Mokslas ir IT

2020.12.02 21:04

Viskas, ką turite žinoti apie koronavirusą: pagrindinės COVID-19 komplikacijos, viruso mutacijos ir kaip turėtų veikti vakcina

Patricija Kilminavičienė, LRT.lt2020.12.02 21:04

Jau neilgai trukus minėsime koronaviruso pandemijos metines. Viso šio chaoso pradžioje buvo daugybė neatsakytų klausimų apie SARS-CoV-2 virusą ir jo sukeliamą COVID-19 ligą, visuomenę kaustė baimė ir nežinomybė. Dabar, nors visų mįslių išspręsti dar nepavyko, viso pasaulio medikų ir mokslininkų pastangomis neatsakytų klausimų lieka vis mažiau. Profesorė Aurelija Žvirblienė „Thermo Fisher Scientific“ organizuotoje konferencijoje „Mokslo diena“ priminė viską, ką reikia žinoti apie koronavirusą.

Kas yra koronavirusai?

Kaip pasakojo Vilniaus universiteto mokslininkė, imunologė prof. Aurelija Žvirblienė, koronavirusai pasauliui yra žinomi jau daugelį dešimtmečių. Jie užkrečia tiek žmones, tiek gyvūnus. Koronavirusų pavadinimas kilo iš to, kad jiems būdinga karūnos formos struktūra, sudaryta iš jų paviršiaus baltymų.

Iki šiol žmonėms buvo žinomi keturi koronavirusai, sukeliantys paprastą, nesunkų peršalimą: 229E, OC43, NL63 ir HKU1.

„Pirmas pavojaus skambutis buvo prieš beveik 20 metų, kai pasirodė SARS-CoV-1 virusas, bet jis labai neišplito. 2012 metais pasirodė MERS koronavirusas, jis taip pat neišplito, tačiau buvo žymiai pavojingesnis. Susirgimų šiuo virusu pasitaiko ir iki šiol. Ir štai, 2019 metų pabaigoje pasirodė mūsų pažįstamas SARS-CoV-2 koronavirusas, jis išplito po visą pasaulį“, – konferencijoje kalbėjo mokslininkė.

Pasak jos, koronavirusai priskiriami prie zoonotinių – tokių, kurie gali užkrėsti gyvūnus ir būti perduodami žmonėms. Šiuo metu vis dar aiškinamasi, kaip koronavirusas peršoko pas žmones, tačiau kol kas jokios naujos informacijos apie tai dar neturima.

Ką žinome apie SARS-CoV-2 virusą?

A. Žvirblienė atkreipė dėmesį, kad per pirmąsias dvi savaites, kai buvo atrastas naujasis koronavirusas, buvo nustatytas visas jo genomas. Genomo iššifravimas nėra tik mokslinis interesas – pasak imunologės, tai leido ir sukurti diagnostikos metodus.

„Šis genomas yra iš viengrandinės teigiamos orientacijos RNR. Tai reiškia, kad orientacija yra tokia pati, kaip ir informacinės RNR. Tai yra nelabai didelis virusas, koduojantis keletą baltymų, tiek struktūrinių, tiek nestruktūrinių, kurie dalyvauja viruso replikacijoje. Taip pat kai kurie iš genų produktų dalyvauja išvengiant imuninio atsako, pavyzdžiui, interferono sukėlimo. Kitaip tariant, virusas turi būtiną komplektą baltymų, kurių jam daug turėti ir nereikia, nes virusai pajungia ląstelės baltymų biosintezės sistemą tam, kad ląstelė pati juos pagamintų“, – aiškino A. Žvirblienė.

Virusas turi apvalkalo membraninį nukleokapsidinį baltymą, kuris supakuoja viruso genomą, taip pat yra paviršiaus glikoproteinas, dar vadinamas S baltymu, kuris atsakingas už viruso patekimą į ląstelę.

Virusas jungiasi prie ląstelės receptoriaus, kuris sutrumpintai vadinamas ACE2. Šių receptorių yra daugelyje žmogaus ląstelių – tiek kvėpavimo takuose, tiek širdyje, inkstuose bei kituose audiniuose. ACE2 receptorius atlieka daug įvairių funkcijų organizme, dalyvauja kraujospūdžio reguliavimo sistemoje.

„Viruso paviršiaus S baltymas jungiasi prie receptoriaus ir patenka į ląsteles. Tą patį receptorių naudoja ir kiti giminingi koronavirusai – SARS ir MERS. Tačiau SARS-CoV-2 virusas jungiasi prie to receptoriaus labai efektyviai, tai yra viena iš priežasčių, kodėl šis virusas taip stipriai plinta“, – dėstė mokslininkė.

Daugeliui žinoma, kad naujasis koronavirusas, kaip ir daugybė kitų virusų, plinta oro lašiniu būdu. Čiaudėdami ar kosėdami žmonės paskleidžia aplink lašelius, juose yra ir virusas. Didesni lašeliai ant paviršių nusėda labai greitai, mažesni lašeliai, vadinami aerozoliu, gali ilgiau išlikti aplinkoje.

„Dabar daug diskutuojama apie tai, koks yra viruso plitimo kelias. Bet manoma, kad jis plinta ir aerozoliu, ne tik lašeliais. Taip pat yra daug debatų, ar kaukės apsaugo, ar ne. Kaip bebūtų, kaukės yra fizinis barjeras, jis sumažina viruso patekimo į aplinką tikimybę, o mažesnė viruso dozė leidžia išvengti infekcijos. Arba, jeigu užsikrečiama nedideliu kiekiu viruso, tada galima persirgti lengviau“, – kalbėjo A. Žvirblienė.

Kokias komplikacijas sukelia koronavirusas?

SARS-CoV-2 koronavirusas sukelia ligą, vadinamą COVID-19. Šios ligos pavojingumas priklauso nuo asmens individualių savybių. Vienas aiškus rizikos veiksnys – amžius. Koronaviruso infekcija yra daug pavojingesnė pagyvenusiems žmonėms ir tai atspindi statistika – komplikacijų rizika yra daug didesnė priklausomai nuo amžiaus.

„Virusas patenka į kvėpavimo takus, nukeliauja į plaučius ir sukelia netipinį plaučių uždegimą. Netipinį todėl, kad tai nėra tas pats, kas, pavyzdžiui, pneumokoko ar kitų bakterijų sukeltas uždegimas. Viruso sukeltas uždegimas yra imunopatologijos tipo, intensyvus imuninis atsakas į virusą ir sukelia tą uždegimą“, – sakė imunologė.

Kadangi ACE2 receptoriaus pilna visame organizme, koronavirusas gali pažeisti ir daugelį organų, ne tik kvėpavimo takus, dėl to gali kilti komplikacijų įvairiose organizmo vietose.

Viena iš sunkiausių koronaviruso sukeliamų komplikacijų – citokinų audros. Kaip pasakojo profesorė, aktyvuotos imuninės ląstelės į kraujotaką paleidžia didelį kiekį uždegiminių citokinų, jie sukelia sunkią būklę, panašią sukelia sepsis.

Šiuo metu mokslininkai jau kalba ir apie ilgalaikes ligos pasekmes.

„Dabar jau yra duomenų, kad šio viruso infekcija gali sukelti ir neurologinius simptomus, buvo patvirtinti keli Parkinsono ligos išsivystymo atvejai persirgus šia liga. Aišku, turi būti ir tam tikras genetinis polinkis, bet tai nėra neįtikėtina, nes ir po gripo pandemijos 1918 metais buvo registruojama neurologinių komplikacijų, pavyzdžiui, letarginis encefalitas. Tai paaiškinama uždegiminiais procesais arba viruso patekimu į centrinę nervų sistemą. Tačiau yra dalykų, kurių mes iki galo nežinome apie šio viruso pasekmes“, – tikino A. Žvirblienė.

Kaip imuninė sistema reaguoja į SARS-CoV-2 virusą?

Profesorė įvardijo, kad mokslininkams žinoma, jog koronavirusas pirmiausia aktyvuoja įgimtąjį imunitetą – vadinamąjį pirmą barjerą, su kuriuo susiduria patogenas. Virusą sulaiko epitelis, veikia makrofagai, NK ląstelės bando susidoroti su įsibrovėliu.

Anot mokslininkės, manoma, kad viena iš priežasčių, kodėl vaikai perserga lengviau arba visai nejaučia infekcijos simptomų, yra ta, jog jų įgimtas imunitetas ir epitelis veikia labai efektyviai.

Į organizmą patekęs virusas aktyvina ir įgytojo imuniteto ląsteles: T limfocitus bei B limfocitus, kurie gamina antikūnus.

„Tačiau, kaip jau minėjau, nekontroliuojamas imuninis atsakas gali būti ir sunkios komplikacijos priežastis. Virusas sugeba apgauti imuninę sistemą, net jeigu ji ir sureaguoja“, – konferencijos metu dėstė A. Žvirblienė.

Kaip gydoma COVID-19?

Per visą pandemijos laikotarpį buvo pritaikyti keletas vaistų infekcijos gydymui. Dabar situacija jau yra kitokia, nei buvo pavasarį, nes, anot profesorės, kai kurių vaistų efektyvumas buvo patvirtintas. Pavyzdžiui, buvo atlikti klinikiniai tyrimai, kuriuose analizuotas deksametazono poveikis, ir paaiškėjo, jog esant komplikacijų šis vaistas, paprastai naudojamas autoimuninių ligų gydymui, sumažina mirštamumą nuo COVID-19 infekcijos.

Iš anksčiau naudotų priešvirusinių vaistų šios pandemijos metu pradėtas naudoti remdesiviras. Jį, pasak A. Žvirblienės, reikia naudoti tik tada, kai virusas replikuojasi, – infekcijos pradžioje.

COVID-19 gydymui naudojami ir virusą neutralizuojantys antikūnai. Gydytojai ėmėsi eksperimentinio metodo, kurio metu pacientams perpilama persirgusių asmenų kraujo plazmos.

Kitas būdas, kuris jau užregistruotas JAV, – biofarmaciniai neutralizuojantys antikūnai. Kaip teigė imunologė, šie antikūnai kaip tik ir buvo panaudoti gydant Donaldą Trumpą.

Kaip diagnozuojamas koronavirusas?

A. Žvirblienė priminė, kad Lietuvoje dažniausiai koronavirusas nustatomas atliekant molekulinį PGR testą, kurio metu identifikuojama viruso RNR. Tai yra Pasaulio sveikatos organizacijos (PSO) ir visų kitų autoritetingų organizacijų patvirtintas metodas, tinkamas šios infekcijos diagnostikai.

„Problema, kad metodas yra gana brangus ir užtrunka ilgai, reikalinga atitinkama įranga bei patirtis. Todėl dedama labai daug pastangų, kad virusas būtų nustatomas paprastesniais metodais. Yra patvirtinti greitieji antigenų testai, kuriais nustatomas virusas. Jis nustatomas imunologiniais metodais, specifiniai antikūnai nustato virusą. Testas yra labai paprastas, panašus į nėštumo, matoma tiesiog spalvota juostelė. Visos šalys dabar intensyviai diskutuoja, kai kurios jau pradėjo naudoti, pavyzdžiui, Slovakija atliko populiacijos tyrimą šiais testais. Jie yra žymiai pigesni, užtrunka labai trumpai ir tam tikrais atvejais tie testai iš tiesų gali būti naudojami“, – pasakojo A. Žvirblienė.

Ji įvardijo, kad testavimo metodika ir toliau tobulinama, ieškoma būdų, kaip nustatyti koronavirusą iš seilių mėginio.

Mokslininkė atkreipė dėmesį, kad koronaviruso negalima nustatyti iš kraujo – jo ten paprasčiausiai nėra. Virusą pagal kraujo mėginį galima nustatyti tik labai sunkių komplikacijų atveju, pavyzdžiui, kai kyla citokinų audra. Tačiau įprastai virusas būna kvėpavimo takuose. Iš nosiaryklės imamas mėginys PGR ir greitiesiems antigenų testams atlikti.

Koronaviruso diagnostikai taip pat taikomi serologiniai metodai. Jais nustatomi antikūnai, kovojantys prieš virusą.

„Jeigu pažiūrėtume į infekcijos dinamiką, tai po užsikrėtimo kelios dienos yra inkubacinis periodas, tada po kelių dienų virusas intensyviai replikuojasi ir gali būti nustatomas. Pavyzdžiui, jeigu jūs turėjote kontaktą su užsikrėtusiu asmeniu, nėra prasmės daryti PGR testą tą pačią arba kitą dieną, nes viruso dar nebus viršutiniuose kvėpavimo takuose. Po kelių dienų virusas jau gali būti diagnozuojamas molekuliniais testais arba greitaisiais antigenų testais. Antikūnai atsiranda maždaug po 10–14 dienų ir greitai nepranyksta – būtent jie nustatomi iš kraujo mėginio“, – dėstė A. Žvirblienė.

Kitaip tariant, virusui diagnozuoti svarbus tinkamas laikas – praėjus daugiau nei kelioms dienoms, PGR testas gali nenustatyti koronaviruso, nes jo nebebus nosiaryklėje, todėl, po užsikrėtimo praėjus ilgesniam laikui, reikėtų atlikti serologinį testą.

Imunologė priminė, kad lietuvių mokslininkai atliko serologinius tyrimus protrūkio zonose pavasarį ir praėjus pusmečiui – spalį. Tyrimas parodė, jog antikūnų susidaro ir tais atvejais, kai infekcija besimptomė. Taip pat svarbu tai, kad susidarę antikūnai visiems tirtiems asmenims išliko ir po pusės metų.

„Mokslinėje literatūroje yra daug debatų, kad mažėja imuninis atsakas, bet tas mūsų tyrimas parodė, kad po pusės metų antikūnai dar tikrai aptinkami, nes tiksliai žinojome, kurie žmonės buvo infekuoti. Beje, antikūnų radome ir pas tuos žmones, kurie tiesiog turėjo kontaktą, – kai kurie jautė simptomus, kai kurie ne, bet antikūnai patvirtino, kad dalis žmonių persirgo net ir to nežinodami“, – aiškino A. Žvirblienė.

Kaip virusas mutuoja ir ką tai reiškia?

Mokslininkė įvardijo, kad kiekvienas organizmas evoliucionuoja, todėl natūralu, kad šis naujasis koronavirusas taip pat keičiasi.

„Įsivaizduokite, kiek jau yra viruso kopijų, jeigu daugiau nei 60 milijonų žmonių užsikrėtę, o kiekvienas jų turi milijardus viruso kopijų savo organizme. Tas skaičius tikrai yra be galo didelis. Šitiek virusą kopijuojant, be abejo, įsivelia klaidų, tų mutacijų. Jeigu jos virusui palankios, tai tie variantai ir paplinta“, – dėstė imunologė.

Viruso atmainos skirstomos į tam tikras grupes. Viena iš mutacijų padidina viruso infektyvumą, šiuo metu pasaulyje ir plinta tie viruso variantai, kurie turi tą mutaciją. O viruso atmainų, paplitusių Kinijoje pačioje pandemijos pradžioje, dabar pasaulyje jau beveik nebeliko.

Visai neseniai nuskambėjusi žinia apie Danijos audinių fermose aptiktą koronaviruso mutaciją taip pat yra svarbi, nes paaiškėjo, kad naujas viruso variantas gali peršokti pas žmogų. Šiuo atveju pasikeitė viruso S baltymo struktūra, dėl to virusas gali nebebūti neutralizuojamas antikūnų.

„Dabar pasaulyje viruso variantai yra labai intensyviai analizuojami. Yra tokia duomenų bazė, kuriai teikiami genomo tyrimų duomenys. Toje bazėje šiuo metu yra beveik 200 tūkst. koronaviruso genomų. Galima juos lyginti tarpusavyje. G viruso variantai, turintys pasikeitusią S baltymo 614-tą amino rūgštį, yra dominuojantys pasaulyje. Lietuvoje, kiek rodo mūsų vasaros pradžioje atlikti tyrimai, kaip tik buvo aptikta viruso variantų, turinčių šią ir kitas viruso mutacijas“, – aiškino A. Žvirblienė.

Lietuvių mokslininkų atliktas tyrimas parodė, kad į Lietuvą daugiausia viruso variantų atvežta iš Jungtinės Karalystės, taip pat yra ir atgabentų iš Italijos, Rusijos, Filipinų.

Epidemiologinę situaciją gali pataisyti tik apribojimai

Kaip teigė A. Žvirblienė, visų šalių epidemiologinė situacija skiriasi. Vienos atrodė labai sėkmingai suvaldžiusios pandemiją, pavasarį neblogai pasirodė ir Lietuva, tačiau dabar skaičiai auga dramatiškai.

„Šalys labai skiriasi ir pagal mirštamumo rodiklius. Pavyzdžiui, Italijoje siekia apie 5 proc., kitose šalyse apie procentą ar net mažiau. Tai priklauso nuo testavimo apimčių ir nuo to, kokie žmonės serga. Jeigu daugiau pagyvenusių žmonių užsikrečia, tai, žinoma, mirštamumo procentas yra didesnis“, – konferencijoje „Mokslo diena“ kalbėjo A. Žvirblienė.

Anot imunologės, jeigu persirgtų 80 proc. populiacijos, būtų ramu, tačiau svarbu pagalvoti apie tai, kokia būtų tokio sprendimo kaina. Deja, šiuo metu nėra kito sprendimo, tik laikytis apribojimų.

„Apribojimai, plataus masto testavimas, kontaktų sekimas yra vieninteliai būdai, kaip galima pristabdyti viruso plitimą, jeigu nenorime turėti dramatiško mirčių skaičiaus, kaip kad matėme kitose šalyse“, – tvirtino mokslininkė.

A. Žvirblienė sakė, kad dar 2016 metais buvo sumodeliuotas scenarijus, kas nutiktų, jeigu atsirastų naujas agresyvus virusas, ir kas būtų, jeigu jis būtų plačiai išnešiotas po pasaulį.

„Jeigu virusas lieka infekcijos židinyje, natūrali evoliucijos eiga yra tokia, kad jis stengiasi evoliucionuoti į mažiau agresyvią formą. Jeigu jis užmuš visus savo šeimininkus, jam tai bus labai nenaudinga. Viruso evoliucija vyksta link mažiau virulentiško varianto. Bet jeigu virusas išnešiojamas kuo toliau, tada jam nebėra prasmės tapti mažiau virulentiškam, nes jis turi naujus šeimininkus“, – kalbėjo imunologė.

Dėl to izoliuoti infekcijos židinius tampa labai svarbia užduotimi.

„Jeigu kalbame apie pandemijos pamokas, manau, čia yra svarbiausia pamoka. Jeigu kažkas tokio atsiranda, reikia izoliuoti židinį, ką turbūt buvo galima padaryti Kinijoje. Manau, kad kritika tiek Kinijai, tiek PSO turi tam tikro racionalaus pagrindo“, – tikino A. Žvirblienė.

Nors koronaviruso pandemija dažnai lyginama su ispaniškojo gripo, pastatyti jas vieną šalia kitos nėra visiškai tikslu. Koronavirusas daug kuo skiriasi nuo ispaniškojo gripo, pirmiausia tuo, kad jis mažiau mutuoja.

„Šimto metų senumo pandemijai antroji banga buvo labai baisi, nes virusas pakito į labiau virulentišką pusę, jis infekavo jaunus žmones, daug jų mirė. Tikėkimės, kad dabartinė pandemija vystysis kitu keliu, dabar bent jau nematome ryškaus virulentiškumo sustiprėjimo. Išskyrus, kaip minėjau, infektyvumas yra intensyvesnis“, – dėstė mokslininkė.

Kaip turėtų veikti vakcina nuo COVID-19?

Anot A. Žvirblienės, norint suprasti, kaip turi veikti vakcina, reikia prisiminti, kaip vyksta imuninis atsakas į virusinę infekciją.

Ji priminė, kad virusas patenka į ląsteles, kurios savo ruožtu pradeda gaminti viruso baltymus. Jie sužadina organizmo imuninį atsaką: tiek ląstelinį – T limfocitus, tiek B limfocitus, gaminančius antikūnus. Tarp jų susidaro ir virusą neutralizuojančių antikūnų.

„Visi šie etapai turi būti aktyvuojami ir vakcinos, kai ji naudojama, tikimasi, kad sukels tokį patį atsaką“, – įvardijo A. Žvirblienė.

Vakcinų formatų yra įvairių. Dažnai naudojamas inaktyvuotas virusas, kaip kad gripo vakcinoje, gali būti naudojamas ir susilpnintas gyvas virusas, naudojamas tymų, kiaulytės vakcinose. Taip pat vakcinoje gali būti naudojami rekombinantiniai viruso antigenai, pavyzdžiui, S baltymas.

Koronaviruso pandemijos metu imtos kurti ir unikalios vakcinos, kurios anksčiau nebuvo naudotos, – RNR vakcinos ir adenoviruso vakcinos su įterptais koronaviruso genais. Kiekvienas vakcinos formatas skirtingai suaktyvina ir imuninę sistemą.

„Svarbu, kad tie formatai turi būti išbandomi – pirmiausia gyvūnų modeliuose, vėliau klinikiniuose tyrimuose. Yra trys klinikinių tyrimų fazės, kurios skiriasi pagal dalyvių skaičių. Į trečiąją fazę įtraukiama keliasdešimt tūkstančių žmonių. Turi būti matuojamas tiek efektyvumas, tiek apsauginis vakcinos poveikis, tiek galimos ilgalaikės ar trumpalaikės pašalinės reakcijos“, – aiškino A. Žvirblienė.

Kokias vakcinas kuria pirmaujančios bendrovės? „AstraZeneca“ ir Oksfordo universitetas sukūrė vakciną, kurioje kaip nešiklis naudojamas beždžionių adenovirusas. Beždžionių adenovirusas pasirinktas todėl, kad žmogus adenovirusais dažnai užsikrečia ir jiems turi imuninį atsaką. Tokiu atveju adenovirusas organizme bus sunaikinamas ir vakcina nesukels imuninio atsako.

Tokio paties formato vakciną sukūrė ir Rusija. Jų mokslininkai naudojo žmogaus adenovirusą, kuris gerokai paplitęs žmonių populiacijoje ir kuriam didelė dalis žmonių turi imunitetą. Tam, kad imunitetą apeitų, naudojama labai daug adenoviruso dalelių.

„Tai, kas vadinama klinikiniais tyrimais, atlikta su keliasdešimt savanorių. Paskui vakcina užregistruota ir naudojama skiepyti. Ypač skatinami skiepytis medicinos darbuotojai. Nors šie duomenys buvo publikuoti prestižiniame žurnale „The Lancet“, paskui buvo paskelbta žymių mokslininkų atsakomoji publikacija, kad šie duomenys nėra įtikinantys ir pasitikėjimo ši vakcina nesukelia“, – atkreipė dėmesį profesorė.

Kitas naudojamas formatas – RNR vakcina, sukurta pirmą kartą pasaulio istorijoje. Būtent tokį vakcinos formatą pasirinko „Pfizer“ ir „BioNTech“ bei „Moderna“. Jos sudėtyje yra informacinės viruso RNR ir tam, kad jos molekulės neiširtų, jos įdedama į lipidines nanodaleles. Šios dalelės taip pat pagerina RNR patekimą į ląstelę. Kaip ir infekcijos metu, pasiskiepijus nuo RNR yra nurašomas S baltymas ir, kaip tikimasi, sukelia tiek ląstelinį, tiek antikūnų atsaką.

Kaip jau žinoma, „Moderna“, „Pfizer-BioNTech“ ir „AstraZeneca“ sukurtos vakcinos trečios fazės klinikinių tyrimų metu pasirodė esančios efektyvios apsaugant nuo koronaviruso. Visgi, kaip teigė mokslininkė, trečios fazės tyrimai bus baigti, kai užsikrės 164 savanoriai ir bus suskaičiuota, kiek žmonių užsikrėtė placebo ir kiek vakcinos grupėje. Taip bus įvertintas vakcinos efektyvumas.

Šiuo metu yra atlikti tarpiniai įvertinimai, kai užsikrėtė 94 žmonės, didžioji dauguma jų buvo iš placebo grupės. Tyrimą bus galima užbaigti, kai užsikrės dar apie 70 žmonių.

Konferencijos įrašą galite žiūrėti čia:

Populiariausi