Virusi imajo izjemno možnost spreminjanja, še posebno virus gripe

Obstoječa cepiva proti gripi sestavijo za konkretne kombinacije površinskih beljakovin več vrst virusov. Tudi cepivo, s katerim smo se cepili v letošnji sezoni, vsebuje H1N1. Ali bo glede na to, da ima tudi nova gripa kombinacijo H1N1, cepivo učinkovalo tudi proti njej? »Domnevamo, da vsaj deloma, vendar podatkov pri zdaj obolelih še ni dovolj,« je povedal Miroslav Petrovec (na sliki). Ob pojavu ptičje gripe pred štirimi leti so v nekaterih laboratorijih v EU začeli razvijati univerzalno cepivo, ki bi bilo učinkovito proti vsem tipom gripe. Pri tem so se osredotočili na beljakovino M2e, saj je navzoča pri vseh podtipih virusa in je v nasprotju z molekulami hemaglutinina in nevraminidaze zelo podobna pri vseh virusih influence A ter se je doslej le malo spreminjala. Kot je projekt komentiral Petrovec, je ideja genialna, saj se virus ne bi mogel razmnoževati, če bi to molekulo s cepivom onemogočili. Že pred leti so naredili obetavne poskuse na živalih, vendar novejših podatkov o uspešnosti cepiva pri človeku še vedno ni. 

O tem, kaj virusi pravzaprav so in v čem je posebnost virusa gripe, smo se pogovarjali z doc. dr. Miroslavom Petrovcem, specialistom klinične mikrobiologije in vodjo laboratorija za virusne okužbe pri Medicinski fakulteti v Ljubljani.

Kaj so virusi?

Znanstveniki si še niso edini v tem, ali lahko virus opredelimo kot živo bitje. To, da se lahko razmnožuje, govori v prid temu, da je živ. Vendar pa se lahko razmnožuje le v živi celici, ki je lahko človeška, živalska, rastlinska ali celo bakterijska. Virusi so v bistvu znotrajcelični paraziti in po tem se najbolj razlikujejo od drugih živih bitij. Zunaj celice se z virusom nič ne dogaja; se ne razmnožuje, nič ne presnavlja in vse, kar se lahko z njim zgodi, je, da propade.

Kaj je posebnost virusa gripe?

Sodi med viruse, ki vsebujejo genom RNA, v nasprotju z DNA, ki je nosilka tudi človekovih dednih lastnosti. Virusi z genomom RNA imajo to značilnost, da pri razmnoževanju ne znajo delati popolnoma natančnih kopij samih sebe, ampak pri repliciranju virusa prihaja do napak. Virus gripe ima tudi "segmentirani genom". To pomeni, da genom ni v obliki neprekinjene verižice, ampak je ta razdeljena v več zaključenih enot. Kadar se dva virusa s segmentiranim genomom znajdeta v isti celici, se lahko zgodi, da se bodo ti segmenti med razmnoževanjem premešali in dobili bomo virus z drugačnimi lastnostmi. Temu se reče antigenski odmik ali prerazporeditev genoma. To dvoje je vzrok, da se virus influence tako hitro spreminja. Je tudi "promiskuiteten"; ima veliko število gostiteljev, živalskih - to so vodne ptice, svinje, psi, konji - in človeka. To pomeni, da različne živalske vrste sodelujejo pri razmnoževanju tega virusa. Virus se tudi razmeroma učinkovito širi, kar je lastnost tudi drugih virusov, ki povzročajo prehladna obolenja.

Te lastnosti so tipične za virus influence A, ki spada v družino ortomiksovirusov; sem sodita še influenca B in C. Samo virus influence A ima potencial, da povzroča pandemije. Virus influence B lahko povzroči blažje epidemije, virus influence C pa se pojavlja izredno redko.

Zakaj so vodne ptice največji rezervoar za virus influence A?

Tega ne vemo povsem natančno. Verjetno so za ta virus bolj občutljive, pri njih pa večinoma ne gre za okužbo dihal, ampak se virus zadržuje v črevesju in se izloča z iztrebki. Voda, onesnažena z iztrebki ptic, omogoča učinkovito širjenje na druge ptice, ki se družijo v jatah. Seljenje ptic pa omogoča prenos virusa na zelo velike geografske razdalje. Tudi kadar influenca ne kroži med ljudmi, se v resnici zadržuje v vodnih pticah. Virusi si gostitelja najdejo glede na posebnosti v njihovi zgradbi. Molekule, ki so na površini virusa, so namreč prilagojene tarčnim celicam določenih živalskih vrst. Zato določene virusne seve imenujemo ptičji, prašičji, človeški, pač glede na vrsto, v kateri jih najpogosteje najdemo. Virus ptičje gripe (H5N1) se na primer ne "prilega" dobro človekovim celicam in potrebna je velika ter dolga izpostavitev virusom, da nas okuži. Ko nas okuži, pa je lahko zelo nevaren.

Virus torej lahko preskoči iz ene živalske vrste na drugo.

Lahko. Za virus ptičje gripe H5N1 smo vedeli, da se zadržuje v pticah, nikoli pa nismo opazili, da bi krožil med ljudmi. S tesnim stikom med ljudmi in pticami, na primer perutnino, pa virusu omogočimo veliko priložnosti, da bo našel človeka, čigar tarčne celice se bolj ujemajo z virusom, vstopil bo v celico in se začel razmnoževati. Takoj ko virusu omogočite, da dela potomce, pa bodo morda med njimi povsem naključno nastali tudi taki, ki se bodo bolj ujemali s človeškimi celicami. Ptičja gripa je še vedno ptičja in samo izjemoma preskoči na ljudi. Prav tako se ne širi s človeka na človeka, se pa tega zaradi možnih posledic zelo bojimo. Bojimo se tudi, da za prenos tega virusa ne bo več potreben tesen stik, ampak da se bo širil tako kot običajna gripa - s kužnimi kapljicami pri kihanju in kašljanju. To se je že zgodilo z novo ali staro prašičjo gripo H1N1.

Zakaj je lahko H1N1 prašičja in tudi človeška gripa?

Čeprav ima enake površinske beljakovine, ima ta tip virusa lahko več genetskih različic, ena kroži med ljudmi, druga med prašiči. Nova, sedanja različica H1N1, je taka, da je doslej niso našli niti pri prašičih niti pri ljudeh, ampak je mešanica H1N1 različic, ki so jih našli pri prašičih v Ameriki in Evropi. Očitno je prišlo do tega, da sta dva virusa v prašiču okužila isto celico, se v njem genomsko prerazporedila in dobili smo novo kombinacijo, ki je preskočila na ljudi. Zdaj se širi med ljudmi, in to seveda ni več prašičja gripa, saj se očitno najbolj širi med ljudmi in ne prašiči.

Kaj vemo o novem virusu?

Širi se zelo hitro in učinkovito, ne kaže pa, da bi imel visoko smrtnost in je trenutno po teži bolezni bolj podoben običajni gripi. Ne vemo pa, kaj se bo zgodilo v bodoče. Zaskrbljuje nas predvsem dejstvo, da pogosteje zbolevajo mlajši ljudje. Zakaj, ne vemo, lahko pa je posledica tega, da so se starejši ljudje v preteklosti že srečali s temi virusi in so morda nanje vsaj deloma odporni. Ta lastnost virusa spominja na špansko gripo iz leta 1918, ko so bili večinoma prizadeti mlajši ljudje.

Tudi takrat je bil vzrok virus H1N1.

H1N1 je lahko človeški in prašičji virus, tisti, ki je povzročil pandemijo leta 1918, pa naj bi nastal z zelo majhno spremembo genoma neposredno iz ptic. To so ugotovili leta 2005, ko so rekonstruirali genom tega virusa iz tkiv tedaj umrlih, ki so jih izkopali iz zamrznjene zemlje na Aljaski in pridobili iz konzerviranih delov, hranjenih v parafinskih blokih. Virus se je takrat zelo hitro širil in imel visoko smrtnost. Ko se je influenca začela marca 1918, ni bila posebno drugačna od običajnih pojavov gripe, potem pa se je ponovno pojavila septembra v tako katastrofalni obliki, da je v 25 tednih pomorila 25 milijonov, morda celo 100 milijonov ljudi. V ZDA se je povprečna pričakovana življenjska doba znižala za 12 let zaradi ene same epidemije. Širila se je po vsem svetu, najhuje pa so bili prizadeti ljudje tam, kjer bi to najmanj pričakovali: na daljnih otočjih v Tihem oceanu, kjer je umrlo od 15 do 20 odstotkov populacije. Gripa se je tam širila v toplem poletnem času, kar je res nenavadno.

Torej je tudi glede nove gripe še vse odprto?

Mislim, da je, da smo šele v začetni fazi epidemije. Lahko se bo izteklo kot pred leti pri sarsu in se bo epidemija ustavila, lahko pa bi se virus vrnil jeseni z zelo drugačno klinično sliko. Možnosti, da se zgodi eno ali drugo, so v tem trenutku enake. Zato je tako pomembno, da skušamo z epidemiološkimi ukrepi širjenje okužbe zaustaviti na samem začetku, saj virusu ne želimo dajati priložnosti, da bi se razmnoževal in spreminjal.

Ali lahko še kak drug virus povzroči pandemijo?

Noben drug znan virus mi ne pride na misel. Tudi če bi se spet pojavile črne koze, bi jih verjetno omejili veliko lažje kot gripo. Proti črnim kozam smo imeli cepivo, poleg tega je manifestacija črnih koz veliko bolj dramatična in jih je lažje prepoznati. Influenca pa je lahko po poteku zelo podobna drugim prehladnim vročinskim boleznim in jo je težko ločiti od podobnih bolezni. Tako da brez diagnostičnih preiskav diagnoze gripe ne moremo zanesljivo potrditi. Vendar je tudi laboratorijska diagnostika precej zahtevna. Raziskave, ki smo jih lani opravili v našem laboratoriju, so pokazale, da s klasičnimi metodami, ki smo jih uporabljali do zdaj, ne moremo dokazati okužbe v zelo veliko primerih, še posebno ne pri odraslih in starejših ljudeh. V zadnjem času smo v laboratoriju uvedli sodobne molekularne preiskave, s katerimi dokazujemo genom virusa influence; so zelo občutljive in lahko zaznamo že nekaj kopij virusa. Ena od naših raziskav je pokazala tudi to, da pri hudo bolnih premalokrat pomislimo na možnost okužbe z virusom influence.

Zakaj je proti bakterijskim okužbam na voljo veliko več zdravil kot proti virusnim?

Biologija bakterij je tako drugačna od človekove, da lahko vplivamo na procese in encime v bakterijah, ki jih ljudje v celicah nimamo. To pomeni, da bomo škodovali izključno bakterijam in ne našim celicam. Iz podobnega razloga je zelo težko zdraviti bolezni, ki jih povzročajo glive, ki so po celični zgradbi bolj podobne človeku kot bakterijam. Virus za razmnoževanje potrebuje človeške celice in izkorišča določene procese v njih, zato je zelo težko najti občutljivo točko, ki je značilna le za virus. Z zdravilom seveda ne smemo škodljivo vplivati na človeške celice. Kako torej preprečiti razmnoževanje virusa, če pa za to uporablja naše lastne mehanizme? Če virus ugrabi celico in jo prisili, da dela za njega? Virusa ne moremo ubiti, kot lahko antibiotiki ubijejo bakterije, saj sploh ni živ. Ustavimo ga lahko samo v celici ali na površini celice. Zato je zoper viruse veliko manj v zdravil. Od obstoječih jih je več kot polovica namenjenih zdravljenju okužb z virusom HIV. Danes na primer lahko zdravimo okužbe z virusom HIV, z virusi hepatitisov B in C, s citomegalovirusom, z virusi herpesa. Nekaj zdravil še nastaja, a je to zelo malo v primerjavi z arzenalom, ki je na voljo proti bakterijam. A tudi tam prihajamo na konec vrste zaradi odpornosti, ki jo bakterije razvijajo na antibiotike zaradi njihove nepravilne uporabe.

Kako je sestavljen virus gripe

Virus gripe ima na površini beljakovinske molekule hemaglutinin (H), nevraminidazo (N) in M2e. Hemaglutinin je odgovoren za to, da se virus pritrdi na površino celice gostiteljice, nevraminidaza pa, da se virus po tistem, ko se v celici razmnoži, lahko odlepi od nje. V notranjosti virusa je osem vijačnic genoma. Te so nekakšni notranji organi virusa, ki se aktivirajo v okuženi celici. Pri influenci tipa A poznamo 16 podtipov hemaglutinina in 9 podtipov nevraminidaze. Ti tvorijo različne kombinacije, kar dela virus zelo spreminjajoč in kužen za številne živalske vrste. Vse podtipe H in N najdemo v virusih gripe, ki napadajo ptice. Človeka napadajo virusi iz treh podtipov H in dveh podtipov N.