Knygos ištrauka. „Virusfera. Nuo slogos iki COVID-19: slaptasis virusų pasaulis“

Todėl kyla neišvengiamas klausimas: ar naujų epideminių ligų atsiradimas kaip nors susijęs su žmonijos veiklos daroma įtaka pasaulinei ekologinei aplinkai? Galime grįžti prie koronaviruso pandemijos ir paklausti savęs: kodėl gi kyla tokie ligų protrūkiai, keliantys pavojų mūsų gyvenimui? Kol mes vis dar mėginame susitvarkyti su mirtina AIDS pandemija?

Atrodytų, išmintinga susimąstyti, iš kur vis dėlto atsiranda tokie virusai kaip ŽIV-1 ir COVID-19. Kodėl išvis kyla tokių virusų protrūkiai šiais moderniais laikais? Ir kodėl atsiradę jie pasižymi tokia gąsdinančiai agresyvia elgsena? Ar galima tikėti, kad dėl per didelio žmonių skaičiaus, mums nuolat plečiant savo įtaką į anksčiau laukinei gamtai priklausiusius regionus bei dėl toksinių klimato kaitos ir biosferos užteršimo plastiku padarinių žmonių visuomenė nenumaldomai artėja prie egzistencinės krizės?

Įdomus ir ilgai trukęs virusų tyrimas – nuo to, kokie jie yra ir ką daro, iki gyvybiškai svarbaus vaidmens žmonijos istorijoje. Kas yra virusai? Ar jie turi genus? Ar jie egzistuoja pagal tuos pačius evoliucijos modelius, kaip ir augalai bei gyvūnai?

Frankas Ryanas atsako į šiuos ir daugelį kitų klausimų, tyrinėdamas virusų sukeltas ligas – peršalimą, tymus, vėjaraupius, pūslelinę, kiaulytę ir raudonukę, taip pat mažiau pažįstamas ligas, tokias kaip pasiutligė, hemoraginė karštligė, Ebola, COVID-19 ir virusų sukeltas vėžys.

Knygoje pateikiama įdomių faktų apie virusų elgesį ir tai, kas skatina juos užkrėsti savo šeimininką – žmogų.

Frankas Ryanas yra gydytojas konsultantas ir novatoriškas evoliucijos biologas Šefildo universitete. Jis yra perkamiausias „Užmiršto maro“ – „New York Times“ metų knygos – „Paslaptingo žmogaus genomo pasaulio“, „Virusferos“ ir daugelio kitų knygų autorius. F.Ryanas buvo paskirtas garbės tyrėju Šefildo universiteto Gyvūnų ir augalų mokslų katedroje, nes turi aiškų tikslą – plėtoti savo evoliucijos koncepcijas ir padėti evoliucijos mokslą paversti medicina. Jis yra Karališkojo gydytojų koledžo, Karališkosios medicinos draugijos ir Londono Linneano draugijos narys.

Siūlome skaityti knygos ištrauką.

Tėvams puikiai pažįstamas susirūpinimas, kai susiduriama su vaikų išbėrimais bei karščiavimu. Juk visiškai įprasta, kad mūsų širdis sustingsta, kai atžala blaškosi karščiuodama, kamuojama nerimo, krūtinę draskančio kosulio, vėmimo ar itin prastos savijautos. Netgi naktimis bluosto ramiai sudėti negalime, nes baiminamės, kad tamsoje atsitiks kas nors dar blogesnio.

Šis nerimas greičiausiai yra psichologinė baimės liekana, užsilikusi nuo tų neseniai prabėgusių laikų, kai nemalonūs dalykai naktimis iš tikro užgriūdavo mūsų mylimus žmones. Kaipgi vis dėlto mums pasisekė, kad dabar mus gali apsaugoti antibiotikai, vakcinos ir antivirusiniai vaistai, kurie šiuos siaubus nuveja šalin. Tačiau tiek medicinai, tiek ir plačiajai visuomenei tokie mokslo proveržiai vis dar yra palyginti naujas dalykas. Neturėtume pamiršti fakto, kad dar visai neseniai, XX a. šeštajame dešimtmetyje, didžioji žmonijos dalis (net ir pažengusiose šalyse) mirė nuo infekcijų.

Prieš triguba vakcina užkertant kelią tymų plitimui, ši dažnai pasitaikanti ir itin lengvai užkrečiama vaikų karštligė tėvams buvo viena didžiausių priežasčių nerimauti. Stebina tai, kad šia liga žmonės pradėjo sirgti palyginti visai neseniai. Rašydamas apie dažniausiai senovės Graikijoje pasitaikančias ligas V a. prieš mūsų erą, Hipokratas pateikė aiškiai atpažįstamus įprastų infekcijų apibūdinimus, pavyzdžiui, viruso sukeliamos pūslelinės bei maliarijos, kurios sukėlėjai – protistai.

Kaipgi vis dėlto mums pasisekė, kad dabar mus gali apsaugoti antibiotikai, vakcinos ir antivirusiniai vaistai, kurie šiuos siaubus nuveja šalin.

Ir vis dėlto apie tymų simptomus ar kitus ligos požymius šis išmintingas žmogus nė neužsiminė. Vargu ar panašiuose sąrašuose būtų lengva praleisti šią ligą ir jos sukeliamus išskirtinius simptomus: odos bėrimą, karščiavimą, stiprų užkrečiamumą bei sąsajas su vaikyste. Angliškas tymų pavadinimas „measles“ yra kilęs iš anglosaksų žodžio „maseles“, reiškiančio „dėmes“.

Manoma, kad pirmasis raštiškas tymų apibūdinimas priskiriamas X a. Persų gydytojui Abū Bakrui, dar žinomam Razi vardu. Savo tekste jis pacitavo VII a. hebrajų gydytoją El Jehudį kaip žmogų, kuris pateikė pirmąjį klinikinį šios ligos aprašą. Razi pripažino, kad tymai yra vaikų liga, ir atskyrė ją nuo lygiai taip pat paplitusios, bet daug pavojingesnės išbėrimus sukeliančios ligos – raupų.

Dažniausi tymų simptomai: stiprus karščiavimas (temperatūra dažnai pakyla daugiau kaip 40 °C), krūtinę draskantis kosulys, varvanti nosis, akių uždegimas. Po dviejų ar trijų dienų nuo karštligės pradžios vidinės skruostų pusės gleivinėje atsiranda mažų baltų dėmelių ant paraudusios odos. Iš šių vadinamųjų Kopliko dėmių ir nustatoma liga.

Taigi gamtoje mes esame tymų rezervuaras – natūralus ligos nešiotojas.

Maždaug tuo pat metu odoje ima plisti ryškiai raudonas išbėrimas be iškilimų: įprastai pradžioje išberia veidą, o vėliau – ir visą kūną. Šis išbėrimas ir jį sukėlusi liga tęsiasi apie 7–10 dienų, o paskui gerai prižiūrimi ir kitų ligų neturintys vaikai visiškai pasveiksta. Tačiau retais atvejais tymai gali sukelti rimtų komplikacijų. Tai dažniausiai nutinka prastomis sąlygomis gyvenantiems vaikams, ypač mažiau išsivysčiusiose šalyse, kur sveikatos apsaugos sistema nėra tokia pažangi.

Kaip ir paprasta sloga, tymai yra išskirtinai žmonių liga, nors, eksperimentuojant laboratorijose, ja galima dirbtiniu būdu užkrėsti beždžiones. Taigi gamtoje mes esame tymų rezervuaras – natūralus ligos nešiotojas. Vienintelė terpė, kurioje tymų virusas gali plėsti savo užkratą ir gaminti naujas dukterinių virusų kartas – tai mes, žmonės. Tai iš tikrųjų yra labai artimas ryšys.

Todėl ši simbiozė – santykiai tarp tymų viruso ir žmogaus – vystėsi labai ilgai ir, kalbant iš simbiologijos pusės, turėjo reikšmingų padarinių abiejų „partnerių“ evoliucijos procesui. Egzistuoja įvairios skirtingos šią ligą sukeliančių virusų, vadinamų morbilivirusais, grupės – „kladai“. Jos įeina į platesnę virusų šeimą, kuri vadinama paramiksovirusais.

Atskiri tymų virionai yra apvalios formos, šiek tiek panašūs į slogos virusus, o jų genomą sudaro viengrandė RNR. Viruso genomas yra panašiame į rinoviruso kapsidiniame apvalkale. Tačiau čia kapsidė yra apgaubta dar vieno papildomo „vokelio“, kurį dengia daug dygliukus primenančių iškyšų – jos labai svarbios infekavimo procesui. Tymai yra itin lengvai užkrečiamas virusas, paplitęs visame pasaulyje.

Tačiau išgyventi tarp žmonių jis gali tik endeminės infekcijos forma, t. y. tose populiacijose, kur gausu ligai imlių vaikų. Prie šio fakto dar sugrįšime, kai kalbėsime apie skiepus nuo tymų. Šis virusas plinta oro lašiniu būdu, panašiai kaip paprasta sloga. Be to, pirminis jo taikinys taip pat yra kvėpavimo takų gleivinės ląstelės. Tačiau, priešingai nei slogos virusas, kuris daugiausia puola nosies ir gerklės sritį, tymų sukėlėjas keliauja giliau, į apatinius kvėpavimo takus.

Ši simbiozė – santykiai tarp tymų viruso ir žmogaus – vystėsi labai ilgai ir, kalbant iš simbiologijos pusės, turėjo reikšmingų padarinių abiejų „partnerių“ evoliucijos procesui.

Taip pat šis virusas dėl neaiškios priežasties mėgsta akies junginės ląsteles – kaip tik dėl to ir atsiranda vienas dažniausių simptomų, t. y. parausta sergančiųjų tymais akys. Per 2–4 pirmąsias infekcijos dienas virusas dauginasi vien tikslinėse ląstelėse.

Toks svetimkūnio buvimas sukelia vietinį uždegimą ir pritraukia baltuosius kraujo kūnelius, vadinamuosius makrofagocitus, kurie įprastai „suryja“ įvairiausias nepageidautinas liekanas, negyvas ir ligotas ląsteles bei organizmą puolančius parazitus. Šis procesas vadinamas fagocitoze. Deja, fagocitai per šį infekcijos etapą tymų sukėlėjui yra paskutinės tikslinės ląstelės. Nors galbūt tai ir neturėtų stebinti, jei šiek tiek žinome apie virusus ir jų elgsenos ypatybes.

Virusas užvaldo fagocitus, įsiskverbia į jų vidų ir ima juose daugintis. O tada pasinaudoja savo taikinio įgimtomis judėjimo galimybėmis, kad pasiektų regioninius limfmazgius, kur pradedama antroji viruso dauginimosi stadija. Iš limfinių liaukų virusas ima pulti kitokį baltųjų kraujo kūnelių tipą – leukocitus.

Be fagocitozės, makrofagocitai yra labai svarbūs ir mūsų vidiniam, „įgimtam“, imunitetui.

Tada jis ir vėl lyg autostopu keliauja šiomis užkrėstomis ląstelėmis ir patenka į kraujotakos sistemą, per kurią gali pasiekti visas ląsteles ir audinius, ypač odą. Būtent per šį plitimo kraujotakos sistemoje etapą, vadinamą viremija, pastebimi tipiški išbėrimai ir pakilusi temperatūra.

Vis dėlto tymų virusui, kaip ir mūsų jau aptartam slogos sukėlėjui, viskas nesiklosto taip jau palankiai. Tos pačios ląstelės, į kurias taikosi besidauginantis virusas, – makrofagocitai – yra pirmoji mūsų imuninės sistemos gynybinė linija. Be fagocitozės, makrofagocitai yra labai svarbūs ir mūsų vidiniam, „įgimtam“, imunitetui.

Be to, jie taip pat vaidina reikšmingą vaidmenį, kai reikia sužadinti dar galingesnę organizmo gynybos sistemą – „adaptyvųjį“ imunitetą. Jis atpažįsta antigenus ant išorinės viruso membranos, pažymi juos kaip „svetimus“, palyginti su tuo, ką organizmas supranta kaip „savą“, ir praneša apie šiuos svetimkūnius kitoms ląstelėms, pavyzdžiui, limfocitams, kurie pradeda specifinio imuninio atpažinimo procesą ir gamina antikūnus prieš virusą. O toks antikūnų atsakas yra susijęs su dar vienu labai svarbiu mūsų imuninės gynybos elementu, vadinamu ląsteliniu imunitetu. Visos šios galingos mūsų imuninės sistemos dalys veikia išvien, kad sunaikintų svetimkūnių mikroorganizmų keliamą grėsmę.

Tos pačios ląstelės, į kurias taikosi besidauginantis virusas, – makrofagocitai – yra pirmoji mūsų imuninės sistemos gynybinė linija.

Prieš daugybę metų, kai dar studijavau mediciną Šefildo universitete, atlikau eksperimentą, kurio tikslas – išsiaiškinti, kaip žinduolių imuninė sistema reaguoja į būtent tokį virusų įsiveržimą į kraujotaką. Padedamas savo mokytojo, mikrobiologijos profesoriaus Mike’o McEntegarto, įleidau viruso į triušių kraują ir stebėjau, kaip šių gyvūnų imuninė sistema su juo kovojo. Eksperimentą pradėjau nuo pagrindinės dozės, o maždaug po savaitės suleidau pakartotinę.

Kai kuriems skaitytojams gali pasirodyti, kad aš tyčia kankinau eksperimentinius gyvūnus, bet virusas, kurį naudojau, buvo bakteriofagas, vadinamas ΦX174 (jis puola vien tik E. coli bakterijas). Tad triušiai jokia liga apkrėsti nebuvo. Jų adaptyviojo imuniteto atsakas buvo kaip tik toks, kokio ir reikėjo tikėtis iš žinduolių imuninės sistemos, kovojančios su į kraujotaką patekusiu svetimkūniu: antikūnai kaupėsi dviem bangomis, didžiausią skaičių pasiekdami 21-ąją dieną, kai vienas lašelis dabar jau atsparaus triušio serumo galėjo per kelias minutes išnaikinti milijardus virusų.

Kartu su kitais kolegomis iš universiteto gavome elektroninio mikroskopo padidintą vaizdą, kas iš tikrųjų vyko. Pamatėme, kad švirkšto formos fago virusus tiesiog sutriuškino antikūnų molekulės ir surinko juos į lipnius antikūnais padengtus gumulėlius, kuriuos nepailstantys fagocitai tuoj pat „sušlavė“ ir pašalino iš sistemos.

Per šį eksperimentą su fago virusais stebėtas procesas yra panašus į tą, kuris vyksta vaikų, sergančių tymais, kūne. Po susidūrimo su virusu būna 1–12 dienų inkubacinis periodas, per kurį ligos sukėlėjas keliauja per tikslines kvėpavimo takų ląsteles, tada per limfines liaukas, kol patenka į kraujotaką.

Retais atvejais sergančius vaikus kankina tolesnės komplikacijos, tokios kaip viduriavimas, plaučių uždegimas, apakimas ar netgi smegenų uždegimas, vadinamas encefalitu.

Šio etapo metu ligos požymiai jau tampa akivaizdūs: karščiavimas, kosulys, varvanti nosis, uždegimas akių srityje. Dar po 2–3 dienų Kopliko dėmių atsiranda vidinėje skruostųgleivinės dalyje, išbėrimas ima plisti veido srityje, o per dieną ar dvi – visame kūne. Ironiška tai, kad šiuos akivaizdžius ligos simptomus ir požymius (įskaitant karščiavimą ir bėrimą) iš tikro sukelia imuninė sistema, puldama virusą.

Aišku, ta pati imuninė sistema daugeliui vaikų padeda visiškai pasveikti ir išsaugo visą informaciją apie viruso paviršiuje esančius antigenus. Daugeliu atvejų tai užtikrina, kad tymais persirgęs žmogus ateityje šia liga nebesusirgtų. Tačiau retais atvejais sergančius vaikus kankina tolesnės komplikacijos, tokios kaip viduriavimas, plaučių uždegimas, apakimas ar netgi smegenų uždegimas, vadinamas encefalitu.