Στα τέλη του Δεκεμβρίου 2019, υπήρξαν αναφορές για μια μυστηριώδη πνευμονία στο Wuhan της Κίνας, μια πόλη 11 εκατομμυρίων ανθρώπων στη νοτιοανατολική επαρχία Hubei. Το αίτιο της πενυμονίας, όπως γρήγορα οι Κινέζοι επιστήμονες διαπίστωσαν, ήταν ένας νέος κορωνοϊός που έχει συγγένεια με τον ιό SARS που εμφανίστηκε στην Κίνα το 2003, προτού εξαπλωθεί παγκοσμίως και σκοτώσει σχεδόν 800 άτομα.
Έξι μήνες μετά και με περισσότερα από δέκα εκατομμύρια επιβεβαιωμένα κρούσματα, η πανδημία COVID-19 έχει γίνει η χειρότερη κρίση δημόσιας υγείας του τελευταίου αιώνα. Περισσότεροι από 500.000 άνθρωποι έχουν πεθάνει παγκοσμίως. Από την άλλη, μια ερευνητική επανάσταση πραγματοποιείται, καθώς επιστήμονες, γιατροί και άλλοι ερευνητές εργάζονται ταχύτατα για να κατανοήσουν τη νόσο COVID-19 και τον ιό που την προκαλεί: τον SARS-CoV-2.
Μάθαμε πώς εισέρχεται ο ιός και προσβάλλει τα κύτταρα, πώς κάποιοι άνθρωποι τον καταπολεμούν και πώς τελικά σκοτώνει κάποιους άλλους. Έχουν ήδη εντοπιστεί φάρμακα που ωφελούν τους πιο βαριά πάσχοντες, ενώ πολλές ακόμη πιθανές θεραπείες βρίσκονται σε εξέλιξη. Έχουν αναπτυχθεί σχεδόν 200 πιθανά εμβόλια – το πρώτο από τα οποία θα μπορούσε να αποδειχθεί αποτελεσματικό έως το τέλος του έτους.
Όμως για κάθε απάντηση στη νόσο COVID-19, εμφανίζονται περισσότερες ερωτήσεις ενώ άλλες εξακολουθούν να παραμένουν αναπάντητες. Αλλά έτσι λειτουργεί η επιστήμη.
Γιατί οι άνθρωποι ανταποκρίνονται με διαφορετικό τρόπο στον ιό;
Μία από τις πιο εντυπωσιακές πτυχές της COVID-19 είναι οι μεγάλες διαφορές στον τρόπο που κάθε άνθρωπος βιώνει τη νόσο. Μερικοί άνθρωποι δεν αναπτύσσουν ποτέ συμπτώματα, ενώ άλλοι, μερικοί φαινομενικά υγιείς, παρουσιάζουν σοβαρή ή ακόμη και θανατηφόρα πνευμονία. Οι διαφορές στην κλινική εικόνα είναι δραματικές.
Τον περασμένο μήνα, μια ερευντηική ομάδα που ανέλυσε τα γονιδιώματα περίπου 4.000 ατόμων από την Ιταλία και την Ισπανία, αποκάλυψε υπάρχουν γονιδιακές σχέσεις με την εμφάνιση σοβαρής νόσου COVID-19. Τα άτομα που ανέπτυξαν αναπνευστική ανεπάρκεια είχαν περισσότερες πιθανότητες να φέρουν μία από δύο συγκεκριμένες παραλλαγές γονιδίων.
Η μια από τις δύο παραλλαγές βρίσκεται στην περιοχή του γονιδιώματος που καθορίζει τον τύπο αίματος ΑΒΟ. Η άλλη είναι κοντά σε αρκετά γονίδια, συμπεριλαμβανομένου ενός που κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη που αλληλεπιδρά με τον υποδοχέα που χρησιμοποιεί ο ιός για να εισέλθει στα ανθρώπινα κύτταρα, και σε δύο άλλα που κωδικοποιούν μόρια που συνδέονται με την ανοσολογική απόκριση έναντι των παθογόνων. Οι παραλλαγές που έχουν προσδιοριστεί μέχρι στιγμής όμως, φαίνεται να παίζουν ένα μικρό ρόλο στην έκβαση της νόσου. Γι’ αυτό γίνεται προσπάθεια να αποκαλυφθούν μεταλλάξεις που έχουν πιο ουσιαστικό ρόλο.
Για παράδειγμα γιατί κάποιος που τρέχει μαραθώνιο τον Οκτώβριο, πέντε μήνες αργότερα είναι στη ΜΕΘ, διασωληνωμένος; Η υπερβολική ευαισθησία σε άλλες λοιμώξεις, συμπεριλαμβανομένης της φυματίωσης και του ιού Epstein-Barr, ενός συνήθως αβλαβούς παθογόνου που μερικές φορές όμως προκαλεί σοβαρή ασθένεια, έχει αποδοθεί σε μεταλλάξεις σε μεμονωμένα γονίδια. Ενδεχομένως ίδιο θα ισχύει και για ορισμένες περιπτώσεις COVID-19.
Τι ανοσία αποκτά κάποιος που νόσησε και για πόσο καιρό διαρκεί;
Οι ανοσολόγοι εργάζονται πυρετωδώς για να προσδιορίσουν τι ανοσία αναπτύσσεται στον SARS-CoV-2 και πόσο καιρό μπορεί να διαρκεί. Το μεγάλο μέρος της έρευνας επικεντρώθηκε σε «εξουδετερωτικά αντισώματα», τα οποία συνδέονται με ιικές πρωτεΐνες και αποτρέπουν άμεσα τη μόλυνση. Από μελέτες έχει βρεθεί ότι τα επίπεδα εξουδετερωτικών αντισωμάτων κατά του SARS-CoV-2 παραμένουν υψηλά για μερικές εβδομάδες μετά τη λοίμωξη, αλλά στη συνέχεια συνήθως αρχίζουν να εξασθενίζουν.
Ωστόσο, αυτά τα αντισώματα ενδέχεται να παραμείνουν σε υψηλά επίπεδα για περισσότερο σε άτομα που είχαν ιδιαίτερα σοβαρές λοιμώξεις. Όσο περισσότερος το φορτίο του ιού στον ανθρώπινο οργανισμό, τόσο περισσότερα αντισώματα θα παραχθούν και τόσο περισσότερο θα διαρκέσουν. Παρόμοια εικόνα έχει παρατηρηθεί και σε άλλες ιογενείς λοιμώξεις, συμπεριλαμβανομένου του SARS. Οι περισσότεροι άνθρωποι που είχαν SARS έχασαν τα εξουδετερωτικά αντισώματά τους μετά τα πρώτα χρόνια. Αλλά εκείνοι που το παρουσίασαν σε βαριά μορφή, εξακολουθούσαν να έχουν αντισώματα 12 χρόνια αργότερα.
Ακόμη δεν γνωρίζουμε ποιο επίπεδο εξουδετερωτικών αντισωμάτων απαιτείται για την καταπολέμηση της επαναμόλυνσης από τον SARS-CoV-2 ή τουλάχιστον για τη μείωση των συμπτωμάτων COVID-19 σε μια περίπτωση δεύτερης προσβολής από τη νόσο. Και άλλα αντισώματα μπορεί να είναι σημαντικά για την ανοσία.
Τελικά, η ανοσία στον SARS-CoV-2 είναι πιθανό να εκτείνεται και πέρα από τα αντισώματα. Άλλα ανοσοκύτταρα που ονομάζονται Τ κύτταρα είναι σημαντικά για τη μακροπρόθεσμη ανοσία και κάποιες μελέτες δείχνουν ότι καλούνται να γίνουν επίσης όπλα κατά του SARS-CoV-2.
Επειδή δεν υπάρχει ακόμη ένας σαφής, μετρήσιμος δείκτης στο σώμα που να σχετίζεται με τη μακροπρόθεσμη ανοσία, οι ερευνητές πρέπει να συγκεντρώσουν όλα τα είδη των ανοσολογικών αποκρίσεων και να το συγκρίνουν με τις απαντήσεις σε λοιμώξεις με άλλους ιούς για να εκτιμήσουν πόσο μακροχρόνια μπορεί να είναι η προστασία. Μελέτες άλλων κορωνοϊών υποδηλώνουν ότι η απόλυτη ανοσία, η οποία αποτρέπει τη μόλυνση, μπορεί να διαρκέσει μόνο λίγους μήνες. Αλλά η προστατευτική ανοσία, η οποία δεν αποτρέπει τη λοίμωξη αλλά αποτρέπει ή μειώνει τα συμπτώματα, θα μπορούσε να διαρκέσει περισσότερο από αυτό το διάστημα.
Ο κορωνοϊός έχει παρουσιάσει μεταλλάξεις;
Όλοι οι ιοί μεταλλάσσονται καθώς προσβάλλουν τους ανθρώπους και ο ιός SARS-CoV-2 δεν αποτελεί εξαίρεση. Οι μοριακοί επιδημιολόγοι έχουν χρησιμοποιήσει αυτές τις μεταλλάξεις για να ανιχνεύσουν την εξάπλωση του ιού παγκόσμια. Όμως, οι επιστήμονες αναζητούν επίσης αλλαγές που επηρεάζουν τις ιδιότητές του, για παράδειγμα κάνοντας κάποιες γενιές περισσότερο ή λιγότερο μολυσματικές ή μεταδοτικές. Είναι ένας νέος ιός και αν έγινε πιο σοβαρός, αυτό είναι κάτι που θα θέλαμε να το γνωρίζουμε. Οι μεταλλάξεις έχουν επίσης τη δυνατότητα να μειώσουν την αποτελεσματικότητα των εμβολίων, αλλάζοντας την ικανότητα των αντισωμάτων και των Τ κυττάρων να αναγνωρίζουν τον παθογόνο μικροοργανισμό.
Αλλά οι περισσότερες μεταλλάξεις δεν θα έχουν αντίκτυπο και το να ανιχνεύσουμε τις πιο ανησυχητικές δεν είναι εύκολη δουλειά. Οι μορφές του κορωνοϊού που εντοπίστηκαν στην αρχή της πανδημίας σε περιοχές όπως η Λομβαρδία ή η Μαδρίτη, για παράδειγμα, μπορεί να μοιάζουν πιο θανατηφόρες από αυτές που βρέθηκαν μεταγενέστερα ή σε άλλες τοποθεσίες. Αλλά τέτοιες συσχετίσεις είναι πιθανώς ψευδείς: οι υγειονομικές υπηρεσίες είναι πιο πιθανό να εντοπίσουν σοβαρές περιπτώσεις στα πρώιμα, ανεξέλεγκτα στάδια μιας επιδημίας.
Υπάρχει διχογνωμία για το κατά πόσον μια μετάλλαξη σε μια πρωτεΐνη του ιού είναι πλασματική (founder effect) ή είναι μια πραγματική αλλαγή στη βιολογία του ιού. Η μετάλλαξη φαίνεται να εμφανίστηκε για πρώτη φορά γύρω στο Φεβρουάριο στην Ευρώπη, όπου οι περισσότεροι ιοί που κυκλοφορούν τώρα την έχουν και επίσης απαντάται τώρα σε κάθε περιοχή του πλανήτη. Πολλές μελέτες έχουν δείξει ότι αυτή η μετάλλαξη καθιστά τον ιό SARS-CoV-2 πιο μολυσματικό σε καλλιεργημένα κύτταρα, αλλά δεν είναι σαφές πώς αυτή η ιδιότητα μεταφράζεται σε λοιμώξεις σε ανθρώπους.
Πόσο αποτελεσματικό θα είναι το εμβόλιο;
Ένα αποτελεσματικό εμβόλιο μπορεί να είναι η μόνη διέξοδος από την πανδημία. Υπάρχουν σήμερα σε εξέλιξη περίπου 200 εμβόλια παγκοσμίως, με περίπου 20 σε κλινικές μελέτες. Οι πρώτες μεγάλης κλίμακας μελέτες αποτελεσματικότητας θα ξεκινήσουν τους επόμενους μήνες. Αυτές οι μελέτες θα συγκρίνουν τα ποσοστά μόλυνσης από COVID-19 μεταξύ ατόμων που λαμβάνουν εμβόλιο και εκείνων που λαμβάνουν εικονικό φάρμακο.
Ωστόσο, υπάρχουν ήδη δεδομένα από μελέτες σε ζώα και μελέτες σε ανθρώπους σε πρώιμο στάδιο, κυρίως για ασφάλεια των εμβολίων. Έχουν πραγματοποιηθεί «μελέτες πρόκλησης» στις οποίες τα ζώα που έλαβαν το υποψήφιο εμβόλιο εκτέθηκαν κατόπιν σκόπιμα στο SARS-CoV-2 για να δουν εάν το εμβόλιο μπορεί να αποτρέψει τη μόλυνση. Μελέτες σε πιθήκους υποδηλώνουν ότι τα εμβόλια μπορεί να κάνουν καλή δουλειά στην πρόληψη της πνευμονίας, αλλά όχι στην παρεμπόδιση της μόλυνσης αλλού στο σώμα, όπως η μύτη. Οι πίθηκοι που έλαβαν ένα εμβόλιο που αναπτύχθηκε από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης στο Ηνωμένο Βασίλειο και στη συνέχεια εκτέθηκαν στον ιό είχαν επίπεδα γενετικού υλικού ιού στις μύτες τους συγκρίσιμα με τα επίπεδα σε μη εμβολιασμένα ζώα. Αποτελέσματα όπως αυτό αυξάνουν την πιθανότητα ανακάλυψης εμβολίου COVID-19 που αποτρέπει τη σοβαρή νόσηση – αλλά όχι την εξάπλωση του ιού.
Τα δεδομένα σε ανθρώπους, αν και μέχρι στιγμής ελάχιστα, υποδηλώνουν ότι τα εμβόλια COVID-19 ωθούν το σώμα μας να παράγει ισχυρά εξουδετερωτικά αντισώματα που μπορούν να εμποδίσουν τον ιό να μολύνει τα ανθρώπινα κύτταρα. Αυτό που δεν είναι ακόμη σαφές είναι αν τα επίπεδα αυτών των αντισωμάτων είναι αρκετά υψηλά για να σταματήσουν νέες μολύνσεις ή πόσο καιρό αυτά τα μόρια παραμένουν στο σώμα.
Με τις κυβερνήσεις και τη βιομηχανία να διοχετεύουν δισεκατομμύρια στην ανάπτυξη, τον έλεγχο και την κατασκευή εμβολίων, ένα εμβόλιο θα μπορούσε να είναι διαθέσιμο σε χρόνο ρεκόρ, απλά δεν θα ήταν απολύτως αποτελεσματικό.
Από πού προήλθε ο κορωνοϊός;
Οι περισσότεροι ερευνητές συμφωνούν ότι ο SARS-CoV-2 προήλθε πιθανώς από νυχτερίδες. Ένα συγκεκριμένο είδος νυχτερίδων, οι νυχτερίδες horseshoe, είναι ξενιστές δύο κορωνοϊών που σχετίζονται στενά με τον SARS-CoV-2. Ο πρώτος, με το όνομα RATG13, βρέθηκε σε ενδιάμεσες νυχτερίδες horseshoe (Rhinolophus affinis) στη νοτιοδυτική κινεζική επαρχία Γιουνάν το 2013. Το γονιδίωμά του είναι 96% όμοιο με αυτό του SARS-CoV-2. Ο δεύτερος, είναι ο RmYN02, ένας κοροναϊός που βρέθηκε σε νυχτερίδες horseshoe της Μαλαισίας (Rhinolophus malayanus), ο οποίος έχει το 93% της γενετικής του ακολουθίας όμοιο με τον SARS-CoV-29.
Μια ολοκληρωμένη ανάλυση περισσότερων από 1.200 κορωνοϊών που έχουν ληφθεί από νυχτερίδες στην Κίνα δείχνει επίσης τις νυχτερίδες horseshoe στο Γιουνάν ως την πιθανή προέλευση του νέου κορωνοϊού. Ωστόσο, η μελέτη δεν αποκλείει την πιθανότητα ο ιός να προήλθε από νυχτερίδες σε γειτονικές χώρες, όπως η Μιανμάρ, το Λάος και το Βιετνάμ.
Η διαφορά 4% μεταξύ των γονιδιωμάτων του RATG13 και του SARS-CoV-2 απεικονίζει δεκαετίες εξέλιξης. Οι ερευνητές λένε ότι αυτό υποδηλώνει ότι ο ιός μπορεί να έχει περάσει από έναν ενδιάμεσο ξενιστή πριν εξαπλωθεί στους ανθρώπους, με τον ίδιο τρόπο που πιστεύεται ότι ο ιός που προκαλεί το SARS έχει περάσει από νυχτερίδες σε μοσχογαλές πριν φτάσει σε ανθρώπους. Μερικοί υποψήφιοι για αυτόν τον ξενιστή ζώων παρουσιάστηκαν νωρίς στο ξέσπασμα της πανδημίας, με αρκετές ομάδες να φιλοξενούνται στους παγκολίνους.
Ορισμένοι ερευνητές απομόνωσαν κορωνοίους από μαλαισιανούς παγκολίνους (Manis javanica) που κατασχέθηκαν κατά τη διάρκεια επιχειρήσεων κατά του λαθρεμπορίου στη νότια Κίνα. Αυτοί οι ιοί μοιράζονται έως και το 92% των γονιδιωμάτων τους με το νέο κορωνοϊό. Οι μελέτες επιβεβαιώνουν ότι οι παγκολίνοι μπορούν να φιλοξενήσουν κορωνοϊούς που έχουν έναν κοινό πρόγονο με το SARS-CoV-2, αλλά αυτό δεν αποδεικνύει ότι ο ιός πήγε από τους παγκολίνους στον άνθρωπο.
Για να αποσαφηνίσουν τη διαδρομή του ιού προς τους ανθρώπους, οι επιστήμονες θα πρέπει να βρουν ένα ζώο ξενιστή ενός κορωνοϊούμε ομοιότητα μεγαλύτερη από 99% με το SARS-CoV-2 – μια προοπτική που περιπλέκεται από το γεγονός ότι ο ιός έχει εξαπλωθεί τόσο ευρέως σε ανθρώπους, οι οποίοι με τη σειρά τους το πέρασαν επίσης σε άλλα ζώα, όπως γάτες, σκύλους και μινκ εκτροφής.
Βιβλιογραφία
Ewen Callaway, Heidi Ledford & Smriti Mallapaty. Six months of coronavirus: the mysteries scientists are still racing to solve. Nature. 03 JULY 2020
Ellinghaus, D. et al. Preprint at medRxiv https://doi.org/10.1101/2020.05.31.20114991 (2020).
Long, Q.-X. et al. Nature Med. https://doi.org/10.1038/s41591-020-0965-6 (2020).
Grifoni, A. et al. Cell 181, 1489–1501 (2020).
Ni, L. et al. Immunity 52, 971–977 (2020).
Callow, K. A., Parry, H. F., Sergeant, M. & Tyrrell, D. A. Epidemiol. Infect. 105, 435–446 (1990).
MacLean, O. A. et al. Preprint at bioRxiv https://doi.org/10.1101/2020.05.28.122366 (2020).
van Doremalen, N. et al. Preprint at bioRxiv https://doi.org/10.1101/2020.05.13.093195 (2020).
Zhou, P. et al. Nature 579, 270–273 (2020).
Zhou, H. et al. Curr. Biol. 30, 2196–2203 (2020).
Latinne, A. et al. Preprint at bioRxiv https://doi.org/10.1101/2020.05.31.116061 (2020).
Lam, T. T.-Y. et al. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-020-2169-0 (2020).
Zhang, T., Wu, Q. & Zhang, Z. Curr. Biol. 30, 1346–1351 (2020).
