Skrbi in uganke, ki jih sproža prebujeni virus ebola

Po skoraj štirih desetletjih, odkar so v Kongu odkrili virus ebola, ki je takrat zahteval 280 življenj, je ta vrsta nevarne hemoragične mrzlice spet presenetila z najobsežnejšim izbruhom doslej. In ne le to, bolezen se je nepričakovano razširila na precej oddaljenem robu zahodnoafriške celine, na območju Gvineje, Liberije in Sierre Leone. Število okuženih je že preseglo 1600 in se še povečuje. Prav tako število umrlih.

Preventivnih cepiv in zdravil za to bolezen ni, strokovnjaki Svetovne zdravstvene organizacije (WHO), Centra za nadzor nalezljivih bolezni (CDC) in mnogi drugi, vključeni v svetovno mrežo za obvladovanje tovrstnih epidemij, si prizadevajo z radikalnimi ukrepi preprečiti njeno širjenje. Strokovnjaki za najzahtevnejšo laboratorijsko diagnostiko, požrtvovalni Zdravniki brez meja, medicinske sestre in drugi pa pomagajo lokalnemu zdravstvenemu osebju pri oskrbi najhuje ogroženih bolnikov.

Izkušnje z epidemijami nevarnih nalezljivih bolezni ter z znanstvenoraziskovalnim in strokovnim laboratorijskim delom imajo tudi sodelavci slovenskega Inštituta za mikrobiologijo in imunologijo pri Medicinski fakulteti Univerze v Ljubljani. Pomemben laboratorij za diagnostiko zoonoz na omenjenem inštitutu vodi v svetu uveljavljena strokovnjakinja, prof. dr. Tatjana Avšič Županc, naša tokratna sogovornica.

Kakšen posebnež je virus ebola? Katere lastnosti ima, kje biva in kako se prenaša na ljudi in jih ogroža?

Virus ebola uvrščamo v družino filovirusov, kamor spada tudi virus marburg. Filovirusi imajo zelo značilno zgradbo: dolge cevaste strukture in precej velik genomski zapis v enojnovijačni molekuli RNK za različne beljakovine virusne sredice in ovojnice. Vsaka od beljakovin ima pomembno vlogo pri virusnem razmnoževanju ter njegovem preživetju.

Zakaj so hemoragične mrzlice tako zelo nevarne in povezane z visoko smrtnostjo?

Virusne hemoragične mrzlice, ki jih najpogosteje povzročajo virusi z RNK, so najnevarnejše bolezni. Lahko jih opišemo s skupkom bolezenskih znamenj in značilnosti. Bolezen – če se omejimo na ebolo – izbruhne nenadno, začne se z visoko temperaturo, mrzlico, bolečinami v sklepih in mišicah, torej s splošnim slabim počutjem, nadaljuje pa z drisko in bruhanjem, bolečinami v ledvenem predelu, krvavitvami, ki se lahko pojavijo pod kožo, na dlesnih, v očesni veznici, krvavitvami iz nosu in krvavim bruhanjem. Bolezen napreduje s krvavitvami in odpovedovanjem notranjih organov. Organizem nazadnje prizadene nepopravljiv šok, in ker različne oblike podpornega zdravljenja največkrat niso uspešne, je smrtni davek pri teh boleznih zelo visok.

Virus ebola je znan šele nekaj desetletij. Kako so ga odkrili?

Odkrili so ga leta 1976, ko je izbruhnila do tedaj neznana hudo nalezljiva bolezen z visoko smrtnostjo v vasi Jambuku v takratnem Zairu. Zdravstvene ustanove so zaprosile za pomoč WHO, ki je nato tja poslala svoje strokovnjake. Poleg strokovnjakov s Centra za nadzor nalezljivih bolezni v Atlanti so bili tam še strokovnjaki z Inštituta za tropsko medicino iz Antwerpna v Belgiji.

Takrat mlada zdravnika in raziskovalca, danes priznana in ugledna prof. Guido van der Groen in prof. Peter Piot sta odkrila smrtonosni virus ebola. Z zadovoljstvom lahko povem, da sem imela nekaj let pozneje priložnost delati v njunem laboratoriju v Antwerpnu. To so bile dragocene izkušnje ter priložnost za izmenjavo strokovnega znanja.

Kako sta se ta strokovnjaka pozneje spominjala svojih pionirskih raziskovanj in srečanja z neznano boleznijo v specifičnem afriškem vaškem okolju?

Sama sem se z njima prvič srečala kakšnih deset let pozneje. V takratnih razmerah in okoliščinah, torej pred slabimi štiridesetimi leti, ko niso vedeli, v kaj se spuščajo, so imeli kljub temu pripravljene ustrezne zaščitne ukrepe, kar je bilo takrat pač na voljo.

Na terenu v vasi Jambuku je bilo takoj jasno, da gre za neko nevarno, po vsej verjetnosti virusno bolezen. Ukrepati je bilo treba hitro in pravilno. Jemali in shranjevali so kužne vzorce bolnikov in umrlih ter jih poskušali analizirati po takrat znanih metodologijah. Molekularna biologija, ki bi jo lahko uporabljali v diagnostične namene kakor danes, takrat seveda še ni bila razvita. V žarišču bolezni so lahko opravili le osnovne preiskave, bolj podrobno pa so vzorce analizirali v Atlanti in Antwerpnu.

Z elektronsko mikroskopijo vzorcev, predvsem pa s poskusom osamitve virusa v celični kulturi, so kmalu odkrili povzročitelja. Zaznali so značilne cevaste strukture, zelo podobne virusu marburg, ki so ga odkrili že deset let prej. Čeprav sta si bila virusa po zgradbi podobna, pa je bilo po dodatnih antigenetskih in genetskih analizah jasno, da je novoodkriti virus drugačen. Poimenovali so ga ebola – po reki blizu Jambukuja.

Kakšne so v tej zvezi znanstvene ugotovitve ali vsaj predvidevanja? So ljudje že prej umirali zaradi okužbe s tem virusom, vendar niso poznali vzroka, pozornost v stroki pa so vzbudili šele večji izbruhi bolezni?

Današnja tehnologija molekularne genetike omogoča vpogled v zgodovino, v izvor in evolucijo, med drugim tudi virusov – tako tudi virusa ebola. Verjetno je ta virus res, tako kot mnogi drugi iz skupine RNK, ki izvirajo iz naravnega okolja, obstajal na zemeljski obli že tisočletja. Ti virusi se največkrat ohranjajo v naravnem okolju, vključno z virusom ebola v določenih ekosistemih in naravnih gostiteljih, potem pa po nekakšnem spletu okoliščin preidejo na druge organizme in nazadnje na ljudi.

In kaj oziroma kdo so pravzaprav gostitelji virusa ebola?

Po vsej verjetnosti netopirji. To sicer še ni neizpodbitno dokazano, vendar smo v stroki danes z gotovostjo prepričani, da so naravni gostitelji ali rezervoarji virusa ebola res netopirji. Gre za tri vrste velikih netopirjev, ki se prehranjujejo s sadjem in so endemsko razširjeni v podsaharski Afriki.

Problem pri tovrstnem gostiteljstvu, zlasti pri zoonozah, je, da sicer neželeni gost in neprostovoljni gostitelj nimata težav drug z drugim. Težave se pojavijo s prehodom na tretjega vpletenega – novega in drugačnega gostitelja, mar ne?

Res je, kajti gostitelj ne bi mogel normalno živeti v tej vlogi in se ne bi tako imenoval, če bi mu virus povzročal težave. Nevarno postane s prenosom na drugega, nedovzetnega gostitelja. Če torej govorimo o netopirjih, dodajmo, da so to hibernetični sesalci, ki zimo prespijo, imajo pa kar nekaj lastnosti, da so primerni gostitelji virusov: živijo precej dolgo, kar nekaj let, njihova aktivnost je omejena na nekaj nočnih ur, zaradi sposobnosti neprekinjenega letenja lahko premagujejo daljše razdalje. Vendar verjetno še preslabo poznamo njihov imunski sistem. Tudi imunski sistem divjih živali namreč igra pomembno vlogo pri tem, da so bolj ali manj primerni naravni gostitelji virusov.

V kakšnih okoliščinah se okužba lahko prenese na človeka, ki sicer ni gostitelj, a ga virus nevarno ogroža?

Pri netopirjih se to lahko zgodi z neposrednim stikom, bodisi da nas opraska ali ugrizne. Toda za prenos okužbe z različnimi virusi, katerih naravni gostitelji so netopirji, so nevarni predvsem njihovi iztrebki. V tej verigi možnih okužb lahko sodelujejo razni primati, na primer šimpanzi ali gorile, ali druge divje živali, denimo antilope. Te živali ali človek potem niso več primerni gostitelji ebole ali nekaterih drugih virusov, in tako se okužba lahko razvije v bolezen, ki ogrozi življenje.

Če torej človek zaužije meso okužene antilope, se lahko okuži?

Predvidevamo, da se izbruh ebole največkrat začne z neposrednim stikom netopirjev z ljudmi, ker jih ponekod tudi uživajo. Uživanje toplotno ne dovolj obdelanega mesa iz divjine, tako imenovanega bush meat, je precej razširjen način prehranjevanja tako v centralni Afriki kot v zahodnoafriških državah.

Izbruh se praviloma ne začne v velikih mestih, ampak na podeželju, po vaseh, kjer živi zelo revno prebivalstvo; največkrat jih pestijo socialne in ekonomske težave in pogosto tudi lakota. Najpogosteje se torej lahko okužijo bodisi neposredno v stiku z netopirji bodisi z okuženimi drugimi divjimi živalmi, na primer s šimpanzom ali antilopo. Ni pa nevarnosti za okužbo z uživanjem sadja, zelenjave in drugih živil.

Virus ebola se prenaša izključno z neposrednim stikom – s krvjo, z drugimi telesnimi tekočinami in organi zbolelih ali umrlih ljudi ali okuženih in poginulih živali. Zato se prenaša tudi z okuženimi medicinskimi pripomočki, denimo z injekcijskimi iglami.

Prav tako se virus na srečo ne prenaša z aerosoli, po zraku, kot na primer virusi gripe. Če bi se virus ebola prenašal tudi po zraku, bi imeli na Zemlji že zdavnaj pandemijo. Epidemije so se doslej pojavljale v precej zaprtih ekosistemih centralne Afrike.

Še vedno pa ni jasno, kako se je virus ebola pojavil na povsem zahodnem robu črne celine, saj je majhna verjetnost, da bi ga tja zanesli ljudje. Prve filogenetske analize virusa, ki je povzročitelj trenutne epidemije na zahodu Afrike, ter retrospektivna raziskava vzorcev bolnikov iz Liberije, zbranih v zadnjem desetletju, kažejo na dejstvo, da je bil virus ebola na prizadetih območjih že prej, vendar ga niso ne odkrili ne prepoznali bolnikov.

Kako poteka okužba oziroma kakšne dramatične spremembe se začnejo dogajati v organizmu, ko virus preskoči z gostitelja na človeka?

Ena največjih neznank vseh hemoragičnih mrzlic, ne samo ebole, ampak tudi drugih, ki so morda prav tako smrtonosne, je to, da še vedno ne poznamo natančnega nastanka ali patogeneze bolezni.

Pri večini virusnih hemoragičnih mrzlic govorimo o tako imenovanem imunopatogenetskem mehanizmu nastanka bolezni. To pomeni, da se pri okužbi pojavi nenadzorovan imunski odziv človeka, poruši se ravnovesje v imunskem odgovoru, naš imunski sistem nas ne brani več, ampak se celo sam spremeni v »napadalca«.

Okužba pri hemoragičnih mrzlicah – tudi eboli – sicer ponavadi poteka tako, da virus najprej napade dendritične celice in makrofage, celice imunskega sistema. Okužene celice se nato s krvjo in limfo razširijo na druga telesna tkiva. Virus ebola prav tako neposredno poškoduje male krvne žile, kar ima za posledico masovne krvavitve in prestop tekočine v medžilni prostor.

To se dogaja zelo hitro. Razmnoževalni cikel virusa ponavadi traja približno 12 do 24 ur, zato je tudi napredovanje bolezni običajno zelo dramatično, še posebej pri ljudeh s slabo imunsko odpornostjo. In če vemo, da se to dogaja v najrevnejših afriških državah, kjer je veliko prebivalcev podhranjenih, okuženih z malarijo ali virusom hiv, je podoba te bolezni na tem območju toliko bolj tragična.

Zato torej tako visoka smrtnost. Bi jo lahko primerjali s kaskadnim odpovedovanjem organov in nekaterih organskih sistemov, kadar nastane sepsa pri nekaterih bakterijskih okužbah?

Da, potek je podoben kot pri sepsi. Nekateri svetovno priznani znanstveniki celo primerjajo patogenezo bakterijske sepse in potek bolezni pri okužbi s filovirusi. Seveda so med njima nekatere razlike. A če že pri bakterijski sepsi ne poznamo vseh podrobnosti, jih pri okužbi z virusi poznamo toliko manj.

Zakaj?

Ebola in nekateri drugi virusi, ki povzročajo hemoragične mrzlice, so zelo nevarni in zelo nevarno je tudi njihovo raziskovanje. S tem se lahko ukvarjajo le dobro izurjeni strokovnjaki v laboratorijih, v katerih je zagotovljena najvišja, četrta stopnja biološke varnosti (BSL 4 – Biosafety Level 4). Takšnih laboratorijev po svetu ni veliko. Torej so bile raziskovalne možnosti dolgo zelo omejene. Seveda pa so še drugi razlogi. Bolezen, čeprav smrtonosna, je še vedno problem afriške celine.

Toda sodeč po strokovni literaturi in poročilih WHO, CDC in drugih po svetu poteka veliko raziskav – tudi zaradi boljše raziskovalne opreme, več znanja, razvoja genetike. Katere poglavitne uganke mora stroka še rešiti, da bi bolje razumeli naravo ebole in drugih nevarnih virusov?

Celo do leta 2005 kljub številnim raziskavam nismo poznali naravnega rezervoarja virusa ebola. Prav tako še vedno ne poznamo dobro njegovega virološkega delovanja. Vemo, kako vstopi v celico in se tam razmnožuje. A to je le splošna, precej groba razlaga. Kajti vemo tudi, da imajo virusi kljub razmeroma preprosti zgradbi v sebi informacije za zelo zapletene procese – kako se bo »obrnila« in obnašala vsaka, celo najmanjša beljakovina, kako jim pri tem pomagajo encimi in tako naprej. Te zapletene procese, kako virus deluje na celico in kako se celica oziroma organizem brani pred njim, moramo natančneje razumeti, da bi lahko usmerjeno iskali protivirusne učinkovine.

Mislite na razvoj cepiv? Kakšni so obeti zanje?

Večino hujših virusnih okužb poskušamo preprečiti s cepivi. Takšno zaščito bi potrebovali tudi pri filovirusih, eboli in marburgu. Prav na nedavnem kongresu v Montrealu je kolegica dr. Connie Schmaljohn z Medicinskega raziskovalnega inštituta ameriške vojske za infekcijske bolezni (USAMRIID), ki se ukvarja s cepivi proti najnevarnejšim virusnim okužbam, poročala o pripravi cepiva DNK tako za virus ebola kot za virus marburg. Opravili so že prve poskuse na opicah in posamični cepivi za ebolo in marburg sta bili izredno učinkoviti. Ko pa so pripravili kombinirano cepivo, torej za oba virusa skupaj, ni bilo več učinkovito. Najverjetneje je razlog tako imenovana interferenca med virusoma.

Nekateri virusi, denimo pri gripi, pogosto spreminjajo svoje lastnosti, zato je seveda treba prilagajati tudi cepiva. Kako pa je s tem pri eboli?

Ta virus je v primerjavi z drugimi veliko bolj genetsko stabilen. Tako so ugotovili, da je bil virus ebola, ki se je pojavil 19 let po prvem izbruhu, v kraju Kikvit v Kongu, genetsko le malo drugačen od tistega, ki je povzročil prvo epidemijo. Da se virus skoraj ne spreminja, je torej ugoden podatek, vendar so bile možnosti za razvoj cepiva do zdaj skromne. Raziskave filovirusov so bile doslej finančno podhranjene, ker za razviti svet pač niso komercialno zanimive.

Z razvojem cepiva se za zdaj ukvarjajo samo v ameriški vojski in na tamkajšnjem Inštitutu za nacionalno zdravje. Res pa je treba še enkrat poudariti, da takšne raziskave lahko potekajo le v vrhunsko opremljenih laboratorijih, ki omogočajo najvišjo stopnjo biološke varnosti.

Če se vrnemo k sedanji epidemiji ebole – katere so, poleg že omenjenih, njene druge posebnosti?

Ta epidemija je doslej največja. Okužilo se je in zbolelo največ ljudi in prvič je preskočila z geografsko zaokroženega območja v centralni Afriki na njen precej oddaljeni zahodni rob, v Gvinejo, Liberijo in Sierro Leone. V nasprotju s prejšnjimi izbruhi tokratni, kot kaže, ne pojenjuje.

Vzrokov za to je več. Predvsem na začetku, ko še sploh ni bilo jasno, za kaj dejansko gre, so bile velike težave z obvladovanjem okužbe. Staroselsko prebivalstvo na prizadetih območjih je seveda preplašeno, ljudje pogosto ne sodelujejo in ne upoštevajo navodil strokovnjakov humanitarnih organizacij, saj verjamejo, da jim je smrtonosno bolezen poleg vsega drugega hudega prinesel »beli človek«. Tudi sicer so to države, ki so jih pretresale državljanske vojne in so zato njihovi gospodarski in zdravstveni sistemi neurejeni.

Sedanjo epidemijo ebole si prizadevajo obvladati pristojne mednarodne zdravstvene ustanove, požrtvovalne humanitarne organizacije in drugi strokovnjaki iz razvitega sveta. Kakšna je pri tem vloga evropskih institucij in izkušenih strokovnjakov, tudi iz vašega laboratorija?

Pod okriljem Svetovne zdravstvene organizacije in mreže GOARN (Global Outbreak Alert and Response Network) sodeluje Evropa s premičnim laboratorijem v samem žarišču epidemije. To je projekt EMLab (European Mobile Laboratory), ki ga podpira evropska komisija, njegovi člani pa smo tudi sodelavci laboratorija, ki ga vodim. Tako je raziskovalka našega laboratorija dr. Miša Korva štiri tedne delala v takšnem premičnem laboratoriju v Gvineji. Skupine laboratorijskih sodelavcev se v tej državi menjavajo vsake štiri tedne, zdaj je tam že sedma. V premičnem laboratoriju testirajo vzorce kužnin, ki jih posredujejo Zdravniki brez meja.

Naš laboratorij in slovenski strokovnjaki smo bili kot partnerji v projekt EMLab povabljeni zaradi dolgoletnih izkušenj in kakovostnih raziskav, ki jih imamo tudi z najbolj nevarnimi mikroorganizmi.

V mreži GOARN sodelujemo že od leta 2001, ko so nas poklicali na pomoč pri obvladovanju in diagnostiki prav tako smrtonosne virusne bolezni krimsko-kongoške hemoragične mrzlice, ki je takrat izbruhnila na Kosovu. Naš laboratorij je ves čas izbruha, to je štiri mesece, vsak dan diagnosticiral sumljive bolnike, zdravnik dr. Miroslav Petrovec pa je v trimesečni misiji na Kosovu pomagal pri zbiranju kliničnih vzorcev in vzorcev s terena.

Ker smo se takrat vsi člani našega laboratorija izkazali kot učinkoviti in zanesljivi sodelavci, smo ves ta čas tudi člani globalne mreže GOARN in tesni sodelavci Svetovne zdravstvene organizacije za delo tudi v najbolj nevarnih razmerah oziroma z najnevarnejšimi mikroorganizmi.