Szinte napra pontosan 17 évvel ezelőtt jelent meg az a cikk a Nature-ban, amelyben Helen Pearson (ma a magazin főszerkesztője) a SARS-járvány hajnalán arról értekezik, hogy a "gyilkos influenza" járványában szerepet játszhat egy másik vírus is, egy szerény kórokozó, amelyet koronavírusnak hívnak. Számos laboratórium megtalálta a változatait a legtöbb beteg tüdejében és vérében, sőt néhányuknál ellenanyagot is kimutattak, ami azt jelenti, hogy megfertőződtek. Akkor még úgy gondolták, hogy a koronavírus legyengítheti a betegek immunrendszerét, és ezzel utat nyit az influenzafertőzés előtt. Robert Sidwell, aki akkoriban a Utahi Állami Egyetem vírusellenes kutatásokkal foglalkozó intézetét vezette, elismerte a koronavírusról: "nem volt kiemelt fontosságú vírus."
Azonban a koronavírusok gyilkos potenciáljára már voltak figyelmeztető jelek, és a tudósok ezeket nagyon is komolyan vették. Ezek a vírusok az általános megfázások körülbelül egyharmadát okozzák, de ritkán ölnek meg bárkit is. Ám a koronavírusok hajlamosak az átalakulásra. Szokatlanul nagy mennyiségű genetikai anyaguk van, valamint olyan enzimek is rendelkezésükre állnak, amelyek lehetővé teszik, hogy keverjenek a genetikai kártyán, s egy új, virulensebb mutáns szülessen meg - fogalmazott Michael Lai, aki Los Angelesben, a Dél-Kaliforniai Egyetemen tanulmányozta a kórokozót a SARS-járvány idején.
A gyilkos mutáns megérkezett
Lai jóslata bejött, amennyiben a megkevert pakliból előkerült a SARS-CoV-2, egy gyilkos mutáns, amely új lapot nyitott a virológia, és az utolsó száz esztendő járványtörténetében is. Tudniillik az éppen 100 éve lecsendesedett spanyolnátha járvány óta a mostanihoz hasonló pandémiával nem szembesült az emberiség. Ez pedig egy vírus számára igazán kiemelkedő karrier.
A SARS-CoV-2 -ről - bár csak néhány hónapja ismerjük - ma már elég sok mindent tudunk. Nagy valószínűséggel megfejtették, hogy egy denevér lehetett az eredeti gazdaállata, amelyről valószínűleg vegy tobzoska közvetítésével ugrott át az emberre. Sikerült a genomját szekvenálni , s ez talán idővel a gyenge pontjait is feltárhatja. De azt is tudjuk, hogy a kórokozó az emberi testen kívül nem bírja túl sokáig, a kartonlapokon egy napig, acélon vagy műanyagon három napig. Ránézésre lehet, hogy tényleg csak egy "szerény" vírus, ahogy Pearson jellemezte 2003-ban. Csakhogy nagy előnyben van velünk szemben, mert nem tanulmányoztuk a koronavírusokat eleget. Susan Weiss, a Pennsylvaniai Egyetem koronavírus-kutatója (aki már közel 40 éve foglalkozik velük) a The Atlantic magazinnak azt mondta, hogy a SARS-CoV-2 megjelenése után ezt a hibát a tudomány még egyszer nem fogja elkövetni.
A fertőzés lépései
5.-es biológiakvíz: hány veséje van egy embernek? – 10 kérdés az emberi testről
Ahhoz, hogy megfejtsük a SARS-CoV-2 sikerének titkát, meg kell értenünk, hogy mit csinál. A vírus rajzával már szinte mindenki találkozott, hiszen annyit szerepelt a médiában az utóbbi időben. Úgy néz ki, mint egy tüskés golyó. A vírus testét különböző fehérjék alkotják, és beburkolják a magjában lévő örökítőanyagot. A burok felszíne fölé kinyúló tüskék vagy csápok felismerik a sejtjeink felszínén található ACE2 nevű fehérjét, amelyhez hozzáragadnak. Ez a fertőzés első lépése. A SARS-CoV-2 csápjainak körvonalai teszik lehetővé, hogy sokkal erősebben tapadjon az ACE2-hez, mint a klasszikus SARS-vírus, és ez lehet az oka, hogy könnyen terjed az emberek között. Angela Rasmussen, a Columbia Egyetem kutatója szerint ugyanis általában véve minél szorosabb a kötés, annál kevesebb vírusra van szükség a fertőzés elindításához.
Van egy másik fontos tulajdonsága is kórokozónak. A tüskéi két összekapcsolt félből állnak. A tüske akkor aktiválódik, amikor a feleket elválasztják, csak akkor léphet be a vírus a megtámadott sejtbe. A klasszikus SARS esetében ez a szétválasztás csak némi nehézség árán történt meg. De a SARS-CoV-2-ben a két felet összekötő hidat egy furin nevű enzim segítségével könnyen el lehet vágni. Szerencsétlenségünkre ezt az enzimet az emberi sejtek állítják elő, és ami további komoly baj, hogy számos szövetünkben megtalálható. Ebben látja Kristian Andersen, a Scripps transzlációs genetikai intézet kutatója SARS-CoV-2 sikerhez vezető különleges képességeit.
A legtöbb légzőszervi vírus általában vagy a felső vagy az alsó légutakat fertőzi meg. Egy felső légúti fertőzés általában könnyebben terjed, de többnyire enyhébb lefolyású, míg az alsó légúti fertőzés nehezebben terjed, de súlyosabb betegséget okoz. A SARS-CoV-2 úgy tűnik, hogy megfertőzi mind a felső, mind az alsó légutakat, talán azért, mert ki tudja használni a mindenütt jelen lévő furint. Ez a képesség amellett, hogy megnehezíti a betegség kontrollálását, valószínűleg azt is megmagyarázza, hogy a vírus miért terjedhet az emberek között a tünetek megjelenése előtt. A fertőzés kezdetben csak a felső légutakra korlátozódik, mielőtt mélyebbre jutna, és súlyos tüneteket okozna. De ez csak egyelőre spekuláció, a SARS-CoV-2 biológiájának nagy része továbbra is rejtély.
A világjárvány kezdete óta a vírus nem sokat változott. A dokumentált több mint 100 mutáció közül egyik sem vált dominanssá, ami arra vall, hogy ezek nem voltak fontos fejlemények. "A vírus figyelemre méltóan stabil, tekintettel a megnövekedett fertőzésszámra. Ennek az a magyarázata, hogy a víruson nincs nyomás, nem kell javítania a fertőzőképességén, hiszen jelenleg is nagyszerűen működik, elterjedt az egész világon" - állítja Lisa Gralinski, az Észak-karolinai Egyetem járványszakértője.
A kutatóknak arról is van elképzelésük, hogy az új koronavírus mit okoz a megfertőzött emberek szervezetében. A testbe való behatolása után valószínűleg megtámadja az ACE2-t hordozó sejteket, amelyek a légutakat vonják be. A pusztuló sejtek felhalmozódnak, és a maradványaik megtöltik a légutakat, ezekhez tapadva a vírus mélyebbre jut a szervezetben, és egyre közeledik a tüdő felé. A fertőzés előrehaladtával a tüdő eltömődik elhalt sejtekkel és folyadékkal, megnehezítve a légzést. (Az újabban detektált tünetek alapján a vírus lehet, hogy megfertőzi az ACE2-hordozó sejteket más szervekben, például a belekben és az erekben is.)
Elszabaduló immunválasz
Az immunrendszer aktiválódik a kórokozók visszaszorítása érdekében, ez okozza a gyulladást és a lázat. Szélsőséges esetekben az immunrendszer megvadul, és több kárt okoz a szervezetben, mint maga a vírus. Például az erek utat engedhetnek a védekező sejteknek, hogy gyorsan elérjék a fertőzés helyét. Ez lehet jó, de ha az erek túlságosan szivárognak, akkor a tüdő még inkább megtelik folyadékkal. E káros túlreagálásokat citokin-viharoknak nevezik. A jelenséget az orvosok jól ismerik a járványokból, hiszen sok halálesetért ez a jelenség volt felelős a spanyolnátha-, a H5N1 madárinfluenza - és a SARS-járvány idején is. Valószínűleg hasonló a helyzet a COVID-19 legsúlyosabb eseteinél is. "A vírusoknak időre van szükségük, hogy alkalmazkodjanak az emberi gazdaszervezethez. Először csak vaktában próbálkoznak velünk, és hajlamosak feléleszteni ezeket az immunválaszokat" - jegyezte meg Akiko Iwasaki, a Yale Egyetem orvosi karának szakértője.
Egy citokin-vihar idején az immunrendszer nem csak begorombul, hanem általában kilép a működési szabályai alól, és cél nélkül mindent megtámad. Amikor ez megtörténik, az emberek hajlamosabbá válnak a baktériumfertőzésekre. A vihar a tüdőn kívül más szerveket is érinthet, különösen, ha az érintetteknek már vannak krónikus betegségei. Ez megmagyarázhatja, hogy egyes COVID-19 betegek miért küzdenek különféle komplikációkkal, például szívproblémákkal és szekunder fertőzésekkel.
A többség miért ússza meg?
De miért esik át a COVID-19-en az emberek egy része könnyedén, míg mások életüket is veszíthetik a betegsgben. Az életkor ebben fontos tényező, mert az idős emberek gyengébb immunrendszere nem képes hatékony kezdeti védelmet adni. A gyermekeket eközben azért érinti kevésbé súlyosan a kór, mivel immunrendszerük valószínűleg nem kelt citokin-viharokat. De más tényezők - például a genetika, az egyedi immunrendszer szeszélyei, a támadást intéző vírusok mennyisége, a szervezet többi mikrobája - szintén szerepet játszhatnak. Iwasaki szerint általánosságban elmondható, egyelőre rejtély, hogy egyes embereknél miért enyhe lefolyású a betegség, míg ugyanabban a korcsoportban mások súlyos tünetekkel küzdenek.
"A félelmetes az, hogy nem tudjuk, hány ember kap normál koronavírus-fertőzést évente. Nincs olyan koronavírus-megfigyelő hálózat, mint az influenza esetében. Nem tudjuk, miért tűnnek el az évszakoknak megfelelően, vagy hová mennek olyankor. Nem tudjuk, hogyan változnak ezek a vírusok évről évre. Ha nem tanulunk ebből a világjárványból, hogy jobban megértsük ezeket a vírusokat, akkor nagyon-nagy bajba kerülhetünk" - jelentette ki Matthew Frieman, a Marylandi Egyetemi orvosi karának kutatója a The Atlanticnak .
