Pracoval jste v několika laboratořích po celém světě, dnes se u nás na nový typ koronaviru testují tisíce lidí. Jak vypadá cesta vzorku, než se potenciální nakažený dozví „test byl pozitivní/negativní“?
To je dnes celkem jednoduché. Odebere se vzorek ze sliznic a izoluje se z něj genetická informace. V té se potom hledá přítomnost viru pomocí takzvané polymerázové řetězové reakce. Díky tomu se nám vzorek buď rozmnoží, nebo ne. Jestli se izolovaná informace shoduje s odebraným vzorkem, rozmnoží se a test je pozitivní. Pokud ne, je test negativní.
To může udělat každá laboratoř?
Musí jít o akreditovanou laboratoř, která má potřebné vybavení, znalosti personálu a dovednosti, aby nedocházelo k chybám. V takových situacích, jako prožíváme v posledních měsících, se okamžitě vyrábí a distribuují ve speciální formě testovací kity, které jsou určené pro detekci viru a obsahují k tomu všechno potřebné.
Jak ale laboratoře v Brně i Singapuru vědí, co přesně mají testovat?
Vědí, co hledají. Řekněme, že všichni hledají v krabici s kousky nejrůznějších stavebnic jeden kousek Lega. Vědí jak vypadá, jak je veliký, jakou má barvu. Ten kousek má i jasné pořadí součástí, kterými se spojuje s jiným kouskem Lega - to jsou takzvané báze, které jsou celkem 4 - ACGT.
Báze se dají přirovnat k digitálnímu kódu v jedničkách a nulách, akorát jsou složitější, protože jsou složené z čísel 1, 2, 3, 4. Laboratoře všechny tyto informace mají a jsou tak schopné ten jeden kousek Lega, virus, v krabici s miliardami kousků různých stavebnic najít.
Zdeněk Zadražil, 31Vystudoval Přírodovědeckou fakultu Univerzity Karlovy, obor imunologie. Doktorandské studium absolvoval na přední Nanyang Technological University v Singapuru, která je v hodnocení univerzit 11. nejlepší na světě. Ve výzkumu se věnoval stárnutí imunitního systému a infekcí virů CMV. Výsledky výzkumu prezentoval v Japonsku, Itálii či na Havaji. V současné době vyučuje na 1. lékařské a Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy.  |
Co se tedy dosud o viru s jistotou ví?
Pořád probíhá intenzivní výzkum. Kromě zmíněné sekvence “jedniček a nul” víme také, přes jaký receptor se virus dostává do buňky, což je důležité pro léčení pacientů. Nakaženému by se dal lék, který by receptor zablokoval a vir by se do buňky nedostal.
Jednou z možných mutací nového typu koronaviru může být také to, že se do buňky dostane rychleji než koronavirus SARS. V podstatě obranu buňky rychleji prorazí.
Je žádoucí blokovat v buňkách určité receptory? V těle mají svojí funkci.
To je zrovna v tomto případě obrovská otázka - jestli by blokování nebylo kontraproduktivní. Tento receptor, konkrétně se jmenuje ACE-2, je součástí hormonálního systému. Tento systém ovlivňuje krevní tlak a průtok, rovnováhu tekutin či solí v organismu. To úplně blokovat nechceme, nebo zatím nevíme, co by se mohlo stát, kdybychom to udělali. Je tak mnohem lepší zaměřit se na blokaci virového receptoru, než receptoru na buňkách. Tedy zablokovat klíč, nikoliv zámek.
Všechno tohle jsou důležité informace pro léčení nakažených pacientů a současně i pro vývoj vakcíny?
Ano i ne. Čím víc toho o tom konkrétním viru víme, tím samozřejmě lépe. Ale že by to byly zásadní informace, to se říct nedá. Vakcína se teď vyvíjí a jestli bude za rok, tak je to opravdu rychle. Normálně trvá vývoj jakékoli vakcíny i několik let, v tomto případě je to až neuvěřitelná rychlost.
K jejímu vývoji je totiž potřeba najít část viru, proti které bude imunitní systém reagovat. Používá se například jen upravený obal toho viru, který v těle mimikuje infekci a naučí se proti ní bojovat. Když je pak napadený virem “naostro”, už ví, jak se bránit. To je smysl vakcinace.
Epidemie koronaviru |
Dobře. Vyvíjí se lék, ale je možné si v současné době po prodělání COVID-19 udělat protilátky, podobně jako u jiných infekcí?
To je otázka, kterou zatím neumíme zodpovědět. Obecně, když člověk dostane infekci úplně poprvé, kterou nikdy předtím neměl, trvá dlouho, než tělo dokáže vycvičit specializované jednotky pro boj s virem - to je takzvaný adaptivní imunitní systém, který nastoupí za zhruba 7-10 dní. Do té doby proti infekci bojují jen pěšáci, kteří se snaží zničit všechno cizí, ale nemají na to potřebné vybavení. Místo cílených zbraní spíš plošně viry likvidují a ty se tomu maximálně snaží vyhnout.
Ale drží do té doby, než nastoupí ta vylepšená druhá linie?
Přesně tak. Ale my chceme, aby ta druhá linie nastoupila hned, takže jí vakcinací cvičíme. Když tělo infekci porazí, pacient se uzdraví a některé z buněk, které boj přežily, povýší a stanou se z nich takzvané paměťové buňky. Jakmile člověka napadne stejná infekce znovu, bojuje proti ní tělo daleko účinněji, jednodušeji, lépe, rychleji. Druhá linie nastupuje velmi rychle a paměťové buňky jsou takoví její generálové.
A mohou nové informace z výzkumu o koronaviru ovlivnit vývoj vakcíny? Aby to za rok nebylo tak, že se řekne „Aha, my jsme to vyvinuli na něco jiného“.
To ne. Díky tomu, že je příbuzný ostatním koronavirům, tak se o něm od začátku ví poměrně dost. Vývoj vakcíny by tak zásadně nemělo nic ohrozit. Kdyby to byla úplně nová nemoc, rozdíl by byl diametrální a nikdy by to nešlo takhle rychle. Od začátku víme, o jaký typ patogenu jde. To jsme třeba u HIV nevěděli, a proto je řešení tak složité.
Vakcíny by byly různé pro děti, dospělé a seniory?
Ne. Ale imunitní systém odpovídá na vakcíny u různých věkových skupin rozdílně.
Za posledních 20 let je to už třetí velká mutace viru
Prvotní informace byla, že se virus dá přenést na 1,6 metrů a s nakaženým musíme být v kontaktu aspoň 15 minut. Teď se tvrdí 4,5 metru, a že virus vydrží ve vzduchu 30 minut. Jak to tedy je?
Osobně nejsem schopný takové odhady vytvářet. Ale standardně kapénka, kterou je infekce šířená, vydrží ve vzduchu krátký času a gravitací se usazuje. Může se tak šířit na vzdálenost několika metrů. Ve výsledku nejsou metry ani centimetry tak důležité, podstatné je udržovat co nejmenší fyzický kontakt.
Současný virus zmutoval z jiného. Je možné, aby zmutoval znovu, „obletěl svět“, do Číny se zase vrátil v trochu jiné podobě a tak to šlo pořád dokola?
Troufám si říct, že je to velmi nepravděpodobné, že by současně kolující SARS-COV2 mutoval tak, že by se stejnou silou koloval po celém světě tam a zpět. Ale existuje možnost vzniku dalšího nového viru. V posledních 20 letech se stala už třetí velká mutace, která toto umožnila - SARS, MERS a teď COVID.
Problém je pro nás hlavně v tom, že náš imunitní systém je naivní - na jakoukoli novou infekci neumí hned účinně odpovídat. Žádný imunitní systém není připravený, nemá vycvičenou zmíněnou druhou linii s generály.
Vzpomeňme si na kolonizaci Ameriky a Indiány. I jejich imunitní systém byl naivní a zemřeli na infekce od kolonistů.
Je navíc pravděpodobné, že v tomto případě mutace koronaviru došlo k přeskoku viru ze zvířete na člověka, a na to je potřeba dost drastická mutace. Je možné, že těmto mezidruhovým přeskokům dost napomáháme.
Jak to myslíte, že tomu pomáháme?
Existuje hypotéza, že je to například úzkým kontaktem se zvířaty, jejich prodejem na trzích, obchodováním se zvířecím masem a podobně, což je rozšířené například právě v Číně. Konkrétně zrovna na těch trzích nejsou navíc ani hygienické standardy potřebně vysoké, hygiena je přitom velmi důležitá.
Několikrát jsme už mluvili o mutacích. Jak vůbec mutace vznikají?
Je to vlastně čistá náhoda. Viry ani bakterie nemutují záměrně, aby se vylepšily. Ale když se náhodou stane, že můžou přerůst ostatní, udělají to. Když vedle sebe bude žít člověk a netopýr, může mezi nimi vir „prolétnout“ stokrát, tisíckrát za den a nic se nestane. Pokud ale náhodu dostane vir šanci si nějak polepšit, chopí se jí.
Pravděpodobnost se zvyšuje tím, jak blízko a často mezi sebou člověk a zvíře jsou v kontaktu. Z prostředí, kde jsou jen netopýři nebo jakákoli jiná zvířata s mutujícími viry, nepřeskočí na člověka, protože tam člověk není. Pak tedy mutace vymře. Jestliže ale vir zmutuje tak, že na člověka může přeskočit a člověk tam je, logicky na něj přeskočí a uchytí se.
Toto je ale konkrétní příklad, obecně dává prostředí možnost se jednotlivým mutací uchytit, nebo neuchytit. Mutace se v přírodě dějí běžně. Dejme tomu, že například nějakému zvířeti naroste víc srsti. Pokud bude žít ve chladném počasí, pomůže mu to a oproti dalším jedincům, kteří tu srst nemají, zimu přežije a ostatní vymřou. Mutace se pak uchytí a je to evoluce druhu. Když by to samé zvíře žilo v tropech, je mu víc srsti k ničemu, jedinec zemře, mutace se neuchytí a nic se nestalo. Potřebují k tomu jednoduše spolupráci prostředí.
Buňky imunitního systému jsou hasiči, co čekají na požár
Je lehké, nebo naopak těžké virus chytit?
Je velmi infekční. Jeden člověk může v průměru nakazit dva až tři další. Virových částic, které se produkují v nose a v ústech, je asi tisíckrát víc, než u onemocnění SARS-COV1 v roce 2003. Neznamená to ale, že by byl tisíckrát infekčnější, ale je koncentrovanější.
Zatím se neví, jestli člověk nemoc roznáší v době, kdy ještě nemá symptomy. Vypadá to ale, že pacienti, kteří ještě nemají symptomy, nebo je mají jen velmi mírné, mohou produkovat opravdu velké množství těch infekčních částic.
Jak moc důležité je v těchto dnech a v takových situacích dodržování karantény, jak nás dokáže ochránit?
Je to opravdu velmi důležité. V první řadě se tím sníží rychlost šíření viru. To je důležité hlavně pro zdravotnický systém. Pak je to důležité pro náchylné skupiny, jako jsou právě senioři nebo další lidé s poruchami imunitního systému. Karanténou se sníží i kontakt mezi lidmi, který je nutný k tomu, aby se přenesl na někoho jiného. Tím se to minimalizuje a šíření se zmírní.
Takže někde virus chytnu v pondělí, ale špatně je mi až ve čtvrtek?
Ano. A nebo až příští čtvrtek nebo až za dva týdny. Inkubační doba je několik dní a obecně se pohybuje kolem týdne.
Čtyři simulace karantény od The Washington PostAmerický deník nasimuloval čtyři různé typy karantény. Ohniska nákazy se ve světě šíří exponenciálně a je potřeba křivky co nejvíce zploštit a nové případy nákazy rozložit na delší dobu, aby pacienty mohl zdravotní systém zvládat. The Washington post ukazuje na čtyřech simulacích šíření nákazy. |
Za jak dlouho budeme o viru vědět všechno?
O patogenu můžeme vědět hodně. Zjistit genové informace o viru, z jakého kmenu je a podobně, bylo poměrně snadné. Ale jak na virus v těle reaguje imunitní systém, to je zatím velká neznámá. Lépe řečeno, víme jak obecně na viry reaguje nespecifická část imunitního systému, ta první obranná linie, ale jak se jí tento konkrétní virus brání a jak na něj následně reaguje ta specifická část imunitního systému, to ještě nevíme. Dobrým začátkem je fakt, že známe receptor, přes který se virus do buněk dostává.
Dobře. Dejme tomu, že jsem chytla koronavirus. Co se od té doby v těle děje?
Začíná závod imunitní systém vs virus. Infekce začne napadat buňky. Ty se viru snaží zabránit v jeho rozmnožování tím, že páchají sebevraždu. Když to stihnou ještě předtím, než se virus dokáže přemístit na jiné buňky, infekci obranyschopnost porazí a zvítězí.
Jenže virus se v tom snaží buňce zabránit, protože potřebuje celý systém buňky funkční a vezme si ho jako rukojmí, aby mohl sám sebe namnožit. Jak se jí v tom virus snaží zabránit, volá buňka o pomoc tím, že ukazuje na povrchu všechno, co se v ní děje. Ve výsledku tak i to, že je infikovaná. Ale i v tom se virus dokáže schovávat. A to jsem zatím pořád jen v první vlně obrany imunitního systému.
Takže jakmile buňka ukáže, že je infikovaná, začne reagovat i další vlna obranyschopnosti, ta adaptivní?
Buňky imunitního systému neustále čekají, podobně jako hasiči na stanici. A jakmile začne požár, vyjedou a jdou oheň hasit. Když vidí něco, co tam nepatří a je nebezpečné, rozjedou proti tomu obrannou reakci. A adaptivní imunitní systém se dokáže nastartovat až za těch zmíněných 7 až 10 dní.
To je ale docela dlouho na to, že je to závod.
Je, ale ta první vlna imunitního systému se snaží koupit čas pro adaptivní systém, který je mnohem účinnější a dokáže virus likvidovat přímo.
Co se děje dál?
Pořád je to závod a pořád je to boj. Někde virus zvítězí, jinde se stihne buňka sama zničit. Jakmile se virus dostane k buňce, do které projde přes zmíněný receptor, začne se množit. Ale buňky na to nejsou samy, komunikují mezi sebou a předávají informace zdravým buňkám, aby se připravily. Poté volají o pomoc celý organismus, přivolávají další podporu imunity z celého okolí.
ZDROJE INFORMACÍ O KORONAVIRU COVID-19Kde hledat aktuální údaje a oficiální doporučení
Nová celostátní informační linka MZ ČR v souvislosti s koronavirem: 1212 Původní linky Státního zdravotního ústavu v souvislosti s koronavirem 724 810 106, 725 191 367 a 725 191 370. V případě vážných zdravotních problémů či ohrožení života: 112 nebo 155 |
Jak?
Tělo reaguje na to, že v těle je virus, co napadl buňky a snaží se samo sebe chránit. Takže ve snaze zabít virus většinou zabije i buňku. Například v krevním řečišti se na něj navážou protilátky a zabrání mu infikovat další buňky.
V současné situaci to vypadá, že těžké respirační problémy, které pacienty nakažené novým typem koronaviru provází, mohou být jedním z faktorů obrany imunitního systému. Že si ublíží sám.
Vlastní imunitní systém si začne ubližovat? Jak?
Virus napadne hodně buněk a hodně rychle. V jednu chvílí tak začne volat o pomoc velké množství infikovaných buněk najednou, systém se přetíží a celá reakce je nekontrolovatelná. Imunitní systém se trošku zblázní a některá poškození si působí sám.
Dá se to dobře ukázat na příkladu hepatitidy. Při ní je poškození jater způsobené jenom imunitním systémem. Ten zabíjí buňky, ve kterých virus je, ale on jim vlastně nic nedělá. Ono je jedno, že v buňce je a žijí spolu v jakési pokřivené symbióze. Ale imunitní systém má rozkaz, že buňka v játrech má nějak vypadat a v případě, že tak nevypadá, je to chyba a buňka musí pryč.
Takže když je v ní virus, imunitní systém ho chce vymýtit. Ale zase - nepodaří se mu vybít všechny a část unikne. Takže tam stejně furt je a jde dál. Ve výsledku si tak imunitní systém sám ubližuje. V případě hepatitidy to trvá roky, tady je to rychlejší.
Senioři mají imunitní systém vyčerpaný, chybí jim generálové
Takže imunitní systém je všude tak trochu pozdě? Sice infikovanou buňku zničí, ale některé rozmnožené části mu uniknou.
V těchto případě se to v podstatě tak dá říct. Ono mu trvá, než všechno zaregistruje a mobilizuje svoje síly pro boj. Než se vyvine adaptivní obranyschopnost, získá poměrně významný náskok.
Může být rozlezlý všude možně a způsobovat poškození. Pak je také podle statistik 80 procent nakažených bez větších příznaků a 20 procent má horší symptomy. Je tak otázkou, kolik lidí ani neví, že má COVID-19 a přejde to jako nachlazení. Většinou to ale zachytíme právě hlavně u seniorů, kteří patří mezi ty nejohroženější.
Čím to je?
Mají obecně slabý imunitní systém a vlastně ti, co ve světě každoročně umírají, jsou převážně senioři. Nebo lidé s ještě nějakou další přidruženou nemocí - kardiovaskulární onemocnění nebo obezita a další, které jim na zdraví nepřidají a v rámci komorbidity nakonec nemocem podlehnou.
Takže je ve stáří imunitní systém vyčerpaný?
Dá se říct, že je vyčerpaný. Prostě už nemá dostatek vojáků, ani dostatek generálů. Je slabý. Všechny ty buňky různých populací nefungují, jak mají, nemají energii, reagují pomalu, či naopak nekontrolovaně. Každá buňka vlastně vypadá jako malý stařeček a je unavená. V imunitním systému starších lidí určité populace buněk odumírají, určité zase zbytečně narůstají. Vychýlí se tím potřebná rovnováha, obranyschopnost je hrozně málo plastická a nepřizpůsobuje se.
A jak je to u dětí?
Dětský imunitní systém se teprve vyvíjí a funguje trochu jinak, než u dospělé populace. Proč u dětí pozorujeme případů infekce COVID-19 tak málo, to zatím nevíme.
Takže můžu „prodělat“ koronavirovou infekci, aniž bych se o tom dozvěděla a projevily se mi nějaké příznaky?
Rozhodně. A vypadá to, že takových lidí je hodně. Jenže my nemáme jak je spočítat nebo změřit, protože prostě nemůžeme testovat všechny.
