Valikko Sulje

Miten virukset hyppivät eläimistä ihmisiin?

Virukset ovat minimaalisessa pienuudessaan ja valtavassa monimuotoisuudessaan mahdottoman mielenkiintoisia otuksia. Jokaisella maapallon eliöllä arvioidaan olevan ainakin yksi niitä infektoiva virus. Kun eliöitä arvellaan olevan joitakin kymmeniä miljoonia, on viruksiakin ainakin yhtä monta. Luonnollisesti tunnemme niistä vain murto-osan.

Jokaisella tuntemallamme viruksella on ainakin yksi isäntäeliö, joka sietää virusta, ja jossa virus pystyy lisääntymään. Virusten hyppiminen isäntäeliöstä toiseen on kuitenkin luonnossa varsin yleistä. Lajien välinen hyppiminen tapahtuu yleisimmin sukulaislajien kesken, muttei aina. Valtaosa ihmisten uusista infektiotaudeista on lähtöisin eläimistä, mutta vain harvoin apinoista. Miten virukset hyppivät eläimistä ihmiseen?

Jotta eläinviruksen pieni askel ihmispatogeeniksi muuttuu valtavaksi pandemiaksi ihmiskunnalle, tarvitaan

  • ihmisen pitkäaikaista ja läheistä kanssakäymistä viruksen isäntäeliön (tai väli-isännän) kanssa,
  • viruksen muuntumista niin, että se kykenee infektoimaan uuden isännän soluja ja jakaantumaan siellä,
  • ja ennen kaikkea, muuntuneen viruksen kykyä levitä tehokkaasti ihmisestä ihmiseen.

Ihmisten ja viruksen isäntäeliön jatkuvat lähikontaktit lisäävät viruksen sopeutumismahdollisuuksia

Viruksen sopeutuminen uuteen isäntäeliöön vaatii usein huomattavia muutoksia viruksen perimässä, eikä se käy hetkessä. Mitä tiiviimmin ihmiset ovat kontaktissa alkuperäisen isäntäeliön (tai uuden väli-isännän) kanssa, sitä useammin virus saa mahdollisuuden yritittää selviytyä uudessa isäntäeliössä -eli ihmisessä.

Historiallisesti monet vaaralliset tartuntataudit, kuten isorokko ja tuhkarokko, siirtyivät ihmiseen samoihin aikoihin, kun ihminen alkoi pitää kotieläimiä, kuten karjaa, sikoja ja kanoja. Kontaktien lisääntyessä myös virukset saivat mahdollisuuden sopeutua uuteen isäntäeliöönsä.

Toisaalta maantieteellinen eristyneisyys voi estää viruksen leviämistä. Lähihistoriasta löytyy esimerkkinä ihmisen immuunikatovirus, HIV, joka on siirtynyt ihmisapinoista ihmiseen useita kertoja ainakin 1920-luvulta lähtien. Tällöin ihmisapinoiden vaikea saavutettavuus Keski-Afrikan viidakoissa kuitenkin ehkäisi taudin leviämistä ihmispopulaatiossa laajemmin. Vasta noin 50 vuoden kuluttua, ihmisten alkaessa liikkumaan enemmän, väestön kasvaessa ja ihmisapinoiden sekä ihmisten välisten kontaktien lisääntyessä, HIV pääsi leviämään tunnetuin seurauksin.

Samoin Ebola-epidemia on puhjennut viime vuosikymmeninä Keski-Afrikan alueella useita yksittäisiä kertoja. Mitä enemmän ihmiset ovat alkaneet liikkumaan ja matkustelemaan, sitä laajemmaksi epidemia on kerta toisensa jälkeen levinnyt.

Viruksen sopeutuminen uuteen isäntään vaatii useita muutoksia viruksen perimässä

Säilyäkseen elinkelpoisena viruksen pitää pystyä infektoimaan isäntäeliön soluja. Siinä prosessissa viruksen täytyy päästä solun sisään ja siellä päästä oikeaan paikkaan (esimerkiksi tumaan), Siellä viruksen pitää pystyä kopioimaan perimäänsä, tuottamaan uusia viruspartikkeleita ja lopulta vielä tunkeutumaan solusta ulos. Sopeutuminen uuteen isäntäeliöön vaatii usein sopeutumia näihin kaikkiin vaiheisiin.

virus replication photo

Retroviruksen lisääntymissykli. Valmis virus tarttuu solun pintareseptoriin (ylhäällä vasemmalla), tunkeutuu solun sisään, ja kulkeutuu tumaan (nucelus) jossa sen monistaa genomiaan isäntäsolun oman lisääntymiskoneiston avulla. Virusgenomi kuljetetaan ulos tumasta solulimaan, jossa sen rakenneproteiinit tuotetaan isäntäsolun tuottokoneistossa. Lopulta viruksen perimä pakataan rakenneproteiinien sisään ja virus tunkeutuu ulos solusta tartuttaakseen uusia soluja. 

Viruksen sopeutumista helpottaa, jos uusi isäntäeliö on geneettisesti edellisen lähisukulainen. Tästä hyvänä esimerkkinä on yllä mainittu ihmisapinoista ihmisiin hypännyt HI-virus. Toisaalta esimerkiksi lintuinfluenssan leviäminen nisäkkäisiin ja SARS-koronavirusten leviäminen lepakoista väli-isännän kautta ihmisiin on kuitenkin osoittanut, että myös kaukaisempien lajisukulaisten välistä hyppäämistä tapahtuu. Vaihtolämpöisten eläinten, kuten matelijoiden ja kalojen virusten ei kuitenkaan tietääkseni tunneta hypänneen tasalämpöisiin eläimiin. Tämän vuoksi ehdotus SARS-CoV-2-viruksen hyppäämisen käärmeestä ihmiseen torjuttiinkin nopeasti huolimatta tietyistä rakenneproteiinien samankaltaisuudesta.

Viruksen tehokas leviäminen ihmisestä ihmiseen nostaa R0-arvon yli yhteen

Lintuinfluenssa ei missään vaiheessa (tähän mennessä) ole äitynyt vakavaksi epidemiaksi, vaikka viruksen on useaan otteeseen todettu hypänneen linnusta ihmiseen. Syynä tähän on lintuinfluessaviruksen heikko uudelleen tarttuminen ihmisestä ihmiseen. Onneksemme myös toistaiseksi ärhäkkäimmän koronaviruksen, MERS-CoV:n tartuttavuusaste pysyi alle yhdessä ainakin Lähi-Idän alueella, ja epidemia tukahtui suhteellisen nopeasti. Tartuttavuutta kuvaa nykyisestä koronavirusepidemiastakin tuttu R0-luku, joka kertoo kuinka monta uutta ihmistä yksi taudinsaaja keskimäärin tartuttaa. Jos eläimestä ihmiseen hypännyt tauti ei kykene tarttumaan toisiin ihmisiin, jää R0-luku nollaan.

Joskus uudet virustaudit pystyvät kuitenkin tarttumaan myös ihmisestä ihmiseen. Miksi toiset taudit ovat herkempiä tarttumaan kuin toiset, ei vielä tiedetä kovin tarkasti. On kuitenkin ainakin kaksi ominaisuutta joita hiomalla virus voi parantaa tartuttavuuttaan:

  • Tehokas leviäminen
  • Immuunipuolustuksen torjuminen

Viruksen täytyy päästä leviämään

Jotta virus pystyisi siirtymään taudinsaajasta toiseen, sen täytyy päästä ihmiselimistöstä ulos, ja mahdollisimman pitkälle. Viruksilla keinot ovat vähissä, mutta esimerkiksi mitä useammin hengitysteissä viihtyvä tyyppi saa isäntänsä esimerkiksi aivastamaan ja niistämään, sitä todennäköisemmin se pääsee kosketuksiin uuden uhrinsa kanssa.

Luonnollisesti myös viruksen kestävyys elimistön ulkopuolella parantaa selviytymismahdollisuuksia.

Viruksen täytyy väistää immuunipuolustus

Kun virus on päätynyt uuden isäntänsä limakalvoille, sen täytyy vielä hämätä isäntäeliön immuunipuolustusta ainakin sen aikaa, että se pääsee tunkeutumaan kohdesolukkoon ja jatkamaan itsensä kopioimista. Nykyisen koronaviruksen SARS-CoV-2:n, tiedetään sitoutuvan sen kohdereseptoriin noin kymmenen kertaa tehokkaammin kuin ensimmäisen SARS-koronaviruksen, SARS-CoV-1:n. Tämä voi osaltaan selittää, miksi nykyisen koronaviruksen infektiotehokkuus on edeltäjäänsä korkeampi.

Onko mitään tehtävissä?

Edes ihmiskunnan totaalinen vegaanisuus ei poistaisi riskiä eläimistä ihmisiin hyppivistä taudeista. Jotta näistä taudeista päästäisiin kokonaan eroon, pitäisi ihmisen eristäytyä eläimistä ja luonnosta totaalisesti. Tämä ei tietenkään ole mahdollista eikä järkevää.

Jotain voitaisiin kuitenkin tehdä hyppyjen vähentämiseksi.

  • Aivan ensin pitäisi kieltää elävien villieläinten kauppa. Aasian eläintorit ovat pahimpia virushautomoja ja epäeettisyydessään kammottavia. Tiedän, että epähygieenisissä olosuhteissa monet kiinalaiset varmistavat lihan tuoreuden ostamalla eläimen vastateurastettuna, mutta rikastuvana maana Kiinalla olisi varmasti varaa parantaa kasvatetun lihan kylmäketjuja kuluttajalle asti -jos tahtoa riittäisi.
  • Seuraavaksi kaikenlainen kontakti villieläinten kanssa olisi hyvä vähentää minimiin. Valitettavasti monien maapallomme lämpimien alueiden nopea väestönkasvu vaatii jatkuvaa elin- ja viljelystilan raivaamista uusilta alueilta, mikä lisää myös ihmisten kohtaamisia alueiden alkuperäisasukkien kanssa.
  • Lopuksi vielä yleisen hygienian parantaminen. Ihminen on aina se, joka eläinkontaktin jälkeen kuljettaa viruksen eteenpäin ja pahimmillaan tartuttaa sen toisiin ihmisiin. Mitä pienempi porukka altistuu, sitä helpompaa epidemian katkaisu luonnollisesti on. Joten jos esimerkiksi pyyhit yölliset lepakonkakat myyntipöytäsi pinnalta ennen toripäivän alkua, olisi ihan tärkeää pestä ne kädet kunnolla ennen kuin aloitat lihakimpaleiden pakkaamisen asiakkaillesi…

Näihin tunnelmiin lieneekin hyvä lopettaa. Muistakaa pestä käsiä!

wash hands photo

2 Comments

  1. Nimetön

    Onko mahdollista, että tiedemiehet olisivat valmistaneet tämän korona viruksen. Nyt tämä näkymätön ase tekee tuhoaan, ihmiskunta kärsii ja maailman valtasuhteet muuttuvat.

  2. Saara / Tieteen viemää

    Kiitos kommentista. On täysin varmaa, että tiedemiehet eivät ole valmistaneet tätä virusta laboratoriossa. On myös hyvin epätodennäköistä, että kysessä olisi tutkijoiden muokkaama, ja laboratoriosta karannut virus. Viruskarkuruuden mahdollisuutta ei kuitenkaan olla voitu täysin poissulkea, vaikka sen todennäköisyys on tosiaan hyvin pieni.

Herättikö ajatuksia? Jäikö jotain puuttumaan? Kommentoi!

%d bloggaajaa tykkää tästä: