Zahlavi

Člověk, nebo netopýři – kdo může za šíření onemocnění COVID-19?

26. 03. 2020

Kdo stojí za současnou epidemií COVID-19 – netopýři, nebo člověk? Jak se bude SARS-CoV-2 dále chovat a jaký vliv na to má globalizace? Těmito otázkami se nejen v souvislosti s aktuální pandemií koronaviru zabývají vědci v Ústavu biologie obratlovců AV ČR.

Většina virů, které způsobily v posledních letech epidemie s vysokou smrtností, má původ u divokých zvířat – jde o tzv. zoonózy. Patří mezi ně filoviry (třeba Marburg virus, Ebola virus), koronaviry (SARS-CoV, MERS-CoV), henipaviry (Hendra virus, Nipah virus), arenaviry (Lassa virus) či retroviry (HIV). Všechny přitom mají jedno společné. Jde o RNA viry, které v prvních fázích infekce aktivně snižují odpověď imunitního systému napadeného jedince.

Následkem utlumené imunitní odpovědi dochází k výraznému namnožení virových částic. V dalších fázích infekce reaguje imunitní systém přemrštěně a způsobuje významné poškození buněk. Kombinace poškození buněk virem i imunitní reakcí zvyšuje patogenitu těchto virů pro člověka. Přirozeným hostitelem některých těchto virů jsou netopýři. Právě ti se dávají do souvislosti s onemocněním COVID-19.

Netopýři: rezervoáry koronavirů
„Netopýři – správně letouni – představují asi pětinu všech druhů savců. Díky unikátním adaptacím, jako jsou aktivní let, noční aktivita, hibernace, dlouhověkost nebo echolokace, osídlili všechny světové kontinenty. V tropech dokonce tvoří skoro polovinu savčí diverzity,“ vysvětluje Jan Zukal z Ústavu biologie obratlovců AV ČR.

Velký počet druhů netopýrů ale znamená také velké množství různých patogenů. Díky koevoluci (tj. společnému vývoji v průběhu evoluce) došlo mezi netopýry a některými viry k vzájemnému přizpůsobení. Pro hostitele to znamená, že viry netopýry nezabíjejí ani jim nezpůsobují vážnější onemocnění. Pro viry přizpůsobení hostiteli pro změnu znamená, že jsou schopny přežít v extrémních podmínkách netopýřího těla – tedy vysoké teploty při energeticky náročném letu a extrémně nízké teploty při hibernaci – a také se mohou šířit v netopýřích populacích.

„Při změně hostitele se ale virus může začít chovat jinak a z bezpříznakové infekce máme rázem závažné onemocnění. Virus buď může do nového hostitele proniknout přímo, anebo přes mezihostitele. Tím může být jiný savec. A to se pravděpodobně stalo i nedávno v případě netopýřích koronavirů,“ upozorňuje Natália Martínková z Ústavu biologie obratlovců AV ČR.

Onemocnění SARS a MERS: když koronavirus „přeskočil“ na člověka
Hostitelem koronaviru SARS-CoV byli označeni vrápenci rodu Rhinolophus. Virus SARS-CoV se objevil v roce 2002 v čínské provincii Kuang-tung. SARS způsobil v mnoha zemích rozsáhlou epidemii atypické pneumonie. Více než osm tisíc lidí virem onemocnělo a téměř 800 jich na následky onemocnění umřelo, zasaženo bylo 30 zemí.

Vědci zjistili, že z netopýrů se virus SARS-CoV dostal k lidem nepřímo, pravděpodobně přes mezihostitele, kterým byly cibetkovité šelmy. O 10 let později způsobil virus MERS-CoV, který je blízce příbuzný koronavirům netopýrů čeledi Vespertilionidae, zejména na Arabském poloostrově další epidemii. Nakažených bylo přes dva tisíce a mrtvých téměř 900, smrtnost viru dosahovala až 50 %. Mezihostitelem byli v tomto případě velbloudi.

Před epidemií SARS v roce 2002 se nevědělo, že by netopýři byli hostiteli koronavirů. Rozsáhlý výzkum však za posledních 15 let vedl ke zjištění více než 30 nových druhů koronavirů u netopýrů – nejčastěji ze skupiny alfa-koronavirů, které infikují pouze savce. Vědci rovněž opakovaně upozorňovali, že některé z nich mohou mít potenciál, aby přeskočili na člověka. Mezi popsané viry patří také netopýří koronavirus RaTG13. Ten je geneticky z 96 % identický s novým koronavirem SARS-CoV-2, který způsobuje onemocnění COVID-19.

Kdo za to může – netopýři, nebo člověk?


Původ koronavirů a přenos na člověka

Jestli, případně kdy a za jakých podmínek, dojde k přeskoku netopýřích virů na člověka, není jasné. Ke zvýšení pravděpodobnosti přenosu však kromě přímé manipulace a konzumace divokých zvířat včetně netopýrů zásadním způsobem přispívá přelidnění a pronikání člověka do nových oblastí. Tato lidská expanze neodvratně vede ke zvýšenému kontaktu mezi lidmi a divokými zvířaty, a vytváří tak nové příležitosti k přeskoku virů a dalších patogenů. Některé viry se v lidské populaci neudrží (např. poslední člověk byl nakažený virem SARS-CoV v roce 2004), ale jiné se opakovaně vracejí (MERS nebo Ebola).

Jak se bude chovat SARS-CoV-2 podle Kláry Petrželkové z Ústavu biologie obratlovců AV ČR zatím nevíme: „Nebezpečím ale nejsou netopýři či jiná zvířata, ale člověk sám. Proniká na dříve nedostupná místa, ničí přirozené biotopy, rychle se přesunuje po celém světě. Patogenům to umožňuje překonat bariéry, které jim dříve zabraňovaly člověka infikovat a nekontrolovaně se šířit. Nemusíme se tedy obávat netopýrů. Musíme se ale zamyslet, jak měníme svět kolem nás.“

Nedávné výzkumy navíc ukazují, že diverzita nejen netopýřích virů je mnohem větší, než se původně myslelo. Souvisí to i s tím, že spousta druhů zatím naší pozornosti kvůli nedokonalým detekčním metodám unikala. Změnit by to mohlo celogenomové sekvenování a zkoumání viriomů, které otevírá nové možnosti. „Vědci tak mohou zkoumat, proč se některé viry drží svého hostitele, se kterým se v poklidu po tisíciletí vyvíjely, a proč viry jiné přeskakují mezi druhy a vyvolávají v lidech paniku. Pochopení toho, jak se viry šíří a co patří mezi rizikové faktory pro přeskok na nové hostitele, může zachránit spoustu lidských životů a zabránit obrovským ekonomickým ztrátám,“ uzavírá Natália Martínková.

Více k tématu také v časopise A / Věda a výzkum.



Foto v karuselu: letící vrápenec malý (Rhinolophus hipposideros).

Připravil: Luděk Svoboda, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR, a Alena Fornusková a Markéta Harazim, Ústav biologie obratlovců AV ČR
Foto: V. Káňa, archiv autora

Biologicko-ekologické vědy

Vědecká pracoviště

Výzkum v této oblasti je zaměřen na studium vztahů jak mezi organismy a prostředím, tak i mezi jednotlivými organismy; výsledky jsou využitelné v péči o životní prostředí. Studium zahrnuje terestrické, půdní a vodní ekosystémy a systémy parazit-hostitel. Výzkum je prováděn většinou na území ČR a přispívá tak k jejímu bio-ekologickému mapování. Dlouhodobá pozorování ve vybraných lokalitách se soustřeďují na typické ekosystémy studované z hlediska geobotaniky, hydrobiologie, entomologie, půdní biologie, chemie a mikrobiologie a na problematiku eutrofizace vybraných přehrad a jezer. V oblasti botaniky je studována taxonomie vyšších a nižších rostlin, zvláště řas, s využitím v oblasti ochrany přírody. Studium molekulární a buněčné biologie, genetiky, fyziologie a patogenů rostlin a hmyzu je předpokladem pro rozvoj rostlinných biotechnologií v zemědělství a využití hmyzu jako modelu pro obecně biologický výzkum. Botanický ústav též pečuje o Průhonický park, který je významnou součástí českého přírodního a kulturního dědictví. Sekce zahrnuje 4 vědecké ústavy s přibližně 1030 zaměstnanci, z nichž je asi 380 vědeckých pracovníků s vysokoškolským vzděláním.

Všechny výzkumné sekce