12 kwietnia 2021

Największe pandemie świata 

COVID-19 pojawił się w lokalnych szpitalach w Wuhan pod koniec 2019 roku. Już w połowie stycznia wirus rozprzestrzenił się w całych Chinach. Natomiast w drugiej połowie lutego ogniska zakażeń wybuchły w Korei Południowej, we Włoszech oraz w Iranie. 11 marca 2020 roku Światowa Organizacja Zdrowia ogłosiła pandemię COVID-19, a dwa dni później podała, że Europa stała się epicentrum. 

Na podstawie objawów klinicznych, badań krwi i zdjęć radiologicznych klatki piersiowej, choroba ta została zdiagnozowana przez lekarzy jako wirusowe zapalenie płuc. Wstępne badania epidemiologiczne wykazały, że większość podejrzanych przypadków była związana z obecnością osób zakażonych na lokalnym rynku owoców morza Huanan, tak zwanym mokrym rynku. 

Początkowe badania genomu koronawirusa SARS CoV-2 wskazywały na to, że pochodzi on z kolonii nietoperzy z gatunku Rhinolophus affinis, który żyje w prowincji Yunnan oddalonej od Wuhan o ponad 1000 km. Według ekspertów WWF bardziej prawdopodobna jest wersja, że mógł zostać przekazany ludziom przez gospodarza pośredniego. Jedna z tez głosi, że gospodarzem pośrednim mógł być łuskowiec (zwany też pangolinem), który jest najczęściej przemycanym ssakiem na świecie.
Wniosek dotyczący pochodzenia wirusa z tak zwanych mokrych targów został zakwestionowany, ponieważ w najwcześniejszym przypadku nie odnotowano związku ze wspomnianym rynkiem. Ponadto stwierdzono, że co najmniej dwa różne szczepy SARS-CoV-2 wystąpiły kilka miesięcy wcześniej, zanim oficjalnie zgłoszono COVID-19. Ostatnio przeprowadzona analiza fitoepidemiologiczna sugeruje, że SARS-CoV-2 na mokrym targu Huanan mógł pochodzić z innych miejsc. 

Genom koronawirusa SARS-CoV-2 został szybko sekwencjonowany przez chińskich naukowców. Porównawcze analizy wykazały, że koronawirus SARS-CoV-2 należy do grupy betakoronawirusów i jest bardzo zbliżony do SARS-CoV, czyli koronawirusa odpowiedzialnego za zespół ciężkiej ostrej niewydolności oddechowej (SARS). Ze względu na podobieństwo do SARS-CoV, nowy koronowawirus został nazwany SARS-CoV-2

Koronawirus SARS-CoV pojawił się w listopadzie 2002 roku, w chińskiej prowincji Guangdong i rozprzestrzenił się na 29 krajów. Zarejestrowano wtedy 8 089 przypadków, w tym 774 zgony. W przypadku SARS-CoV rezerwuarem wirusa były nietoperze z rodzaju Rhinolophus. Jako pośredniego gospodarza między nietoperzami a ludźmi zidentyfikowano cywety. Od tego czasu wykryto wiele betakoronawirusów, w większości u nietoperzy. Jednym z takich wirusów jest RaTG13, wyizolowany z nietoperza z gatunku Rhinolophus affinis. Porównanie genomów koronawirusa SARS-CoV-2 i RaTG13 pokazało, że są one do siebie podobne w 96%. Wyniki te wskazują, że nietoperze, a zwłaszcza gatunki z rodzaju Rhinolohus, stanowią rezerwuar koronawirusów SARS-CoV i SARS-CoV-2. 

Rezerwuarem wirusa może być jeden lub kilka gatunków zwierząt, które nie są lub tylko w niewielkim stopniu są wrażliwe na wirusa, którego są gospodarzem. Brak objawów choroby świadczy o skuteczności ich układu odpornościowego. Ale nie tylko nietoperze są potencjalnym gospodarzem koronawirusa SARS-CoV-2. 7 lutego 2020 roku naukowcy odkryli u łuskowców wirusa, który według pierwszych badań miał 99%  zgodności genowej z koronawirusem SARS-CoV-2. Dalsze badania wykazały jednak, że genom koronawirusa wyizolowanego z malezyjskich łuskowców jest podobny do SARS-CoV-2 jedynie w 90%. Oznacza to, że wirus, który został wyizolowany z łuskowców nie jest odpowiedzialny za obecnie panującą epidemię COVID-19. Naukowcy odkryli jednak, że koronawirus z łuskowca i SARS-CoV-2 są niemal identyczne (99% zgodności) w określonym rejonie białka S, co odpowiada 74 aminokwasom zaangażowanym w domenę wiążącą receptor ACE, który pozwala wirusowi wejść do ludzkiej komórki i ją zarazić. Genom koronawirusa RaTG13 izolowany z nietoperza jest wysoce rozbieżny w tym specyficznym fragmencie. Porównania genomowe, nad którymi pracują naukowcy sugerują, że koronawirus SARS-CoV-2 jest wynikiem rekombinacji dwóch różnych koronawirusów – jednego zbliżonego genomem do RaTG13, a drugiego podobnego do wirusa odkrytego u łuskowców. 

Rekombinacja prowadzi do powstania nowego koronawirusa, potencjalnie zdolnego do zarażenia nowego gatunku gospodarza. Aby rekombinacja mogła nastąpić, dwa wirusy musiały jednocześnie zarazić ten sam organizm. Mimo niejasności związanych z pochodzeniem wirusa od konkretnych gatunków zwierząt, naukowcy są zgodni co do naturalnego pochodzenia wirusa jako choroby odzwierzęcej. 

Choroby odzwierzęce, czyli zoonozy to choroby, które są roznoszone przez zwierzęta lub przenoszą się na człowieka poprzez kontakt bezpośredni ze zwierzęciem albo poprzez surowce pochodzenia zwierzęcego. Zdarza się również, choć rzadziej, że do ich przeniesienia dochodzi drogą powietrzną. Lista chorób odzwierzęcych jest dość długa, należą do nich między innymi: argentyńska gorączka krwotoczna, babeszjoza, bąblowica, boliwijska gorączka krwotoczna, borelioza, brazylijska gorączka krwotoczna, bruceloza, chlamydofiloza, choroba Chagasa, choroba kociego pazura, choroba lasu Kyasanur, choroba skokowa owiec, choroby odkleszczowe, denga, dżuma, giardioza (lamblioza), gorączka doliny Rift, gorączka krwotoczna Ebola, gorączka krwotoczna krymsko-kongijska, gorączka Lassa, gorączka Oropouche, gorączka plamista, gorączka Q, gorączka Zachodniego Nilu, gruźlica człowieka, hantawirusowy zespół płucny, jersinioza, kleszczowe zapalenie mózgu, krowianka, leptospirozy, listerioza, nosacizna, omska gorączka krwotoczna, ornitoza, ospa małpia, ospa rzekoma krów, ospa owcza, porażenie kleszczowe, pryszczyca, ptasia grypa, różyca, surra, szczurza gorączka, świńska grypa, tasiemczyca, toksokaroza, toksoplazmoza, tularemia, tyfus plamisty, wąglik, wenezuelska gorączka krwotoczna, wścieklizna.

Zoonozą o katastrofalnych skutkach dla ludności Europy była dżuma, wywoływana przez bakterię Pasteurella pestis, przenoszoną z naturalnych żywicieli — przede wszystkim szczury lub przez żywiciela pośredniego — pchły szczurze. Choroba ta stosunkowo rzadko występująca w Europie do ok. XII w., została zawleczona z endemicznych ognisk z terenu Azji w następstwie migracji ludności. Choroba może występować w dwóch postaciach: jako dżuma dymienicza lub jako postać płucna dżumy pojawiająca się jako następstwo dżumy dymieniczej albo w wyniku zakażenia kropelkowego od chorego człowieka. Choroba zaczyna się wysoką gorączką, suchym kaszlem, krwiopluciem. Przy braku odpowiedniego leczenia śmierć następuje w ciągu 2–5 dni. W tej drugiej postaci choroby przy braku leczenia śmiertelność wynosi 100%. Po zawleczeniu do Europy, dżuma występowała wielokrotnie w postaci wielkich epidemii (określanych nazwą zarazy morowej, morowego powietrza, czy też czarnej śmierci). Największe z tych epidemii występujące w XIV w. stały się przyczyną śmierci ponad 25% ludności ówczesnej Europy. Częstość epidemii w Europie stawała się stopniowo coraz rzadsza i ustąpiła w połowie XVIII w., występując od tego czasu głównie w Indiach, Chinach i niektórych rejonach Afryki. Wprowadzenie antybiotyków oraz szczepień ochronnych spowodowało ogromny spadek liczby zachorowań.

Z kolei w latach 1918–1919 wystąpiła pandemia grypy, określanej nazwą grypy hiszpańskiej, w wyniku której zmarło od 20 do 40 milionów ludzi. W wyniku prowadzonych współcześnie badań wnioskuje się, że źródłem wirusa grypy typu A (odpowiedzialnego za większość epidemii) są głównie dziko żyjące ptaki, z których wirus może przedostać się do ptactwa domowego, świń czy koni a nawet wielorybów. Początkowo człowiek ulega zakażeniu od dzikiego czy domowego ptactwa albo od świń. Dalsze zakażenia następują już na drodze kropelkowej od osób chorych. Badania epidemiologiczne wykazały, że grypa hiszpańska wzięła swój początek w wyniku przeniknięcia wirusa grypy do człowieka od świń. Dodatkowe badania wykazały, że obecnie istniejący wirus grypy typu A powstał około 150 lat temu jako wirus ptasi, który następnie uzyskał zdolność namnażania się w organizmach świń (ok. 1914 rok), a dalej zdolność do namnażania się w organizmie człowieka, doprowadzając w ten sposób do zapoczątkowania wspomnianej katastrofalnej epidemii grypy hiszpańskiej. Wirus został do Europy przeniesiony z USA przez żołnierzy amerykańskich udających się na front w czasie I wojny światowej.

Kolejne pandemie grypy wystąpiły w latach: 1957 (grypa azjatycka), 1968 (grypa Hongkong) i 1977 (grypa rosyjska), a większe epidemie w latach: 1948–49, 1952–53, 1965, 1973, 1985, 1995. W pierwszych dwóch przypadkach przyczyną wystąpienia kolejnej pandemii grypy było powstanie nowego typu wirusa grypy w wyniku rekombinacji pomiędzy istniejącym ludzkim typem wirusa grypy A i wirusami ptasimi, co jest określane nazwą „zmiany antygenowej wirusa”. Nowopowstające wirusy tracą swoją zjadliwość w wyniku nagromadzania się w nim mutacji (tzw. dryftu antygenowego), zmniejszając zasięg i ostrość kolejnych małych epidemii grypy występujących corocznie na całym świecie. 

Kolejna zmiana antygenowa wirusa doprowadziła do powstania zupełnie nowej formy wirusa i kolejnej pandemii grypy. W każdej z dużych pandemii występujących w drugiej połowie XX wieku w samych Stanach Zjednoczonych umarło ponad 50 tysięcy ludzi, a w mniejszych corocznie umiera około 10 tysięcy ludzi. Liczba ofiar śmiertelnych na całym świecie była wielokrotnie większa. Wszystkie pandemie grypy, jak i większe epidemie, biorą swój początek w południowo-wschodniej Azji, a źródłem nowych typów wirusów są zwykle ptaki (w tym domowe) i świnie. Każde pojawienie się nowego typu wirusa grypy u domowych kaczek, kur czy świń stanowi potencjalne niebezpieczeństwo wystąpienia nowej groźnej pandemii grypy. 

Kolejnym zagrożeniem, w którym czynnik chorobotwórczy jest zupełnie inny niż we wszystkich znanych do tej pory przypadkach, są choroby wywoływane przez priony. Priony są odpowiedzialne za wywoływanie schorzeń określanych ogólną nazwą encefalopatii gąbczastych, charakteryzujących się powolną degeneracją układu neurologicznego. U człowieka najbardziej znaną formą tego typu choroby jest choroba Creutzfeldta–Jakoba. Jej rozwój trwa zwykle wiele lat, charakteryzując się stopniową demencją z zaburzeniami widzenia, drgawkami mioklonicznymi, ataksją, a w wyniku całkowitego uszkodzenia mózgu, dochodzi do śmierci. Czynnikiem chorobotwórczym jest w tym przypadku szczególna forma (oznaczana jako PrPSc) występującego normalnie u człowieka białka oznaczanego jako PrPC. U osób chorych białko PrPSc odkłada się w formie agregatów na powierzchni komórek nerwowych, prowadząc do ich uszkodzenia. 

Podobne typy chorób były znane od kilkudziesięciu lat wśród owiec i kóz (jako tak zwana choroba „scrapie") oraz jako dosyć sporadycznie występująca choroba u bydła określana nazwą bydlęcej gąbczastej encefalopatii (BSE) lub popularną nazwą choroby szalonych krów. W 1986 w Wielkiej Brytanii zanotowano jej masowe występowanie u bydła mlecznego. Jak później wykazano, przyczyną tak masowego wystąpienia choroby było dodawanie do paszy bydlęcej białka pochodzącego z odpadów pozostających po przerobie owiec,  a w okresie późniejszym również białka pochodzącego z odpadów pozostających po przerobie mięsa bydlęcego. Taki typ karmienia krów spowodował przeniesienie owczego typu prionów do bydła i wywołanie objawów chorobowych. W latach 90. w Wielkiej Brytanii stwierdzono przeniesienie bydlęcej formy encefalopatii gąbczastej na człowieka. 


dr n. o zdr.  Mariola Borowska, Rzecznik Zdrowia PZU

Bibliografia:

  1. Li Q., Guan X., Wu P., Wang X., Zhou L., Tong Y., Ren R., Leung K.S.M., Lau E.H.Y., Wong J.Y., et al. Early Transmission Dynamics in Wuhan, China, of Novel Coronavirus–Infected Pneumonia. N. Engl. J. Med. 2020.
  2. Zhu N., Zhang D., Wang W., Li X., Yang B., Song J., Zhao X., Huang B., Shi W., Lu R., et al. A Novel Coronavirus from Patients with Pneumonia in China, 2019. N. Engl. J. Med. 2020. 
  3. World Health Organization Press Conference The World Health Organization (WHO) Has Officially Named the Disease Caused by the Novel Coronavirus as COVID-19. Available online: https://www.who.int/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019.
  4. Gorbalenya A.E., Baker S.C., Baric R.S., de Groot R.J., Drosten C., Gulyaeva A.A., Haagmans B.L., Lauber C., Leontovich A.M., Neuman B.W., et al. Severe acute respiratory syndrome-related coronavirus: The species and its viruses—A statement of the Coronavirus Study Group. bioRxiv. 2020.
  5. Huang C., Wang Y., Li X., Ren L., Zhao J., Hu Y., Zhang L., Fan G., Xu J., Gu X., et al. Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China. Lancet (Lond. Engl.) 2020;395:497–506. 
  6. Xiong C., Jiang L., Chen Y., Jiang Q. Evolution and variation of 2019-novel coronavirus. bioRxiv. 2020.
  7. Yu W., Tang G., Zhang L., Corlett R.T. Decoding evolution and transmissions of novel pneumonia coronavirus using the whole genomic data. ChinaXiv. 2020. 
  8. Zhou P., Yang X.L., Wang X.G., Hu B., Zhang L., Zhang W., Si H.R., Zhu Y., Li B., Huang C.L., et al. A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. Nature. 2020:1–4. 
  9. Weiss S.R., Leibowitz J.L. Coronavirus pathogenesis. Adv. Virus Res. 2011;81:85–164. 
  10. De Wilde A.H., Snijder E.J., Kikkert M., van Hemert M.J. Host Factors in Coronavirus Replication. In: Tripp R.A., Tompkins S.M., editors. Roles of Host Gene and Non-Coding RNA Expression in Virus Infection. Springer International Publishing; Cham, Switzerland: 2018. pp. 1–42. 
  11. Lu R., Zhao X., Li J., Niu P., Yang B., Wu H., Wang W., Song H., Huang B., Zhu N., et al. Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: Implications for virus origins and receptor binding. 
  12. Wu F., Zhao S., Yu B., Chen Y.-M., Wang W., Hu Y., Song Z.-G., Tao Z.-W., Tian J.-H., Pei Y.-Y., et al. Complete genome characterisation of a novel coronavirus associated with severe human respiratory disease in Wuhan, China. bioRxiv. 2020. 
  13. National Microbiology Data Center, http://nmdc.cn/coronavirus.
  14. General Office of National Health Commission. General Office of National Administration of Traditional Chinese Medicine [(accessed on 20 February 2020)];Diagnostic and treatment protocol for Novel Coronavirus Pneumonia. (Trial version 6).
  15. Van Doremalen N., Bushmaker T., Morris D.H., Holbrook M.G., Gamble A., Williamson B.N., Tamin A., Harcourt J.L., Thornburg N.J., Gerber S.I., et al. Aerosol and Surface Stability of SARS-CoV-2 as Compared with SARS-CoV-1. N. Engl. J. Med. 2020.
  16. Li W., Moore M.J., Vasilieva N., Sui J., Wong S.K., Berne M.A., Somasundaran M., Sullivan J.L., Luzuriaga K., Greenough T.C., et al. Angiotensin-converting enzyme 2 is a functional receptor for the SARS coronavirus. Nature. 2003;426:450–454. 
  17. Donoghue M., Hsieh F., Baronas E., Godbout K., Gosselin M., Stagliano N., Donovan M., Woolf B., Robison K., Jeyaseelan R., et al. A novel angiotensin-converting enzyme-related carboxypeptidase (ACE2) converts angiotensin I to angiotensin 1-9. Circ. Res. 2000;87:E1–E9. 
  18. Li F. Structure, Function, and Evolution of Coronavirus Spike Proteins. Annu. Rev. Virol. 2016;3:237–261. 
  19. Wrapp D., Wang N., Corbett K.S., Goldsmith J.A., Hsieh C.-L., Abiona O., Graham B.S., McLellan J.S. Cryo-EM Structure of the 2019-nCoV Spike in the Prefusion Conformation. bioRxiv. 2020.
  20. Zhou Q., Yan R., Zhang Y., Li Y., Xia L. Structure of dimeric full-length human ACE2 in complex with B0AT1. bioRxiv. 2020. 
  21. Vijaykrishna D., Smith G.J., Zhang J.X., Peiris J.S., Chen H., Guan Y. Evolutionary insights into the ecology of coronaviruses. J. Virol. 2007;81:4012–4020. 
  22. Corman V.M., Muth D., Niemeyer D., Drosten C. Hosts and Sources of Endemic Human Coronaviruses. Adv. Virus Res. 2018;100:163–188. 
  23. Ge X.-Y., Li J.-L., Yang X.-L., Chmura A.A., Zhu G., Epstein J.H., Mazet J.K., Hu B., Zhang W., Peng C., et al. Isolation and characterization of a bat SARS-like coronavirus that uses the ACE2 receptor. Nature. 2013;503:535–538. 
  24. Aguilar JB, Faust JS, Westafer LM, et al. Investigating the impact of asymptomatic carriers on COVID-19 transmission. medRxiV. 2020.
  25. Ferguson NM, Laydon D, Nedjati-Gilani G, et al. Impact of non-pharmaceutical interventions (NPIs) to reduce COVID-19 mortality and healthcare demand. 2020.
  26. Guan WJ, Ni ZY, Hu Y, et al. Clinical characteristics of coronavirus disease 2019 in China. N Engl J Med. 2020.
  27. Istituto Superiore Di Sanita . Epidemia COVID-19. Aggiornamento nazionale 23 aprile 2020. Rom: Istituto Superiore di Sanita; 2020.
  28. Korean Centers of Disease Control . Updates on COVID-19 in Republic of Korea. Seoul: Korean Centers of Disease Control; 2020.
  29. Sytuacja zdrowotna ludności Polski i jej uwarunkowania. Pod red. Bogdana Wojtyniaka i Pawła Goryńskiego. Warszawa: Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego – Państwowy Zakład Higieny, 2016, s. 201. 
  30. SS. Bubeck, PH. Dube. Yersinia pestis CO92 delta yopH is a potent live, attenuated plague vaccine.. „Clin Vaccine Immunol”. 14 (9), s. 1235-8, Sep 2007.
  31. Ustawa z dnia 5 grudnia 2008 r. o zapobieganiu oraz zwalczaniu zakażeń i chorób zakaźnych u ludzi z późn. zm. (Dz.U. z 2020 r. poz. 1845).
  32. Niall P.A.S. Johnson, Juergen Mueller, Updating the accounts: global mortality of the 1918-1920 „Spanish” influenza pandemic, „Bulletin of the History of Medicine”, 76 (1), 2002, s. 105–115.
  33. S.D. Collins, The Influenza Epidemic of 1928-1929 with Comparative Data for 1918-1919, „American Journal of Public Health and the Nation’s Health”, 20 (2), 1930, s. 119–129.
  34. Carrie Gann, H1N1 Swine Flu May Have Killed 15 Times More Than First Said, news.yahoo.com.
  35. Yoshihiro Kawaoka, Influenza Virology: Current Topics, Caister Academic Pr, ISBN 978-1-904455-06-6.
  36. Catharine Paules, Kanta Subbarao, Influenza, „The Lancet”, 390 (10095), 2017, s. 697–708.
  37. Emmanuel A. Mpolya i inni, Pandemic (H1N1) 2009 Virus Viewed from an Epidemiological Triangle Model Pandemic (H1N1) 2009 Virus Viewed from an Epidemiological Triangle Model, „Journal of Disaster Research”, 4 (5), 2009, s. 356–364.
  38. Anna Wierzbicka-Woś, Beata Tokarz-Deptuła, Wiesław Deptuła, Układ odpornościowy a wirus grypy, „Postępy Hig. Med. Dośw”, 69, 2015, s. 214–220.
  39. Kathryn A Radigan i inni, Modeling human influenza infection in the laboratory, „Infection and Drug Resistance”, 8, 2015, s. 311–320.
  40. Michael B. Rothberg, Sarah D. Haessler, Richard B. Brown, Complications of viral influenza, „The American Journal of Medicine”, 121 (4), 2008, s. 258–264.\
  41. Jakob A. Über eigenartige Erkrankungen des Zentralnervensystems mit bemerkenswertem anatomischen Befunde (Spastische Pseudosklerose – Encephalomyclopathie mit disseminirrten Degenerationsherden). „Zeitschrift für die gesamte Neurologie und Psychiatrie”. 64 (1), s. 147-228.
  42. Radzisław Kordek, Jolanta Bratosiewicz-Wąsik, Rafał Grams, Paweł P. Liberski: Pasażowalne encefalopatie gąbczaste - choroby wywoływane przez priony. W: Paweł P. Liberski, Mirosław J. Mossakowski: Neurodegeneracje. T. 1, Biologia molekularna, podstawy strukturalne, choroby neurodegeneracyjne. Warszawa: CUN PAN, 2003, s. 117-162.