TYTUŁ ORYGINAŁU: Virusphere: Explains the Science Behind the Coronavirus Outbreak

Copyright © Frank Ryan 2019, 2020
All rights reserved. Wszelkie prawa zastrzeżone

Copyright © for the Polish edition and translation by Wydawnictwo Bukowy Las Sp. z o.o., 2020

ISBN 978-83-8074-286-4

PROJEKT OKŁADKI: Paweł Cesarz
ILUSTRACJA NA OKŁADCE: © Shutterstock / CKA
REDAKCJA: Iwona Gawryś
KOREKTA: Dorota Sideropulu
REDAKCJA TECHNICZNA: Adam Kolenda

WYDAWCA:
Wydawnictwo Bukowy Las Sp. z o.o.
ul. Poznańska 91, 05-850 Ożarów Mazowiecki
ADRES DO KORESPONDENCJI:
ul. Sokolnicza 5/21, 53-676 Wrocław
www.bukowylas.pl

WYŁĄCZNY DYSTRYBUTOR:
Dressler Dublin Sp. z o.o.
ul. Poznańska 91, 05-850 Ożarów Mazowiecki
tel. (+ 48 22) 733 50 31/32
e-mail: dystrybucja@dressler.com.pl
www.dressler.com.pl

Skład wersji elektronicznej
pan@drewnianyrower.com

Dziękuję moim redaktorom,
Mylesowi Archibaldowi i Hazel Eriksson, oraz agentowi Jonathanowi Peggowi za wsparcie podczas pracy nad tą książką

Wszyscy ze sobą gramy nieczysto.
I wszyscy bezustannie naruszamy swoje granice.

Anthony Hopkins

Wstęp

W grudniu 2019 roku lekarze z miasta Wuhan, stolicy prowincji Hubei w Chińskiej Republice Ludowej, zetknęli się z nieznaną chorobą. Z początku zdawało się, że chodzi o lokalne ognisko grypy. Z grypą nową chorobę łączyło przenoszenie drogą kropelkową, natomiast odróżniało od niej to, że atakowała dolne drogi oddechowe, często docierając aż do pęcherzyków płucnych, w których zachodzi proces wymiany dwutlenku węgla na tlen. W najpoważniejszych przypadkach bezpośrednia infekcja płuc prowadziła do wirusowego zapalenia płuc. Wraz ze wzrostem liczby zachorowań pracownicy opieki medycznej zdali sobie sprawę, że nie mają do czynienia z sezonową epidemią grypy, lecz z nieznanym wcześniej wirusem. W żargonie wirusologicznym mówi się w takich wypadkach o emerging virus – nowym wirusie, wywołującym chorobę nieznaną wcześniej medycynie. Tajemniczy wirus został wkrótce rozpoznany jako członek rodziny koronawirusów i otrzymał nazwę SARS-CoV-2, która stanowi skrót od Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (koronawirus 2 ciężkiego ostrego zespołu oddechowego). Chorobę, którą wywołuje ów wirus, nazwano COVID-19 (choroba koronawirusowa 19) – od Coronavirus Disease i roku jej pojawienia się.

Koronawirusy zawdzięczają swoją nazwę przypominającym koronę kolczastym wypustkom, widocznym w dużym powiększeniu pod mikroskopem elektronowym, które upodabniają je do najeżonych szpikulcami min morskich. SARS-CoV-2 różni się od sezonowego wirusa grypy również w innym, istotnym wymiarze. Z grypą znamy się od dawna, a to oznacza, że będziemy na nią częściowo uodpornieni nawet przy kolejnych mutacjach wywołującego ją wirusa. Wirus COVID-19 jest dla ludzkiej populacji kompletną nowością, nasze układy odpornościowe nie były na niego przygotowane. Pozytywnym zaskoczeniem jest stosunkowo łagodny przebieg choroby u wielu nowo zakażonych, w dodatku tylko u jednej piątej objawy są na tyle poważne, że mogą stanowić zagrożenie życia. Te pozytywy niejako równoważy jednak fakt, że koronawirus jest wysoce zaraźliwy, a więc pacjentów ciężko przechodzących chorobę, z zagrożeniem życia włącznie, może być więcej, niż początkowo sądzono, nawet jeśli ich odsetek wśród zarażonych jest stosunkowo niewielki. W rozdziale 10, Grypa a koronawirus: zagrożenie pandemią, przyjrzymy się bardziej szczegółowo obu wirusom i dowiemy się, jak najlepiej się przed nimi chronić. Warto przy tym mieć świadomość, że SARS-CoV-2 jest tylko jednym z wielu patogenów, które zagrażają ludziom w XXI wieku.

Życie na Ziemi nie od dziś zmaga się z różnorakimi zagrożeniami. Przez ponad połowę zeszłego stulecia żyliśmy w cieniu ponurych wizji nuklearnego armagedonu. Obecnie tamte lęki wydają się ustępować nowym bolączkom. Globalne ocieplenie, masowa wycinka lasów deszczowych, procesy globalizacyjne czyniące ze świata jedną wielką połączoną „wioskę”, zanieczyszczenie i przełowienie mórz i oceanów – nad przyszłością naszego środowiska wiszą czarne chmury. Prowadzi to do oczywistych pytań: czy istnieje związek między epidemiami nowych chorób a oddziaływaniem człowieka na globalny ekosystem? Oraz, wracając do tematu koronawirusa: dlaczego tak groźne dla nas pandemie w ogóle się pojawiają? Współcześnie, gdy wciąż zmagamy się ze śmiertelną pandemią AIDS, próba poznania genezy nowo pojawiających się wirusów, takich jak HIV-1 i SARS-CoV-2, wydaje się szczególnie uzasadniona. Jakie są ich współczesne źródła? Dlaczego zachowują się tak agresywnie? Czy to możliwe, że wzrost ludzkiej populacji, któremu nieodłącznie towarzyszy ekspansja na tereny przyrody, w połączeniu z toksycznymi skutkami zmian klimatycznych i zatruwaniem biosfery plastikiem sprawia, że oto stajemy na skraju kryzysu naszej egzystencji?

*

Światem wirusów zainteresowałem się już jako student medycyny na Sheffield University Medical School. W latach 90. XX wieku podczas pracy nad książką Virus X zadawałem sobie te same pytania – i wiele innych. Odpowiedzi szukałem przez dwa lata w czołowych laboratoriach badawczych na świecie i w rozmowach z tzw. łowcami wirusów, a więc naukowcami z Wydziału Patogenów Specjalnych Centrum Kontroli Chorób w USA, Porton Down w Wielkiej Brytanii, Instytutu Pasteura w Paryżu, jego belgijskiego odpowiednika w Brukseli i Światowej Organizacji Zdrowia z siedzibą w Genewie (WHO). Tamte badania zmieniły moje postrzeganie wirusów i zainspirowały mnie do poszukiwań w dziedzinie wirusologii ewolucyjnej, które kontynuuję do dziś. Jestem członkiem International Symbiosis Society, które przygląda się uważnie ewolucyjnym skutkom współzależności między organizmami. Wirusosfera powstała, aby przedstawić świat wirusów i okoliczności pojawienia się COVID-19 z nieco innej perspektywy. W sytuacji, w której się obecnie znaleźliśmy, mogą nam pomóc wyłącznie rzeczowe fakty, a nie poddanie się panice.

Na całym świecie wiadomo dziś, że epidemia COVID-19 przekształciła się w pandemię o skali, jakiej nie widziano od pandemii grypy hiszpanki w 1918 roku. Czy wyciągniemy z niej odpowiednią lekcję i przyjrzymy się swojemu zachowaniu oraz jego wpływowi na delikatną równowagę klimatyczną naszej cudownej planety? Na dobry początek warto poznać sposób działania drobnoustrojów, które stanowią dla nas potencjalne zagrożenie. A już na pewno musimy się dowiedzieć, jak uchronić przed nimi siebie i swoich bliskich. Wirusy, w tym SARS-CoV-2, rozprzestrzeniają się po współczesnym świecie z prędkością samolotu pasażerskiego, nie zważając na narodowość, pochodzenie etniczne, rasę czy religię. Nie dbają o status społeczny lub inne ludzkie kategorie, takie jak sława, bogactwo czy władza. Co więcej, tych niebezpiecznych cząstek nie da się zobaczyć pod mikroskopem optycznym nawet w najsilniejszym powiększeniu, przez co są jeszcze bardziej niezrozumiałe i przerażające. Te niewidzialne organizmy atakują tkanki i narządy, ale co ważniejsze – posiłkując się metaforą autorstwa Anthony’ego Hopkinsa – dosięgają najczulszych, najbardziej intymnych przestrzeni: żywych komórek, które przechowują nasz materiał genetyczny.

Mimo to wirusów samych w sobie nie można uznać za „złe”; mikroorganizmy te nie potrafią myśleć ani tym bardziej odróżniać dobra od zła, są więc zasadniczo amoralne. Ponadto, choć pewnie niełatwo to przyjąć, ich obecność w świecie ma swoje zalety. Stosunkowo niedawno odkryto, że wirusy mają kluczowe znaczenie dla zdrowia biosfery, co czyni je nierozerwalnie związanymi z wszelkim życiem na Ziemi: jego ewolucją oraz panującymi w nim współzależnościami. Wirusolodzy ukuli nowy termin opisujący przedziwne i złożone formy interakcji pomiędzy wirusami a komórkowymi formami życia. „Wirusosfera” obejmuje wszelkie obszary oddziaływań zachodzących między wirusami a ich niezliczonymi gospodarzami, ogarniając wszystkie typy środowisk, w których występuje życie. Wirusy to najliczniej występujące cząstki biologiczne na Ziemi – jest ich o jeden lub nawet dwa rzędy wielkości więcej niż organizmów komórkowych, w tym bakterii. Ich obecność jest niezbędna do utrzymania absolutnie wyjątkowej homeostazy: to wirusy sprawiają, że wody oceanów są wolne od toksycznego skażenia bakteryjnego, i to one tworzą podstawy łańcuchów pokarmowych, zarówno w wodzie, jak i na lądzie.

Wbrew powszechnemu przekonaniu człowiek wcale nie rządzi światem. Co najwyżej dzieli go z cudowną mnogością form życia, które ochoczo wypełnia każdą dostępną niszę ekologiczną. Pojawienie się COVID-19 przypomina nam, że choć życie według ludzkich standardów może wydawać się bezlitosne, to jego kwintesencją jest trwanie w relacji współzależności od innych. Wirusy – i szerzej wirusosfera, w której ramach dochodzi do konfliktów i interakcji między nimi a nami – to istotny element tej pozbawionej sentymentów, lecz niezwykle cennej sieci powiązań pomiędzy organizmami.

Rozdział 1

Czym są wirusy?

Dopiero w ostatniej dekadzie zrozumieliśmy, że organizmy komórkowe od samego początku zamieszkują nie tylko przestrzeń widzialną, a więc biosferę – ląd, powietrze i oceany – ale także mniej znaną, niewidzialną przestrzeń wirusosfery. Tworzące ją wirusy są obecne nie tylko w naszym otoczeniu, ale i w naszych ciałach. Funkcjonują jako niezależne, podlegające ewolucji cząstki oraz jako interaktywne mikroorganizmy pozostające z nami w symbiozie. Na co dzień nie zdajemy sobie sprawy z obecności tych miniaturowych pasażerów, oni są jednak – na swój własny, wirusowy sposób – nieustająco świadomi nas.

Niektórych może to nastawiać do wirusów nieco odstręczająco, czy nawet budzić strach, ale nie ma powodu do niepokoju. Wirusy są na Ziemi od zawsze i jest wysoce prawdopodobne, że pojawiły się na długo przed pierwszymi ludźmi, a także – idąc dalej – przed zaistnieniem ssaków, innych zwierząt, roślin, grzybów czy, jeśli się nie mylę, nawet jednokomórkowych ameb. Nowa jest natomiast perspektywa środowiska wirusologicznego, które zaczyna poznawać udział tych mikroorganizmów w ewolucji, powstawaniu gatunków oraz ich wpływ na zdrowie biosfery, co może wydawać się niespójne z ich najczęstszym, raczej negatywnym przedstawieniem.

Wirusy muszą mieć naprawdę wyjątkowe właściwości, skoro udało im się osiągnąć tak wiele. Choć nie potrafią przemieszczać się samodzielnie, to rozprzestrzeniają się bez problemu – podczas pandemii krążą po całym świecie. Choć nie posiadają zmysłów wzroku, słuchu, dotyku, węchu czy smaku, potrafią z niesamowitą precyzją namierzyć wybraną komórkę, tkankę bądź narząd. Odnoszą sukcesy mimo agresywnej odpowiedzi systemu odpornościowego, zaprojektowanego precyzyjnie do walki z takimi zagrożeniami. Gdy patogen znajdzie się tam, gdzie chce, wówczas penetruje barierę ochronną błony komórkowej i przejmuje kontrolę nad procesami fizjologicznymi, biochemicznymi i genetycznymi komórki, zmuszając ją niejako do „przebranżowienia”. Odtąd komórka służy za fabrykę produkującą kopie potomne najeźdźcy.

Witajcie w świecie wirusów!

Jest to bez wątpienia kraina przedziwna i pełna zagadek. Chęć poznania jej na choćby podstawowym poziomie przypomina walkę z wiatrakami.

Czym właściwie są wirusy? Od czego zacząć definicję? Co na przykład odróżnia bakterie od tych mikroorganizmów? Ludzie często je ze sobą mylą, bo jedne i drugie wywołują wiele rozpowszechnionych chorób zakaźnych, są to jednak zdecydowanie odmienne grupy patogenów. Wirusy trudniej zdefiniować – mówi się o nich, że znajdują się gdzieś na granicy między światem żywych organizmów a światem nieożywionych związków chemicznych. Pewien wybitny naukowiec nazwał je nawet „pasożytami owiniętymi w białko”. To przewrotne stwierdzenie zawiera ziarno prawdy, lecz wirusy są czymś więcej niż tylko szkodnikami. Zajrzyjmy głębiej! Czy wirusy zawierają materiał genetyczny tak jak wszystkie bliższe nam formy życia, od waleni przez jaskry i niepokaźne bakterie do ludzi? Odpowiedź na to pytanie brzmi: „tak!”. Wirusy także noszą w sobie genomy zbudowane z kodujących białka genów. W kolejnych rozdziałach dowiemy się o nich więcej i przyjrzymy się różnicom między materiałem genetycznym wirusów a materiałem genetycznym organizmów żywych.

Treść dostępna w pełnej wersji eBooka.