de uvanlige tilfeller av lungebetennelse begynte å dukke opp midt på vinteren, I Kina. Årsaken, forskerne senere skulle lære, var et coronavirus nytt for vitenskapen. I Mars begynte infeksjonen å spre seg til Andre Asiatiske land og i utlandet. Folk var døende, Og Verdens Helseorganisasjon utstedte et globalt helsevarsel.Men dette var 2003, ikke 2020, og sykdommen var SARS, ikke Covid-19. I juni var utbruddet nesten borte, med bare 8,098 bekreftede infeksjoner og 774 dødsfall over hele verden. INGEN TILFELLER AV SARS har blitt rapportert siden 2004.
Kontrast det med det nært beslektede koronaviruset som forårsaker Covid-19 i dag: mer enn 13.600.000 bekreftede tilfeller per 16.juli og mer enn 585.000 dødsfall.
Hvorfor FORSVANT SARS mens dagens coronavirus bare fortsetter å spre seg? Hvorfor, for den saks skyld, spylte begge disse coronavirusene over til folk i det hele tatt, fra deres opprinnelige bat-verter?
og like viktig som disse spørsmålene er et annet: Hva skjer neste?Når vi står overfor den nåværende pandemien, vil DET være viktig å forstå hvordan SARS-CoV-2, viruset som forårsaker Covid-19, sannsynligvis vil utvikle seg i månedene og årene fremover. Det er mulig at viruset kan miste sin dødelige karakter og bosette seg i en evolusjonær dé med menneskeheten. Det kan ende opp som bare et annet kaldt virus, som det kan ha skjedd med et annet coronavirus tidligere. Men det kan også forbli en alvorlig trussel eller kanskje til og med utvikle seg til å bli mer dødelig. Utfallet avhenger av det komplekse og noen ganger subtile samspillet mellom økologiske og evolusjonære krefter som former hvordan virus og deres verter reagerer på hverandre.»En ting du lærer om evolusjon er aldri å generalisere,» sier Edward Holmes, en evolusjonær virolog ved University Of Sydney, Australia, og forfatter av en artikkel om utviklingen av nye virus i Den Årlige Gjennomgangen Av Økologi, Evolusjon og Systematikk. «Det avhenger helt av den biologiske nyansen av situasjonen.»
Skritt til viral suksess
Mange av de skumleste virus som har forårsaket tidligere eller nåværende epidemier oppsto i andre dyr og deretter hoppet til mennesker: HIV fra andre primater, influensa fra fugler og griser, Og Ebola sannsynligvis fra flaggermus. Så også for koronavirus: De som står BAK sars (alvorlig akutt respiratorisk syndrom), Mers (Midtøsten respiratorisk syndrom) og Covid-19, oppsto sannsynligvis i flaggermus og kom til mennesker via en annen stepping stone-art, sannsynligvis palm civets, kameler og muligens pangoliner, henholdsvis.Men å hoppe fra en art til en annen er ikke lett, fordi vellykkede virus må være tett tilpasset vertene sine. For å komme inn i en vertscelle må et molekyl på virusets overflate matche en reseptor på utsiden av cellen, som en nøkkel som passer inn i en lås. Når du er inne i cellen, har viruset å unngå cellens immunforsvar og deretter rekvirere de riktige delene av vertens biokjemi å churn ut nye virus. Noen eller alle disse faktorene vil sannsynligvis variere fra en vertsart til en annen, så virus må endres genetisk – det vil si utvikle seg – for å sette opp butikk i et nytt dyr.
Vertsbytte innebærer faktisk to trinn, selv om disse kan overlappe. Først må viruset kunne invadere den nye vertens celler: det er et minimumskrav for å gjøre verten syk. Men for å bli i stand til å forårsake epidemier, må viruset også bli smittsomt — det vil si overførbart mellom individer-i sin nye vert. Det er det som løfter et virus fra en og annen plage til en som kan forårsake utbredt skade.
SARS-CoV-2 viser disse to stadiene tydelig. Sammenlignet med viruset i flaggermus, bærer både viruset som smitter mennesker og en nær slektning i pangoliner en mutasjon som endrer formen på overflaten » spike protein.»Endringen er rett på stedet som binder seg til vertscellereceptorer for å la viruset komme inn. Dette antyder at mutasjonen først oppsto enten i pangoliner eller en ennå uidentifisert art og skjedde for å tillate at viruset også hoppet over til mennesker.Men SARS-CoV-2 bærer andre endringer i piggproteinet som ser ut til å ha oppstått etter at det hoppet til folk, siden DE ikke forekommer i bat-eller pangolin-virusene. Den ene er i en region som kalles polybasisk spaltningssted, som er kjent for å gjøre andre koronavirus og influensavirus mer smittsomme. En annen ser ut til å gjøre piggproteinet mindre skjøre, og i laboratorieforsøk med cellekulturer gjør det viruset mer smittsomt. Mutasjonen har blitt vanligere ettersom Covid – 19-pandemien fortsetter, noe som antyder-men ikke beviser – at det gjør viruset mer smittsomt i den virkelige verden også. (Heldigvis, selv om det kan øke spredningen, ser det ikke ut til å gjøre folk sykere.denne evolusjonære to-trinns-første spillover, deretter tilpasning til den nye verten — er trolig karakteristisk for de fleste virus når de skifter verter, sier Daniel Streicker, en viral økolog ved University Of Glasgow. I så fall går nye virus sannsynligvis gjennom en «stille periode» umiddelbart etter et vertsskifte, hvor viruset knapt skraper av, og slår seg på randen av utryddelse til det oppnår mutasjonene som trengs for at en epidemi skal blomstre.Streicker ser dette i studier av rabies hos flaggermus — som er en god modell for å studere utviklingen av nye virus, sier Han, siden rabiesviruset har hoppet mellom forskjellige flaggermusarter mange ganger. Han og hans kolleger så på flere tiårs verdi av genetiske sekvensdata for rabiesvirus som hadde gjennomgått slike vertsskift. Siden større populasjoner inneholder flere genetiske varianter enn mindre populasjoner gjør, måling av genetisk mangfold i sine prøver aktivert forskerne å anslå hvor utbredt viruset var til enhver tid.teamet fant at nesten ingen av de 13 virusstammene de studerte tok av umiddelbart etter bytte til en ny flaggermusart. I stedet eked virusene ut en marginal eksistens i år til tiår før de kjøpte mutasjonene – av ukjent funksjon-som tillot dem å briste ut til epidemiske nivåer. Ikke overraskende var virusene som oppsto raskest de som trengte de minste genetiske endringene for å blomstre.SARS-CoV-2 gikk sannsynligvis gjennom en lignende tynn fase før den fikk de viktigste tilpasningene som tillot det å blomstre, kanskje mutasjonen til det polybasiske spaltningsstedet, kanskje andre som ennå ikke er identifisert. I alle fall, Sier Colin Parrish, en virolog Ved Cornell University som studerer vertsskift, » da den første personen I Wuhan hadde blitt identifisert med coronavirus, hadde det sannsynligvis vært hos folk en stund.»
DET var vår uflaks AT SARS-CoV-2 tilpasset seg vellykket. Mange virus som smitte over til mennesker aldri gjøre. Omtrent 220 til 250 virus er kjent for å infisere mennesker — men bare om lag halvparten er overførbare-mange bare svake-fra en person til En annen, sier Jemma Geoghegan, en evolusjonær virolog Ved University Of Otago, New Zealand. Resten er dead-end infeksjoner. Halvparten er et sjenerøst estimat, legger hun til, siden mange andre spillover hendelser sannsynligvis fizzle ut før de selv kan telles.
Blir finere-eller nastier
SARS-CoV-2, selvfølgelig, er godt forbi teetering scenen. Det store spørsmålet nå er: hva skjer neste? En populær teori, godkjent av noen eksperter, er at virus ofte begynner å skade vertene sine, men utvikler seg mot en mer godartet sameksistens. Tross alt, mange av virusene vi kjenner til som utløser alvorlige problemer i en ny vertsart, forårsaker mild eller ingen sykdom i verten de opprinnelig kom fra. Og fra virusets perspektiv hevder denne teorien at verter som er mindre syke, er mer sannsynlig å bevege seg rundt, møte andre og spre infeksjonen videre.»jeg tror at virus har en tendens til å bli mindre patogene,» sier Burtram Fielding, en coronavirolog ved University Of Western Cape, Sør-Afrika. «Det endelige målet med et patogen er å reprodusere, for å gjøre mer av seg selv. Ethvert patogen som dreper verten for fort, vil ikke gi seg nok tid til å reprodusere.»Hvis SARS-CoV-2 kan spre seg raskere og videre ved å drepe eller alvorlig skade færre av menneskene det smitter, kan vi forvente at det over tid vil bli mindre skadelig-eller, som virologer kaller det, mindre virulent.denne typen evolusjonær gentling kan være akkurat det som skjedde for mer enn et århundre siden til et av de andre menneskelige koronavirusene, kjent som OC43, Foreslår Fielding. I DAG ER OC43 en AV fire koronavirus som står for opptil en tredjedel av tilfellene av forkjølelse (og kanskje noen ganger mer alvorlig sykdom). Men Fielding og noen få andre tror det også kunne ha vært viruset bak en verdensomspennende pandemi, vanligvis tilskrevet influensa, som begynte i 1890 og drepte mer enn en million mennesker over hele verden, inkludert Dronning Victorias barnebarn og arving.
Forskere kan ikke bevise det, Fordi ingen virusprøver overlever fra den pandemien, men noen omstendigheter gjør saken plausibel, Sier Fielding. For det første opplevde folk som ble smittet i 1890-pandemien tilsynelatende nervesystemsymptomer vi nå ser som mer typiske for koronavirus enn av influensa. Og Da Belgiske forskere sekvenserte OC43S genom i 2005 og sammenlignet det med andre kjente koronavirus, konkluderte de med at det sannsynligvis oppsto som et storfevirus og kan ha hoppet til folk rett rundt 1890. De spekulerte på at det kan ha forårsaket 1890-pandemien og deretter slo seg ned til en mindre stygg sameksistens som et vanlig kaldt virus.
andre evolusjonære biologer er uenige. Pandemien bleknet sikkert etter hvert som flere mennesker ble immune, men det er ikke noe solid bevis på AT OC43 selv utviklet seg fra svært virulent til det meste godartet i løpet av det siste århundre, sier de. Selv om DET gjorde det, betyr DET ikke AT SARS-CoV-2 vil følge samme bane. «Du kan ikke bare si at det kommer til å bli bedre, at et godt tilpasset patogen på en eller annen måte ikke skader verten. Moderne evolusjonsbiologi, og mye data, viser at det ikke trenger å være sant. Det kan bli bedre, og det kan bli nastier, » sier Andrew Read, en evolusjonær mikrobiolog Ved Penn State University. (Holmes er blunter: «Å forsøke å forutsi virulens evolusjon er et krus spill,» sier han.For å forstå hvorfor det er så vanskelig å forutsi endringer i virulens, Sier Read At det er viktig å gjenkjenne forskjellen mellom virulens — det vil si hvor syk et virus gjør sin vert — og dets overførbarhet, eller hvor lett det går fra en vertsperson til en annen. Evolusjon favoriserer alltid økt overførbarhet, fordi virus som sprer seg lettere, er evolusjonært bedre-det vil si at de forlater flere etterkommere. Men overførbarhet og virulens er ikke koblet på noen pålitelig måte, Sier Read. Noen bakterier gjør det bra, selv om de gjør deg veldig syk. Bakteriene som forårsaker kolera spres gjennom diare, så alvorlig sykdom er bra for dem. Malaria og gul feber, som overføres av mygg, kan spre seg helt fint selv fra en person på dødens dør.
Respiratoriske virus, som influensa og de menneskelige koronavirusene, trenger verter som beveger seg nok til å puste på hverandre, så ekstremt høy virulens kan være skadelig i noen tilfeller. MEN DET er ingen åpenbar evolusjonær fordel FOR SARS-CoV-2 for å redusere sin virulens, fordi det betaler liten pris for av og til å drepe folk: Det sprer seg lett fra smittede mennesker som ennå ikke føler seg syk, og selv fra de som kanskje aldri viser symptomer på sykdom. «For å være ærlig, romanen coronavirus er ganske passe allerede,» Geoghegan sier.
det Er Heller Ikke mange dokumenterte tilfeller av virus hvis virulens har avtatt over tid. Det sjeldne, klassiske eksempelet er myxomaviruset, som bevisst ble introdusert Til Australia på 1950-Tallet Fra Sør-Amerika for å kontrollere invasive Europeiske kaniner. Innen noen få tiår utviklet viruset seg for å redusere virulensen, om enn bare ned til 70 til 95 prosent dødelighet fra en hel del 99.8 prosent. (Det har siden krysset opp igjen .)
men myxoma står nesten alene, Sier Parrish. For eksempel bemerker han at det ikke er noe bevis på at nyere humane patogener som Ebola, Zika eller chikungunya-virus har vist tegn på å bli mindre patogene på relativt kort tid siden de hoppet til mennesker.
de som gikk bort
de falmede marerittene fra vår fortid — pandemier som terroriserte, deretter trakk seg tilbake, SOM SARS i 2003 og influensa i 1918-20 og igjen i 1957, 1968 og 2009 — gikk bort ikke fordi virusene utviklet seg til å forårsake mildere sykdom, men av andre grunner. I TILFELLE AV SARS gjorde viruset folk syk nok til at helsearbeidere kunne inneholde sykdommen før den kom ut av hånden. «Folk som fikk SARS ble veldig syke, veldig raske og ble lett identifisert, lett sporet og lett karantene — og deres kontakter ble også lett identifisert og karantene,» Sier Mark Cameron, en immunolog Ved Case Western Reserve University I Cleveland, som jobbet på Et Toronto-sykehus under høyden av sars-utbruddet der. Det var aldri kommer til å være så lett Å gjøre For Covid-19 fordi folk som ikke viser symptomer kan spre viruset.Influensapandemier har i mellomtiden hatt en tendens til å falle av en annen grunn, en som gir mer håp i vårt nåværende øyeblikk: Nok av befolkningen blir til slutt immun for å bremse viruset ned. H1N1 – influensaviruset som forårsaket 1918-pandemien fortsatte som det viktigste influensaviruset til 1950-tallet, og dets etterkommere sirkulerer fortsatt i den menneskelige befolkningen. Hva gjorde viruset en slik trussel i 1918-20 er at det var roman og folk hadde liten immunitet. Når mye av befolkningen hadde blitt utsatt for viruset og hadde utviklet immunitet, gikk pandemien ned, selv om viruset fortsatte på et lavere nivå av infeksjoner — som det gjør i dag. Det virker mindre dødelig nå i stor grad fordi eldre mennesker, som har størst risiko for å dø av influensa, vanligvis har møtt h1n1 influensa eller noe som det på et tidspunkt i livet og beholder en viss grad av immunitet, Sier Read.Med det nye coronaviruset sier Parrish: «vi er liksom i den 1918-perioden hvor viruset sprer seg raskt i en naiv befolkning.»Men det vil forandre seg etter hvert som flere mennesker enten fanger Covid-19 eller blir vaksinert (hvis og når det blir mulig) og utvikler et visst nivå av immunitet. «Det er ingen tvil om at når befolkningen i stor grad er immun, vil viruset dø ned,» Sier Parrish.Spørsmålet er hvor lenge immuniteten vil vare: for livet, som kopper, eller bare noen få år, som influensa? Til dels vil det avhenge av om vaksinen induserer en permanent antistoffrespons eller bare en midlertidig. Men det avhenger også av om viruset kan forandre seg for å unngå antistoffene som genereres av vaksinen. Selv om koronavirus ikke akkumulerer mutasjoner så fort som influensavirus, endres de fortsatt. Og minst en, som forårsaker bronkitt hos kyllinger, har utviklet nye varianter som ikke er dekket av tidligere vaksiner. Men på dette punktet, ingen vet hva du kan forvente FRA SARS-CoV-2.
det er i det minste et oppmuntrende aspekt til alt dette. Selv om vi ikke kan forutsi hvordan viruset vil utvikle seg eller hvordan det vil reagere på den kommende vaksinen, er det noe vi alle kan gjøre for å redusere risikoen for at viruset utvikler seg på farlige måter. Og det innebærer ikke noen kompliserte nye atferd. «Virus kan bare utvikle seg hvis de replikerer og overfører,» Sier Streicker. «Alt som reduserer replikasjonen av et virus, vil følgelig redusere mengden evolusjon som skjer.»Med andre ord kan vi gjøre vår del for å bremse Utviklingen Av Covid – 19-viruset ved å oppføre oss akkurat som vi allerede har blitt fortalt å unngå å fange det: Minimere kontakt med andre, vask hendene og bruk en maske.denne artikkelen opprinnelig dukket opp I Knowable Magazine, en uavhengig journalistisk bestrebelse Fra Annual Reviews. Meld deg på nyhetsbrevet.