https://frosthead.com

Een gesel stoppen

Het was 11 minuten na de middag op de derde vrijdag in maart en Sherif Zaki was in een vergadering in de Centers for Disease Control and Prevention (CDC) toen hij een bericht op zijn pager kreeg. " Ik kan het niet geloven, " zei de boodschap, " maar het lijkt erop dat de groep van Tom een ​​coronavirus heeft geïsoleerd. De cellen zijn door de magnetron 'gefrituurd', maar ik ben er vrij zeker van (90 procent) dat is het resultaat. Bel me, ik wacht op je om te kijken voordat ik de info doorgeef. Cynthia. "

Zaki is hoofd van de pathologie van infectieziekten bij het CDC. Pathologie, de studie van de aard en de effecten van ziekten, is niet een van de hartverscheurende specialiteiten in de geneeskunde. Het is een veld voor slimme mensen die graag lange tijd aan de microscoop doorbrengen en cellulaire landschappen scannen op de ongewone of veelzeggende functie. In hun tolerantie voor risicovolle monotonie lijken ze op luchtverkeersleiders of strandwachten. Net als in die banen, worden ze af en toe opgeroepen om snel te gaan. Zaki hield zijn raad - de 'Tom' van de boodschap zat een paar meter verderop - maar berichtte terug: "Ik kom zo." Hij verontschuldigde zich voor de vergadering.

Veel van wat van pathologen kan worden gezegd, geldt ook voor elektronenmicroscopisten. In 19 jaar bij de CDC had Cynthia Goldsmith, auteur van het sms-bericht naar Zaki, veel vijandig territorium bekeken en veel slechte acteurs uitgezocht met een vergroting van 40.000x. Ze was een van de eersten die een foto nam van het Sin Nombre hantavirus dat verantwoordelijk was voor gevallen van dodelijke longontsteking op een Navajo-reservaat in het zuidwesten in 1993. In 1999 identificeerde ze als eerste het Nipah-virus, dat ongeveer honderd varkenshouders doodde en slachthuismedewerkers in Maleisië en Singapore. Beide keren echter hadden andere laboratoriumtests haar aanwijzingen gegeven waar ze op moest letten. Dit was anders. Ze zocht naar de mogelijke agent van het ernstige acute respiratoire syndroom (SARS), een besmettelijke, soms fatale infectie die op twee continenten op een halve planeet uit elkaar was verschenen. Negen dagen eerder had de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) een "wereldwijde waarschuwing" over de ziekte afgegeven. Ze tuurde door de elektronenmicroscoop naar een virus dat oorspronkelijk uit de keel van een SARS-patiënt in Azië was genomen en in een kolf met cellen bij het CDC was gekweekt. Wat ze zag was niet wat mensen zeiden dat ze zou moeten zien. Haar hart ging tekeer terwijl Zaki en zij de beelden op een groen fosforescerend scherm bestudeerden.

Coronavirussen - de naam komt van de stekelige formaties op het virusoppervlak die soms op een corona of kroon lijken - stonden ver onderaan elke kandidatenlijst voor de oorzaak van SARS. Coronavirussen kunnen verkoudheid veroorzaken (hoewel niet de meeste verkoudheden, die worden veroorzaakt door rhinovirussen) en, bij premature baby's, longontsteking. Maar over het algemeen zijn coronavirussen zo bedreigend voor de menselijke gezondheid dat het 2.629 pagina 's tellende Harrison's Principles of Internal Medicine, 's werelds best verkopende Engelstalige medische leerboek, er slechts zes paragrafen aan wijden.

Toch wist Goldsmith zeker dat ze inderdaad naar een coronavirus keek. In 15 minuten was Zaki ook overtuigd. Hij en Goldsmith gingen de gang door, waar Charles Humphrey, een andere elektronenmicroscopist, naar een virusmonster van dezelfde patiënt, Carlo Urbani, keek. De eerste WHO-arts die een SARS-zaak in het Franse ziekenhuis van Vietnam in Hanoi onderzocht, zou acht dagen sterven nadat de CDC-onderzoekers hun observatie hadden gedaan. Humphrey gebruikte een techniek met negatieve vlekken - in feite een vorm van achtergrondverlichting - om het materiaal te omlijnen. Het virusmonster verkeerde in slechte staat, waardoor identificatie moeilijk was. Niettemin vroeg Zaki Humphrey met bestudeerde neutraliteit wat hij dacht te zien. Zoals Zaki later uitlegde: "Een deel van de wetenschap is om dingen blind te doen. Ik wilde hem geen leidende vraag stellen. Ik probeerde dat koste wat kost te vermijden."

Humphrey kijkt sinds 1968 naar infectieuze agentia met elektronenmicroscopen. "Het kan een griep [virus] of een coronavirus zijn, " vertelde hij Zaki. "Ik was niet helemaal klaar om op de een of andere manier te leunen, " zei hij later. "Het had kenmerken van beide." Nadat Zaki en Goldsmith naar de afbeeldingen van Humphrey tuurden, namen ze hem mee om naar Goldsmith's te kijken. Tegen het midden van de middag was het trio klaar om zijn conclusie te delen met CDC-collega's: het was een coronavirus. Drie dagen later vertelde de CDC de wereld.

Achteraf gezien is het de opwinding van de ontdekking die medische onderzoekers onthouden. Maar in die tijd voelden ze ook angst. Een nieuwe, vaak dodelijke ziekte was los in verschillende dichtbevolkte steden in China, en onder de meer frequente slachtoffers waren medische hulpverleners.

De oorzaak van de ziekte is een virus met een diameter van ongeveer 100 nanometer of vier miljoenste inch. Genetisch gezien lijkt het SARS-virus (SARS-CoV) niet sterk op een van de tientallen goed bestudeerde coronavirussen waarvan bekend is dat ze dieren of mensen infecteren. Het valt niet eens in een van de drie brede genetische groepen van het geslacht en vormt in plaats daarvan een nieuwe tak op de stamboom. De oorsprong is onbekend - en in zekere zin is dit ook zijn bestemming. Biologen hebben nog niet alle menselijke weefsels in kaart gebracht die het kan bewonen of aanvallen. En niemand weet of het hier is om te blijven als een permanente ziekte waarvan het menselijk vlees erfgenaam is.

Wat wetenschappers weten over coronavirussen in het algemeen, en SARS-CoV in het bijzonder, suggereert dat infectie aanzienlijk kan verschillen van slachtoffer tot slachtoffer, na verloop van tijd kan aanhouden en moeilijk te vaccineren is. SARS-CoV slaat genetische informatie op in enkelstrengig RNA, een minder stabiel en meer muteerbaar molecuul dan het dubbelstrengige DNA dat wordt gebruikt door schimmels, mensen en alles daartussenin. Coronavirussen hebben een groter genoom of verzameling erfelijk materiaal dan enig RNA-virus dat tot nu toe is onderzocht. Bovendien dragen ze een ongebruikelijk enzym mee waarmee twee zustervirussen genen kunnen verwisselen als ze toevallig dezelfde cel infecteren. Dat vermogen om "recombinanten" of hybriden te vormen, evenals het grote genoom van het virus, stelt het geslacht in staat om gemakkelijk eigenschappen te verkrijgen of te verliezen. Dergelijke eigenschappen kunnen het vermogen omvatten om nieuwe soorten te infecteren, het immuunsysteem te ontwijken en na verloop van tijd van verblijf in het lichaam te veranderen.

Het verhaal van het overdraagbare gastro-enteritisvirus bij varkens laat zien hoe coronavirussen nieuwe krachten verwerven. De ziekte, bekend sinds de jaren 1940, veroorzaakt ernstige diarree bij biggen. Periodieke uitbraken hebben hele generaties dieren op sommige boerderijen gedood. In 1989 begonnen boeren in Europa een nieuwe luchtweginfectie bij varkens op te merken. De oorzaak bleek een genetisch veranderde vorm van het gastro-enteritisvirus te zijn dat de capaciteit om de longen binnen te dringen had ontwikkeld. Coronavirussen zijn changelings, multitaskers, regelbrekers. Runder coronavirus veroorzaakt verschillende ziekten bij runderen. Bij kalveren veroorzaakt het ernstige diarree; bij jaarlingen, een longontsteking genaamd verzendingskoorts; bij volwassen koeien, een dysenterie-achtige ziekte.

Coronavirussen zijn ook op andere manieren veelzijdig, met sommige stammen die meer dan één soort kunnen infecteren. Een studie twee jaar geleden toonde aan dat een uit runderen geïsoleerd coronavirus ook babykalkoenen kon infecteren, maar niet vreemd genoeg, babykippen. "Coronavirussen kunnen veel promiscue zijn dan we oorspronkelijk dachten", zegt Linda Saif, een veterinaire wetenschapper en viroloog aan de Ohio State University.

Wetenschappers zijn pas begonnen met het leren van de regels voor betrokkenheid die het SARS-coronavirus volgt. Net als veel van zijn verwanten lijkt het een long-en-darmvirus te zijn; mensen sterven aan longschade; ongeveer een vijfde van de slachtoffers heeft ook braken en diarree. Maar SARS-CoV gedraagt ​​zich in tegenstelling tot veel respiratoire virussen. Ten eerste ontwikkelt de ziekte die het veroorzaakt zich langzaam. Ook is er een bijna wonderbaarlijk sparen van kinderen. Bij de recente SARS-uitbraak werden weinig kinderen ziek en stierf er geen onder de 16 jaar. Wetenschappers weten nog niet waarom.

Als SARS-CoV uit dieren de menselijke populatie is binnengedrongen, is dit geenszins het eerste virus dat de sprong tussen soorten maakt. Mazelen, die mensen al minstens 2000 jaar hebben getroffen en nog steeds jaarlijks meer dan 700.000 mensen doodt (meestal kinderen), worden veroorzaakt door een virus waarvan het naaste familielid runderpest veroorzaakt, een veeziekte. De domesticatie van dieren bracht mensen en runderen in grote aantallen samen, en sommige pathogenen van de kudde aangepast aan het leven bij de herders. Een vergelijkbare sprong eeuwen geleden heeft mogelijk menselijke populaties geïntroduceerd in het pokkenvirus, dat sindsdien is uitgeroeid.

Misschien is de belangrijkste vraag over SARS - is het voor altijd bij ons? - kan nog niet worden beantwoord. Volgens voorlopige rapporten, sommige exotische zoogdieren in Zuid-China die worden gevangen en verkocht voor voedsel (inclusief de gemaskerde palm civet) herbergen een coronavirus identiek aan SARS-CoV met een belangrijke uitzondering: het RNA van het diervirus heeft een extra 29 nucleotiden, of chemische subeenheden. De gelijkenis suggereert dat het SARS-virus is voortgekomen uit het diervirus. Als die 29 ontbrekende nucleotiden de sleutel zijn tot het ontstaan ​​van SARS-CoV, kan de toekomst ervan afhangen van hoe vaak die specifieke genetische deletie voorkomt. Het zal misschien niet meer tientallen jaren of eeuwen gebeuren. Of het zou volgend jaar kunnen gebeuren. Maar zelfs als het genetische materiaal van het virus vaak verandert, kunnen toekomstige epidemieën mogelijk alleen worden voorkomen door mensen weg te houden van palm civets en andere besmette soorten.

Als alternatief kan SARS zich gedragen als ebola-hemorragische koorts, die periodiek verschijnt. Ebola ontstond in 1976 tijdens gelijktijdige uitbraken in Zaïre en Soedan. Het virus treft om de paar jaar in Afrika en doodt 50 tot 90 procent van de mensen die het infecteert, en verdwijnt vervolgens. Ondanks grote inspanningen hebben wetenschappers nog steeds de natuurlijke gastheer of het reservoir voor het ebolavirus niet gevonden, en dat maakt het moeilijker om periodieke uitbraken te voorkomen.

Begin juli verklaarde de WHO dat de uitbraak voorbij was. Bij de laatste telling waren 8.399 mensen in 30 landen geïdentificeerd als "waarschijnlijke" SARS-gevallen en 813 van hen waren gestorven.

Hoewel de SARS-epidemie officieel voorbij is, kan het virus natuurlijk nog steeds bij ons zijn. Van een paar overlevenden is bekend dat ze het maandenlang hebben gedragen en mogelijk besmettelijk zijn. Het is ook denkbaar dat een handvol mensen met de ziekte aan detectie zijn ontsnapt. Om die redenen zijn sommige medische experts van mening dat alleen een vaccin de mensheid zeker van SARS kan ontdoen. Om er één te maken en te testen is minstens drie jaar werk nodig, zegt Gary Nabel, directeur van het onderzoekscentrum voor vaccins van het National Institute of Allergy and Infectious Diseases. (Hetzelfde zal waarschijnlijk het geval zijn voor anti-SARS-geneesmiddelen.) Desondanks hebben dierlijke coronavirusvaccins een vlekkerig record. Sommige bieden alleen tijdelijke bescherming. Anderen, zoals het vaccin tegen katachtig coronavirus, kunnen in sommige omstandigheden zelfs een infectie verergeren. Totdat goede medicijnen en een effectief vaccin beschikbaar zijn, is de beste manier om de wereldwijde verspreiding van de ziekte te voorkomen beslist ouderwets: geïnfecteerde personen identificeren, isoleren totdat ze herstellen en mensen in quarantaine plaatsen die nauw contact hebben gehad met de slachtoffers. Die maatregelen, die de afgelopen maanden en in veel landen ijverig zijn toegepast, lijken iets te hebben bereikt dat bijna ongehoord was in de geschiedenis van de geneeskunde - het stoppen van een epidemische luchtweginfectie, althans tijdelijk.

Van zijn kant gokt de Zaki van de CDC op de terugkeer van SARS. "Ik zie geen enkele reden waarom het niet terug zou komen", zegt hij. "We kunnen leren van de geschiedenis. Als het eenmaal is gebeurd, kan het weer gebeuren."

De keerzijde van zulk fatalisme - of is het realisme? - is dat ondanks enkele voorspellingen dat de opkomst van SARS een nieuw millennium van steeds groter wordende menselijke geslachten voorspelt, er niets aan vooraf is vastgelegd. We moeten niet vergeten dat dankzij sanitaire voorzieningen, welvaart en medicijnen in veel delen van de wereld zich veel meer besmettelijke ziekten hebben teruggetrokken dan in de afgelopen eeuw. Het uiterlijk van SARS, zoals zoveel belangrijke historische gebeurtenissen, was het product van tientallen of honderden kleine gebeurtenissen, waarvan vele toeval. Het was niet onvermijdelijk en ook niet geheel onverwacht. Het is precies wat er is gebeurd.

Een gesel stoppen