Sólin Sólin Rís 10:38 • sest 15:53 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 15:53 • Sest 07:39 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 05:18 • Síðdegis: 17:32 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 11:30 • Síðdegis: 23:39 í Reykjavík
COVID-19 borði í flokk

Var COVID-19-veiran búin til á rannsóknastofu í Wuhan og sett saman úr SARS og HIV?

Jón Magnús Jóhannesson

Öll spurningin hljóðaði svona:
Hvað með þær sögusagnir að COVID-19 veiran eigi sér uppruna á rannsóknastofu þar sem þróun sýklahernaðar hefur verið í gangi í Wuhan og þar séu margar slíkar rannsóknarstofur? Fleiri sögusagnir herma að COVID-19 veiran sé samansett úr SARS og AIDS-vírusum, er eitthvað til í því?

Þegar ný veira á borð við SARS-CoV-2 (e. severe acute respiratory syndrome coronavirus 2), sem veldur sjúkdómnum COVID-19 (e. coronavirus disease), kemur fram, vaknar óhjákvæmilega spurningin: Hvaðan kom hún?

Kórónuveirur er fjölskylda veira sem greinast helst í spendýrum og fuglum. Vitað er að þær finnast einnig víðar ef þeirra er leitað sérstaklega. Talið er að þær kórónuveirur sem hingað til hafa sýkt menn hafi upprunalega komið frá dýrum. Nánustu „skyldmenni“ SARS-CoV-2 eru veirurnar SARS-CoV og MERS-CoV. Þær komu báðar úr leðurblökum en bárust í menn úr millihýslum (sú fyrrnefnda úr einni tegund kattardýra og sú síðarnefnda úr drómedara). Mjög líklegt er að SARS-CoV-2 hafi einnig komið upprunalega úr leðurblökum, þótt óvíst sé hvort millihýsill hafi þar komið við sögu.[1]

Sýklar geta borist í starsfólk á rannsóknastofum.

Fljótt spratt upp umræða um að hluti af erfðaefni SARS-CoV-2 kæmi úr HIV-veirunni (e. human immunodeficiency virus). Þetta var byggt á handriti sem birt var á netinu en átti eftir að ritrýna. Til að gera langa sögu stutta bentu niðurstöðurnar alls ekki til þess að erfðaefni úr HIV finnist í SARS-CoV-2 og rannsókninni var hafnað með öllu stuttu síðar. Sjá má ýtarlega samantekt í heimildaskrá hér fyrir neðan.[2]

Talsverð umræða hefur einnig skapast um það hvort veiran komi úr náttúrunni eða eigi frekar rætur að rekja til rannsóknastofu. Þetta er ekki að ástæðalausu, enda mörg dæmi um sýkla sem hafa borist í starfsfólk á rannsóknarstofum og ýmist valdið stökum veikindum eða jafnvel litlum faröldrum. Til að mynda smitaðist vísindamaður af SARS-CoV (sem veldur severe acute respiratory syndrome, eða SARS) við vinnu í rannsóknarstofu.[3]

Ef þetta ætti við SARS-CoV-2 væru aðstæður hins vegar talsvert öðruvísi. SARS-CoV-2 er ný veira sem veldur nýjum sjúkdómi og er talsvert frábrugðin þeim kórónuveirum sem geta valdið sjúkdómi í mönnum. Þetta myndi því þýða að hún hefði verið manngerð. Sem betur fer er hægt að fullyrða, án nokkurs vafa, að SARS-CoV-2 kom ekki upprunalega frá rannsóknarstofu.[4]

Hvernig er hægt að vera svo viss um þetta? Lausnin felst í því að skoða erfðaefni SARS-CoV-2. Fyrst er gott að hafa nokkur hugtök og atriði á hreinu. Veiran er svokölluð RNA-veira, sem þýðir að erfðaefni hennar er úr kjarnsýru sem heitir RNA (e. ribonucleic acid). Erfðaefnið er þakið prótínum sem verndar það. Prótínin mynda það sem kallast kapsíð. Utan um bæði erfðaefnið og kapsíðið er hjúpur og í honum má finna nokkur prótín, þar á meðal svonefnt bindiprótín (e. spike protein) sem hjálpar veirunni að bindast líkamsfrumum og gerir henni kleift að sýkja frumur okkar.[5]

SARS-CoV-2 er ný veira sem hefur nýlega borist í menn. Skyldasta þekkta veira SARS-CoV-2 er veira úr leðurblöku sem nefnist RaTG13.

Stökkbreytingar eru algengari meðal veira sem hafa erfðaefni úr RNA. Tíðni stökkbreytinga á erfðaefni veira er vanalega reglulegt til lengri tíma. Mismunandi gerðir veira geta skipt á milli sín erfðaefni í ferli sem kallast endurröðun. Allt þetta þýðir að hægt er að meta skyldleika veira bæði í tíma og eiginleikum, með því að skoða erfðaefnið og meta fjölda stökkbreytinga í því.[6]

Fjöldi rannsókna hafa skoðað erfðaefni SARS-CoV-2 í þaula og borið saman við aðrar kórónuveirur, bæði úr mönnum og öðrum dýrum. Fjöldi stökkbreytinga í mismunandi stofnum veirunnar staðfesta að SARS-CoV-2 er ný veira sem hefur nýlega borist til manna. Þar að auki er skyldasta þekkta veira SARS-CoV-2 veira úr leðurblöku (fræðilegt heiti hennar er RaTG13 kórónuveira). Til að flækja málið enn frekar er bindiprótín veirunnar sérlega líkt bindiprótínum í kórónuveirum sem koma úr vissri tegund beltisdýra (e. Sunda pangolin, Manis javanica). Ef þetta er tekið saman bendir það til þess að veiran hafi líklegast komið úr leðurblökum en fengið bindiprótínið úr annarri kórónuveiru sem sýkir Manis javanica.[7]

Þegar bindiprótín SARS-CoV-2 er skoðað nánar standa tvö merkileg atriði upp úr:[8]

  1. Það svæði bindiprótínsins sem binst ákveðnum viðtaka á líkamsfrumum okkar (prótínið ACE2), binst viðtakanum mjög fast. Hins vegar, þegar áætlað er út frá tölfræðilegum aðferðum bindigetu svæðisins miðað við þær upplýsingar sem við höfum frá öðrum veirum, er talið að bindigetan ætti að vera í raun mjög lítil.

  2. Nýtt svæði hefur myndast í bindiprótíninu sem mögulega leiðir til virkjunar þess við yfirborð líkamsfrumu. Einnig hefur orðið breyting við þetta svæði sem leiðir til þess að vissar gerðir sykra (e. O-linked glycans) hengja sig við bindiprótínið.

Allt bendir til þess að þessi tvö atriði séu það sem leiddi til þess að SARS-CoV-2 komst á flug og fór að sýkja menn. Hins vegar voru engar forsendur til staðar til að spá fyrir um þetta. Við vissum ekki að nákvæm uppsetning bindiprótínsins í SARS-CoV-2 myndi styrkja tengingu við viðtaka bindiprótínsins (ACE2). Við vissum ekki að viðbót nýs svæðis, samanber punkt 2 hér fyrir ofan, myndi hafa marktæk áhrif á dreifigetu veirunnar (og í raun er það ekki enn vitað). Við vitum heldur ekki enn nákvæmlega hvað viðbót ofangreindra sykra á nákvæmlega þessum stað gerir fyrir smithæfni veirunnar.

RaTG13-kórónuveiran er of frábrugðin til að vera nánasti undanfari veirunnar og er óvenjulegt að bindiprótín SARS-CoV-2 hafi komið að mestu frá beltisdýri. Þessir þættir sýna að veiran varð til við náttúrulega þróun í mismunandi dýrum, með hægfara breytingum og endurröðun sem að lokum leyfði henni að berast til og á milli manna. Þetta útilokar, að svo miklu leyti sem það er hægt, að veiran hafi verið búin til á rannsóknastofu. Nú er mest spennandi spurningin eftir: Hvaðan kom hún þá?[9]

Tilvísanir:
  1. ^ Sjá heimild 2 og 3.
  2. ^ Sjá heimild 5.
  3. ^ Sjá heimild 1 og 4.
  4. ^ Sjá heimild 2.
  5. ^ Sjá heimild 2 og 3.
  6. ^ Sjá heimild 2 og 3.
  7. ^ Sjá heimild 3.
  8. ^ Sjá heimild 2.
  9. ^ Sjá heimild 2.

Heimildir:
  1. Lim, P.L. o.fl. Laboratory-Acquired Severe Acute Respiratory Syndrome. New England Journal of Medicine, 2004; 350:1740-1745. (Sótt 23.03.2020).
  2. Andersen, K.G. o.fl. The proximal origin of SARS-CoV-2. Nature Medicine. 17 mars 2020. (Sótt 23.03.2020).
  3. Li, Z. o.fl. Evolutionary history, potential intermediate animal host, and cross-species analyses of SARS-CoV-2. Journal of Medical Virology, 27 febrúar 2020. (Sótt 23.03.2020).
  4. Shooter, R. A. o.fl. Report of the Investigation into the Cause of the 1978 Birmingham Smallpox Occurence. 1980. (Sótt 23.03.2020).
  5. Forster, V. No, The Coronavirus Was Not Genetically Engineered To Put Pieces Of HIV In It. Forbes, 2. febrúar 2020. (Sótt 23.03.2020).

Myndir:

Ritstjórn Vísindavefsins þakkar Arnari Pálssyni, erfðafræðingi og prófessor í lífupplýsingafræði við HÍ, fyrir yfirlestur.

Höfundur

Jón Magnús Jóhannesson

deildarlæknir á Landspítalanum

Útgáfudagur

24.3.2020

Spyrjandi

Ingibjörg Karlsdóttir

Tilvísun

Jón Magnús Jóhannesson. „Var COVID-19-veiran búin til á rannsóknastofu í Wuhan og sett saman úr SARS og HIV?“ Vísindavefurinn, 24. mars 2020. Sótt 28. nóvember 2020. http://visindavefur.is/svar.php?id=78995.

Jón Magnús Jóhannesson. (2020, 24. mars). Var COVID-19-veiran búin til á rannsóknastofu í Wuhan og sett saman úr SARS og HIV? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=78995

Jón Magnús Jóhannesson. „Var COVID-19-veiran búin til á rannsóknastofu í Wuhan og sett saman úr SARS og HIV?“ Vísindavefurinn. 24. mar. 2020. Vefsíða. 28. nóv. 2020. <http://visindavefur.is/svar.php?id=78995>.

Chicago | APA | MLA

Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Var COVID-19-veiran búin til á rannsóknastofu í Wuhan og sett saman úr SARS og HIV?
Öll spurningin hljóðaði svona:

Hvað með þær sögusagnir að COVID-19 veiran eigi sér uppruna á rannsóknastofu þar sem þróun sýklahernaðar hefur verið í gangi í Wuhan og þar séu margar slíkar rannsóknarstofur? Fleiri sögusagnir herma að COVID-19 veiran sé samansett úr SARS og AIDS-vírusum, er eitthvað til í því?

Þegar ný veira á borð við SARS-CoV-2 (e. severe acute respiratory syndrome coronavirus 2), sem veldur sjúkdómnum COVID-19 (e. coronavirus disease), kemur fram, vaknar óhjákvæmilega spurningin: Hvaðan kom hún?

Kórónuveirur er fjölskylda veira sem greinast helst í spendýrum og fuglum. Vitað er að þær finnast einnig víðar ef þeirra er leitað sérstaklega. Talið er að þær kórónuveirur sem hingað til hafa sýkt menn hafi upprunalega komið frá dýrum. Nánustu „skyldmenni“ SARS-CoV-2 eru veirurnar SARS-CoV og MERS-CoV. Þær komu báðar úr leðurblökum en bárust í menn úr millihýslum (sú fyrrnefnda úr einni tegund kattardýra og sú síðarnefnda úr drómedara). Mjög líklegt er að SARS-CoV-2 hafi einnig komið upprunalega úr leðurblökum, þótt óvíst sé hvort millihýsill hafi þar komið við sögu.[1]

Sýklar geta borist í starsfólk á rannsóknastofum.

Fljótt spratt upp umræða um að hluti af erfðaefni SARS-CoV-2 kæmi úr HIV-veirunni (e. human immunodeficiency virus). Þetta var byggt á handriti sem birt var á netinu en átti eftir að ritrýna. Til að gera langa sögu stutta bentu niðurstöðurnar alls ekki til þess að erfðaefni úr HIV finnist í SARS-CoV-2 og rannsókninni var hafnað með öllu stuttu síðar. Sjá má ýtarlega samantekt í heimildaskrá hér fyrir neðan.[2]

Talsverð umræða hefur einnig skapast um það hvort veiran komi úr náttúrunni eða eigi frekar rætur að rekja til rannsóknastofu. Þetta er ekki að ástæðalausu, enda mörg dæmi um sýkla sem hafa borist í starfsfólk á rannsóknarstofum og ýmist valdið stökum veikindum eða jafnvel litlum faröldrum. Til að mynda smitaðist vísindamaður af SARS-CoV (sem veldur severe acute respiratory syndrome, eða SARS) við vinnu í rannsóknarstofu.[3]

Ef þetta ætti við SARS-CoV-2 væru aðstæður hins vegar talsvert öðruvísi. SARS-CoV-2 er ný veira sem veldur nýjum sjúkdómi og er talsvert frábrugðin þeim kórónuveirum sem geta valdið sjúkdómi í mönnum. Þetta myndi því þýða að hún hefði verið manngerð. Sem betur fer er hægt að fullyrða, án nokkurs vafa, að SARS-CoV-2 kom ekki upprunalega frá rannsóknarstofu.[4]

Hvernig er hægt að vera svo viss um þetta? Lausnin felst í því að skoða erfðaefni SARS-CoV-2. Fyrst er gott að hafa nokkur hugtök og atriði á hreinu. Veiran er svokölluð RNA-veira, sem þýðir að erfðaefni hennar er úr kjarnsýru sem heitir RNA (e. ribonucleic acid). Erfðaefnið er þakið prótínum sem verndar það. Prótínin mynda það sem kallast kapsíð. Utan um bæði erfðaefnið og kapsíðið er hjúpur og í honum má finna nokkur prótín, þar á meðal svonefnt bindiprótín (e. spike protein) sem hjálpar veirunni að bindast líkamsfrumum og gerir henni kleift að sýkja frumur okkar.[5]

SARS-CoV-2 er ný veira sem hefur nýlega borist í menn. Skyldasta þekkta veira SARS-CoV-2 er veira úr leðurblöku sem nefnist RaTG13.

Stökkbreytingar eru algengari meðal veira sem hafa erfðaefni úr RNA. Tíðni stökkbreytinga á erfðaefni veira er vanalega reglulegt til lengri tíma. Mismunandi gerðir veira geta skipt á milli sín erfðaefni í ferli sem kallast endurröðun. Allt þetta þýðir að hægt er að meta skyldleika veira bæði í tíma og eiginleikum, með því að skoða erfðaefnið og meta fjölda stökkbreytinga í því.[6]

Fjöldi rannsókna hafa skoðað erfðaefni SARS-CoV-2 í þaula og borið saman við aðrar kórónuveirur, bæði úr mönnum og öðrum dýrum. Fjöldi stökkbreytinga í mismunandi stofnum veirunnar staðfesta að SARS-CoV-2 er ný veira sem hefur nýlega borist til manna. Þar að auki er skyldasta þekkta veira SARS-CoV-2 veira úr leðurblöku (fræðilegt heiti hennar er RaTG13 kórónuveira). Til að flækja málið enn frekar er bindiprótín veirunnar sérlega líkt bindiprótínum í kórónuveirum sem koma úr vissri tegund beltisdýra (e. Sunda pangolin, Manis javanica). Ef þetta er tekið saman bendir það til þess að veiran hafi líklegast komið úr leðurblökum en fengið bindiprótínið úr annarri kórónuveiru sem sýkir Manis javanica.[7]

Þegar bindiprótín SARS-CoV-2 er skoðað nánar standa tvö merkileg atriði upp úr:[8]

  1. Það svæði bindiprótínsins sem binst ákveðnum viðtaka á líkamsfrumum okkar (prótínið ACE2), binst viðtakanum mjög fast. Hins vegar, þegar áætlað er út frá tölfræðilegum aðferðum bindigetu svæðisins miðað við þær upplýsingar sem við höfum frá öðrum veirum, er talið að bindigetan ætti að vera í raun mjög lítil.

  2. Nýtt svæði hefur myndast í bindiprótíninu sem mögulega leiðir til virkjunar þess við yfirborð líkamsfrumu. Einnig hefur orðið breyting við þetta svæði sem leiðir til þess að vissar gerðir sykra (e. O-linked glycans) hengja sig við bindiprótínið.

Allt bendir til þess að þessi tvö atriði séu það sem leiddi til þess að SARS-CoV-2 komst á flug og fór að sýkja menn. Hins vegar voru engar forsendur til staðar til að spá fyrir um þetta. Við vissum ekki að nákvæm uppsetning bindiprótínsins í SARS-CoV-2 myndi styrkja tengingu við viðtaka bindiprótínsins (ACE2). Við vissum ekki að viðbót nýs svæðis, samanber punkt 2 hér fyrir ofan, myndi hafa marktæk áhrif á dreifigetu veirunnar (og í raun er það ekki enn vitað). Við vitum heldur ekki enn nákvæmlega hvað viðbót ofangreindra sykra á nákvæmlega þessum stað gerir fyrir smithæfni veirunnar.

RaTG13-kórónuveiran er of frábrugðin til að vera nánasti undanfari veirunnar og er óvenjulegt að bindiprótín SARS-CoV-2 hafi komið að mestu frá beltisdýri. Þessir þættir sýna að veiran varð til við náttúrulega þróun í mismunandi dýrum, með hægfara breytingum og endurröðun sem að lokum leyfði henni að berast til og á milli manna. Þetta útilokar, að svo miklu leyti sem það er hægt, að veiran hafi verið búin til á rannsóknastofu. Nú er mest spennandi spurningin eftir: Hvaðan kom hún þá?[9]

Tilvísanir:
  1. ^ Sjá heimild 2 og 3.
  2. ^ Sjá heimild 5.
  3. ^ Sjá heimild 1 og 4.
  4. ^ Sjá heimild 2.
  5. ^ Sjá heimild 2 og 3.
  6. ^ Sjá heimild 2 og 3.
  7. ^ Sjá heimild 3.
  8. ^ Sjá heimild 2.
  9. ^ Sjá heimild 2.

Heimildir:
  1. Lim, P.L. o.fl. Laboratory-Acquired Severe Acute Respiratory Syndrome. New England Journal of Medicine, 2004; 350:1740-1745. (Sótt 23.03.2020).
  2. Andersen, K.G. o.fl. The proximal origin of SARS-CoV-2. Nature Medicine. 17 mars 2020. (Sótt 23.03.2020).
  3. Li, Z. o.fl. Evolutionary history, potential intermediate animal host, and cross-species analyses of SARS-CoV-2. Journal of Medical Virology, 27 febrúar 2020. (Sótt 23.03.2020).
  4. Shooter, R. A. o.fl. Report of the Investigation into the Cause of the 1978 Birmingham Smallpox Occurence. 1980. (Sótt 23.03.2020).
  5. Forster, V. No, The Coronavirus Was Not Genetically Engineered To Put Pieces Of HIV In It. Forbes, 2. febrúar 2020. (Sótt 23.03.2020).

Myndir:

Ritstjórn Vísindavefsins þakkar Arnari Pálssyni, erfðafræðingi og prófessor í lífupplýsingafræði við HÍ, fyrir yfirlestur....