Vargu ar įvairūs pavojai gyvybei Žemėje yra naujiena. Gerą pusę amžiaus mes gyvenome branduolinio armagedono šešėlyje. Šiandien ši grėsmė po truputį traukiasi, bet jos vietą užima nauji rūpesčiai.

Globalinis atšilimas, masiniai atogrąžų miškų kirtimai, pasaulio globalizavimas į savotišką vientisą, tarpusavio saitais supančiotą „miestelį“ ir vandenynų tarša bei neribota žvejyba – visa tai kelia pavojų biosferai. Todėl kyla neišvengiamas klausimas: ar naujų epideminių ligų atsiradimas kaip nors susijęs su žmonijos veiklos daroma įtaka pasaulinei ekologinei aplinkai? Galime grįžti prie koronaviruso pandemijos ir paklausti savęs: kodėl gi kyla tokie ligų protrūkiai, keliantys pavojų mūsų gyvenimui? Kol mes vis dar mėginame susitvarkyti su mirtina AIDS pandemija? Atrodytų, išmintinga susimąstyti, iš kur vis dėlto atsiranda tokie virusai kaip ŽIV-1 ir COVID-19. Kodėl išvis kyla tokių virusų protrūkiai šiais moderniais laikais? Ir kodėl atsiradę jie pasižymi tokia gąsdinančiai agresyvia elgsena? Ar galima tikėti, kad dėl per didelio žmonių skaičiaus, mums nuolat plečiant savo įtaką į anksčiau laukinei gamtai priklausiusius regionus bei dėl toksinių klimato kaitos ir biosferos užteršimo plastiku padarinių žmonių visuomenė nenumaldomai artėja prie egzistencinės krizės?

Įdomus ir ilgai trukęs virusų tyrimas – nuo to, kokie jie yra ir ką daro, iki gyvybiškai svarbaus vaidmens žmonijos istorijoje. Kas yra virusai? Ar jie turi genus? Ar jie egzistuoja pagal tuos pačius evoliucijos modelius, kaip ir augalai bei gyvūnai? Frankas Ryanas atsako į šiuos ir daugelį kitų klausimų, tyrinėdamas virusų sukeltas ligas – peršalimą, tymus, vėjaraupius, pūslelinę, kiaulytę ir raudonukę, taip pat mažiau pažįstamas ligas, tokias kaip pasiutligė, hemoraginė karštligė, Ebola, COVID-19 ir virusų sukeltas vėžys.

Knygoje pateikiama įdomių faktų apie virusų elgesį ir tai, kas skatina juos užkrėsti savo šeimininką – žmogų.

Knygos „Virusfera. Nuo slogos iki COVID-19: slaptasis virusų pasaulis“ viršelis.
Foto: Knygos viršelis

Trumpai apie autorių

Frankas Ryanas yra gydytojas konsultantas ir novatoriškas evoliucijos biologas Šefildo universitete. Jis yra perkamiausias „Užmiršto maro“ – „New York Times“ metų knygos – „Paslaptingo žmogaus genomo pasaulio“, „Virusferos“ ir daugelio kitų knygų autorius. Ryanas buvo paskirtas garbės tyrėju Šefildo universiteto Gyvūnų ir augalų mokslų katedroje, nes turi aiškų tikslą – plėtoti savo evoliucijos koncepcijas ir padėti evoliucijos mokslą paversti medicina. Jis yra Karališkojo gydytojų koledžo, Karališkosios medicinos draugijos ir Londono Linneano draugijos narys.

PortalasDelfipateikia knygos „Virusfera. Nuo slogos iki COVID-19: slaptasis virusų pasaulis“ ištrauką:

1918 metų rudenį Europoje, Amerikoje ir kai kuriuose Azijos regionuose įvyko pandeminio gripo protrūkis ir praskriejo per vis dar Pirmojo pasaulinio karo siaubų išsekintus žemynus. Ir nors tai buvo pasaulinio lygio epidemija, ją imta vadinti ispaniškuoju gripu. Ispanijoje žiniasklaidos nepaveikė karinio laikotarpio cenzūra. O kitose šalyse, tokiose kaip Jungtinė Karalystė, Vokietija, Jungtinės Valstijos bei Prancūzija, buvo siekiama išlaikyti aukštą kariuomenės ir taikių piliečių moralę, sąmoningai sumažinant mirusiųjų nuo gripo skaičius žiniasklaidos pranešimuose.

Šiais laikais mes galbūt atsainiai žiūrėtume į tokią cenzūrą. Tačiau privalome nepamiršti, kad ši pandemija kėlė didžiulį pavojų gyvybei, o vakcinos jai sustabdyti, kaip ir antivirusinių vaistų užsikrėtusiesiems gydyti, niekas neturėjo. Dar verta paminėti ir tai, kad tų laikų medicinos specialistai informacijos apie šį protrūkį sukėlusį gripo virusą turėjo labai nedaug, nes apie DNR dar nežinota, o ir elektroninis mikroskopas dar nebuvo išrastas. Dėl tokio žinių ir supratimo trūkumo netaikytos netgi pačios elementariausios priemonės gripo epidemijos plitimui sutramdyti: fotografijose užfiksuota, kaip daugybė sergančių kareivių sutalpinta atvirose ligoninės palatose, jų lovos sustumtos viena šalia kitos. Neatrodė, kad imtasi kokių nors atsargumo priemonių – nei pacientai, nei ligoninės personalas nedėvėjo netgi paprasčiausių veido kaukių. Vien susirgti gripu bet kokiu atveju yra nemalonu. O pakliūti po virulentiška pandemijos banga, kol mėgini tarnauti savo tautai kare, greičiausiai atrodė kaip žodžiais neapsakomas išbandymas. Mezo–Argono puolimas buvo lemiama kova Vakarų fronte. Jame dalyvavo apie 1,2 milijono karių, ir tai buvo bene didžiausias fronto pajėgų pasišventimas tikslui Amerikos karybos istorijoje. Šiame mūšyje daugiau nei 26 000 amerikiečių kareivių paaukojo gyvybę. Amerikos istorijoje tai buvo vienintelis tokio didelio masto susirėmimas. Deja, kaip tik su šiuo mūšiu sutapo ir didysis 1918 m. gripo pandemijos Europoje protrūkis. Ši liga JAV armijos paruošiamosiose karo stovyklose nusinešė maždaug 45 000 kareivių gyvybių.

Pandeminis gripas kelia daug problemų. Laimei, su juo susiduriama daug rečiau nei su sezoniniais protrūkiais, tačiau kai tai nutinka, jo keliama grėsmė būna visokeriopai didesnė.

Ar kada nors galėsime visai išnaikinti pandeminį gripą ir jo keliamą grėsmę specialiai šiam tikslui sukurtomis vakcinavimo programomis, kaip atsikratėme raupų? Deja, nors vakcinos greičiausiai padės vis geriau apsisaugoti, o naujoviški antivirusiniai vaistai pagerins ligos gydymo galimybes, visiškai išnaikinti gripą yra labai mažai tikėtina. Raupų sugebėjome atsikratyti, nes žmogus buvo vienintelis natūralus šio viruso rezervuaras. O štai gripo virusams mes nesame vieninteliai. Natūralus gripo viruso rezervuaras pasaulyje yra vandens paukščiai. Laukinės antys ir kiti panašūs paukščiai teikia „prieglobstį“ maždaug 14-kai skirtingų H antigenų. Baugu net pagalvoti, bet tai reiškia, kad šiame natūraliame genų banke jau egzistuoja potencialių naujų pandeminių gripo atmainų. Visi šie skirtingi gripo virusai dauginasi laukinių paukščių virškinamajame trakte, iš kurio su ekskrementais patenka į vandens ekosistemas.

2017 m. H7N9 paukščių gripas sugrįžo ir būtent tais metais ši liga nusinešė daugiausia gyvybių nuo 2013-ųjų, kai ji pirmą kartą buvo užfiksuota. Kinijoje 714-kai žmonių ji sukėlė sunkių ligų: mirė vienas iš trijų užsikrėtusiųjų. Jeigu kada nors įvyks naujos pandeminės influenza viruso atmainos protrūkis, prasidės lemtingos lenktynės su laiku. Jų tikslas – kaip galima greičiau pasitelkti tinkamus naujojo viruso antigenus ir sukurti efektyvią prevencinę vakciną. Pandeminės viruso atmainos atveju pasaulis turėtų tik keletą mėnesių tam, kad iš anksto paruoštų, sukurtų ir išplatintų naują veiksmingą vakciną nuo greitai išplisiančio viruso. Todėl mokslininkų prognozių tikslumas ir sparta yra be galo svarbūs faktoriai sprendžiant šį visuotinį gyvybės ir mirties klausimą.

Gripas
Foto: Shutterstock

2002 m. Guangdongo provincijoje Kinijoje kilo visiškai kitokia virusinė grėsmė – vadinamasis sunkus ūmus respiracinis sindromas, arba SŪRS. Iš tiesų SŪRS infekciją sukelia ne influenza virusas, o koronavirusas – SŪRS-CoV. Iki šios SŪRS epidemijos buvo žinoma, kad koronavirusai infekuoja gyvūnus bei paukščius ir sukelia į peršalimo panašius simptomus. O minėtasis SŪRS koronavirusas privertė visiškai kitaip pažvelgti į šią virusų rūšį, kai jis sukėlė į gripą panašų protrūkį: 37 skirtingose šalyse užsikrėtė 8 098 žmonės, iš jų 774 mirė, kol galiausiai ligos plitimas buvo sustabdytas vykdant agresyvias prevencines sveikatos apsaugos kampanijas.

Visa laimė, kad daugiau jokių kitų SŪRS epidemijų neužfiksuota nuo 2004-ųjų. Tačiau šią džiuginančią statistiką sudrumstė naujo koronaviruso – COVID-19 – protrūkis Uhano mieste. Šis įvykis buvo dabartinės pandemijos pranašas. Tad ką gi mes jau esame išsiaiškinę apie koronavirusus bei konkrečiai apie COVID-19? Koronavirusai sudaro visiškai atskirą virusų šeimą, kuri skiriasi nuo influenza virusų. Kaip ir gripo sukėlėjai, jie turi RNR koduojamą genomą, tačiau tai bene vienintelis panašumas. Influenza virusų genomas, arba paveldimoji informacija, yra mažas ir ganėtinai paprastos sandaros, o koronavirusai turi genomą, kuris yra didžiausias ir sudėtingiausias iš visų RNR pagrindu sudarytų virusų. Taigi koronavirusų biologinė ir genetinė sandara irgi yra daug sudėtingesnė. Jau išsiaiškinome, kad pandeminis gripas atsiranda dėl dviejų skirtingų viruso atmainų rekombinacijos tame pačiame šeimininke.

Tai reiškia, kad infekuotų individų imuninė sistema bus priversta kovoti su beveik visiškai nauju virusu. Turėdami sudėtingesnės sandaros genomus, koronavirusai išsivystė stebinamą potencialą vykdyti rekombinaciją kaip savo genetinės struktūros dalį. Tad du skirtingi koronavirusai gali ne tik rekombinuotis ir taip suformuoti naują atmainą, kaip tai daro gripo virusai, bet ir sugeba atlikti savo paviršiaus antigenų rekombinaciją, dviem atskiriems virusams nesusiliejant į vieną. Toks įspūdingas potencialas vykdyti evoliucinius pokyčius kartu su ypač dideliu užkrečiamumu suteikia COVID-19 „superviruso“ statusą, panašų į pandeminio gripo.

Koronavirusai perduodami iš vieno žmogaus kitam oro lašiniu būdu per iškosėtas daleles, kuriose yra milijardai virusų, o šias daleles įkvepia netoli infekuoto asmens esantys žmonės. Įkvėptas virusas gauna tiesioginę prieigą prie kvėpavimo takų gleivinės ląstelių. Čia paviršiaus dygliukai susilieja su pagrindiniais receptoriais ląstelių sienelėse – tai leidžia virusui įleisti savo genomą į užpultos ląstelės vidų.

Viruso plitimas
Foto: Shutterstock

COVID-19 infekcija yra labai panaši į gripą – ji lengvai plinta tomis sąlygomis, kai žmonės priversti būti netoli vienas kito: traukiniuose, automobiliuose, autobusuose, lėktuvuose, keleiviniuose laivuose, biuruose, mokyklose, užeigose, kavinėse, teatruose, koncertų salėse, stadionuose ir, žinoma, namie. Bet būtina nepamiršti, kad COVID-19 plinta ir antriniu, bet ne mažiau efektyviu keliu – infekuotiesiems nusikosėjus į delną ir tada palikus virusą ant aplinkos objektų paviršiaus, pavyzdžiui, ant durų rankenų, turėklų ir konstrukcijų transporto priemonėse, kompiuterio klaviatūros, mobiliųjų telefonų ir begalės kitų paviršių. Atitinkamas tyrimas parodė, kad COVID-19 aerozoliuose išlieka aktyvus ir užkrečiamas iki 3 valandų, ant kartono – iki 24 valandų, o ant plastiko ir nerūdijančiojo plieno – net iki 72 valandų. Šiuo antriniu užsikrėtimo keliu virusas plinta, kai paliečiamos lūpos, burna, nosis, akys. Taip šis virusas gauna prieigą prie kvėpavimo takų ir plaučių.

Tad iš kurgi atsirado šis naujas gąsdinantis virusas? Pirmajame paviešintame moksliniame straipsnyje apie COVID-19 kinų gydytojai atskleidė, kad apie 70 procentų susirgusiųjų lankėsi Hubėjaus provincijoje esančiame Uhano miesto maisto turguje, kuriame įprastas reiškinys – nelegali prekyba „gyvąja mėsa“. Laukiniai gyvūnai sumedžiojami ir gyvi atgabenami į turgų, kur ir paskerdžiami, kad mėsa visada būtų šviežia. Galima tik pamėginti įsivaizduoti tuos įbaugintus gyvūnus, daugiausia žinduolius: jie per prievartą laikomi nedideliu atstumu vienas nuo kito bei netoli žmonių – toks artimas kontaktas laukinėje gamtoje paprasčiausiai neįmanomas.

COVID-19 atveju net ir tie individai, kurie patiria tik lengvus simptomus arba jų nepatiria išvis, gali perduoti virusą netoliese esantiems žmonėms. Infekuotieji pradžioje susiduria su inkubaciniu periodu, kuris trunka iki 14-kos dienų, o kartais ir ilgiau. Bet virusui viskas nesiklosto taip jau lengvai. Nuo pat šios virusinės invazijos pradžios žmogaus imuninė sistema ima vis stipriau kovoti su įsibrovėliu. Skaudama gerklė, karščiavimas, drebulys, bendra prasta savijauta ir galvos, galūnių bei nugaros skausmai – visa tai yra įprasti ankstyvieji ligos požymiai. Lengvesniais atvejais ši liga po tokio prodrominio laikotarpio nebeprogresuoja, kaip ir panašios gripo eigos metu. Tačiau COVID-19, kitaip nei gripas, vaikams sukelia ne tokį stiprų negalavimą, o vyresniems žmonėms gali kelti realų pavojų. Sunkesniais ligos atvejais kūno temperatūra šokteli net iki 39 °C, o tai skatina stiprų prakaitavimą. Dar grėsmingesnis ir labiau gąsdinantis simptomas – dusulys, kuris gali reikšti besivystančią virusinę pneumoniją. Per šį ligos raidos etapą pacientas jau yra išsekintas toksemijos. Apytikriai 20 procentų atvejų ši virusinė pneumonija praneša apie prasidėjusią gyvybei pavojingą ligos stadiją – neveiksmingi tiek antibiotikai, tiek ir daugelis žinomų antivirusinių medikamentų. Bet ir vėl ironiška, kad kai kurie iš šių išplitusios infekcijos simptomų ir požymių nėra tiesioginis viruso, puolančio mūsų kvėpavimo takų ląsteles, poveikis – juos sukelia nuožmiai su infekcija kovojantis organizmo imunologinis atsakas. Įsibrovęs virusas išprovokuoja baltuosius kraujo kūnelius, vadinamus makrofagocitais ir neutrofilais, brautis į užkrėstus audinius. Šios ląstelės paskelbia pavojų gamindamos citokinais ir chemokinais vadinamas chemines medžiagas, kurios kovai su virusais pritraukia pastiprinimą, taip pat ir T limfocitus, dar vadinamus ląstelėmis kareiviais.

Asociatyvi nuotr.
Foto: Shutterstock

Ir išties žodis „kova“ čia puikiai tinka – šie kareiviai žudo infekuotas mūsų kūno ląsteles. Tokių žudynių vietoje susidaro stiprus uždegimas, ima veržtis gleivės, kurios užkemša kvėpavimo takus ir sukelia kosulį. Ir nors virusas įprastai nepatenka už kvėpavimo takų srities ribų, tie patys cheminiai pavojaus pranešimai pasiekia kraujotaką ir sukelia karščiavimą, galvos skausmus, liguistą nuovargį ir nemalonų raumenų maudimą. Galbūt sunku patikėti, kad organizmo kareiviai žudo mūsų ląsteles. Bet nenuginčijama, jog dėl nusilpusio T ląstelių funkcionavimo (pavyzdžiui, vyresnio amžiaus žmonėms arba ligoniams su prasta imunine sistema) liga gali komplikuotis ir tęstis ilgiau. O labai nedidelei daliai sergančiųjų virusas gali sukelia virusinę pneumoniją arba antrinį bakterinį plaučių uždegimą – tai kelia pavojų gyvybei.

Guodžia tik tai, jog dauguma individų, užsikrėtusių COVID-19, kaip ir sezoninio gripo atveju, patiria lengvesnę ligos formą ir galiausiai visiškai pasveiksta be būtinybės hospitalizuotis. Tačiau nederėtų atmesti ir galimų rimtų susirgimų mažai daliai užsikrėtusiųjų, tarp kurių gali būti bet kokio amžiaus žmonės ir netgi įprastai sveikata nesiskundžiantys asmenys. Skaudu, kad ši virusinė liga pasirodė esanti itin pavojinga vyresniems bei susilpnėjusį imunitetą turintiems žmonėms. Tokiais atvejais kyla nemaža rizika, kad ligonius visgi teks hospitalizuoti, o mirtingumo lygis būna gana didelis.