1. Wprowadzenie
Wirusy nie są zaliczane do organizmów żywych, gdyż nie posiadają zdolności metabolicznych (przemiana materii, wzrost, rozmnażanie, synteza białek) umożliwiających im niezależne życie w środowisku. Nie posiadają one typowej budowy komórkowej. Z tego powodu traktowane są raczej jako proste pasożyty wewnątrzkomórkowe zbudowane głównie z materiału genetycznego (genom – kwas nukleinowy RNA lub DNA) i otoczone warstwą ochronną (kapsyd białkowy). Pojedyncza, aktywna cząstka wirusa określana jest jako wirion i składa się z kapsydu i kwasu nukleinowego. Niektóre wirusy posiadają dodatkową osłonkę lipoproteinową oraz zawierają enzymy, które inicjują proces replikacji wewnątrz organizmów żywych. Wirusy namnażają się wyłącznie na terenie żywych organizmów (komórek), a komórki, w których zachodzi replikacja wirusa, nazywane są permisywnymi. Wirusy to bardzo małe struktury, których wielkość waha się od 20 do 300 nm i są możliwe do obserwacji wyłącznie przy użyciu mikroskopu elektronowego. Najmniejszymi wirusami są parwowirusy i pikornawirusy, natomiast największymi pokswirusy. Poszczególne wirusy wykazują stosunkowo wąski zakres tolerancji w stosunku do żywiciela i na tej podstawie wyróżniono bakteriofagi (wirusy zakażające komórki bakterii, np. bakteriofag T4), fitofagi (wirusy zakażające rośliny, np. wirus mozaiki tytoniu TMV) oraz zoofagi (wirusy zakażające zwierzęta, w tym ludzi, np. wirus grypy H1N1).
Rdzeń wirusa zbudowany jest z kwasu nukleinowego i może występować w postaci pojedynczej nici, która spotykana jest u większości wirusów RNA (z wyjątkiem reowirusów) lub podwójnej nici, która występuje u większości wirusów DNA (z wyjątkiem parwowirusów). RNA lub DNA wirusów może mieć postać zakaźną lub niezakaźną. Gdy zakaźny kwas nukleinowy zostanie wprowadzony do komórki, to powoduje on powstawanie wirusów potomnych. Rdzeń wirusa otoczony jest kapsydem, który zarówno ochrania kwas nukleinowy, jak i bierze udział w adsorpcji i wnikaniu wirusa do komórki. Kapsyd zbudowany jest z łańcuchów polipeptydowych, co chroni je przed uszkodzeniem i denaturacją.
2. Klasyfikacja wirusów i nazewnictwo
Nazwy wirusów pochodzą najczęściej od nazw chorób, które wywołują lub miejsca, gdzie pierwszy raz zostały wykryte. Przykładem są m.in. wirus grypy, wirus wścieklizny, wirus Hendra, czy wirus Ebola. Natomiast klasyfikacja wirusów oparta jest m.in. na rodzaju i cechach kwasu nukleinowego, wyglądzie, kształcie i wielkości wirusa, obecności lub braku dodatkowej osłonki. Powszechnie stosuje się klasyfikację wirusów opracowaną przez Międzynarodowy Komitet Taksonomii Wirusów (ang.: International Committee on Taxonomy of Viruses – ICTV). Obecnie Grupa Analityczna Coronaviridae (ang.: ICTV Coronaviridae Study Group) działająca w ICTV bada klasyfikację nowego wirusa z Wuhan.
3. Zakażenia wirusowe
W epidemiologii wyróżnia się trzy podstawowe formy przenoszenia zakażeń wirusowych:
- przenoszenie poziome,
- przenoszenie pionowe,
- przenoszenie od zwierząt.
Podczas przenoszenia poziomego następuje przekazywanie zakażenia z człowieka na człowieka drogą oddechową, przez skórę, drogą płciową i fekalno-oralną oraz przez wszczepienie. Najczęstszą drogą przenoszenia wirusów z człowieka na człowieka jest droga oddechowa, gdyż wirusy mogą rozprzestrzeniać się w otoczeniu przez kichanie i podczas kaszlu osoby zakażonej. Bardzo częstym sposobem zakażenia jest droga fekalno-oralna, gdyż liczne wirusy są odporne na długotrwałe przebywanie w przewodzie pokarmowym, a te, które wydalane są z kałem przyczyniają się zwykle do zanieczyszczenia wody lub żywności.
Przenoszenie poziome związane jest przenoszeniem wirusa z matki na dziecko, co może mieć miejsce podczas przeniesienia wirusa przez łożysko, podczas porodu lub w czasie karmienia mlekiem matki.
W przypadku przenoszenia wirusów od zwierząt dochodzi w sytuacji, gdy wirusowe choroby spotykane są normalnie u zwierząt, a człowiek zostaje końcowym żywicielem i nie stanowi on źródła rozprzestrzeniania się choroby (np. wirus wścieklizny).
4. Koronawirusy
Koronwwirusy są to odzwierzęce (czyli przenoszone przez zwierzęta – ssaki i ptaki) wirusy z pojedynczą nicią RNA z rodziny Coronaviridae i rzędu Nidovirales o dodatniej polarności, z osłonką, a nazwa ich wywodzi się od obecności maczugowatych wypustek glikoproteinowych występujących na zewnętrznej powierzchni wirusa podobnych do korony. Występują one w czterech rodzajach: alfa-, beta-, delta- i gamma- (łac. Alphacoronavirus, Betacoronavirus, Deltacoronavirus i Gammacoronavirus). Koronawirusy ludzkie (HCoVs) występują w dwóch z tych rodzajów: koronawirusy alfa (HCoV-229E i HCoV-NL63) i koronawirusy beta (HCoV-HKU1, HCoV-OC43, MERS-CoV, i SARS-CoV).
Koronawirusy szerzą się drogą kropelkową oraz bezpośrednio przez bliski kontakt z człowiekiem chorym lub chorym zwierzęciem, a okres ich wylęgania trwa zwykle 2÷7 dni. Zostały one po raz pierwszy wyizolowane z układu oddechowego ludzi w czasie przeziębienia. Spotykane są również w kale, lecz nie są znane przypadki chorób układu pokarmowego wywołane przez koronawirusy. W klasycznych zakażeniach występują objawy zakażenia górnych dróg oddechowych i niska gorączka, a choroba mija zwykle po kilku dniach (np. typ 229E, OC43, NL63, HKU1). Wirusy te mogą powodować również poważne choroby układu oddechowego, np. zapalenie płuc, czy zapalenie oskrzeli, zwłaszcza u osób o osłabionej odporności, u niemowląt, osób starszych i osób z chorobami układu krążenia. Wśród koronawirusów są znane także takie, które wywołują groźne choroby, m.in. Bliskowschodni Zespół Niewydolności Oddechowej MERS, MERS-CoV (ang.: Middle East Respiratory Syndrom – przeniesiony z wielbłądów na ludzi, pierwszy raz zdiagnozowany w 2012 r.) i Zespół Ciężkiej Ostrej Niewydolności Oddechowej SARS-CoV (ang.: Severe Acute Respiratory Syndrom – przeniesiony z kotów na ludzi). Wśród przypadków zachorowań na MERS odnotowano bardzo dużą śmiertelność (ok. 1/3 zakażonych). Wg danych Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) od chwili zidentyfikowania wirusa MERS-CoV w roku 2012 do końca 2019 r. ogółem na świecie odnotowano 2494 potwierdzone laboratoryjnie przypadki zakażenia MERS-CoV w 27 krajach, w tym 858 przypadków śmiertelnych.
Wirus SARS-CoV został zidentyfikowany w 2003 r., choć już w 2002 r. w Chinach odnotowano pierwsze przypadki zarażonych ludzi. Epidemia SARS wystąpiła w 26 krajach i dotyczyła około 8100 przypadków, w tym stwierdzono 774 zgony. Oznaczało to śmiertelność na poziomie ok. 1/10 zakażonych. Dotychczas nie udało się opracować odpowiedniej szczepionki na choroby wywołane tymi wirusami.
5. Koronawirus 2019-nCoV
Pod koniec grudnia 2019 r. w Chinach, w 11-milionowym mieście Wuhan, w prowincji Hubei odnotowano przypadek zapalenia płuc o nieznanej etiologii. Po kilku dniach stwierdzono, że źródłem choroby jest nowy, dotychczas nieznany koronawirus, któremu nadano nazwę 2019-nCoV. Typowym objawem infekcji były gorączka, kaszel, duszności i trudności w oddychaniu. W ciężkich przypadkach występuje zapalenie płuc, ostra niewydolność oddechowa, niewydolność nerek, a nawet śmierć. W badaniu radiologicznym klatki piersiowej stwierdza się typowe objawy wirusowego zapalenia płuc z obustronnymi rozlanymi naciekami. Okres wylęgania choroby trwa od 2 do 14 dni.
Źródło infekcji nie było dokładnie znane. Pierwotnie podawano, że źródłem zakażenia był hurtowy targ ryb i owoców morza, gdzie sprzedawane są również kurczaki oraz dzikie zwierzęta, następnie sugerowano, że 2019-nCoV pochodzi od nietoperzy lub węży (niemrawca prążkowanego Bungarus multicinctus i kobry pospolitej Naja atra), które mogły zarazić się wirusem od nietoperzy, natomiast 7 lutego 2020 r. agencja Reuters poinformowała, że naukowcy z South China Agricultural University podali informację, że potencjalnym pośrednim gospodarzem dla tego koronawirusa mogą być łuskowce (Pholidota) należące do rzędu dziko żyjących ssaków południowoazjatyckich i afrykańskich, którego łuski wykorzystywane są w tradycyjnej chińskiej medycynie. Naukowcy z Chin stwierdzili, że sekwencja genomu wirusa, którego przenosi łuskowiec odpowiada w 99% sekwencji genomu wirusa pobranego od pacjentów zarażonych koronawirusem (wg danych chińskiej agencji prasowej Xinhua). Oznacza to, że właśnie od łuskowców najprawdopodobniej zaraził się człowiek wirusem 2019-nCoV. W międzyczasie informowano także, że wirus mógł wydostać się w sposób niekontrolowany z Wuhan National Biosafety Laboratory, w którym to laboratorium (jedyne w Chinach, właśnie w mieście Wuhan i jedno z 54 na świecie) prowadzone są badania nad najbardziej niebezpiecznymi patogenami na świecie.
Ze względu na bardzo intensywne bieżące badania naukowe, codziennie docierają do nas nowe informacje na temat pochodzenia, rozprzestrzeniania się, leczenia i zapobiegania zakażeniu koronawirusem. Na bieżąco możemy je śledzić na wyspecjalizowanych portalach internetowych:
https://coronavirus.jhu.edu/news
6. Rozprzestrzenianie
Od początku stycznia 2020 r. obserwowano wzrost liczby zachorowań w Wuhan oraz rozprzestrzenianie się choroby w Chinach. Z tego powodu wprowadzono kwarantannę (izolację) całego miasta Wuhan i okolicznego regionu, która objęła swym zasięgiem ponad 35 milionów ludzi. Odwołano większość lotów, ograniczono transport publiczny, a ludziom zalecono pozostanie w domach. Niestety, wirus rozprzestrzenił się do innych części Chin oraz wydostał się poza granicę. Stwierdzono przypadki zachorowań w Ameryce Północnej (20. stycznia 2020 r. w USA), Australii (25 stycznia) i w Europie (24 stycznia). Dalsze ograniczenia podróżowania w Chinach doprowadziły do izolacji 16 miast, dotykając ponad 57 milionów ludzi. WHO 30 stycznia 2020 r. ogłosiła, że epidemia stanowi międzynarodowy problem zdrowia publicznego.
7 stycznia dokonano sekwencjonowania genomu 2019-nCoV, który dostępny jest dla WHO od 12 stycznia. Liczba stwierdzonych przypadków zachorowań ciągle rośnie. 16 stycznia 2020 r. stwierdzono 45 zachorowań, 20 stycznia – 291, 24 – 1287, 30 – 9 692, 3 lutego – 20 438, a 5 lutego – 28 018… Bieżące informacje na temat aktualnego stanu rozprzestrzeniania się COVID-19 można znaleźć w internecie, np.:
https://coronavirus.jhu.edu/map.html
Wszystkie przypadki choroby stwierdzone w Europie, Ameryce Północnej i Australii to przypadki zawleczone z Chin. Analiza przypadków zachorowań wskazuje, że najczęściej chorują osoby w średnim i starszym wieku, często schorowane i o osłabionej odporności, natomiast zgony najczęściej występują u osób starszych i schorowanych. Niewiele jest informacji o zachorowaniach wśród dzieci i młodzieży. Z zakażenia udało się wyleczyć 2 990 osób. Zarówno w Chinach, jak i w innych krajach została potwierdzona transmisja wirusa z człowieka na człowieka. Szacowany wskaźnik zgonów wynosi około 2%.
7. Literatura
- Holshue M.L., DeBolt C., Lindquist S., Lofy K.H., Wiesman J., Bruce H., Spitters C., Ericson K., Wilkerson S., Tural A., Diaz G., Cohn A., Fox L.A., Pharm A.P., Gerber S.I., Kim L., Tong S., Lu X., Lindstrom S., Pallansch M.A., Weldon W.C., Biggs H.M., Uyeki T.M., Pillai S.K. 2020. First Case of 2019 Novel Coronavirus in the United States. The New England Journal of Medicine, DOI: 10.1056/NEJMoa2001191.
- https://en.wikipedia.org/wiki/Virus.
- https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/index.html .
- https://www.ecdc.europa.eu/en/geographical-distribution-2019-ncov-cases .
- https://www.health.gov.au/health-topics/novel-coronavirus-2019-ncov.
- https://www.rmf24.pl/fakty/news-polacy-ewakuowani-z-wuhanu-wrocili-do-kraju,nId,4304202.
- https://www.sciencealert.com/coronavirus.
- https://www.who.int/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019/situation-reports.
- https://www.worldometers.info/coronavirus/.
- Hui D.S., Azhar E.I., Madani T.A., Ntoumi F., Kock R., Dar O., Ippolito G., Mchugh T.D., Memish Z.A., Drosten C., Zumla A., Petersen E. 2020. The continuing 2019-nCoV epidemic threat of novel coronaviruses to global health – The latest 2019 novel coronavirus outbreak in Wuhan, China. International Journal of Infectious Diseases, 91, 264-266.
- McIntosh K., Hirsch M.S., Bloom A. 2020. Coronaviruses. https://www.uptodate.com/contents/coronaviruses#H1322470207.
- Paules C.I., Marston H.D., Fauci A.S. 2020. Coronavirus Infections – Mare Than Just the Common Cold. JAMA, DOI: 10.1001/jama.2020.0757.
- Virella G. 2015. Mikrobiologia i choroby zakaźne. Wydawca: Edra Urban & Partner.
- Wu J.T., Leung K., Leung G.M. 2020. Nowcasting and forecasting the potential domestic and international spread of the 2019-nCoV outbreak originating in Wuhan, China: a modelling study. The Lancet, DOI: 10.1016/S0140-6736(20)30260-9.
dr hab. Michał Michałkiewicz
Politechnika Poznańska,
Instytut Inżynierii Środowiska i Instalacji Budowlanych
mgr inż. Zofia Kiersnowska
Główny Inspektorat Sanitarny;
Uniwersytet Medyczny w Łodzi,
InterDoktorMen
mgr inż. Ewelina Lemiech-Mirowska
Uniwersytet Medyczny w Łodzi, InterDoktorMen
lek. med. Marek Michałkiewicz
Szpital Wojewódzki w Poznaniu
