Virion

Virus. Viron er en viruspartikkel som omfatter hele viruset med det ytre beskyttende skallet med proteiner  (proteinkappe, kapsid), og som omgir nukleinsyrene som avhengig av type virus er enten deoksyribonukleinsyre (DNA) som i DNA-virus eller ribonukleinsyre (RNA) i RNA-virus, enkelttrådet (ss,"single stranded") eller dobbelttrådet (ds,  "double stranded"). I enkelttrådet RNA-virus kan RNA-kjeden positiv sens (kan inngår direkte i proteinsyntese) eller være negativ sens. Virusgenomet (virusarvematerialet) kan være en lineær spiral (heliks), sirkulært eller nøstet sammen som i et garnnøste. Hos flere virioner (virus) er kapsidet i tillegg dekket av en ytre membran, en membrankappe med proteiner, glykoproteiner og lipid, hentet fra vertscellen. 

Det foregår et kontinuerlig rustningskappløp mellom virus og vertsorganismens immunsystem forklart ved Rød dronning hypotesen

Størrelsen på virus er fra 20 nanometer til 400 nanometer (nm, 1 nm= 10-9 meter). Alle levende organismer på Jorden kan bli infisert av virus. Mange virus kan bruke forskjellige pattedyr og fugl som vertsorganisme, og som fungerer som et reservoir for virionene. Overflateproteiner på virus fester seg til reseptorer (mottakere) utenpå vertscellene, virker som nøkkel i en lås, viruset "låser opp",  og sender sitt genom (arvemateriale) med oppskriften på å lage nye viruspartikler inne  i cellene. Glykoproteiner på membrankappen deltar i å feste viruset til verscellene. Influensavirus (HxNy) har hemagglutinin (H) på overflaten, et lektin som binder seg til glykoproteiner (proteiner festet til små sukkermolekyler, oligosakkarider) og gjør at influensaviruset kommer inn i celler på indre overflater (epitelceller). Enzymet neuraminidase (N) spalter av sialinsyre på glykoproteiner og deltar når oppformert virus skal passere plasmamembran på vei ut av vertscellene, hvor de også tar med seg litt av plasmamembranen som de hyller seg inn i. 

Koronavirus SARS-CoV-2 (2019-nCoV) som det ble kalt i starten) som kan gi covid-19 har gitt virusbiologi (virologi)  ny aktualitet. 

Hodet på en viruspartikkel (virion) kan være topologisk utformet som et ikosaeder med 20 trekantede flater (regulære polyedere) som gir symmetrier,   og  minner om en geodesisk dom, konstruert av den amerikanske arkitekten og ingeniøren  R Buckminster Fuller. 

Noen bakteriofager (bakterievirus) kan ha utforming som minner om et "månelandingsfartøy".

Noen virus kan plassere sitt eget genom inn i vertsorganismens genom, og ligge latent som et provirus og inngå i en lysogen syklus. I en lytisk syklus begynner derimot virusgenomet å produsere nye viruspartikler uten å gå inn i et integrert hvilestadium

Hos RNA-virus (unntatt retrovirus) blir genomet kopiert i vertscellene ved hjelp av enzymet RNA replikase (RNA-avhengig RNA polymerase), et enzym som ikke har korrekturlesing av gensekvensen, til forskjell fra enzymet DNA polymerase i DNA-virus. Derfor skjer det oftere mutasjoner i genomet hos RNA-virus og de endrer seg derfor raskere og har mer variasjon enn DNA-virus. Den raske genetiske endringen i RNA-virus gir vanskeligheter med å utvikle vaksiner. Noen bakteriofager bruker også RNA replikase i kopiering av sitt genom. RNA replikase lager nye RNA-tråder i 5' → 3'-retning, og er spesifikt avhengig av virus RNA som oppskrift, og hindrer derved brukt av vertscellens RNA som oppskrift.  RNA-replikase kan i tillegg til RNA-virus finnes hos sopp, planter og protister, ikke hos dyr, og hos disse deltar enzymet i metabolismen av små interfererende RNA (siRNA). 

Retrovirus er en type RNA-virus som istedet bruker enzymet revers transkriptase i formeringen av virusgenomet. 

Vaksine gir immunitet mot mange virussykdommer, og det er immunsystemet som beskytter mot sykdom. Noen virus endrer overflateprotein og genom så raskt at det blir vanskelig å utvikle en effektiv vaksine.  CRISPR-cas9 er et eksempl på et immunsystem i bakterier og som gir en genetisk "hukommelse" om tidligere virusangrep, beskytter bakteriene mot infeksjon fra bakterievirus (bakteriofager). Et tilsvarende system hos eukaryoter er RNA interferens og kosuppresjon

Virusinfisert tulipan Semper Augustus. Bilde UB, UiO

Virusinfisert tulipan Semper Augustus, den mest kostbare av dem alle, høyt verdsatt og priset i tulipmania-perioden i Holland, som kollapset i 1637. Den gangen visste man ikke at fargespraglet periant skyldes infeksjon med tulipanvirus som interfererte med biosyntesen av anthocyaniner. Virusinfeksjonen ga også redusert vekst, og bladene kunne være forkrøplet med klorotiske flekker. Slike spragete virusinfiserte tulipaner ble gjenngitt på stillebenbilder av blomster i vase , malt av mange hollandske blomstermalere (Ambrosius Bosschaert og Bosschaert-dynastiet, Jan van Huysum, Jan Davidsz de Heem). Tulipanmosaikkvirus er et RNA-virus i slekten Potyvirus,  hvor også potetvirus Y befinner seg. Bilde UB, UiO.

RNA-virus

RNA-virus har genmateriale (genom) bygget opp av ribonukleinsyrer (RNA). 

Enkelttrådet positiv sens RNA-virus

Hos enkelttrådet positiv sens RNA-virus ((+)ssRNA) kan virusgenomet med RNA virke direkte som en kode for translasjon til virusprotein  på ribosomene i  vertscellene, og fungerer som et budbringer RNA (mRNA). Viruset bruker vertscellens proteinsynteseapparat til å mangfoldiggjøre seg selv. Proteiner som blir kodet fra enkelttrådet-RNA blir translatert som et polyprotein som deretter blir kappet i separate virusproteiner av en protease.   I tillegg virker genomet som en kode for å lage nye virusgenomer, men denne mangfoldiggjøring av virusgenom skjer via dobbelttrådet RNA. Enkelttrådet positiv sens RNAvirus har med seg et gen som koder for enzymet RNA-avhengig RNA polymerase (RNA replikase), et enzym som lager nytt RNA med oppskrift (templat) fra allerede eksiterene virus-RNA som oppskrift .  Koronavirus (mers, sars, sars-CoV-2 (2019-nCoV) som gir sykdommen covid-19 ("coronavirus diseae 2019"), poliovirus, hepatitt C-virus, Denguevirus, West Nile virus, coxsachievirus, samt rhinovirus som kan gi vanlig forkjølelse, er eksmpler på posistiv sens enkelttrådet RNA-virus.  Slike virus inneholder relativt få gener. De fleste plantevirus er av type (+)ssRNA, e.g. picornavirus. Hesteskoneseflaggermus  i slekten Rhinolopus  og som hører med til de placentale pattedyrene er et mulig reservoir for 2019 -nCov. 

Et teoretisk virus

Et teoretisk koronovirus omgitt av en membrankappe med membrankappeprotein og virusproteiner. Membrankappen med M-proteiner ligger utenpå et viruskapsid, og innerst et nukleokapsid med nukleinsyrer (arvemateriale med enkelttrådet sens RNA) omgitt av N-proteiner. Viruspigger formet som nellikspiker med S-protein i spissen gir utseende som minner om koronaen rundt Sola. Diameter for viruset ca. 120 nanometer (nm). 1 nm= 10-9 meter. For virus uten membrankappe overtar kapsidet denne funksjonen. Membrankappen har sin opprinnelse fra vertscellens plasmamembran. Det er indikasjoner på at et reseptorbindende motiv (RBM) på S-proteinet på viruspiggene til  sars-Cov-2 fester seg til mottakermolekylet ACE-2 på epitelceller i luftveiene. Angiotensinkonverterende enzym 2 (ACE-2) deltar i signalsystemet rennin-angiotensin-aldosteron som påvirker blodtrykk i hjertekarsystemet. Dessuten må S-proteinet spaltes av en transmembran serin protease slik at membrankappen på viruset og plasmamembranen  i vertscellen kan fusjonere og slippe inn viruset. 

Tenkt koronavirusinfeksjon

Teoretisk tenkt tilfelle av hvordan sars-cov-2 fester seg til celler.

Li W et al: Angiotensin-converting enzyme 2 is a functional receptor for the SARS coronavirus. Nature 426 (2003) s.450, 22. november.

 Matsuyama S et al. Efficient Activation of the Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus Spike Protein by the Transmembrane Protease TMPRSS2. J Virology 84 (2010)12658 

Enkelttrådet negativ sens RNA-virus

Enkelttrådet negativ sens RNA-virus ((-)ssRNA) er et genom som er komplementær til mRNA. Imidlertid vil genet for RNA-avhengig RNA polymerase (RNA replikase) som viruset ha med seg bruke den komplementare RNA-tråden som oppskrift for å lage positiv sens RNA som kan translateres til protein . I cytoplasma til verscellen blir negativ sens RNA oversatt til positiv sens-RNA katalysert av RNA replikase. Positiv sens RNA kan deretter bli brukt til translasjon av virusprotein. Ebolavirus, Hantavirus, Marburgvirus, Lassavirus, Meslingvirus, Rabiesvirus, Respiratorisk syncytialvirus (RS-virus), Kikhostevirus,  Influensavirus og Parainfluensavirus er eksempler på enkelttrådet negativ sens RNA virus. 

Retrovirus

Enkelttrådet RNA-virus som lager DNA katalysert av enzymet revers transkriptase, e.g. HIV-virus. Først lages en kopi av RNA i form av kopi-DNA (cDNA), som deretter omformes til dobbelttrådet DNA som blir satt inn i vertsgenomet. I genomet til mange eukaryoter er det rester av retotransposoner som sannligvis har sin opprinnelse fra retrovirus. 

Retrovirus kan ingegrere sitt genom med tre genene gag (viruskapsid), pol (revers transkriptase, integrase, protease, RNase) og env (beskyttende lipidkappe) i vertsorganismens DNA, med på hver side lange terminale repeterte gensekvenser (LTR) som deltar i transkripsjonen av virusgenene. 

...vertsDNA-LTR-gag-pol-env-LTR-vertsDNA....

Tenkt modell av et retrovirus

Tenkt modell av et retrovirus

I translasjonen blir det laget et primært transkript som oversettes til to polyproteiner A og B som deretter blir spaltet via proteaser til enzymene revers transkriptase, virusstrukturproteiner, integrase, protease, samt kappeproteiner og ytre beskyttelse. I en slags selvorganisering blir virusgenom og proteiner koblet sammen til nye viruspartikler (virioner).

eulers formel

Flere virus har organisert kapsidproteinene som et ikosaeder. Eulers polyederformel angir sammenhengen mellom antall sider, kanter og hjørner. 

Dobbelttrådet RNA-virus

Orbivirus som spres med insekter og bruker en rekke forskjellige pattedyr som vert. 

DNA-virus

DNA-virus har et genom bygget opp av deoksyribonukleinsyre (DNA). DNA kan være lineært eller sirkulært. Replikasjonen er katalysert av enzymet DNA-avhengig DNA polymerase

Enkelttrådet DNA-virus

Vannkoppevirus og mange bakterievirus som infekterer bakterier (bakteriofager) er eksempel på enkelttrådete DNA-virus (ss-DNA)

Dobbelttrådet DNA-virus

Herpesvirus er eksempel på dobbelttrådet DNA-virus, med dobbelttrådet lineært DNA (dsDNA)  omgitt av kapsid og et ytre dobbelt litpidlag (tegmentum) som ekstra beskyttelse. I vertscellen blir DNA transkribert til RNA katalysert av enzymet RNA-polymerase II. Flere Herpesvirus kan ligge i hvile i nerveceller, og bli aktivert under stress og et immunsystem som ikke virker optimalt. 

Plantevirus

Tobakksmosaikkvirus er et enkelttrådet stavformet  RNA-virus med RNA organisert i en heliks omgitt av en heliks (spiral) med kapsidproteinner. Plantevirus spres med bitende og sugende insekter som bladlus og gresshopper. Patogene plantevirus kan spre seg fra celle til celle ved å åpne plasmodesmata mellom plantecellene. Plantevirus er stavformet, ikke omgitt av en yttermembranen og er nakne virus med bare kapsid. Viroider består bare av RNA og mangler proteinkappe. Den tyske landbrukskjemikeren Adolph Mayer kunne i 1886 vise at tobakksmosaikkvirus ble overført fra plante til plante. Den russiske botanikeren Dmitri ilvanovski (1864-1920) fant i 1892 beviset for en ikke-bakteriell infeksjon, men det var den nederlandske mikrobiologen og botanikeren Marinius Beijerinck (1851-1931) som i 1898 ved å gjenta Ivanovskis eksperimenter kunne vise at viruset som han kalte det (contagium vivum fluidum, levende infektiøs væske), kunne reprodusere og oppformere seg  i cellene i bladet til tobakk. En ny form for infeksjonspartikkel var oppdaget, mye mindre og forskjellig fra bakterier. Contagium, det sykdomsframkallende stoffet var en "levende væske" (vivum fluidum), og kunne passere de mest effektive filterne de hadde, Pasteur-Chamberland porselendsfilter.  Ivanovski og Beijerinck la med sine studier av tobakksmosaikkvirus grunnlaget for faget virologi.  

Tobakksmosaikkvirus

Tobakksmosaikkvirus (TMV) var det første viruset som ble undersøkt og krystallisert. Den amerikanske virologen og biokjemikeren Wendell Meredith Stanley fant at tobakksmosaikkvirus kunne være aktivt selv etter krystallisering, og fikk nobelprisen i kjemi i 1946 for dette arbeidet ( sammen med JH Northrop, og  JB Sumner (for krystalliering av enzymer)) . Tobakksmosaikkvirus er et enkelttrådeet positiv sens RNA-virus som infekterer planter i søtvierfamilien som tobakk og tomat. Tobakksplantens immunsystem forsvarer seg mot virusangrepet ved å la celler dø rundt de infiserte cellene i bladet  via hypersensitivitetsreaksjon med kontrollert celledød

Virusinfeksjon vises på bladene som en spraglete klorotisk gul og grønn fargemosaikk, og bladene får ofte en forkrøplet vekst. Som forsvar mot virusangrep kan planter starte hypersensitivitetsreaksjoner  og utvikle systemisk ervervet resistens

Tulipanvirus gir fargespraglete tulipaner (minner om effekten av transposoner), og slike tulipaner var tidligere meget verdifulle, e.g. tulipansorten Semper Augustus  På stilleben blomstermalerier fra holllandske malere (Ambrosius Bosschaert (1573-1621), Jan van Huysum (1682-1749,  jfr. Henrik Wergelands Jan van Huysums blomsterstykke (1840), jan Davidsz de Heem ) kan man observere slike spraglete (variegerte) virustulipaner. Maleriene viser blomster i krukker, ofte samlet fra forskjellige deler av blomstersesoengen, sammen med sommerfugler, snegleskjell og andre dyr.

Vask og spredningsveier for virus

Norovirus og Norwalkvirus (Calcivididae) er positiv sens enkeltttrådet RNA virus, som har ikosaederkapsid, men ikke en ytre lipidkappe, og på disse har såpevask dårligere effekt. Man tenker seg at det er bare de virusene som har en ytre lipidkappe utenpå kapsidet som blir påvirket av etanol- eller såpevask. Detergenter løser opp fett, og det er indikasjoner at såpevask virker mer effektivt enn spritvask (antibac) for å fjerne fettkappen på utsiden av virus som har dette (men også bakterier).

Virus har mange spredningsveier avhengig av type virus. Generelt kan mennesker kan spre virus ved hoste, nysing og slimdråper, kroppssekreter (snørr, slim), avføring, urin (urin er ikke like steril som man har trodd), kontakt med kroppsvæsker (e.g. blod) og via åpninger og sår i slimhinner, via øyne hvor tårekanaler fører tårene ned i halsen hvor det kan følge med virus, samt kontaktsmitte ved berøring av overflater.  Virus kan i tillegg komme inn i organismen via kroppsåpninger som munn, nese, anus og kjønnsorganer. Virus kan feste seg til aerosoler og spres over korte avstander (se kolloider).

SARS-CoV2 har hovedspredningsveien dråpesmitte ved hoste, nysing, spytt, slim, samt kontaktsmitte via alle overflater.  En viruspartikkel er nok til å starte det hele. Vi tar hendene opp til ansiktet (munn, nese, øyne) oftere enn vi tror. 

Covid-19

Torsdag 12. mars kl. 14 annonserte Statsminister Erna Solberg og Helseminister Bent Høie en dramatisk beslutning med formål å redusere spredningen av sars-cov-2 i Norge, lignende gjort i flere land. Undervisningsinstitusjoner ble stengt, reiser, møter og sosial omgang redusert til et minimum, mange ble satt i karantene. Man kan skjønne at våre myndigheter nølte med å sette igang så drastiske tiltak, i et liberalt demokratisk samfunn med stor grad av personlig frihet. Nedstengning (lockdown).  Altruisme må overstyre ren egoisme. Den store skrekken er alaltid   eksponentiell vekst. Riktignok vil alle kurver for vekst flate av etter en viss tid, men når ?, og hva kommer til å ligge igjen i kjølvannet av pandemien ? 

Hva nå ?

Jeg skvatt i stolen ved lesing av Aftenposten onsdag 18. mars 2020 s. 15: Vil bruke Heimvernet om nødvendig. NRK skriver at helseminister Bent Høie har gjort det tydelige at det vil kunne bli straffbart å være på hyttetur, dersom ikke folk drar hjem. Hol kommune har varslet at de vil be Heimevernet om hjelp om nødvendig, men dette krever en bistandsanmodning som først må sendes via Fylkesmannen.

Bruk av HV-soldater mot egne borgere ? Menstadslaget 1931. Forslag om bruk av Sivilforsvaret for å jage ut hytteeire. Hva blir det neste ?   25. mars 2009 stod protesterende uniformerte politibetjenter utenfor Stortinget for å fremme sine krav, mens Knut Storberget var justisminister. Den gang var det bare Lars Sponheim, Venstre, som skjønte alvoret og signalet: Politibråket minner om statskupp.  Det  var den gang skremmende taust fra de andre politikerne.  Demokratiet kan krakkelere raskt. Er det lurt med HV-soldater på en sivil flyplass som Gardermoen ? Fullmaktslover for å "opprettholde ro og orden". Håper ikke dette blir mer skremmende enn virussykdommen. Dessuten, hvis man stenger igjen en vannkran og etter en lengre tid ønsker å åpne den, er det ikke sikkert at vannet renner som det gjorde tidligere, men heller at det bare renner ut rustent brunfarget vann. Bygd mot by ("by og land mann mot mann"). Nord mot Sør (" nei til søringer"). Hytteovernattingsforbud, speiding etter lys i hyttene i nattemørket, politi tipset av lokalbefolkning sendt inn i fjellheimen på jakt etter "syndere". GPS-lokalisering av individer, h(g)jemmekontor, hjemmeundervisning, masker, rekordhøyt antall arbeidsledige og permitterte, stengte grenser mellom land og noen kommuner. «Den innbilt friske» (omskrivning av Moliėre). Arbeiderpartiets husdikter Arne Paasche Aasen: «De nære ting» fikk ny aktualitet. Vera Lynn fylte 103 år her om dagen: «We’ll meet again». "Den store hjemmepåsken 2020". Kornsiloer som ble bygd om til boliger. Var det lurt ? Glemt var den globale matvarekrisen i 2007, like før finanskrisen. Mars- og aprildagene 2020 gikk verdensordningen av hengslene.

Hvordan går det egentlig med antall smittede covid-19 ?

Antall covid-19 ifølge FHI

Antallet vil sannsynligvis følge en logistisk vekstkurve , men når vil kurven flate av ? Figuren viser kun tall fra FHI. Tallene er beheftet med meget stor usikkerhet. Vi kan ihvertfall si at sars-Cov-2 er meget smittsom. Imidlertid er det mye ukjent. I hvilken grad opparbeider man immunitet , og hvor lenge varer den. Hvor lenge er man smittebærer. Siden ikke alle blir testet bl.a. grunnet flaskehalsmangel på testkit, så er det mange smittede som ikke er fanget opp av disse tallene. Hvor stort er det reelle tallet på smittede ? Her er det mye gjetninger Det kan også være "falske positiver", og "flaske negativer". Imidlertid gir tallene fra FHI en indikasjon og trend på hva som skjer i befolkningen. Det er lovende at det er ca. like mange nye tilfeller hvert døgn, det vil si at veksten er ikke eksponentiell. Siste data fra 23. april 2020.  Datasett med tall fra FHI brukt i figurene. Det er litt slark i tallene, og noe endring i registreringsmetoden.

Antall covid-19 logskala ifølge FHI

Semilogaritmisk plot (ln - naturlige logaritmer) antall covid-19 i Norge. Kurven angir trend i relativ veksthastighet. Imidlertid kan vi se at kurven begynner å flate av, det vil veksthastigheten for nye tilfeller synker.  Datasett som i figuren foran.  Er det flerfasekinetikk i antall tilfeller ? 

Nt er antall tilfeller ved tid t. 

\(\displaystyle\text{Relativ veksthastighet}= \ln \frac{(N_{t}- N_0)}{(t - t_0)}\)

Hva skjer når smittverndemningen en dag må åpnes ?

Egentlig er det bare vaksine som nytter i forsvaret mot virus, samt forståelse av smitteveier. Imidlertid er det klundrete med den høye mutasjonsraten hos RNA-virus og virusseleksjon. Det finnes ingen vaksine mot koronavirus, selv om man siden SARS 2003 har  forsøkt å utvikle noe slikt. Man kan ikke starte å vaksinere uten at en vaksine er testet, og slikt tar tid. Dumt å gjøre vondt værre. Det samme gjelder legemidler som skal interferere med virusets reproduksjonsmekanisme.  I gamle dager brukte man serum fra hest som et middel mot sykdom, jfr. Hundekjører Leonhard Seppala, og serum med antidifteritoksin til Nome (1925). 

Roux frimerke

Den franske bakteriologen og legen Pierre Paul Émile Roux (1853-1933) samarbeidet med Louis Pasteur. Roux hadde blant annet ansvaret for produksjonen antidifteriserum brukt i behandlingen av bakteriesykdommen difteri. Roux og Alexandre Emile Jean Yersin (1863-1943)  hadde oppdaget en bakterie som kunne gi difteri, seinere kalt Corynebacterium diphteriae. Yersin har fått navn tilknyttet pestbakterien Yersinia pestis som han var med å oppdage.  

Imens bruker Luren D. Reier og Kjell T. Ring (jfr. Donald) tiden til å selge remedier som "styrker immunforsvaret". Noen ganger er overreaksjon (hyperbetennelse, cytokinstorm) i immunssystemet vel så farlig som et immunsystem på middels trofast nivå. 

Hvilke tall som står i teller og nevner er fundamentalt når man skal regne ut %

Anbefales:  YouTube intervjuet med basert på John PA Ioannidis sin artikkel fra 17. mars 2020: Fiasco in the making? As the coronavirus pandemic takes hold, we are making decisions without reliable data.

Ioannidis er meget anerkjent og professor ved Standforduniversitetet, USA. Mange tiltak som nå settes i verk mange steder i verden er basert på ryggmargsrefleks, gode hensikter og intensjoner, gjør det som andre land gjør,  men Ionnidis peker på at skal man kunne beregne infeksjonsrate og fatalitetsrate (dødsrate) må man ha gode tall i teller og nevner i brøken. Imidlertid mangler man nå sikre data ot tall som kan brukes til å trekke gode konklusjoner. Ioannidis peker på viktighet av så se covid-19 relatert til den sesongmessige influensavirusepidemien,  demografi (dø av eller med covid-19, eldre er mer utsatt enn yngre), sosioindusert sykdom fra isolasjon og arbeidsledighet. Ioannidis advarer mot panikk og personlige sykdomshistorier i massemediene. Er det overdødelighet sammenlignet hva som er vanlig for årstiden ? Generelt bør tall angis med et konfidensintervall som anslår usikkerheten man opererer med. Overlevelsesanalyse, gode statistiske metoder og representativt godt tallmateriale tilfeldig uttrukket er nødvendige forutsetninger. Med representative tall må de for eksempel ikke være pseudoreplikerte (romlig og tidsavhengig pseudoreplaiksjon). Slik er det ikke nå. Dessuten blir det helt feil å angi %-tall uten å anslå usikkerheten som ligger i tallestimatet.  Ioannidis er også kjent for tidsskiftartikkelen  "Why most published research findings are false"

Diagnostisering av sars-cov-2

Personell som skal utføre diagnostisering må ha fullt biosikkerhets verneutstyr (hansker, åndedrettsvern, vernebriller etc.) utført i laboratorium med UV-laminærflow sterilkabinett. Den diagnostiske metoden som blir brukt for å identifisere sars-cov-2 (2019-nCoV)-viruset er først bruk av kjemikaliekits for å ekstrahere viralt RNA fra prøven i swabs eller bomullspinner. Man trenger automatpipetter med RNase-frie og sterile pipettespisser, multikanalsmikropipetter, 96-brønners reaksjonsplater, strips med PCR-rør,  mikrosentrifuger, vortekser til å blande prøveinnhold,  deretter reaksjonsmiks og reaksjonsessay med forover og reverse primere, samt probe, blandet i PCR-reaksjonsrør, satt inn i PCR-termosykler med temperaturprogram etter metodebeskrive for  revers transkriptase PCR (RT-PCR), som også kan være koblet til  automatisert sanntids-RT-PCR. (rRT-PCR). Positiv templatkontroll, positiv kontroll med SARS-CoV. Det må alltid være med negative og positive kontroller for å unngå falske positiver. Primere inneholder kjente basesekvenser fra RNA-viruset bestående av ca. 20 nukleotider i åpen leseramme e.g. 5'- TGGG..(20 nukleotider)-3'. I instrumentet kan man følge fluorescenskurvene fra den eksponentielle delen av PCR-reaksjonen.  

Antistoffer i immunsystemet som respons på virus

Som respons på overflateantigener på viruset lager B-celler i immunsystemet antistoffer som sirkulerer i blodet og deltar i bekjempning i viruset sammen med cytotoksiske T-celler. En annen metode å identifiser koronasmittede er å måle om det finnes antistoffer mot sars-cov-2 i blodet. Det er flere diagnostiske metoder basert på antistoff bl.a. ELISA.

Tester kan vise feil

Alle tester er beheftet med usikkerhet. Den fanger ikke opp alle tilfellene, og det kan være falske positiver, positive prøver som egentlig er negative. 

Sensitivitet angir sannsynligheten (%) for at den diagnostiske testen viser sykdom hos dem som er syke (sann positiv rate).

Spesifisitet er andelen av dem uten sykdom som viser negativ test (sann negativ rate), korrekt identifisert. Både sensitivitet og spesifisitet angir egenskapene til en diagnostisk test, og størrelsen på hver av disse må bestemmes og vurderes ved tolkningen av data fra testen.

Virussekvensen

Kineserne var raskt ute med å sekvensere hele RNA-genomet til  2019-nCoV, navnet det hadde i starten før det fikk navnet sars-cov-2, og gjorde det kjent for verden. Sars-CoV-2 har >80 % likhet i nukleotidsekvens med sars-viruset fra år 2002.Den kjente RNA-sekvensen kan også bli benyttet som en av flere metoder i forsøk med å  utvikle vaksiner. Det finnes allerede flere genetiske varianter av sars-cov-2. Koronavirus i familien Coroniviridae omfatter underfamilien Orthocoronaviriniae: med undergruppen, alfa-, beta-, gamma- delta- (α -CoV,  β-Cov,  γ-Cov og   δ-Cov), hvor sars-cov-2 hører med i betagruppen (β-Cov). Etterhvert vil det  finnes endemiske sars-cov-2, og vi må sannsynligvis lære oss å koeksistere med viruset.

Epidemiologiske SIR-modeller

For å simulere utviklingen av et virusangrep benyttes SIR-modeller . Patogener som gir sykdom er vanligis vertsspesifikke bakterier eller virus. Den enkleste type SIR-modell ser bare på tettheten per arealenhet av vertsorganismen. Antall vertsorganismer N er gitt ved 

\(N= S + I + R\)

hvor S er antall suseptible (motakelige for virusangrep), I er infekterte og R er antall resistente eller restituerte individer. Patogenet sprer seg fra infekterte til suseptible individer, og blir avhengig av hvor stor andel av individene som er infektert. Resistente individer sprer ikke patogenet og virker uttynnende.  Den enkleste type modell ser man bort fra imigrasjon og emigrasjon. Modellen må korrigeres for alderspyramide og aldersstruktur. Noen kan bli reinkfektert etter en resituering. Ved bruk av numerisk løsning av differensialligninger kan man modellere forskjellige typer utfall og tidsscenarier. Imidlertid, en modell er ikke sannheten, den gir kun et hint om en utviklingstrend, tidskurver for antall infekterte per tidsenhet dI/dt og antall restituerte dR/dt , men kun  basert på de parameterverdiene man putter inn i modellen. Brukes feil, manglende eller unøyaktige parameterverdier vil modellen vise feil. Det er viktig at man opererer med måleenheter som gir samme måleenhet på høyre og venstre side av differnsialligningene

\(\displaystyle\frac{dS}{dt}= -\beta IS\)

\(\displaystyle\frac{dI}{dt}= \beta IS-\gamma I\)

\(\displaystyle\frac{dR}{dt}= \gamma I\)

 hvor beta (β) er overføringskoeffisienten som angir hastigheten for økningen i antall infekterte individer.  Uttrykket βS er en overføringsfunksjon med lineær respons, og overføringshastigheten er antall nye infekterte per tidsenhet. Her angir R både de resistente individene, men også dem som dør, siden vi opererer med konstant N. Gamma (γ) er hastigheten som individene blir resistente, og er også den inverse av varigheten av sykdommen.   Prevalens (I/N) er antall syke individer dividert på antall individer i befolkningen (N). 

Man er ofte interessert i å vite når sykdommen bryter ut. Det betyr at dI/dt>0

\(\displaystyle\frac{dI}{dt}= \beta IS-\gamma I >0\)

Vi dividerer på I og ser at sykdom bryter ut når tettheten av suseptible er større enn γ/β:

\(\displaystyle S= \frac{\gamma}{\beta}\)

Vaksinasjon reduserer antall S og beskytter også dem som ikke er vaksinert. Hvis man har en stor populasjon hvor N≈S er det stor mulighet for utbrudd av sykdom, bl.a. problem med store monokulterer og tette populasjoner. Hvis N≈S så blir den reproduktive raten for sykdommen (infeksjonskraften, eller reproduksjonstallet r0 , forventet antall nye infekterte:

\(\displaystyle r_0= \frac{\beta N}{\gamma}\)

Her er vist bare en SIR-modell i sin absolutt enkleste form, og det er mange typer epidemiologske SIR-modeller.. 

Falske positiver og ikke reproduserbare resultater krever spesiell oppmerksomhet. 

 Det er mulig å hente ut datasett fra Meldingssystem for smittsomme sykdommer (MSIS) ved Folkehelseinstituttet (FHI) (MSIS-statistikk).

Virus og pest i litteratur

Et virus er ikke en organisme, siden definisjonen på en organisme er at den må bestå av en eller flere celler. Etter denne definisjonen er et virus (virion, viruspartikkel) bare en parasitt avhengig av celler, og kan ikke formere seg uten en celle. 

Pest har alltid vært fryktet. Før antibiotikaens og vaksinens tid var pest forårsaket av bakterier vanlig. Mot virussykdommene er det få remedier bortsett fra vaksine. Virsskremslene i vår tid har vært polio, kopper, HIV, fugleinfluensa, svineinfluensa, ebola, marburg, zika, sars, mers, og sist på listen sars-cov-2.   De legemidlene som er utviklet mot virussykdommer forsøker å blokkere en eller flere enzymer som er nødvendig for mangfoldiggjøring av nukleinsyrene i virusgenomet, enzymer som deltar i syntese av kappeproteiner, og pakking av nye viruspartikler, samt prosesser som gjør at nye virus slipper ut av cellene etter mangfoldiggjøring, eventuelt hindre virus å feste seg til vertscellene. Kunsten er å finne stoffer som blokkerer enzymene som nødvendig for viruset, men som i liten grad hemmer enzymer i vertsorganismen.

 Narrativet i novellesamlingen Decameronen skrevet av Giovanni Boccaccio i perioden 1348-1353 er pesten som rammer Firenze i 1348, hvor syv unge kvinner og tre menn med tjenere flytter i karantene ut av byen, hvor tiden brukes til å fortelle historier, noen er vovet erotiske.  Italiensk tittel II Decameron (gr. deka - ti; hemera- dager) inneholder noveller. Boccaccio bruker ordet novella (nyhet) i innledningen.

Gabriel García Márquez: Kjærlighet i koleraens tid, er en bok om ungdomsforelskelsen mellom Femina og Florentina, savn, kjærlighet som aldri taper og gir seg. Også spillefilm fra 2007.  

Kolera skyldes bakterien Vibrio cholerae. Pestbakterien Yersinia pestis gir pest

Albert Camus: La Peste (Pesten) , om det meste som kan skje når en by blir rammet av "pesten".

Henrik Ibsens skuespill En folkefiende, hvor dr. Stockmann oppdager at byens badeanstalt "sunnhetsbad" er alt annet enn sunt, det inneholder infusorier (protozooer).  Om kamp for sannheten versus økonomisk tap. " Den sterkeste mann i verden, det er han som står mest alene".  

Jens Bjørneboe og skuespillet Semmelweis: et anti-autoritært skuespill, om barselfeber, og årsaker til spredning av sykdommen.

Kan virus gi atferdsendringer som bidrar til å spre viruset ?

Vi kjenner til mange spredningsveier for virus, men kanskje ikke alt, blant annet vertsskifte og hovedreservoiret for et virus. Et tilleggsaspekt og rent tankeeksperiment fra min side. Rabiesvirus gjør hunder, rev o.a. mindre sky, og mer aggressive, slik at sannsynligheten for overføring av rabiesviruset via bitt øker. Hoste og nysing gir spredning av viruset via luft, Diaré gir spredning via vann og avføring. Er virus med som "nissen på lasset" når kroppen forsvarer seg, eller kan virus (og bakterier) selv bidra til sin egen spredningsstrategi via spredningsformene nevnt over ? Kan viruset endre sanseapparatet vårt slik at vi får atferd som gir økt virusspredning ?  Menneske er et dyr, selv om noen ønsker at det var noe annet. Vi er virveldyr (vertebrat), pattedyr og primat. Noen virus kan flytte seg mellom dyrgrupper, gi zoonoser, men spetakkelet er løs hvis lettspredde virus starter å smitte mellom mennesker, og dem er det snart 8 milliarder av på Jorden. 

I årene som kommer vil det bli skrevet mye om "Liv og redsel i koronaen", og vi bør være mer forberedt neste gang et "virus våkner til liv". Mange oppdaget  "skjell som falt fra øyne", og gir en nyttig påminnelse om mye og mangt i tilværelsen. 

Andersen, KG et al. :The proximal origin of SARS-CoV-2. Nature medicine 2020.

Tilbake til hovedside

Publisert 4. feb. 2011 10:57 - Sist endret 29. apr. 2020 08:31