a tüdőgyulladás szokatlan esetei kezdtek megjelenni a midwinterben, Kínában. Az ok, amelyet a kutatók később megtudtak, a tudomány számára új koronavírus volt. Márciusra a fertőzés átterjedt más ázsiai országokra és a tengerentúlra is. Emberek haltak meg, az Egészségügyi Világszervezet pedig globális egészségügyi riasztást adott ki.
de ez 2003 volt, nem 2020, a betegség SARS volt, nem Covid-19. Júniusra a járvány majdnem eltűnt, mindössze 8098 megerősített fertőzéssel és 774 halálesettel világszerte. SARS esetekről 2004 óta nem számoltak be.
Kontraszt, hogy a szorosan kapcsolódó koronavírus okozza Covid-ma 19: több mint 13,600,000 megerősített esetek, mint a július 16, több mint 585,000 haláleset.
miért ment el a SARS, míg a mai koronavírus csak tovább terjed? Miért, ami azt illeti, vajon mindkét koronavírusok ömlött át az emberek egyáltalán, az eredeti denevér házigazdák?
és ugyanolyan fontos, mint ezek a kérdések egy másik: mi történik ezután?
ahogy szembesülünk a jelenlegi világjárvánnyal, fontos megérteni, hogy a SARS-CoV-2, A Covid-19-et okozó vírus valószínűleg fejlődik az elkövetkező hónapokban és években. Lehetséges, hogy a vírus elveszíti a halálos jellegét, és evolúciós détanté alakul az emberiséggel. Lehet, hogy csak egy újabb hideg vírus lesz,mint a múltban egy másik koronavírussal történt. De ez is komoly veszélyt jelenthet, vagy talán még halálosabbá válhat. Az eredmény az ökológiai és evolúciós erők összetett és néha finom kölcsönhatásától függ, amelyek meghatározzák, hogy a vírusok és gazdaszervezeteik hogyan reagálnak egymásra.
“egy dolog, amit az evolúcióról tanulsz, soha nem általánosítani” – mondja Edward Holmes, az ausztráliai Sydney-i Egyetem Evolúciós virológusa, és a feltörekvő vírusok evolúciójáról szóló cikk szerzője az ökológia, az evolúció és a szisztematika éves áttekintésében. “Ez teljes mértékben a helyzet biológiai árnyalatától függ.”
lépések a vírusos sikerhez
a legfélelmetesebb vírusok közül, amelyek korábbi vagy jelenlegi járványokat okoztak, más állatokból származtak, majd az emberekre ugrottak: más főemlősök HIV-je, madarak és sertések influenza, és Ebola valószínűleg denevérekből. Így is coronaviruses: azok mögött a SARS (súlyos akut légzőszervi szindróma), MERS (Közel-Kelet légzőszervi szindróma), valamint Covid-19 valószínűleg származik, a denevérek pedig megérkezett az emberek keresztül egy másik, lépcsőfok faj, valószínűleg a palm civets, tevék, esetleg pangolins, ill.
de az egyik fajról a másikra való ugrás nem könnyű, mert a sikeres vírusokat szorosan hozzá kell igazítani gazdáikhoz. Ahhoz, hogy bejusson egy gazdasejtbe, a vírus felszínén lévő molekulának meg kell egyeznie a sejt külső részén lévő receptorral, mint egy zárba illeszkedő kulcs. A sejt belsejében a vírusnak ki kell kerülnie a sejt immunvédelmét, majd meg kell parancsolnia a gazdaszervezet biokémiájának megfelelő részeit, hogy új vírusokat ürítsen ki. Ezek a tényezők bármelyike vagy mindegyike valószínűleg eltér az egyik gazdafajtától a másikig, így a vírusoknak genetikailag — azaz fejlődniük kell — annak érdekében, hogy új állatban üzletet hozzanak létre.
a Gazdaváltás valójában két lépést foglal magában, bár ezek átfedhetik egymást. Először is, a vírusnak képesnek kell lennie arra, hogy behatoljon az új gazdaszervezet sejtjeibe: ez a minimális követelmény a gazda betegségének. De ahhoz, hogy járványokat okozhasson, a vírusnak fertőzővé kell válnia — vagyis az egyének között átvihetőnek — az új gazdaszervezetében. Ez az, ami felemeli a vírust az alkalmi kellemetlenségektől az egyikig, amely széles körű kárt okozhat.
SARS-CoV-2 világosan mutatja ezt a két lépést. A denevérek vírusával összehasonlítva mind az embereket megfertőző vírus, mind a pangolinok közeli hozzátartozója mutációt hordoz, amely megváltoztatja a felszíni “spike protein” alakját.”A változás közvetlenül a helyszínen van, amely kötődik a gazdasejt receptorokhoz, hogy bejusson a vírusba. Ez arra utal, hogy a mutáció először pangolinokban vagy egy még nem azonosított fajban keletkezett, és történetesen lehetővé tette a vírus átugrását az emberekre is.
de a SARS-CoV-2 más változásokat hordoz a spike proteinben, amelyek úgy tűnik, hogy az emberek felé ugrottak, mivel nem fordulnak elő a denevér vagy a pangolin vírusokban. Az egyik a polibázisos hasadási helynek nevezett régióban található, amelyről ismert, hogy más koronavírusokat és influenzavírusokat fertőzőbbé tesz. Egy másik úgy tűnik, hogy a tüskefehérje kevésbé törékeny, és a sejttenyészetekkel végzett laboratóriumi kísérletekben a vírust fertőzőbbé teszi. A mutáció gyakoribbá vált, amikor a Covid-19 világjárvány folytatódik, ami azt sugallja — de nem bizonyítja—, hogy a vírust a Való Világban is fertőzőbbé teszi. (Szerencsére, bár növelheti a terjedését, úgy tűnik, nem teszi az embereket betegebbé.)
Ez egy evolúciós lépés — első spillover, akkor az alkalmazkodás az új fogadó — valószínűleg jellemző a legtöbb vírus, mint ők shift házigazdák, mondja Daniel Streicker, egy vírusos ökológus, a University of Glasgow. Ha igen, a feltörekvő vírusok valószínűleg egy “csendes időszakon” haladnak át közvetlenül a gazdaeltolódás után, amelyben a vírus alig kaparja el, a kihalás szélén állva, amíg meg nem szerzi a járvány virágzásához szükséges mutációkat.
Streicker ezt látja a denevérek veszettségének vizsgálataiban — ami jó modell a feltörekvő vírusok fejlődésének tanulmányozására, mondja, Mivel a veszettség vírus sokszor ugrott a különböző denevérfajok között. Kollégáival az ilyen gazdaváltásokon átesett veszettségvírusok genetikai szekvenciájának több évtizedes adatait vizsgálta. Mivel a nagyobb populációk több genetikai variánst tartalmaznak, mint a kisebb populációk, a genetikai sokféleség mérése a mintákban lehetővé tette a tudósok számára, hogy megbecsüljék, mennyire elterjedt a vírus bármikor.
a csoport megállapította, hogy a vizsgált 13 vírustörzs közül szinte egyik sem indult el azonnal, miután új denevérfajra váltott. Ehelyett a vírusok évekig-évtizedekig marginális létezést mutattak ki, mielőtt megszerezték azokat a mutációkat — amelyek még nem ismert funkciója volt -, amelyek lehetővé tették számukra, hogy járványszintre emelkedjenek. Nem meglepő, hogy a leggyorsabban megjelenő vírusok azok voltak, amelyeknek a legkevesebb genetikai változásra volt szükségük a virágzáshoz.
SARS-CoV-2 valószínűleg áthaladt egy hasonló megerőltető fázis előtt megszerezte a legfontosabb kiigazításokat, amelyek lehetővé tették, hogy virágzik, talán a mutáció a polibázisos hasítási hely, talán mások még nem azonosított. Mindenesetre-mondja Colin Parrish, a Cornell Egyetem virológusa ,aki a fogadó műszakokat tanulmányozza – ” mire Wuhan első személyét koronavírussal azonosították, valószínűleg egy ideig az emberekben volt.”
balszerencsénk volt, hogy a SARS-CoV-2 sikeresen alkalmazkodott. Sok vírus, amely átterjed az emberre, soha nem teszi meg. Körülbelül 220-250 vírusról ismert, hogy megfertőzi az embereket, de csak körülbelül a fele átvihető — sokan csak gyengén — egyik emberről a másikra-mondja Jemma Geoghegan, az új-zélandi Otago Egyetem Evolúciós virológusa. A többi zsákutca fertőzés. A fele nagylelkű becslés, hozzáteszi, mivel sok más spillover esemény valószínűleg meghiúsul, mielőtt még számolni lehet.
egyre szebb-vagy nastier
SARS-CoV-2, természetesen, jóval túl van a teetering szakaszban. A nagy kérdés most az, hogy mi történik ezután? Az egyik népszerű elmélet, amelyet egyes szakértők jóváhagytak, az, hogy a vírusok gyakran károsítják gazdáikat, de jóindulatú együttélés felé fejlődnek. Végtére is, sok olyan vírus, amelyről tudjuk, hogy súlyos problémákat okoz egy új gazdafajtában, enyhe vagy semmilyen betegséget okoz a gazdaszervezetben, ahonnan eredetileg származtak. A vírus szempontjából ez az elmélet azt állítja, hogy a kevésbé beteg gazdaszervezetek nagyobb valószínűséggel mozognak, találkoznak másokkal, és tovább terjesztik a fertőzést.
“úgy gondolom, hogy a vírusok általában kevésbé patogénekké válnak” – mondja Burtram Fielding, a dél-afrikai Nyugat-foki Egyetem coronavirológusa. “A kórokozó végső célja a szaporodás, hogy többet hozzon létre önmagából. Bármely kórokozó, amely túl gyorsan megöli a gazdaszervezetet, nem ad elegendő időt a szaporodásra.”Ha a SARS-CoV-2 gyorsabban és tovább terjedhet azáltal, hogy kevesebb embert öl meg vagy súlyosan károsítja, akkor arra számíthatunk, hogy idővel kevésbé lesz káros — vagy ahogy a virológusok ezt nevezik, kevésbé virulens.
Ez a fajta evolúciós szelídség pontosan az, ami több mint egy évszázaddal ezelőtt történt az egyik másik emberi koronavírussal, az OC43 néven ismert, Fielding javasolja. Ma az OC43 egyike annak a négy koronavírusnak, amelyek a közönséges hideg (és talán esetenként súlyosabb betegség) eseteinek egyharmadát teszik ki. De Fielding és még sokan mások úgy vélik, hogy ez is lehetett a vírus mögött egy világméretű járvány, általában tulajdonított influenza, hogy kezdődött 1890-ben megölt több mint egymillió ember világszerte, köztük Viktória királynő unokája és örököse.
a Tudósok sem tudja bizonyítani, mert nem vírus minták túlélni a járvány, de egy közvetett bizonyíték teszi az esetben elfogadható, Fielding szerint. Egyrészt az 1890-es pandémiában fertőzött emberek nyilvánvalóan idegrendszeri tüneteket tapasztaltak, amelyeket most a koronavírusokra jellemzőbb, mint az influenza. És amikor a belga kutatók 2005-ben szekvenálták az OC43 genomját, és összehasonlították más ismert koronavírusokkal, arra a következtetésre jutottak, hogy valószínűleg szarvasmarhavírusból származik, és valószínűleg 1890 körül ugrott az emberek felé. Feltételezték, hogy ez okozhatta az 1890-es világjárványt, majd egy közönséges hideg vírusként kevésbé csúnya együttélésre telepedett le.
más evolúciós biológusok nem értenek egyet. A világjárvány minden bizonnyal elhalványult, mivel több ember immunissá vált, de nincs szilárd bizonyíték arra, hogy maga az OC43 a múlt században rendkívül virulensről többnyire jóindulatúvá vált, mondják. Még akkor is, ha igen, ez nem jelenti azt, hogy a SARS-CoV-2 ugyanazt a pályát követi. “Nem lehet csak azt mondani, hogy kedvesebb lesz, hogy valahogy egy jól adaptált kórokozó nem károsítja a gazdáját. A Modern evolúciós biológia és sok adat azt mutatja, hogy ennek nem kell igaznak lennie. Lehet, hogy szebb lesz, és még durvább” – mondja Andrew Read, a Penn State University evolúciós mikrobiológusa. (Holmes blunter: “a virulencia evolúciójának előrejelzése bögre játék” – mondja.)
ahhoz, Hogy megértsük, miért olyan nehéz megjósolni, hogy a változások léptek, Olvasni, azt mondja, fontos, hogy ismerje a különbség a virulencia — azaz, hogy a beteg egy vírus, ami a házigazda—, valamint az átvihetősége, vagy, hogy milyen könnyen halad az egyik házigazda egyedi másik. Az evolúció mindig kedvez a fokozott átvihetőségnek, mivel a könnyebben terjedő vírusok evolúciós szempontból fittebbek — vagyis több leszármazottat hagynak. De a transzmisszibilitás és a virulencia nem függ össze semmilyen megbízható módon-mondja Read. Néhány baktérium jól működik, még akkor is, ha nagyon beteg. A kolerát okozó baktériumok hasmenésen keresztül terjednek, így a súlyos betegség jó nekik. A szúnyogok által terjesztett malária és sárgaláz még a halál kapujában lévő személytől is jól terjedhet.
Légúti vírusok, mint az influenza, valamint az emberi coronaviruses, kell a házigazdák, hogy mozogni ahhoz, hogy levegőt egy másik, tehát rendkívül magas virulenciájú lenne káros egyes esetekben. De a SARS-CoV-2-nek nincs nyilvánvaló evolúciós előnye a virulencia csökkentése érdekében, mert kevés árat fizet az emberek alkalmanként történő megöléséért: Könnyen terjed a fertőzött emberektől, akik még nem érzik magukat betegnek, sőt azoktól is, akik soha nem mutatnak betegség tüneteit. “Hogy őszinte legyek, az új koronavírus már nagyon illik” – mondja Geoghegan.
nincs sok dokumentált vírus, amelynek virulenciája idővel csökkent. A ritka, klasszikus példa a myxoma vírus, amelyet az 1950-es években szándékosan vezettek be Ausztráliába Dél-Amerikából az invazív európai nyulak ellenőrzésére. Néhány évtizeden belül a vírus úgy fejlődött ki, hogy csökkentse virulenciáját, bár csak 70-95 százalékos letalitás egy óriási 99-ből.8 százalék. (Azóta újra kipipált.)
de a myxoma szinte egyedül áll-mondja Parrish. Például, megjegyzi, nincs bizonyíték arra, hogy a közelmúltban az emberi kórokozók, mint például az Ebola, a Zika vagy a chikungunya vírusok, az emberre való ugrás óta viszonylag rövid idő alatt kevésbé kórokozóvá váltak.
azok, amelyek eltűntek
a múltbeli pandémiáink elhalványult rémálmai, amelyek terrorizálták, majd visszahúzódtak, mint például a SARS 2003 — ban, az influenza 1918-20 — ban, majd 1957-ben, 1968-ban és 2009-ben-nem azért mentek el, mert a vírusok enyhébb betegséget okoztak, hanem más okok miatt. A SARS esetében a vírus annyira megbetegítette az embereket, hogy az egészségügyi dolgozók képesek voltak a betegséget megfékezni, mielőtt kiszabadultak volna. “Az emberek, akik a SARS nagyon beteg volt, nagyon gyors, könnyen azonosítható, könnyen nyomon követhető, illetve könnyen karanténba helyezett — a kapcsolatok is könnyen azonosítható, illetve karantén” – mondja Mark Cameron, immunológus a Case Western Reserve Egyetem, Cleveland, aki dolgozott a Torontói kórházban során a magassága a SARS járvány van. Ezt soha nem volt olyan könnyű megtenni a Covid-19 számára, mert azok, akik nem mutatnak tüneteket, terjeszthetik a vírust.
az influenzajárványok időközben más okból visszahúzódtak, ami több reményt kínál a jelen pillanatban: Elég a lakosság végül immunis lesz, hogy lassítja a vírust. Az 1918-as világjárványt okozó H1N1 influenzavírus az 1950-es évekig továbbra is a fő influenzavírus volt, utódai továbbra is az emberi populációban keringenek. A vírust 1918-20-ban az tette veszélyessé, hogy újszerű volt, és az embereknek kevés immunitásuk volt. Miután a lakosság nagy része ki volt téve a vírusnak, és immunitás alakult ki, a világjárvány csökkent, bár a vírus alacsonyabb szintű fertőzéseket tartott fenn — mint a mai napig. Úgy tűnik, kevésbé halálos most nagyrészt azért, mert az idősebb emberek, akik a legnagyobb a kockázata, hogy meghal az influenza, általában találkozott H1N1 influenza, vagy valami ilyesmi egy bizonyos ponton az életükben, és megtartja bizonyos fokú immunitást, olvassa el azt mondja.
az új koronavírussal Parrish azt mondja: “abban az 1918-as időszakban vagyunk, amikor a vírus gyorsan terjed egy naiv populációban.”De ez megváltozik, mivel több ember vagy elkapja a Covid-19-et, vagy vakcinázzák (ha És amikor ez lehetővé válik), és bizonyos szintű immunitást alakítanak ki. “Nem kérdés, hogy ha a lakosság nagyrészt immunis, a vírus elpusztul” – mondja Parrish.
a kérdés az, hogy mennyi ideig tart ez az immunitás: egy életen át, mint a himlő, vagy csak néhány évig, mint az influenza? Ez részben attól függ, hogy a vakcina állandó antitestválaszt vagy csak ideiglenes-e. De attól is függ, hogy a vírus megváltozhat-e, hogy elkerülje a vakcina által termelt antitesteket. Bár a koronavírusok nem halmoznak fel olyan mutációkat, mint az influenzavírusok, mégis megváltoznak. Legalább egy, amely csirkékben hörghurutot okoz, olyan új változatokat fejlesztett ki, amelyekre a korábbi vakcinák nem terjednek ki. De ezen a ponton senki sem tudja, mit várhat a SARS-CoV-2-től.
ennek legalább egy biztató aspektusa van. Még akkor is, ha nem tudjuk megjósolni, hogy a vírus hogyan fejlődik, vagy hogyan reagál a következő vakcinára, mindannyian tehetünk valamit annak érdekében, hogy csökkentsük a vírus veszélyes módon történő kialakulásának kockázatát. És nem jár bonyolult új viselkedéssel. “A vírusok csak akkor fejlődhetnek, ha replikálnak és továbbítanak” – mondja Streicker. “Bármi, ami csökkenti a vírus replikációját, következésképpen csökkenti az evolúció mennyiségét.”Más szavakkal, megtehetjük a részünket, hogy lelassítsuk a Covid-19 vírus fejlődését azáltal, hogy pontosan úgy viselkedünk, ahogy azt már mondták nekünk, hogy elkerüljük annak elkapását: minimalizáljuk a kapcsolatot másokkal, mossunk kezet, és maszkot viseljünk.
Ez a cikk eredetileg a Knowable magazinban jelent meg, egy független újságírói törekvés az éves áttekintésekből. Iratkozzon fel a hírlevélre.