestlige Reserve University i Cleveland, der arbejdede på et hospital i Toronto i højden af SARS-udbruddet der. Det ville aldrig være så let at gøre for Covid-19, fordi folk, der ikke viser symptomer, kan sprede virussen.
Flu pandemier har i mellemtiden tendens til at trække sig tilbage af en anden grund, en der giver mere håb i vores nuværende øjeblik: Nok af befolkningen bliver til sidst immun for at bremse virussen ned. H1N1-virussen, der forårsagede pandemien i 1918, fortsatte som den største virus indtil 1950 ‘ erne, og dens efterkommere cirkulerer stadig i den menneskelige befolkning. Hvad der gjorde virussen til en sådan trussel i 1918-20 er, at den var ny, og folk havde ringe immunitet. Når en stor del af befolkningen var blevet udsat for virussen og havde udviklet immunitet, aftog pandemien, skønt virussen fortsatte på et lavere niveau af infektioner — som den gør den dag i dag. Det ser ud til at være mindre dødeligt nu stort set fordi ældre mennesker, der har størst risiko for at dø af influens, normalt har stødt på H1N1-influens eller noget lignende på et eller andet tidspunkt i deres liv og bevarer en vis grad af immunitet, siger Read.
med det nye coronavirus siger Parrish, “vi er slags i den 1918-periode, hvor virussen spreder sig hurtigt i en naiv befolkning.”Men det vil ændre sig, når flere mennesker enten fanger Covid-19 eller vaccineres (hvis og når det bliver muligt) og udvikler et vist niveau af immunitet. “Der er ingen tvivl om, at når befolkningen stort set er immun, vil virussen dø ned,” siger Parrish.
spørgsmålet er, hvor længe denne immunitet vil vare: i en levetid, som kopper eller bare et par år, som flu? Til dels afhænger det af, om vaccinen inducerer et permanent antistofrespons eller bare en midlertidig. Men det afhænger også af, om virussen kan ændre sig for at undgå de antistoffer, der genereres af vaccinen. Selvom coronavirus ikke akkumulerer mutationer så hurtigt som influensavirus, ændrer de sig stadig. Og mindst en, der forårsager bronkitis hos kyllinger, har udviklet nye varianter, der ikke er dækket af tidligere vacciner. Men på dette tidspunkt ved ingen, hvad de kan forvente af SARS-CoV-2.
der er i det mindste et opmuntrende aspekt ved alt dette. Selvom vi ikke kan forudsige, hvordan virussen vil udvikle sig, eller hvordan den vil reagere på den kommende vaccine, er der noget, vi alle kan gøre for at reducere risikoen for, at virussen udvikler sig på farlige måder. Og det involverer ikke nogen kompliceret ny adfærd. “Virus kan kun udvikle sig, hvis de replikerer og transmitterer,” siger Streicker. “Alt, der reducerer replikationen af en virus, vil som følge heraf reducere mængden af evolution, der sker.”Med andre ord kan vi gøre vores del for at bremse udviklingen af Covid-19-virussen ved at opføre os nøjagtigt, som vi allerede har fået besked på at undgå at fange den: minimere kontakten med andre, vaske hænderne og bære en maske.
denne artikel blev oprindeligt vist i kendt magasin, en uafhængig journalistisk bestræbelse fra årlige anmeldelser. Tilmeld dig nyhedsbrevet.