Nie taki koronawirus straszny, jak go malują - o najgroźniejszych znanych medycynie wirusach

Z racji bardzo szeroko omawianego tematu świeżo odkrytego w Chinach koronawirusa z Wuhan, warto przypomnieć o realnie najgroźniejszych i najbardziej śmiertelnych przedstawicielach tych patogenów.


Nie taki koronawirus straszny, jak go malują - o najgroźniejszych znanych medycynie wirusach

Z racji bardzo szeroko omawianego tematu świeżo odkrytego w Chinach koronawirusa z Wuhan, warto przypomnieć o realnie najgroźniejszych i najbardziej śmiertelnych przedstawicielach tych patogenów.

Kiedy mówimy o groźnych chorobach, często myślimy o tych, które niegdyś wywołały okropne epidemie i zabiły wiele tysięcy ludzi albo takich, które media kreują na wielkie zagrożenie, ale w gruncie rzeczy najgroźniejszy wirus wcale nie musiał nigdy zdziesiątkować ludzkości, by zyskać sobie takie miano.

Filowirusy

Wirus Marburg, czyli przedstawiciel rodziny Filoviridae, do której można zaliczyć inne groźne patogeny takie jak m.in. dosyć rozpowszechniona w ostatnim czasie Ebola. W gruncie rzeczy oba wirusy są bardzo podobne zarówno pod względem morfologicznym, jak i stricte chorobowym. Filowirusy posiadają zwykle bardzo długie, otoczone fosfolipidową osłonką kapsydy o kształcie walca, przez co ich obrazy mikroskopowe mogą nieco przywodzić na myśl nicienie. Dodatkowo ich RNA jest nonsensowne, tzn. nie może ulegać translacji na rybosomach, dlatego wirusy te posiadają liczne białka pomocnicze, które to umożliwiają. Wiriony Marburg są nieznacznie krótsze od tych Ebola, dzięki czemu naukowcy są w stanie je rozróżnić.

wirion filowirusa źródło: Swiss Institute of Bioinformatics

Zakażenie wirusem objawia się przede wszystkim rozległą wysypką, bólami mięśni, wymiotami, biegunkami, zaczerwienieniem gałek ocznych i ostatecznie śpiączką. Do dodatkowych symptomów można zaliczyć zapalenie wątroby, mózgu oraz liczne zmiany psychiczne, np. wzrost agresji i apatię.

Według badania z 2009 roku naturalnym rezerwuarem tego wirusa są afrykańskie nietoperze owocożerne z gatunku rudawiec nilowy (Rousettus aegyptiacus), na ludzi jest prawdopodobnie przenoszony przez zwierzęta krwiopijcę, aczkolwiek nie zostało to udowodnione i wymaga przeprowadzenia dalszych badań.

Wirus został odkryty w 1968 roku w Niemczech, kiedy to naukowcy z Marburgu i Frankfurtu mieli kontakt z tkankami kotawca zielonosiwego, w którego komórkach był obecny wirus Marburg. 31 osób zostało wtedy zakażonych, a 7 spośród nich zmarło w wyniku infekcji.

Mimo że, wirus został po raz pierwszy zidentyfikowany na terenie Europy, największe spustoszenie sieje w Afryce. Największa śmiertelność przypada na lata 1998-2000 i 2004-2005, kiedy w wyniku infekcji wirusem w Demokratycznej Republice Kongo umarło 128 osób, a w Angoli 227. Infekcja cechuje się bardzo wysokim odsetkiem letalności - w obu podanych wcześniej przykładach z Afryki umarło 83-91% wszystkich zakażonych MARV.

Na początku roku 2003 naukowcy z National Microbiology Laboratory należącego do Health Agency of Canada stworzyli szczepionkę przeciwko Eboli. Specyfik został uzyskany w wyniku modyfikacji genetycznej wirusa VSV, który infekuje owady i niektóre zwierzęta gospodarskie, a dla ludzi jest nieszkodliwy, tak aby syntetyzował immunogenną glikoproteinę charakterystyczną m.in. dla wirusa Ebola i Marburg. Szczepionka została zatwierdzona jeszcze w tym samym roku.

Dziesięć lat później w zachodniej części Afryki wybuchła największa w historii epidemia. Wtedy też kanadyjski rząd podarował WHO 500 dawek szczepionki. Testy na ludziach zostały rozpoczęte w 2014. Wyniki ostatniej fazy badań zostały upublicznione pod koniec roku 2016, aczkolwiek szczepionka nie była wtedy jeszcze powszechnie dostępna. W USA została zaakceptowana do użytku dopiero w grudniu 2019, więc bardzo niedawno. Pewnie niedługo okaże się, jak dalej potoczą się losy szczepionki przeciw najgroźniejszemu wirusowi.

Znacznie mniej śmiertelny, acz szerzej rozpowszechniony wirus Ebola morfologicznie i pod względem replikacji praktycznie się nie różni, jednakże jego zła sława nie wzięła się znikąd. Zarazek ten do 2016 zaraził 28 646 ludzi w Zachodniej Afryce i USA, z czego aż 11 323 osoby umarły, co oznacza, że śmiertelność wyniosła ok. 39,53%. Mimo ustąpienia epidemii nadal każdego roku tysiące osób w Afryce są zakażane i umierają w wyniku infekcji tym wirusem. W samym tylko 2020 roku na terenie Demokratycznej Republiki Kongo i Ugandy potwierdzono aż 3 435 przypadków zakażenia EV, z czego aż 2256 osób umarło na skutek choroby i powikłań.

Wirus wścieklizny

Kolejnym znanym patogenem, z którym na szczęście coraz mniej mamy do czynienia jest okryty złą sławą wirus wścieklizny z rodziny rabdowirusów (Rhabdoviridae). Znamy go między innymi z tego, że jest roznoszony przez liczne dzikie zwierzęta takie jak lisy, nietoperze, bezdomne psy, łasicowate oraz niektóre gryzonie, dawniej rezerwuar zarazka stanowiły często także koty i udomowione psy, ale z racji, że obecnie są one masowo szczepione, straciły znaczenie jako wektory wścieklizny.

Chyba najbardziej charakterystycznym objawem, który przeniknął do kultury jest lęk przed wodą. Może być on spowodowany tym, że wirus gromadzi się w dużej ilości w śliniankach, a także w układzie nerwowym, przez co zarażony dostaje często paraliżu różnych części ciała, np. gardła i ma trudności z połykaniem, dodatkowo taki objaw może być ewolucyjnie korzystny dla samego wirusa, który rozprzestrzenia się przez ślinę zakażonych zwierząt, dlatego też mógł się w jakiś sposób utrwalić. Kolejne objawy są związane głównie ze stanem zapalnym powstającym w mózgu ofiary i są to różne zaburzenia psychiki i zachowania takie jak bezsenność, niepokój, paranoja, dezorientacja i halucynacje.

Kapsyd wirusa ma kształt pocisku i jest otoczony błoną, którą uzyskuje w wyniku wypączkowania z komórki. Funkcję materiału genetycznego w jego przypadku spełnia RNA o ujemnej polarności, do którego replikacji i translacji potrzebna jest specjalna polimeraza wirusowa i inne białka pomocnicze. Kwas nukleinowy koduje raptem 5 białek: nukleoproteinę wiążącą RNA, fosfoproteinę, białko kapsydu, polimerazę RNA i glikoproteinę osłonki.

struktura wirionu wirusa wścieklizny źródło: https://www.scientificanimations.com/

Wnika do komórek prawdopodobnie dzięki związaniu receptora acetylocholiny i neurotrofiny, ale według najnowszych badań w tym procesie może brać udział cała gama białek błonowych. Po dostaniu się do rany dąży konsekwentnie w kierunku komórek nerwowych, a następnie przemieszcza się przy ich pomocy do mózgu ofiary.

Co roku średnio 60 tysięcy ludzi umiera właśnie przez zakażenie wirusem wścieklizny. Są to głównie osoby z ubogich krajów i prowincji, gdzie trudno o szybkie szczepienie po ugryzieniu przez dzikie zwierzę.

Flawiwirusy

Inny z bardziej śmiertelnych wirusów to Denga - tropikalna choroba wirusowa wywodząca się z Afryki. Jest przenoszona przez komary z rodzaju Aedes. Infekcja w 80% przypadków przebiega bezobjawowo, a jedynie u 5% zarażonych występuje ostra faza. Główne objawy to charakterystyczna wysypka podobna do tej występującej przy zakażeniu odrą, bóle mięśni i stawów oraz silne bóle głowy zlokalizowane za oczami.  Wirus Denga posiada ikozaedralny kapsyd  otoczony fosfolipidową osłonką, a jako materiał genetyczny występuje u niego RNA (kwas rybonukleinowy). Na tę gorączkę krwotoczną każdego roku zapada nawet 400 milionów ludzi.

struktura wirionu dengi źródło: https://www.scientificanimations.com/

Wirus należy do flawiwirusów (Flavivirus), które są jednym z najczęstszych patogenów powodujących różne groźne zapalenia wieloukładowe i przenoszonych przez owady oraz kleszcze. Do rodzaju należą także wirus kleszczowego zapalenia mózgu, wirus żółtej febry, wirus Zika, wirus Zachodniego Nilu oraz wiele innych i mniej groźnych.

Żółta febra to choroba wirusowa o krótkim przebiegu. Objawy obejmują gorączkę, bóle głowy, dreszcze, bóle mięśni, biegunki i nudności. W bardziej zaawansowanych stadiach może wystąpić uszkodzenie wątroby, krwawienia z ust, oczu i przewodu pokarmowego. Śmiertelność wynosi ok. 5%. Żółta febra jest powodowana przez wirusa blisko spokrewnionego z wirusem Denga, bo też należącego do flawiwirusów. Rocznie zakaża się nią ok. 30 tysięcy ludzi.

Globalne ocieplenie klimatu prawdopodobnie zwiększy obszar dostępny dla egzotycznych komarów, co potencjalnie grozi dostaniem się tych chorób do Europy i na inne bardziej wysunięte na północ tereny.

Wirus grypy

Ostatnim z patogenów, którymi się zajmę jest dosyć prozaiczny jegomość - wirus grypy. Co roku zaraża się nią od 300 do 500 milionów ludzi, z czego około 0,133% umiera w wyniku infekcji.

Sam zarazek należy do ortomyksowirusów, do której należą wszyscy znani przedstawiciele rodzaju Influenzavirus, Isavirus i Thogotovirus. Ostatni powoduje kleszczowe zapalenie mózgu, ale zdarza się to wyjątkowo rzadko.

Wiriony grupy wnikają do komórek dzięki białku hemaglutyninie, które wiąże się z resztami kwasu sjalowego obecnymi w wielu receptorach błonowych oraz neuraminidazie, która tnie białka w miejscu kwasu sjalowego, dzięki czemu patogen ma większe szanse znalezienia tego związku. Kapsyd jest ikozaedralny i okryty osłonką, a funkcję nośnika informacji pełni DNA.

struktura wirionu grypy H1N1 źródło: https://www.scientificanimations.com/

Główne objawy grupy chyba każdy zna, bo też większość ludzi na nią chorowała w dzieciństwie. Zaliczamy do nich przede wszystkim bóle głowy, mięśni, wysoką gorączkę, katar, kaszel, zmęczenie i bóle gardła.

Ten z pozoru niegroźny patogen na początku XX wieku spowodował największą pandemię w dziejach, mowa o hiszpance. W latach 1918 - 1919 grypa zostało zakażonych około 500 milionów ludzi, a w jej wyniku zmarło nawet do 100 milionów. Była to pierwsza epidemia w historii po czarnej śmierci, która zebrała tak wielkie żniwo.

struktura wirionu nCoV-2019 źródło: https://www.scientificanimations.com/

Konkludując, można dojść do wniosku, że obecnie budzący panikę koronawirus z Wuhan, czyli, poprawnie mówiąc, Novel Coronavirus-2019, jest bardzo mało niebezpieczny. Jego śmiertelność od samego początku oscyluje w granicach ok. 2,5%, podczas gdy u większości wymienionych przeze mnie chorób wirusowych wskaźnik ten zbliża się nawet do 50%. Kolejna sprawa, że nCoV-2019 zabija głównie małe dzieci, osoby starsze i o upośledzonej odporności, np. zarażone wirusem HIV, a w konsekwencji nie jest szkodliwy dla większości populacji ludzkiej. Na chwilę obecną umarło z jego powodu zakażenia nim nieco ponad tysiąc sto osób. Nie można jednocześnie nie wspomnieć o tym, że badacze z całego świata poświęcają się od tygodni pracom nad szczepionką i lekami na koronawirusa, więc prawdopodobnie już wkrótce będziemy w stanie go zwalczyć.


Źródła:

Towner, J. S.; Amman, B. R.; Sealy, T. K.; Carroll, S. A. R.; Comer, J. A.; Kemp, A.; Swanepoel, R.; Paddock, C. D.; Balinandi, S.; Khristova, M. L.; Formenty, P. B.; Albarino, C. G.; Miller, D. M.; Reed, Z. D.; Kayiwa, J. T.; Mills, J. N.; Cannon, D. L.; Greer, P. W.; Byaruhanga, E.; Farnon, E. C.; Atimnedi, P.; Okware, S.; Katongole-Mbidde, E.; Downing, R.; Tappero, J. W.; Zaki, S. R.; Ksiazek, T. G.; Nichol, S. T.; Rollin, P. E. (2009). Fouchier, Ron A. M. (ed.). "Isolation of Genetically Diverse Marburg Viruses from Egyptian Fruit Bats". PLoS Pathogens. 5 (7): e1000536. doi:10.1371/journal.ppat.1000536. PMC 2713404. PMID 19649327.

Pringle, C. R. (2005). "Order Mononegavirales". In Fauquet, C. M.; Mayo, M. A.; Maniloff, J.; Desselberger, U.; Ball, L. A. (eds.). Virus Taxonomy—Eighth Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses. San Diego, US: Elsevier/Academic Press. pp. 609–614. ISBN 978-0-12-370200-5.

Kiley, M. P.; Bowen, E. T.; Eddy, G. A.; Isaäcson, M.; Johnson, K. M.; McCormick, J. B.; Murphy, F. A.; Pattyn, S. R.; Peters, D.; Prozesky, O. W.; Regnery, R. L.; Simpson, D. I.; Slenczka, W.; Sureau, P.; Van Der Groen, G.; Webb, P. A.; Wulff, H. (1982). "Filoviridae: A taxonomic home for Marburg and Ebola viruses?". Intervirology. 18 (1–2): 24–32. doi:10.1159/000149300. PMID 7118520.

Geisbert, T. W.; Jahrling, P. B. (1995). "Differentiation of filoviruses by electron microscopy". Virus Research. 39 (2–3): 129–150. doi:10.1016/0168-1702(95)00080-1. PMID 8837880.

Siegert, R.; Shu, H. L.; Slenczka, W.; Peters, D.; Müller, G. (2009). "Zur Ätiologie einer unbekannten, von Affen ausgegangenen menschlichen Infektionskrankheit". Deutsche Medizinische Wochenschrift. 92 (51): 2341–3. doi:10.1055/s-0028-1106144. PMID 4294540.

Bausch, D. G.; Borchert, M.; Grein, T.; Roth, C.; Swanepoel, R.; Libande, M. L.; Talarmin, A.; Bertherat, E.; Muyembe-Tamfum, J. J.; Tugume, B.; Colebunders, R.; Kondé, K. M.; Pirad, P.; Olinda, L. L.; Rodier, G. R.; Campbell, P.; Tomori, O.; Ksiazek, T. G.; Rollin, P. E. (2003). "Risk Factors for Marburg Hemorrhagic Fever, Democratic Republic of the Congo". Emerging Infectious Diseases. 9 (12): 1531–7. doi:10.3201/eid0912.030355. PMC 3034318. PMID 14720391.

Hovette, P. (2005). "Epidemic of Marburg hemorrhagic fever in Angola". Medecine Tropicale: Revue du Corps de Sante Colonial. 65 (2): 127–8. PMID 16038348.

Towner, J. S.; Khristova, M. L.; Sealy, T. K.; Vincent, M. J.; Erickson, B. R.; Bawiec, D. A.; Hartman, A. L.; Comer, J. A.; Zaki, S. R.; Ströher, U.; Gomes Da Silva, F.; Del Castillo, F.; Rollin, P. E.; Ksiazek, T. G.; Nichol, S. T. (2006). "Marburgvirus Genomics and Association with a Large Hemorrhagic Fever Outbreak in Angola". Journal of Virology. 80 (13): 6497–6516. doi:10.1128/JVI.00069-06. PMC 1488971. PMID 16775337.

Published PCT Application WO2004011488: Recombinant vesicular stomatitis virus vaccines for viral hemorrhagic fevers, claiming priority to US provisional patent application serial number 60/398,552 filed on July 26, 2003.

"Origins of the 2014 Ebola epidemic". World Health Organization (WHO). January 2015. Retrieved October 8, 2016.

Medaglini, D; Harandi, AM; Ottenhoff, TH; Siegrist, CA; VSV-Ebovac, Consortium. (December 9, 2015). "Ebola vaccine R&D: Filling the knowledge gaps". Science Translational Medicine. 7 (317): 317ps24. doi:10.1126/scitranslmed.aad3106. PMC 6858855. PMID 26659569.

Lisa Schnirring (December 27, 2016). "Ebola vaccine highly effective in final trial results". CIDRAP. Retrieved December 28, 2016.

Rabies virus receptors

Albertini AA, Schoehn G, Weissenhorn W, Ruigrok RW (January 2008). "Structural aspects of rabies virus replication". Cell. Mol. Life Sci. 65 (2): 282–294. doi:10.1007/s00018-007-7298-1. PMID 17938861.

CDC Rabies virus Structure 26 May 2016

Rajendra Singh, Karam Pal Singh, Susan Cherian, Mani Saminathan, Sanjay Kapoor, G.B. Manjunatha Reddy, Shibani Panda & Kuldeep Dhama “Rabies – epidemiology, pathogenesis, public health concerns and advances in diagnosis and control: a comprehensive review”, Veterinary Quarterly, Volume 37, 2017 - Issue 1, 24 September 2016, doi: 10.1080/01652176.2017.1343516

Epidemiology of dengue: past, present and future prospects

Annexin II Incorporated into Influenza Virus Particles Supports Virus Replication by Converting Plasminogen into Plasmin

Influenza Virus Receptor Specificity

Ebola Virus Disease | WHO | Regional Office for Africa

"Tracking coronavirus: Map, data and timeline". BNO News. 10 February 2020. Archived from the original on 28 January 2020. Retrieved 10 February 2020

Zdjęcie tytułowe autorstwa John Moore - Getty Images