Sólin Sólin Rís 08:50 • sest 17:33 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 17:49 • Sest 25:13 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 01:33 • Síðdegis: 14:21 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 07:49 • Síðdegis: 20:55 í Reykjavík
COVID-19 borði í flokk

Valda stærri skammtar af veiru verri COVID-19-sjúkdómi?

Jón Magnús Jóhannesson

Nokkuð hefur verið rætt um mögulegt samband milli þess magns SARS-CoV-2 (veirunnar sem orsakar COVID-19) sem berst í einstakling og alvarleika veikinda í kjölfarið. Tilgátan hljómar þannig að magn veirunnar sem sýkir okkur í upphafi hafi áhrif á alvarleika sjúkdóms — þeim mun meira af veirunni, þeim mun alvarlegri sjúkdómur.

Ef þessi tilgáta er rétt gætu grímur þjónað tvíþættum tilgangi – annars vegar að hjálpa til að koma í veg fyrir smit og hins vegar að minnka magn veiru sem við fáum í okkur. Þetta hefur raunar verið mikið áhugaefni í áratugi hjá vísindamönnum sem rannsaka veirur og hefur áhuginn síst minnkað eftir að SARS-CoV-2 kom fram. Þrátt fyrir það eru lítil sem engin gögn sem benda til þess að um sé að ræða raunverulegt samband milli magns veiru og alvarleika sjúkdómsins sem hún veldur.

Veirur geta meðal annars dreifst þegar fólk hóstar eða hnerrar.

Í fyrstu hljómar tilgátan raunhæf. Þegar verið er að ræða um magn smitandi veira er talað um veiruagnir (e. virus particle) og er ein veiruögn eitt eintak af tiltekinni veiru sem getur smitað frumur. Það hljómar þannig rökrétt að 100 veiruagnir séu verri en 10 veiruagnir. Til þess að sýking eigi sér stað þarf ákveðið veirumagn og það er mismunandi eftir því hver veiran er. Fyrir mjög smitandi veirur þarf aðeins fáar veiruagnir til að hrinda sýkingu af stað en í öðrum tilfellum þarf magnið að vera umtalsvert. Hins vegar eru ýmsar breytur sem geta haft áhrif á fjölda þeirra veiruagna sem þarf til sýkingar — þar má nefna dreifingarmáta veirunnar, undirliggjandi ástand einstaklings sem smitast og fleira. Þess vegna eru vissar aðferðir notaðar til að magngreina veirur, til dæmis magn veira sem þarf til að sýkja frumur við tilraunaaðstæður. Fækkun veiruagna sem berast til okkar getur vissulega minnkað líkur á að við fáum sýkingu og í kjölfarið einkenni.

Hvað þá um sambandið milli veirumagns og alvarleika veikinda? Í tilraun frá 1938 var í fyrsta skipti sýnt fram á samband milli þess magns af veiru sem tilraunadýrum var gefið og hættu á dauða. Í því samhengi er talað um 50% banvænan skammt (e. 50% lethal dose eða LD50) en það er sá skammtur af veiru sem veldur því að 50% tilraunadýranna deyi. Því er ljóst að samband er á milli magns veiru við sýkingu og alvarleika sjúkdóms, að minnsta kosti fyrir vissar veirur í ákveðnum dýrum. Skiljanlega hafa slíkar rannsóknir lítið verið gerðar á mönnum en þá þarf að nota óbeinni aðferðir.

Hamstrar geta verið dreifiaðilar SARS-CoV-2, en tilraun sem beindist að tengslum á veirumagni og alvarleika veikinda í þeim benti til mögulegs sambands þar á milli. Aðrar rannsóknir hafa skoðað hvort mikil notkun gríma í samfélaginu auki hlutfall einkennalausra einstaklinga með COVID-19, en ekki er hægt að staðhæfa um slíkt að svo stöddu. Hluti af vandanum þar er að samhliða vaxandi notkun gríma á heimvísu hefur greiningargeta aukist til muna - þannig gæti einfaldlega verið að fleiri einkennalausir greinist nú en áður.

Þannig liggja engin gögn fyrir enn sem komið er sem staðfesta samband á milli magns veiru og alvarleika veikinda þegar kemur að COVID-19. Hvernig getur það verið? Ímyndum okkur eina veiruögn sem berst milli manna með dropum (beint eða óbeint) til þekju efri öndunarfæra. Þar sýkir veiruögnin frumu. Þegar veiruögnin er komin inn í frumuna hleypir hún erfðaefni sínu út svo hún geti fjölgað sér frekar. Fruman aðstoðar veiruna við að mynda prótín og meira erfðaefni, sem er öllu pakkað í fleiri veiruagnir og hleypt út úr frumunni. Þessi fjölgun getur verið umtalsverð og endar vanalega á því að fruman sjálf deyr og losar út veiruagnirnar sem safnast hafa upp innan hennar. Fjöldi veiruagna í þessum tilfellum er oftast um 100-200 talsins en getur þó farið upp í tugi þúsunda veiruagna. Þessar veiruagnir sýkja síðan aðrar frumur og svo koll af kolli. Að lokum má telja fjölda veiruagna í milljörðum. Þetta er kallaður veldisvöxtur (e. exponential growth) og er undirstaðan í vexti flestra veira. Það virðist síðan vera visst þak sem fjöldi veiruagna nær áður en ónæmiskerfið og líkaminn ná að bregðast að fullu við veirunni. Í ljósi þessa má áætla að lítill munur sé á því hvort einstaklingur smitist af 100 eða 100.000 veiruögnum - endanlegur fjöldi verður að öllum líkindum sá sami.

Þegar veirur sýkja lífverur fara þær inn í frumur hennar og fjölga sér þar. Þessi fjölgun getur verið umtalsverð og endar vanalega á því að fruman sjálf deyr og losar út veiruagnirnar sem safnast hafa upp innan hennar. Fjöldi veiruagna í þessum tilfellum er oftast um 100-200 talsins en getur þó farið upp í tugi þúsunda veiruagna. Á myndinni sjást fjölmargar SARS-CoV-2-veirur sem hafa brotið sér leið úr hýsilfrumu.

Hins vegar er þar ekki öll sagan sögð. Ef fleiri veiruagnir sýkja tiltekinn einstakling er fræðilega mögulegt að veiran þurfi styttri tíma til að vaxa og dafna innan líkamans. Þetta gæti leitt til þess að ónæmiskerfið nái ekki að bregðast nægilega hratt við þessari vaxandi vá með þeim afleiðingum að veiran nær yfirhöndinni.

Báðar aðstæðurnar sem nefndar eru hér að ofan eru mögulegar - lykilatriðið er að við vitum enn ekki hvað gildir fyrir COVID-19 sem og flesta aðra smitsjúkdóma. Hins vegar er öruggara að gera ráð fyrir því að magn veirunnar skiptir máli, ef ekki aðeins til að árétta mikilvægi allra inngripa sem minnka magn veiru sem berst til okkar. Notkun gríma, handhreinsun og almenn smitgát miðar allt að því að minnka magn veira sem berst til okkar og kemur frá okkur. Hvort sem þetta minnki einungis líkur á að smitast eða einnig líkur á alvarlegum sjúkdómi skiptir kannski ekki höfuðmáli. Aðalatriðið er að fylgja ráðleggingunum eftir bestu getu til að vernda bæði okkur og aðra.

Heimildir:

Myndir:

Höfundur

Jón Magnús Jóhannesson

deildarlæknir á Landspítalanum

Útgáfudagur

19.8.2020

Spyrjandi

Alex, ritstjórn

Tilvísun

Jón Magnús Jóhannesson. „Valda stærri skammtar af veiru verri COVID-19-sjúkdómi?“ Vísindavefurinn, 19. ágúst 2020. Sótt 25. október 2020. http://visindavefur.is/svar.php?id=79871.

Jón Magnús Jóhannesson. (2020, 19. ágúst). Valda stærri skammtar af veiru verri COVID-19-sjúkdómi? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=79871

Jón Magnús Jóhannesson. „Valda stærri skammtar af veiru verri COVID-19-sjúkdómi?“ Vísindavefurinn. 19. ágú. 2020. Vefsíða. 25. okt. 2020. <http://visindavefur.is/svar.php?id=79871>.

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

=

Valda stærri skammtar af veiru verri COVID-19-sjúkdómi?
Nokkuð hefur verið rætt um mögulegt samband milli þess magns SARS-CoV-2 (veirunnar sem orsakar COVID-19) sem berst í einstakling og alvarleika veikinda í kjölfarið. Tilgátan hljómar þannig að magn veirunnar sem sýkir okkur í upphafi hafi áhrif á alvarleika sjúkdóms — þeim mun meira af veirunni, þeim mun alvarlegri sjúkdómur.

Ef þessi tilgáta er rétt gætu grímur þjónað tvíþættum tilgangi – annars vegar að hjálpa til að koma í veg fyrir smit og hins vegar að minnka magn veiru sem við fáum í okkur. Þetta hefur raunar verið mikið áhugaefni í áratugi hjá vísindamönnum sem rannsaka veirur og hefur áhuginn síst minnkað eftir að SARS-CoV-2 kom fram. Þrátt fyrir það eru lítil sem engin gögn sem benda til þess að um sé að ræða raunverulegt samband milli magns veiru og alvarleika sjúkdómsins sem hún veldur.

Veirur geta meðal annars dreifst þegar fólk hóstar eða hnerrar.

Í fyrstu hljómar tilgátan raunhæf. Þegar verið er að ræða um magn smitandi veira er talað um veiruagnir (e. virus particle) og er ein veiruögn eitt eintak af tiltekinni veiru sem getur smitað frumur. Það hljómar þannig rökrétt að 100 veiruagnir séu verri en 10 veiruagnir. Til þess að sýking eigi sér stað þarf ákveðið veirumagn og það er mismunandi eftir því hver veiran er. Fyrir mjög smitandi veirur þarf aðeins fáar veiruagnir til að hrinda sýkingu af stað en í öðrum tilfellum þarf magnið að vera umtalsvert. Hins vegar eru ýmsar breytur sem geta haft áhrif á fjölda þeirra veiruagna sem þarf til sýkingar — þar má nefna dreifingarmáta veirunnar, undirliggjandi ástand einstaklings sem smitast og fleira. Þess vegna eru vissar aðferðir notaðar til að magngreina veirur, til dæmis magn veira sem þarf til að sýkja frumur við tilraunaaðstæður. Fækkun veiruagna sem berast til okkar getur vissulega minnkað líkur á að við fáum sýkingu og í kjölfarið einkenni.

Hvað þá um sambandið milli veirumagns og alvarleika veikinda? Í tilraun frá 1938 var í fyrsta skipti sýnt fram á samband milli þess magns af veiru sem tilraunadýrum var gefið og hættu á dauða. Í því samhengi er talað um 50% banvænan skammt (e. 50% lethal dose eða LD50) en það er sá skammtur af veiru sem veldur því að 50% tilraunadýranna deyi. Því er ljóst að samband er á milli magns veiru við sýkingu og alvarleika sjúkdóms, að minnsta kosti fyrir vissar veirur í ákveðnum dýrum. Skiljanlega hafa slíkar rannsóknir lítið verið gerðar á mönnum en þá þarf að nota óbeinni aðferðir.

Hamstrar geta verið dreifiaðilar SARS-CoV-2, en tilraun sem beindist að tengslum á veirumagni og alvarleika veikinda í þeim benti til mögulegs sambands þar á milli. Aðrar rannsóknir hafa skoðað hvort mikil notkun gríma í samfélaginu auki hlutfall einkennalausra einstaklinga með COVID-19, en ekki er hægt að staðhæfa um slíkt að svo stöddu. Hluti af vandanum þar er að samhliða vaxandi notkun gríma á heimvísu hefur greiningargeta aukist til muna - þannig gæti einfaldlega verið að fleiri einkennalausir greinist nú en áður.

Þannig liggja engin gögn fyrir enn sem komið er sem staðfesta samband á milli magns veiru og alvarleika veikinda þegar kemur að COVID-19. Hvernig getur það verið? Ímyndum okkur eina veiruögn sem berst milli manna með dropum (beint eða óbeint) til þekju efri öndunarfæra. Þar sýkir veiruögnin frumu. Þegar veiruögnin er komin inn í frumuna hleypir hún erfðaefni sínu út svo hún geti fjölgað sér frekar. Fruman aðstoðar veiruna við að mynda prótín og meira erfðaefni, sem er öllu pakkað í fleiri veiruagnir og hleypt út úr frumunni. Þessi fjölgun getur verið umtalsverð og endar vanalega á því að fruman sjálf deyr og losar út veiruagnirnar sem safnast hafa upp innan hennar. Fjöldi veiruagna í þessum tilfellum er oftast um 100-200 talsins en getur þó farið upp í tugi þúsunda veiruagna. Þessar veiruagnir sýkja síðan aðrar frumur og svo koll af kolli. Að lokum má telja fjölda veiruagna í milljörðum. Þetta er kallaður veldisvöxtur (e. exponential growth) og er undirstaðan í vexti flestra veira. Það virðist síðan vera visst þak sem fjöldi veiruagna nær áður en ónæmiskerfið og líkaminn ná að bregðast að fullu við veirunni. Í ljósi þessa má áætla að lítill munur sé á því hvort einstaklingur smitist af 100 eða 100.000 veiruögnum - endanlegur fjöldi verður að öllum líkindum sá sami.

Þegar veirur sýkja lífverur fara þær inn í frumur hennar og fjölga sér þar. Þessi fjölgun getur verið umtalsverð og endar vanalega á því að fruman sjálf deyr og losar út veiruagnirnar sem safnast hafa upp innan hennar. Fjöldi veiruagna í þessum tilfellum er oftast um 100-200 talsins en getur þó farið upp í tugi þúsunda veiruagna. Á myndinni sjást fjölmargar SARS-CoV-2-veirur sem hafa brotið sér leið úr hýsilfrumu.

Hins vegar er þar ekki öll sagan sögð. Ef fleiri veiruagnir sýkja tiltekinn einstakling er fræðilega mögulegt að veiran þurfi styttri tíma til að vaxa og dafna innan líkamans. Þetta gæti leitt til þess að ónæmiskerfið nái ekki að bregðast nægilega hratt við þessari vaxandi vá með þeim afleiðingum að veiran nær yfirhöndinni.

Báðar aðstæðurnar sem nefndar eru hér að ofan eru mögulegar - lykilatriðið er að við vitum enn ekki hvað gildir fyrir COVID-19 sem og flesta aðra smitsjúkdóma. Hins vegar er öruggara að gera ráð fyrir því að magn veirunnar skiptir máli, ef ekki aðeins til að árétta mikilvægi allra inngripa sem minnka magn veiru sem berst til okkar. Notkun gríma, handhreinsun og almenn smitgát miðar allt að því að minnka magn veira sem berst til okkar og kemur frá okkur. Hvort sem þetta minnki einungis líkur á að smitast eða einnig líkur á alvarlegum sjúkdómi skiptir kannski ekki höfuðmáli. Aðalatriðið er að fylgja ráðleggingunum eftir bestu getu til að vernda bæði okkur og aðra.

Heimildir:

Myndir:

...