Βιολογία ιών

Εξέλιξη νέων στελεχών ιών

Οι ιοί που μολύνουν τα ζώα μπορούν να μεταπηδήσουν από το ένα είδος στο άλλο, προκαλώντας μια νέα, συνήθως σοβαρή ασθένεια στον νέο ξενιστή. Για παράδειγμα, το 2003 ένας ιός στην οικογένεια Coronaviridae πήδηξε από μια δεξαμενή ζώων, που πιστεύεται ότι είναι νυχτερίδες πετάλου, στον άνθρωπο, προκαλώντας μια εξαιρετικά παθογόνο νόσο σε ανθρώπους που ονομάζεται σοβαρό οξύ αναπνευστικό σύνδρομο (SARS). Η ικανότητα του SARS coronavirus να πηδήξει από πέταλα σε ανθρώπους αναμφίβολα απαιτούσε γενετικές αλλαγές στον ιό. Οι αλλαγές είναι ύποπτες ότι έχουν συμβεί στο φοίνικα, επειδή ο ιός SARS που υπάρχει στα πέταλα δεν μπορεί να μολύνει τους ανθρώπους άμεσα.

Τέτοιοι νεοεμφανιζόμενοι ιοί συχνά είναι εξαιρετικά μολυσματικοί στον άνθρωπο, καθώς δεν έχουν συναντηθεί προηγουμένως από το ανθρώπινο ανοσοποιητικό σύστημα και έτσι οι άνθρωποι δεν έχουν ανοσία εναντίον τους. Ο κοροναϊός που προκάλεσε το SARS, για παράδειγμα, εξαπλώθηκε γρήγορα στους ανθρώπους, καθιστώντας σημαντική απειλή για την ασθένεια. Ο ιός τέθηκε γρήγορα υπό έλεγχο, εξαιτίας απαγορεύσεων για ταξίδια και μέτρα καραντίνας. Στα τέλη του 2019 ένας άλλος τύπος κοροναϊού, που ονομάζεται SARS-CoV-2, εμφανίστηκε στην Κίνα και εξαπλώθηκε ραγδαία σε όλο τον κόσμο, δημιουργώντας μια πανδημία. Το SARS-CoV-2 προκάλεσε μια ασθένεια γνωστή ως νόσος κοροναϊού 2019 (COVID-19), η οποία ήταν πολύ παρόμοια με το SARS, αλλά προκάλεσε σημαντικά μεγαλύτερη θνησιμότητα, ιδιαίτερα σε άτομα άνω των 65 ετών.

Οι ιοί της γρίπης Α που μολύνουν τον άνθρωπο μπορούν να υποστούν μια δραματική αντιγονική αλλαγή, που ονομάζεται αντιγονική μετατόπιση, η οποία δημιουργεί ιούς που προκαλούν πανδημίες. Αυτή η δραματική αλλαγή συμβαίνει επειδή οι ιοί της γρίπης Α έχουν μια μεγάλη δεξαμενή ζώων, άγρια ​​υδρόβια πτηνά. Το γονιδίωμα RNA των ιών της γρίπης Α έχει τη μορφή οκτώ τμημάτων. Εάν ένας ενδιάμεσος ξενιστής, πιθανώς ο χοίρος, ταυτόχρονα μολυνθεί από έναν ιό ανθρώπου και γρίπης των πτηνών Α, τα τμήματα του γονιδιώματος RNA μπορούν να αναθεωρηθούν, αποδίδοντας έναν νέο ιό που έχει επιφανειακή πρωτεΐνη που είναι ανοσολογικά διαφορετική από εκείνη των ιών της γρίπης Α που κυκλοφορούν στον ανθρώπινο πληθυσμό. Επειδή ο ανθρώπινος πληθυσμός θα έχει λίγη ή καθόλου ανοσολογική προστασία έναντι του νέου ιού, θα προκύψει πανδημία. Αυτό συνέβη πιθανότατα στην πανδημία γρίπης του 1957, στην πανδημία γρίπης του 1968 και στην πανδημία γρίπης (H1N1) του 2009.

Οι ιοί της πανδημικής γρίπης Α μπορούν επίσης προφανώς να προκύψουν από έναν διαφορετικό μηχανισμό. Έχει υποστηριχθεί ότι το στέλεχος που προκάλεσε την επιδημία της γρίπης του 1918-19 προήλθε και τα οκτώ τμήματα RNA από έναν ιό των πτηνών και ότι αυτός ο ιός υπέστη πολλές μεταλλάξεις στη διαδικασία προσαρμογής σε κύτταρα θηλαστικών. Οι ιοί της γρίπης των πτηνών, που έχουν εξαπλωθεί από την Ασία στην Ευρώπη και την Αφρική από τη δεκαετία του 1990, φαίνεται να ακολουθούν αυτή την πορεία προς την ικανότητα πανδημίας. Αυτοί οι ιοί, οι οποίοι έχουν μεταδοθεί απευθείας από τα κοτόπουλα στον άνθρωπο, περιέχουν μόνο γονίδια πτηνών και είναι εξαιρετικά παθογόνοι στους ανθρώπους, προκαλώντας ποσοστό θνησιμότητας υψηλότερο από 50 τοις εκατό. Οι ιοί της γρίπης των πτηνών δεν έχουν ακόμη αποκτήσει την ικανότητα να μεταδίδουν αποτελεσματικά από άνθρωπο σε άνθρωπο και δεν είναι γνωστό ποιες γενετικές αλλαγές πρέπει να γίνουν για να το κάνουν.

Ταξινόμηση