Sólin Sólin Rís 07:12 • sest 19:27 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 15:36 • Sest 20:29 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 09:42 • Síðdegis: 22:08 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 03:25 • Síðdegis: 15:58 í Reykjavík
COVID-19 borði í flokk

Er hægt að sanna að veiran SARS-CoV-2 valdi COVID-19?

Arnar Pálsson

Upprunalega spurningin var svona:

Hefur SARS-CoV-2 verið einangruð, hreinsuð og hefur verið sýnt fram á að veiran valdi COVID-19? (been isolated, purified and demonstrated to be the cause of COVID19).

Innan veirufræðinnar gilda ákveðnar reglur um sönnunarbyrði til að hægt sé að álykta án verulegs vafa að ákveðin veira valdi tilteknum sjúkdómi. Hefðir sönnunarbyrðarinnar eru ólíkar eftir fræðigreinum, vegna viðfangsefna og aðferðanna sem við búum yfir. Veirufræðin byggir á forsendum (e. postulates) prússneska læknisins og örverufræðingsins Roberts Koch (1843-1910) um smitsjúkdóma. Útfærðar fyrir veirur hljóma forsendurnar svona:

  1. Mikið finnst af veirunni í sýktum einstaklingum en nær ekkert í heilbrigðum.
  2. Veiruna verður að vera hægt að einangra og hreinsa úr smituðum einstaklingum.
  3. Veiran veldur sjúkdómi ef hún berst í heilbrigða einstaklinga.
  4. Veiran sem einangrast úr tilteknum „smituðum“ einstaklingi verður að vera eins og sú sem smitaði viðkomandi.

Veirufræðingar hafa unnið út frá þessum forsendum í rúma öld. Spurningin um eiginleika SARS-CoV-2-veirunnar byggir á sömu hugmyndum. Til þess að meta hvort SARS-CoV-2 veldur COVID-19 voru athuganir og staðreyndir um SARS-CoV-2-veiruna mátaðar við þessar forsendur.

Forsendur þýska læknisins og örverufræðingsins Roberts Koch (1843-1910) um smitsjúkdóma eru notaðar þegar sýna þarf fram á að ákveðin veira valdi tilteknum sjúkdómi. Á myndinni sést Koch á rannsóknastofu sinni.

Veiran SARS-CoV-2 mælist í miklu magni í sýktum einstaklingum en nær engu eða litlu magni í þeim sem eru ekki eru með sjúkdóminn. Þetta uppfyllir því fyrstu forsendu Kochs. Undantekningar eru þeir sem hafa verið með smit en eru að jafna sig. Kjarnsýrugreiningar (PCR-aðferðir) greina erfðaefni veirunnar í þessum einstaklingum, en þær veirur eru skaddaðar og smita ekki. Veiran hefur einnig sést í rafeindasmásjá en vegna smæðar hennar þarf mikið af henni í sýni til að þær sjáist.

Frumulíffræðingum hefur tekist að rækta SARS-CoV-2 í frumurækt með því að taka sýni úr smituðum einstaklingum, hreinsa og einangra veiruagnir (með síum, þynningum og öðrum aðferðum) og setja veirurnar síðan á næmar frumur. Nýleg rannsókn byggði á að nota frumulínur sem nefnast VeroE6 og VeroCCL81, smita þær og einangra aftur veiruagnir. Rannsóknarhópurinn staðfesti með ákveðnum prófunum að engar aðrar veirur væru í ræktunum. Niðurstöðurnar uppfylla aðra forsendu Kochs.

Þó frumurækt sé ekki ekki gott líkan fyrir líffræði nefhols, berkja eða lungna almennt, er ræktun veirunnar í frumum sérstaklega mikilvægt skref fyrir rannsóknir á henni. Hreinsaðar SARS-Cov-2-veirur má nota í próf á mótefnasvari einstaklinga, rannsóknir á smitleiðum og fjölgunarferlum veirunnar, tjáningu erfðamengis hennar og virkni og síðast en ekki síst í tilraunir með bóluefni.

Til að kanna þriðju forsenduna gera veirufræðingar iðulega smittilraunir, eins og læknirinn og lífvísindamaðurinn Björn Sigurðsson og samstarfsmenn hans þegar þeir sýndu að mæðiveiran smitar kindur. Af augljósum ástæðum er ekki hægt að gera slíkar tilraunir fyrir veirur sem valda sjúkdómum í mönnum. Á upphafsárum veirufræðinnar var það þó gert, eins og hægt er að lesa um í svari við spurningunni Hvernig og hvenær fannst fyrsta veiran sem veldur sjúkdómi í mönnum?

Erfðafræðilegar aðferðir eru nú til dags notadrýgstar til að greina hvort smit sé til staðar og hvernig það berst milli einstaklinga. Besta aðferðin er raðgreining á erfðaefni veirunnar.[1] Litningur SARS-CoV-2 er 29.903 basar á lengd og hann er hægt að lesa með raðgreiningu erfðaefnis.

Stökkbreytingar á erfðaefni veiru sem berst milli einstaklinga (gráir hringir) má nota til að rekja smitið. Ættartré veiranna endurspeglar smitsöguna. Myndin sýnir einfaldað tilfelli. Sýndir eru litningar 5 gerða af veiru, sem eru ólíkir vegna 7 stökkbreytinga (litaðar línur). Þessir litningar mynda þá fimm ólíkar setraðir (e. haplotypes) sem einnig má kalla afbrigði. Sumar stökkbreytingar eru eldri (og finnast í tveimur eða fleiri gerðum), en aðrar yngri og finnast bara í einni gerð.

Niðurstöðurnar sýna að erfðaefni veirunnar finnst í fólki með COVID-19 en ekki öðrum. Gögnin afhjúpa einnig erfðabreytileika í erfðamengi veirunnar sem nota má til að rekja smitleiðir. Einstaklingur smitaður af útgáfu A af veirunni hefur fengið hana frá öðrum smituðum af sömu útgáfu. Það uppfyllir þriðju og fjórðu forsendur Kochs.

Þessar staðreyndir, og aðrar ekki tíundaðar hér, leiða til þeirrar ályktunar að SARS-CoV-2-veiran sé orsök COVID-19.

Samantekt:
  • Fjölþættar rannsóknir sýna að veiran finnst í sjúklingum en ekki heilbrigðum.
  • Hún berst á milli smitaðra einstaklinga og sumir fá einkenni.
  • Hana má einangra og rækta í frumum sem auðveldar rannsóknir og þróun bóluefnis.
  • SARS-CoV-2-veiran veldur COVID-19.

Tilvísun:
  1. ^ Eða hvaða sýkli sem er. Aðferðir sem þessar má nota á bakteríur, veirur, sveppi og frumdýr.

Heimildir:

Mynd:

Höfundur

Arnar Pálsson

erfðafræðingur og prófessor í lífupplýsingafræði við HÍ

Útgáfudagur

24.8.2020

Spyrjandi

Arnbjörg Linda Jóhannsdóttir

Tilvísun

Arnar Pálsson. „Er hægt að sanna að veiran SARS-CoV-2 valdi COVID-19?“ Vísindavefurinn, 24. ágúst 2020. Sótt 22. september 2020. http://visindavefur.is/svar.php?id=79926.

Arnar Pálsson. (2020, 24. ágúst). Er hægt að sanna að veiran SARS-CoV-2 valdi COVID-19? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=79926

Arnar Pálsson. „Er hægt að sanna að veiran SARS-CoV-2 valdi COVID-19?“ Vísindavefurinn. 24. ágú. 2020. Vefsíða. 22. sep. 2020. <http://visindavefur.is/svar.php?id=79926>.

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

=

Er hægt að sanna að veiran SARS-CoV-2 valdi COVID-19?
Upprunalega spurningin var svona:

Hefur SARS-CoV-2 verið einangruð, hreinsuð og hefur verið sýnt fram á að veiran valdi COVID-19? (been isolated, purified and demonstrated to be the cause of COVID19).

Innan veirufræðinnar gilda ákveðnar reglur um sönnunarbyrði til að hægt sé að álykta án verulegs vafa að ákveðin veira valdi tilteknum sjúkdómi. Hefðir sönnunarbyrðarinnar eru ólíkar eftir fræðigreinum, vegna viðfangsefna og aðferðanna sem við búum yfir. Veirufræðin byggir á forsendum (e. postulates) prússneska læknisins og örverufræðingsins Roberts Koch (1843-1910) um smitsjúkdóma. Útfærðar fyrir veirur hljóma forsendurnar svona:

  1. Mikið finnst af veirunni í sýktum einstaklingum en nær ekkert í heilbrigðum.
  2. Veiruna verður að vera hægt að einangra og hreinsa úr smituðum einstaklingum.
  3. Veiran veldur sjúkdómi ef hún berst í heilbrigða einstaklinga.
  4. Veiran sem einangrast úr tilteknum „smituðum“ einstaklingi verður að vera eins og sú sem smitaði viðkomandi.

Veirufræðingar hafa unnið út frá þessum forsendum í rúma öld. Spurningin um eiginleika SARS-CoV-2-veirunnar byggir á sömu hugmyndum. Til þess að meta hvort SARS-CoV-2 veldur COVID-19 voru athuganir og staðreyndir um SARS-CoV-2-veiruna mátaðar við þessar forsendur.

Forsendur þýska læknisins og örverufræðingsins Roberts Koch (1843-1910) um smitsjúkdóma eru notaðar þegar sýna þarf fram á að ákveðin veira valdi tilteknum sjúkdómi. Á myndinni sést Koch á rannsóknastofu sinni.

Veiran SARS-CoV-2 mælist í miklu magni í sýktum einstaklingum en nær engu eða litlu magni í þeim sem eru ekki eru með sjúkdóminn. Þetta uppfyllir því fyrstu forsendu Kochs. Undantekningar eru þeir sem hafa verið með smit en eru að jafna sig. Kjarnsýrugreiningar (PCR-aðferðir) greina erfðaefni veirunnar í þessum einstaklingum, en þær veirur eru skaddaðar og smita ekki. Veiran hefur einnig sést í rafeindasmásjá en vegna smæðar hennar þarf mikið af henni í sýni til að þær sjáist.

Frumulíffræðingum hefur tekist að rækta SARS-CoV-2 í frumurækt með því að taka sýni úr smituðum einstaklingum, hreinsa og einangra veiruagnir (með síum, þynningum og öðrum aðferðum) og setja veirurnar síðan á næmar frumur. Nýleg rannsókn byggði á að nota frumulínur sem nefnast VeroE6 og VeroCCL81, smita þær og einangra aftur veiruagnir. Rannsóknarhópurinn staðfesti með ákveðnum prófunum að engar aðrar veirur væru í ræktunum. Niðurstöðurnar uppfylla aðra forsendu Kochs.

Þó frumurækt sé ekki ekki gott líkan fyrir líffræði nefhols, berkja eða lungna almennt, er ræktun veirunnar í frumum sérstaklega mikilvægt skref fyrir rannsóknir á henni. Hreinsaðar SARS-Cov-2-veirur má nota í próf á mótefnasvari einstaklinga, rannsóknir á smitleiðum og fjölgunarferlum veirunnar, tjáningu erfðamengis hennar og virkni og síðast en ekki síst í tilraunir með bóluefni.

Til að kanna þriðju forsenduna gera veirufræðingar iðulega smittilraunir, eins og læknirinn og lífvísindamaðurinn Björn Sigurðsson og samstarfsmenn hans þegar þeir sýndu að mæðiveiran smitar kindur. Af augljósum ástæðum er ekki hægt að gera slíkar tilraunir fyrir veirur sem valda sjúkdómum í mönnum. Á upphafsárum veirufræðinnar var það þó gert, eins og hægt er að lesa um í svari við spurningunni Hvernig og hvenær fannst fyrsta veiran sem veldur sjúkdómi í mönnum?

Erfðafræðilegar aðferðir eru nú til dags notadrýgstar til að greina hvort smit sé til staðar og hvernig það berst milli einstaklinga. Besta aðferðin er raðgreining á erfðaefni veirunnar.[1] Litningur SARS-CoV-2 er 29.903 basar á lengd og hann er hægt að lesa með raðgreiningu erfðaefnis.

Stökkbreytingar á erfðaefni veiru sem berst milli einstaklinga (gráir hringir) má nota til að rekja smitið. Ættartré veiranna endurspeglar smitsöguna. Myndin sýnir einfaldað tilfelli. Sýndir eru litningar 5 gerða af veiru, sem eru ólíkir vegna 7 stökkbreytinga (litaðar línur). Þessir litningar mynda þá fimm ólíkar setraðir (e. haplotypes) sem einnig má kalla afbrigði. Sumar stökkbreytingar eru eldri (og finnast í tveimur eða fleiri gerðum), en aðrar yngri og finnast bara í einni gerð.

Niðurstöðurnar sýna að erfðaefni veirunnar finnst í fólki með COVID-19 en ekki öðrum. Gögnin afhjúpa einnig erfðabreytileika í erfðamengi veirunnar sem nota má til að rekja smitleiðir. Einstaklingur smitaður af útgáfu A af veirunni hefur fengið hana frá öðrum smituðum af sömu útgáfu. Það uppfyllir þriðju og fjórðu forsendur Kochs.

Þessar staðreyndir, og aðrar ekki tíundaðar hér, leiða til þeirrar ályktunar að SARS-CoV-2-veiran sé orsök COVID-19.

Samantekt:
  • Fjölþættar rannsóknir sýna að veiran finnst í sjúklingum en ekki heilbrigðum.
  • Hún berst á milli smitaðra einstaklinga og sumir fá einkenni.
  • Hana má einangra og rækta í frumum sem auðveldar rannsóknir og þróun bóluefnis.
  • SARS-CoV-2-veiran veldur COVID-19.

Tilvísun:
  1. ^ Eða hvaða sýkli sem er. Aðferðir sem þessar má nota á bakteríur, veirur, sveppi og frumdýr.

Heimildir:

Mynd:...