Ebola og andre dødlige virus

Espen Rimstad, professor ved Institutt for mattrygghet og infeksjonsbiologi, NMBU Veterinærhøgskolen

gorilla

Ebolavirus smitter ikke gjennom mat. Ebolavirus smitter ikke gjennom drikkevann. Ebolavirus smitter ikke gjennom luft.

Ebolavirus smitter derimot effektivt gjennom hud med rifter eller sår og over slimhinner etter direkte kontakt med en syk persons blod eller kroppsvæsker (urin, spytt, avføring, oppkast, sæd), eller via utstyr som for eksempel sprøyter som har blitt kontaminert med infisert materiale, eller fra infiserte dyr. Ebola spres ikke like effektivt som luftbårne virus som for eksempel influensa eller meslinger, men det er likevel en meget smittsom sykdom under de betingelser som er nevnt over.

Sykdommen Ebola ble beskrevet i Zaire i 1976 og fikk sitt navn etter en sideelv til Kongofloden [1]. Det har vært jevnlige utbrudd siden, stort sett i sentralafrikanske land. Sykdommen er karakterisert som en blødningsfeber. Dødeligheten har ligget mellom 60-90%. Det mest omfattende utbruddet noensinne pågår for tiden i Vest-Afrika.

Virus
Virus kan kun formere seg i levende celler. Ebola-virus tilhører familen Filoviridae. Filo betyr tråd. Filovirusene har trådformet fasong. Dette er virus med et genom bestående av enkelttrådet, negativ sens RNA (Quiz # 1: Hva er negativ sens RNA?), denne RNA-tråden er pakket inn i et proteinlag som er omgitt av en kappe som viruset erverver seg når det knoppskyter ut av vertscellens plasmamembran. I motsetning til mange andre virus som infiserer dyr har ikke filovirus en rund fasong, men ser ut som en kokt spagettitråd. I virussammenheng er filovirus veldig lange, opptil 800 nm, nesten diameteren til en stafylokokk. Genomet er ikke stort, bare 18,9 kb og det koder for kun 7 proteiner.

I taksonomisk sammenheng er Ebolavirus et genus som inneholder 4 ulike virus. Dette er Zaire ebolavirus (EBOV), Reston ebolavirus (RESTV), Sudan ebolavirus (SUDV), Taï Forest ebolavirus (TAFV) og Bundibugyo ebolavirus (BDBV). Disse har 59-63% identitet på nukleotidnivå. Det er EBOV, SUDV og BDBV som kan gi epidemier med Ebola, og disse virusene omtales gjerne med en fellesbetegnelse ebolavirus. (For å skille mellom genus og virus har jeg skrevet henholdsvis Ebolavirus og ebolavirus i dette innlegget.) Det er altså flere virus som kan gi sykdommen Ebola. RESTV og TAFV gir også humane infeksjoner (Kina, Filippinene), men ikke kjent å gi sykdom hos mennesker. RESTV kan infisere gris naturlig [2], men det er omdiskutert om det gir sykdom hos denne dyrearten. Det er diskutert om grisefarmer i Afrika eventuelt kan spille en rolle i spredning av infeksjon.

Nåværende utbrudd skyldes et Zaire ebolavirus [3]. Filoviridae inneholder også genus Marburgvirus som også kan gi blødningsfeber hos primater, men disse virusene er ikke så farlig som ebolavirus.

Mortalitet i historiske utbrudd har vært mindre enn 40% for Bundibugyo ebolavirus omtrent 50% for Sudan ebolavirus og 70- 90% for Zaire ebolavirus [4].

Med høy dødelighet, stor smittefare i sykdomsfasen, mangel på kommersielt tilgjengelige vaksiner og antivirale medikamenter, potensiale som biologisk våpen, og krav om BSL-4 laboratorier når man jobber med det – alt dette tilsier at det er vanskelig og kostbart å utføre arbeide for å karakterisere egenskaper hos virus og for eksempel utvikle vaksiner. (Quiz # 2: Hva er BSL-4?) Det er eksempler på at forskere i høyrisikolaboratorier har stukket seg på kanyler, blitt smittet, utviklet sykdom og dødd.

Ebolavirus er følsomt for de fleste desinfeksjonsmidler, det inaktiveres ved oppvarming til 60 grader C i 30 min. koking i fem min, men det kan overleve «mange dager» i væsker eller tørket materiale [5].

Reservoar
Ebolautbrudd starter gjerne i fjerntliggende landsbyer nær tropisk regnskog i Sentral- og Vest-Afrika. Smittekilden er opprinnelig fangst av ville dyr eller tilbereding av bush-meat. Virus smitter til folk fra ville infiserte dyr, særlig ved nærkontakt og håndtering av blod, kroppsvæsker, organer etc. Både gorilla, sjimpanse, andre apearter, fruit bat (flygende hund), antiloper og pinnsvin har vært funnet som mulige smittekilder. Serologiske undersøkelser (det vil si testing for ebolavirus spesifikke antistoffer i serum) indikerer at flere arter flygende hunder i familien Pteropodidae kan være et naturlig reservoar. Flygende hunder viser ingen sykdomstegn ved ebolavirus-infeksjon, men infeksjonen har høy mortalitet hos gorilla og sjimpanse. For eksempel i Lossi gorillareservat i Kongo døde 130 av 143 gorillaer i en stamme under et utbrudd av Ebola, og det er anslått at det vil ta ca 75 år før gorillastammen vil være tilbake på samme nivå. Om ebolautbrudd hos mennesker starter med smitte fra flygende hunder eller fra andre dyr er ikke kjent og kan sikkert variere. En hypotese er infeksjonen er syklisk og kan bygge seg opp i populasjoner av flygende hunder over tid og dermed ha større sannsynlighet smitte over til andre dyr eller direkte til mennesker. Når den aktuelle populasjonen av ville hunder er blitt tilstrekkelig eksponert og utviklet immunitet, så synker prevalensen igjen. Når kjøtt fra et infisert dyr stekes eller kokes vil virus inaktiveres. Smitte fra dyr skjer derfor mest trolig når en jeger eller en kokk håndterer et smittet dyr.

I 2009 fant man at Reston virus som infiserte gris kunne overføres til mennesker, og eksperimentelt ble det vist at Zaire ebolavirus kan smitte mellom griser. Det har vært spekulert om gris kan fungere som mellomvert for ebolavirus. Det er også funnet at Zaire ebolavirus kan smitte fra gris til ape (Macaca fasciularis) uten direkte kontakt, noe som kan indikere aerogen smitte. Tilsvarende indirekte smitte ble ikke vist mellom apene [6]. Altså har man indikasjoner fra eksperimentelle forsøk at aerogen smitte fra dyr ikke kan utelukkes.

Patogenese/sykdomsutvikling
Pasientene rammes brått av høy feber, hodepine og muskelsmerter, diaré, oppkast, deretter massive indre blødninger og multippel organsvikt. Døden inntrer typisk innen ti dager etter at symptomer opptrer. Virulensen av virus er relatert til virusets evne til å omgå og nedregulere vertens immunrespons. Virusproteiner tidlig i infeksjonen kan nedregulere vertens type I interferon respons, virusepitoper kan maskeres, og vertens antistoffrespons bindes opp ved at løselige kappeproteiner skilles ut fra infiserte celler og binder seg til antistoffene. Alt dette bidrar til nedsatt medfødt og ervervet immunrespons, og resulterer i mer eller mindre ubegrenset replikasjon av virus.

Patofysiologiske forandringer i eksperimentelt infiserte aper, som man antar tilsvarer infeksjon i mennesket, er kjennetegnet ved immunsvikt, økt vaskulær permeabilitet og nedsatt koagulasjonsevne [4].

Profylakse, behandling
Per i dag finnes det ingen vaksine og ingen behandling mot Ebola. Det vil si at det ikke finnes klinisk ferdigtestede, kommersielt tilgjengelige vaksiner eller spesifikke antivirale midler. Men dette finnes på eksperimentelle stadier.

Zmapp er navnet på den eksperimentelle medisinen som har vært brukt og har vært omtalt i pressen. Den består av en blanding av tre humaniserte monoklonale antistoffer mot virusproteiner (Quiz # 3: Hva er humaniserte monoklonale antistoffer?). Disse monoklonale antistoffer produseres for øvrig i transgene tobakksplanter. Ved eksperimentelle infeksjoner av aper er det beskyttende effekt hvis disse antistoffene gis tidlig i smitteforløpet. Et annet eksperimentelt medikament er for eksempel TKM-Ebola som er siRNA som bindes til ebolavirusets RNA genom.

Men antistoffer gitt til pasienter varer ikke lenge. Immunisering vil være et bedre valg. Mange eksperimentelle Ebola-vaksiner er under utvikling. Vaksiner hvor ikke-virulente virus (rhabdovirus, adenovirus) benyttes som vektor for ebolavirus proteiner har vist å gi beskyttelse hos aper.

Media fokuserer, med god grunn, på Ebola. Virologer følger like nøye med på Mers-CoV. (Quiz # 4 Hva er Mers-CoV?)

Svar på Quiz

Quiz # 1: Hva er negativ sens RNA? mRNA har per definisjon positiv sens. De er altså den komplementære tråden til negativ sens som translateres, og ikke virusgenomet direkte. Virus må ha med egne enzymer for å få laget komplementær tråd.

Quiz # 2: Hva er BSL-4? Sikkerhetslaboratorier hvor man arbeider med agens som kan gi fatale humane sykdommer og hvor man ikke har vaksiner eller spesifikk behandling.

Quiz # 3: Hva er humaniserte monoklonale antistoffer? Humanisering innebærer at aminosyresammensetningen på de monoklonale antistoffene skiftes fra mus til menneske, unntatt den delen av antistoffet som binder antigen.

Quiz # 4 Hva er Mers-CoV? Sjekk på nettet selv.

 

Litteratur

[1]  Johnson KM, Webb PA, Lange JV, Murphy FA. Isolation and Partial Characterization of A New Virus Causing Acute Hemorrhagic-Fever in Zaire. Lancet 1977;1(8011):569-71.

[2]  Marsh GA, Haining J, Robinson R, et al. Ebola Reston Virus Infection of Pigs: Clinical Significance and Transmission Potential. Journal of Infectious Diseases 2011;204:S804-S809.

[3]  Baize S, Pannetier DF, Oestereich LF, et al. Emergence of Zaire Ebola Virus Disease in Guinea – Preliminary Report.(1533-4406 (Electronic)).

[4]  Feldmann H, Geisbert TW. Ebola haemorrhagic fever. Lancet 2011;377(9768):849-62.

[5]  Leroy EM, Rouquet P, Formenty P, et al. Multiple Ebola virus transmission events and rapid decline of central African wildlife. Science 2004;303(5656):387-90.

[6]  Weingartl HM, Embury-Hyatt C, Nfon C, Leung A, Smith G, Kobinger G. Transmission of Ebola virus from pigs to non-human primates. Scientific Reports 2012;2.

Comments are closed, but trackbacks and pingbacks are open.