Mikrobiolog: Začátek epidemií bývá prudší, ale časem se virus „zklidní“, aby nezničil svého hostitele
Těsně poté, co virus překoná mezidruhovou bariéru a přesedlá na člověka, bývá průběh jím způsobené nemoci těžší. S postupnou adaptací se pak jeho chování většinou zmírní, říká mikrobiolog, doc. Ivo Rudolf z Ústavu biologie obratlovců AV ČR v Brně.
Které jsou nejznámější zoonózy, tedy onemocnění přenášená ze zvířat na člověka?
V současnosti jich je popsáno několik set a z pohledu závažnosti jich až 75 % tvoří tzv. emergentní nákazy, což jsou často nákazy úplně nové, mezi které lze zařadit i onemocnění COVID-19. Pro zajímavost, mezi nejznámější virové zoonózy řadíme např. vzteklinu, klíšťovou encefalitidu, horečku dengue, žlutou zimnici, hantavirózy, viry hemoragických horeček jako ebola či marburg a mnoho dalších.
Co všechno musí virus udělat, aby mohl přesedlat ze zvířete (třeba z netopýra) na člověka?
Způsobů přenosu existuje celá řada. V zásadě je můžeme rozlišit na přenos přímý, mezi který řadíme přenos pokousáním či poškrábáním (vzteklina), kontaktem s tělesnými tekutinami (ebola), pohlavním stykem (HIV, zika) a na přenos nepřímý, kam řadíme infekce přenášené aerosolem (hantavirózy), alimentární přenos z vody či potravin (virus hepatitidy E) nebo přenos tzv. vektory, především klíšťaty nebo komáry (virus západonilské horečky).
Jakou roli hrají v tomto přenosu virů jejich receptory?
Ty hrají samozřejmě klíčovou roli a jsou zodpovědné za specifické navázání viru na hostitelskou buňku. Pokud virus nemá specifický receptor k vazbě na hostitelskou buňku, nemůže se na ni navázat a posléze vstoupit do buňky. V případě zoonóz a mezidruhového přenosu dochází často právě ke spontánním mutacím i v tzv. receptorových vazebných doménách, které následně umožňují pevnou vazbu viru k hostitelským buňkám a přechod do nového hostitele. Tak tomu pravděpodobně bylo i u nového koronaviru, kde v důsledku mutací a přirozené selekce došlo k tzv. spilloveru, přenosu původně netopýřího viru na člověka s vysokou afinitou (schopností infikovat) právě k buňkám plicní tkáně.
Jaké jsou různé epidemiologické modely chování viru, který se už přenáší z jednoho člověka na druhého? Čím je například dáno, jestli bude „jednorázový“, nebo sezónní?
Je zajímavé, že většina zoonotických virů se běžně nepřenáší z jednoho člověka na druhého, člověk funguje jako tzv. slepý článek, který se nakazí v přírodním ohnisku nákazy od infikovaného zvířete nebo krev sajícího hmyzu, kteří jsou dlouhodobými rezervoáry viru v přírodě. Jen zlomek zoonóz se dál přenáší mezi lidmi a mezi ně řadíme viry krvácivých horeček ebolu a marburg, koronavirózy SARS či MERS nebo vysoce patogenní varianty ptačí chřipky (H5N1). Viry, které mají typický sezónní výskyt a snadno se přenáší mezi lidmi, nazýváme antroponózami a řadíme sem klasickou chřipku nebo dětské exantémové nákazy, jako jsou spalničky, spála či zarděnky. Mezi sezónní virové nákazy také řadíme onemocnění přenášená například klíšťaty a komáry, která jsou vázána na letní období. Antroponotické nákazy jsou dlouhodobě vázány na člověka a bývají vysoce nakažlivé (např. spalničky), obvykle jsou ale svým průběhem méně závažné než zoonózy a můžeme jim předcházet očkováním.
Jakým způsobem se viry adaptují na život s lidmi? Jaké vlastnosti musí mít virus, aby v lidské populaci, potažmo zvířecí populaci vydržel dlouhodobě?
Aby virus mohl dlouhodobě cirkulovat v lidské populaci, musí se umět adaptovat. To je samozřejmě dlouhodobý koevoluční proces, kdy dochází k vzájemným interakcím mezi imunitním systémem hostitele a daným virem. Různé skupiny virů si samozřejmě v průběhu koevoluce s lidským pokolením vytvářejí rozličné strategie, jak se úspěšně vyhnout vlastní likvidaci. Například DNA herpetické viry (neštovice) umí dlouhodobě přežívat v tzv. latentním stavu, kdy neprobíhá klinická forma onemocnění, avšak v průběhu času se mohou opětovně reaktivovat. Retroviry, původci HIV, patří zase mezi tzv. perzistentní infekce, kdy dochází k velmi omezenému, avšak stálému množení. Některé arboviry, jako například virus zika, se zase umí adaptovat na nové komáří přenašeče. K tomu došlo při epidemii ziky v Indickém oceánu.
Dokážeme dnes pomocí genetické analýzy vystopovat historii našich virů?
Ano, pomocí moderních genetických nástrojů a přidružených fylogenetických analýz opravdu dokážeme vystopovat evoluční historii řady virových nákaz včetně mapování koevolučních vztahů virů a jejich přirozených hostitelů (nejčastěji obratlovců). Pomocí tzv. molekulárních hodin šlo vystopovat evoluční historii viru ‚španělské‘ chřipky, hepatitidy B nebo HIV.
Jak je to s ostatními koronaviry? Existují i neškodné druhy, s nimiž se potkáváme běžně?
Koronaviry jsou velmi různorodou skupinou RNA obalených virů, které jsou schopny infikovat kromě člověka i další skupiny obratlovců (např. ptáky, netopýry, hlodavce či kopytníky). Kromě původců SARS a MERS bývají koronaviry u člověka původci spíše mírných respiračních, ale i gastrointestinálních (žaludečních a střevních) infekcí, které však pro svoji relativní neškodnost běžně nebývají diagnostikovány. Je zajímavé, že na základě genomických analýz se usuzuje, že všechny dosud známé lidské koronavirové infekce mají zoonotický původ a netopýři jsou asi nejvýznamnějším zdrojem. Za zmínku také stojí veterinárně významná prasečí nákaza způsobená koronavirem SADS-CoV, která se objevila nedávno (v roce 2016) a pravděpodobně došlo opět k přenosu z netopýrů. Nákaza tehdy u mladých prasat v Číně dosahovala vysoké smrtnosti.
Mohou se v rámci jednoho druhu viru běžně vyskytovat různě „drsné“ kmeny, jako například u eboly, kde některé kmeny zabily polovinu nakažených pacientů, kdežto jiné až 9 z 10?
Je to celkem běžné, u jednoho patogenního viru můžeme díky mutacím a přirozenému selekčnímu tlaku sledovat celou škálu od téměř nepatogenních po silně patogenní varianty.
Platí pravidlo, že virus, který se přestěhuje na člověka, bývá zpočátku „drsnější“, s vyšší smrtností, a jak se postupně adaptuje na lidského hostitele, stane se mírnějším?
Ano, zpravidla hned po překonání mezidruhové bariéry a setkání viru s tzv. imunitně naivní populací nového hostitele bývají virové kmeny velmi virulentní. Tohoto jevu jsme byli svědky celkem nedávno při expanzi do té doby neznámého viru zika v jižní Americe a Tichomoří. V historickém kontextu můžeme vzpomenout i zavlečení viru pravých neštovic mezi obyvatele Jižní Ameriky nebo introdukci viru žluté zimnice z Afriky do Ameriky na lodích s otroky. V případě, že virus tzv. „projde“ populací a ta získá alespoň částečnou kolektivní imunitu, obvykle dojde i ke zpomalení jeho cirkulace, snížení nakažlivosti a následné adaptaci. Pro virus se zdá být samozřejmě evolučně výhodné nezlikvidovat svého hostitele.
Jaké jsou podle vás možné modely pro nový koronavirus?
Veškeré předpovědi bych v tuto chvíli považoval za velmi nepřesné – jde trošku o věštění z křišťálové koule. Jedná se globálně o zcela novou nákazu a my teprve sbíráme data o patogenezi viru, jeho šíření, epidemiologii, kontrole a samozřejmě možné léčbě či návrhu účinné a bezpečné vakcíny. Co víme, je, že jde o velmi nakažlivý virus s relativně vysokou smrtností, který se s bezprecedentní rychlostí šíří lidskou populací. Nastavená karanténní opatření jsou zcela na místě. Zda tento virus časem vymizí z populace, jako se to stalo před lety v případě onemocnění SARS, stane se sporadickou nákazou, nebo dojde k promoření části populace a virus se stane vedle chřipky další sezónní respirační nákazou, dnes neodhadnou ani přední světoví virologové a epidemiologové. Matematické modely nabízejí širokou škálu scénářů – od relativně optimistických až po katastrofické. Dle mého názoru uvidíme začátkem léta, zda se Evropě podaří přísná karanténní opatření zvládnout a virus zpomalí svoji cirkulaci, zda v důsledku mutací oslabí. Jistým vodítkem by mohl být i další vývoj situace v Číně či dnes těžce zkoušené Itálii.
Jaká válka nás čeká v budoucnu? Na co bychom se měli připravit? Jak dlouho potrvá současné pandemie? Přečtěte si rozhovor se Soňou Pekovou v novém tištěném Reflexu >>>
