Nasz własny, europejski (prawie – wirus Ebola)

Prawdopodobnie najsłynniejsze zdjęcie wirusa Ebola upamiętnione przez film „Epidemia” w 1995 roku. /Frederick A. Murphy (domena publiczna)

Dzisiaj ciągle jeszcze pozostanę w tym mikrobiologicznym klimacie, chociaż nieco bardziej badawczo tym razem. Będzie o takiej perełce: kilka tygodni temu pismo PLoS Pathogens opublikowało pracę badaczy hiszpańskich, w której to pracy donosili oni o odkryciu nowego gatunku wirusa z rodziny filowirusów – tej samej do której należą śmiercionośne Ebola i Marburg. W dodatku jest to pierwszy gatunek taj rodziny odkryty w Europie, który nie jest przeniesionym tutaj gatunkiem endemicznym dla Afryki!

I o co to całe halo? Otóż o to małe słówko ebola, które gdzieś się tam w pracy przewija parę razy.

Z punktu widzenia wirusologów oczywiście ten aspekt pracy jest najmniej istotny. Z punktu widzenia pop-nauki jest on za to istotny najbardziej i dlatego od niego zaczniemy.

Filoviridae to rodzina wirusów, w skład której do tej pory wchodziły dwa rodzaje: Ebola oraz Marburg. Nazwy tych blisko spokrewnionych wirusów pochodzą od nazw geograficznych miejsc, gdzie po raz pierwszy zostały rozpoznane. Wirus Marburg był pierwszym opisanym filowirusem, a swoje imię otrzymał od niemieckiego miasta Marburg w Hesji, gdzie w 1967 roku doszło do epidemii wśród pracowników laboratorium pracującym z tkankami ugandyjskich makaków z gatunku Chlorocebus sabaeus. 37 osób wówczas zachorowało, a najpoważniejszym objawem była gorączka krwotoczna. Dokładnych symptomów opisywał nie będę, odsyłam Was za to do filmu Epidemia z 1995 roku, który opowiada o epidemii wirusa podobnego właśnie do Eboli. Dość powiedzieć, że w 1967 roku zmarło 7 spośród tych 37 osób. Wirus powracał w późniejszych latach w Afryce: w roku 1975 w RPA (u pojedynczego podróżnika), potem w latach 80. W 1998 roku doszło do epidemii w Kongo, a najpoważniejsza chyba jego epidemia miała miejsce całkiem niedawno, bo w latach 2004-2005 w Angoli i tam miała bardzo gwałtowny przebieg zabijając 329 spośród 374 zainfekowanych osób, co daje śmiertelność bliską 90%! Czytelnicy, którzy widzieli mój niedawny post o dżumie, będą zapewne pamiętać, że jej podstawowa forma, dżuma dymieniczna, ma śmiertelność rzędu 30-75%. To tylko tak dla porównania.

Wirus Ebola /źródło: wiki; CDC/Cynthia Goldsmith (dom. publiczna)

Biorąc pod uwagę, jak morderczy jest Marburg, ciężko sobie wyobrazić coś gorszego. Coś gorszego jednak pojawiło się mniej niż dekadę później, w 1976 roku w Zairze i rok później w Sudanie. Nowy rodzaj, należący do tej samej rodziny co Marburg, dostał imię od jednej z zairskich rzek – rzeki Ebola. Wirusy Ebola, które wywoływały od tamtej pory epidemie w różnych zakątkach Afryki, były w większości powodowane przez 5 różnych gatunków. Dwa pierwotne gatunki zostały ochrzczone Ebola Zair (EBOV) oraz Ebola Sudan (SUDV). Ebola po tym krótkim epizodzie w latach siedemdziesiątych pozostał niemal nieznany przez kolejnych 20 lat. Nie zmieniło to jednak nijak jego wirulentności: śmiertelność Eboli Zair, który jest najpewniej najbardziej zjadliwym gatunkiem Eboli, wyniosła 88% w roku 1976 (pierwsza epidemia), a po jego powrocie dwie dekady później 81% w 1995 roku, 73% w 1996 roku, 80% w latach 2001-2002 i aż 90% w 2003. Śmiertelność wirusa Sudan waha się w okolicach 50%, co oczywiście jest liczbą znacznie mniejszą, ale nie mniej nieciekawą z punktu widzenia chorego. Żeby dokończyć historę – znane są jeszcze trzy inne gatunki wirusa Ebola, Ebola Wybrzeża Kości Słoniowej opisany w 1994 roku, Ebola Bundibugyo opisany w 2007 (Uganda) oraz Ebola Reston opisany w Stanach w 1989 roku, przy czym Reston do tej pory nie zarażał ludzi (co nie znaczy, że nie dawał w kość innych naczelnym).

Wirusy Marburg i Ebola są zatem zjadliwe, groźne i prowadzą do bardzo nieprzyjemnej śmierci. Nic więc dziwnego, że gdy po drugiej wojnie światowej Związek Radziecki zaczął rozszerzać swój nielegalny arsenał broni biologicznej, gdy na horyzoncie pojawiły się filowirusy, przykuły one natychmiast uwagę sowieckich badaczy. Jedynym bowiem, wydawałoby się problemem filowirusów (jako broni biologicznej, bo w ogóle to problemów z nimi jest znacznie więcej) jest to, że zabijają bardzo szybko, a nie rozprzestrzenieją się tak łatwo, co czyni z nich broń morderczą tylko na małą skalę. Biopreparat – sowiecka organizacja pracująca nad rozwojem broni biologicznych – starał się zatem poprawić nieco naturę.

Poprawił ją dość skutecznie w zakresie wirulentności. W 1988 roku w Centrum Badawczym VECTOR doszło do groźnego incydentu. Dr Ustinov, który pracował nad jednym ze szczepów Marburga, w trakcie rutynowych prac przekłuł igłą swój kombinezon i dziabnął się w palec. Zmarł kilka tygodni później w sposób tragiczny: wirus doprowadził jego ciało do takiego rozkładu, że chory krwią się pocił. Sowieci szczep wyodrębniony ze zwłok badacza nazwali wariantem U (ku pamięci Ustinova), który okazał się znacznie groźniejszy niż oryginalny Marburg – w późniejszych testach dowiedziono, że jest niezwykle skuteczny w zarażeniach drogą kropelkową oraz że do zarażenia wystarczy, aby do płuc (małpy, bo na małpach to testowano) dostało się zaledwie kilka cząsteczek wirusa.

Cała ta historia pozostaje jednak w sferze niepotwierdzonych legend. Opisał ją Kenneth Alibek, który przez lata brał udział w programie rozwoju broni biologicznej, a pod koniec swojej kariery w Związku Radzieckim (w 1992 roku uciekł do Stanów Zjednoczonych) był nawet pierwszym zastępcą Dyrektora Biopreparatu. Nie można jednak oczywiście oczekiwać, że Rosja kiedykolwiek przyzna się oficjalnie do tego, że taki nielegalny program prowadziła (że o wypadkach i zarażeniach już nawet nie wspomnę!), łamiąc tym samym Konwencję Genewską z 1925, której sygnatariuszem była, co warto podkreślić, już jako Związek Radziecki.

Biorąc pod uwagę jednak, jak łatwo jest rozprzestrzenić niemal każde świństo po całej planecie w dzisiejszych czasach (vide SARS w 2003 roku), niewątpliwie filowirusy byłyby teraz znacznie groźniejszą bronią biologiczną. Z drugiej jednak strony trzebaby być albo idiotą albo samobójcą, żeby w ogóle nad ich stosowaniem się zastanawiać.

Zostawmy jednak tę historyczną dygresję i wróćmy do biologii.

Biorąc pod uwagę długie okresy pomiędzy poszczególnymi epidemiami, warto zadać pytanie, co też się z wirusem dzieje w międzyczasie. W międzyczasie zaś trwają one w naturalnych rezerwuarach – organizmach, które są nosicielami wirusa, jednak nie jest on dla nich szkodliwy w ogóle, lub szkodliwy w stopniu uniemożliwiającym mu przetrwanie. Identyfikacja organizmu, który jest naturalnym rezerwuarem może oczywiście pomóc w zrozumieniu choroby, ale oczywiście nie oznacza, że jesteśmy bliżej jej wytępienia. Od momentu opisania filowirusów po raz pierwszy przeprowadzono już bardzo liczne badania mające na celu identyfikację ich rezerwuaru. Obecnie konsensus w świecie naukowych jest taki, że takim naturalnym nosicielem są nietoperze z podrzędu Megachiroptera (ang. fruit bats). Trzy gatunki – Hypsignathus monstrosus, Epomops franqueti oraz Myonycteris torquata – zostały tak napiętnowane.

Tu należy jednak podkreślić, że większość epidemii wirusa Ebola rozpoczęła się od kontaktu człowieka ze zwłokami zainfekowanego zwierzęcia – najczęściej jakiejś małpy z rzędu naczelnych, a nie kontaktu z nietoperzami. Niemniej jeśli coś z nietoperzami gatunkuch okolicznych do Megachiroptera jest na rzeczy, to od razy uruchamia to dzwonek alarmowy u wirusologów. Nie inaczej było w 2002 roku, gdy w rezerwacie Cueva del Lloviu w północnozachodniej Hiszpanii zaczęły masowo umierać nietoperze.

C

ueva del Lloviu to słynna jaskinia w Asturii. W 2002 roku zaobserwowano masowe wymieranie nietoperzy Schreibera (Miniopterus schreibersii), które ją zamieszkiwały. Gustavo Palacios, wraz z kolegami, postanowili przebadać nietoperze zwłoki i zdiagnozować przyczynę wyniszczającej choroby. Znaleźli oni ślady infekcji wirusowej, a analiza PCR (łacuchowa reakcja polimerazy, technika pozwalająca na powielanie próbek kwasu nukleinowego) próbek wykazała obecność materiału genetycznego wirusa niezwykle podobnego do Eboli Zair (blisko 74% homologii).

Drzewo filogenetyczne filowirusów z zaznaczoną pozycją dla nowego wirusa Llovo./ Przedruk z Negredo et al., PLoS Pathog 7(10): e1002304 (2011) (CC BY)

Podobna zaraza w międzyczasie została zaobserwowana wśród nietoperzy w jaskiniach w sąsiednim rejonie, Kantabrii. Badacze zbadali więc także próbki pochodzące z tamtego ogniska choroby, od kilku nietoperzy Schreibera, oraz kilku martwych osobników nocka dużego. W zwłokach tych pierwszych znaleziono ponownie ślady filowirusa, podczas gdy w zwłokach nocków – nie.

Badacze przeprowadzili też dalsze analizy nietoperzy Schreibera w tym rejonie, ale badania nie wykazały obecności wirusiego materiału genetycznego w żywych nietoperzach. I chociaż nie udało się jednoznacznie określić, czy to ten wirus był przyczyną zgonu nietoperzy w Cueva del Lloviu (może był, może nie był, a może był, ale tylko częściowo), to jednak jest to ważna wskazówka, że nietoperze te są jego rezerwuarem, a do tego – odmiennie od nietoperzy-nosicieli wirusów Ebola, dla których wirus nie jest patogenny – są rezerwuarem podatnym na wirusa.

Wirus został ostatecznie opisany i zaklasyfikowany jako trzeci, po Eboli i Marburgu, rodzaj filowirusów. Badacze nazwali go wirusem Lloviu, upamiętniając kolejny rejon w nazwie mikrobiologicznego mordercy (ministerstwo turystyki musi się w Hiszpani cieszyć nie lada), i zaproponowali dla rodzaju nazwę Cuevavirus, a dla gatunku Lloviu cuevavirus.

Interesujących aspektów wirusa Lloviu jest kilka. Niewątpliwie jest on bardzo blisko spokrewniony z pozostałymi filowirusami. Geograficznie jednak zawędrował on tam, gdzie żaden inny filowirus nigdy nie był – wszystkie pozostałe gatunki bowiem rezydują w Afryce, a wszystkie przypadki zachorowań ludzi czy małp poza Afryką były zawleczone w ten czy inny sposób. Po drugie, wygląda na to, że w odróżnieniu od niemal wszystkich pozostałych filowirusów (z zaszczytnym wyjątkiem Eboli Reston), wirus Lloviu nie jest szkodliwy dla ludzi. Po trzecie, rówież w odróżnieniu od pozostałych wirusów, wygląda na to, że jest on szkodliwy dla nietoperzy.

Czy jest się czym martwić w tej chwili? Zapewne nie? Czy należy się martwić na przyszłość? Także zapewne nie. W społeczeństwach o wysokim poziomie higieny, do jakich zaliczają się kraje europejskie, nie grozi nam wybuch epidemii filowirusów – szybko zaradzi temu kwarantanna. Z drugiej jednak strony oczywiście, nie można wirusa Lloviu niedoceniać, na wypadek gdyby przemutował w coś bardziej zjadliwego i atakującego ludzi. Warto też jednak mieć w pamięci to, że daleką drogę przeszliśmy od pierwszych zarażeń wirusem Marburg – obecnie trwają już bardzo zaawansowane prace nad szczepionkami przeciw wirusom Ebola Zair, Sudan i Bundibugyo, a stąd zapewne niedaleka droga do podobnych szczepionek przeciw innym filowirusom – gdyby się pojawiła taka potrzeba.

W międzyczasie moja rada? Szerokim łukiem omijajcie martwe nietoperze w Hiszpanii i Francji oraz martwe szympansy i goryle w centralnej Afryce.

Negredo, A., Palacios, G., Vázquez-Morón, S., González, F., Dopazo, H., Molero, F., Juste, J., Quetglas, J., Savji, N., de la Cruz Martínez, M., Herrera, J., Pizarro, M., Hutchison, S., Echevarría, J., Lipkin, W., & Tenorio, A. (2011). Discovery of an Ebolavirus-Like Filovirus in Europe PLoS Pathogens, 7 (10) DOI: 10.1371/journal.ppat.1002304

Feldmann, H., Jones, S., Klenk, H., & Schnittler, H. (2003). Timeline: Ebola virus: from discovery to vaccine Nature Reviews Immunology, 3 (8), 677-685 DOI: 10.1038/nri1154

The Journal of Infectious Diseases opublikował kilka lat temu cały suplement poświęcony filowirusom. Spis treści znajdziecie tutaj. Jeśli chcielibyście któryś artykuł przeczytać, a nie macie dostępu, proszę dać znać przez formularz kontaktowy, a ja zobaczę, co da się w tej sprawie zrobić.