Zvířecí zdroj koronaviru vědcům stále uniká

Jako stále více zemí usiluje o nezávislé vyšetřování původu pandemie COVID-19, mnoho vědců po celém světě se již snaží odhalit, kdy, kde a jak se nový koronavirus dostal mezi lidi.

Pátrání po zdroji je důležité pro prevenci další reinfekce, ale výzkumy vědců – které zahrnují modelování, buněčné studie a pokusy na zvířatech – odhalují, jak složité může být určení zdroje.

„Je docela možné, že ho nenajdeme. Vlastně by bylo mimořádné štěstí, kdybychom na něco narazili,“ říká Lucy van Dorpová, genetička z University College London (UCL).

Existují silné důkazy, že virus pochází od netopýrů. Největší záhadou zůstává, jak se dostal z netopýrů k lidem. Vědci se v drtivé většině domnívají, že jde o divoký virus, který se na lidi pravděpodobně přenesl prostřednictvím mezidruhu. Ve volné přírodě však virus zatím nikdo nenašel, takže nelze zcela vyloučit ani jiná vysvětlení.

Americký prezident Donald Trump přiživil domněnky, že virus mohl uniknout z laboratoře ve Wuhanu, kde epidemie začala. Pro toto tvrzení neexistují žádné důkazy.

Přesto další světoví představitelé vyzvali k vyšetření původu epidemie. Evropská unie a desítky států podporují návrh předložený Světovému zdravotnickému shromáždění, klíčovému rozhodovacímu orgánu Světové zdravotnické organizace, které dnes a zítra pořádá virtuální setkání s členskými státy. Návrh vyzývá k „vědeckým a společným terénním misím“ s cílem „identifikovat zoonotický zdroj viru a cestu zavlečení viru do lidské populace, včetně možné role mezihostitelů“.

Jediný způsob, jak s jistotou říci, ze kterého zvířete virus pochází, je najít ho u tohoto druhu ve volné přírodě, říká Arinjay Banerjee, výzkumník koronavirů na McMasterově univerzitě v Hamiltonu v Ontariu. „Jiné přístupy vám poskytnou pouze neoficiální důkazy,“ říká.“

Ale vzhledem k tomu, že se virus tak rozšířil mezi lidmi, ani zjištění viru u zvířat nemusí nutně potvrdit jejich roli mezihostitele, protože se mohla nakazit od lidí,“ říká Li Xingguang, který studuje evoluci virů na Wuhanské univerzitě bioinženýrství. „Situace je nyní velmi složitá.“

Původ netopýrů

Výzkumníci‘ nejprve začali zkoumat genom viru, aby zjistili, zda jej mohou přiřadit k patogenům nalezeným u jiných zvířat. Koncem ledna, několik týdnů poté, co vědci sekvenovali genom viru SARS-CoV-2, vědci z Wuhanského virologického institutu zveřejnili na internetu celou sekvenci koronaviru, který byl uložen v jejich laboratoři od doby, kdy byl v roce 2013 objeven u netopýrů středních (Rhinolophus affinis) v provincii Yunnan. Tento genom, pojmenovaný RATG13, byl z 96 % shodný s virem SARS-CoV-2, což z něj činí nejbližšího známého příbuzného a silně naznačuje, že nový virus pochází od netopýrů.

Výpočetní biolog Francois Balloux a jeho tým z UCL, včetně kolegy van Dorpa, a další týmy prohledávají genomické databáze zvířat a hledají koronaviry, které jsou jim ještě bližší.

Ačkoli rozdíl 4 % mezi genomy SARS-CoV-2 a RATG13 stále představuje přibližně 50 let od doby, kdy měly naposledy společného předka, říká van Dorp. Tato divergence je dalším důkazem, který naznačuje, že SARS-CoV-2 se mohl přenést na lidi prostřednictvím mezihostitele.

Mezihostitel

Pangolín byl jedním z prvních zvířat podezřelých jako mezihostitel. Dva týmy v Číně oznámily, že zjistily podobnost mezi SARS-CoV-2 a koronaviry izolovanými z tkáně malajských pangolinů (Manis javanica), které byly zabaveny. Obchodování s pangoliny je v Číně nelegální.

Kronaviry pangolinů se ukázaly být příliš vzdálené na to, aby byly přímými předky SARS-CoV-2, ale skutečnost, že jsou kromě netopýrů jedinými dosud známými volně žijícími savci, u nichž žijí koronaviry podobné SARS-CoV-2, naznačuje, že je nelze vyloučit jako mezihostitele.

Vědci hledají podobné koronaviry i u jiných zvířat. Předek viru SARS-CoV-2 by se mohl skrývat ve vzorcích tkání, které jsou uloženy v laboratoři, říká Aaron Irving, výzkumník v oblasti infekčních nemocí na Duke-NUS Medical School v Singapuru. „V mnoha laboratořích leží vzorky v mrazácích,“ říká.

Irving plánuje spolupracovat s výzkumníky z tropické botanické zahrady Xishuangbanna Čínské akademie věd (CAS) v Yunnanu na testování vzorků tkání volně žijících savců odebraných v rámci programů sledování volně žijících zvířat na přítomnost koronavirů, které by mohly být blízce příbuzné SARS-CoV-2. Chystá se také založit novou laboratoř v ústavu Zhejiang University-University of Edinburgh v Hainingu a plánuje hledat koronaviry u netopýrů, stromových sklípkanů, civetů a dalších savců, pokud to bude povoleno. V únoru však Čína zavedla zákaz chovu volně žijících zvířat a mnozí z nich se snaží udržet své civety naživu, říká. „Až se dostanu na zem, může být pozdě,“ říká Irving.

Genomové stopy

Zkoumání genomu SARS-CoV-2 by také mohlo odhalit stopy o možných mezihostitelích. Viry časem často začnou kódovat své proteiny pomocí podobných vzorců nukleotidů jako jejich hostitel, což viru pomáhá přizpůsobit se novému prostředí. Výzkumníci z UCL používají strojové učení, aby rozklíčovali vzorce v genetickém kódu viru SARS-CoV-2, které by mohly předpovědět, na které živočichy se mohl adaptovat.

Jiní výzkumníci však nabádají k opatrnosti ohledně tohoto přístupu. V prvních dnech pandemie si vědci z Peking University Health Science Center všimli podobností mezi vzorci proteinového kódu viru SARS-CoV-2 se vzorci, které preferují dva druhy hadů. Teorie, že by had mohl být mezihostitelem, byla rychle vyvrácena jinými vědci, kteří uvedli, že malá velikost vzorku a omezené údaje znamenají, že pozorované vzorce jsou pravděpodobně dílem náhody.

Pěstování viru ve zvířecích buňkách je jedním ze způsobů, jak otestovat, zda se patogen přizpůsobil novému hostiteli. Shi Yi, mikrobiolog z Mikrobiologického ústavu CAS v Pekingu, plánuje zavést inaktivovanou verzi viru RATG13 do různých zvířat, jako jsou netopýři, kočkovité opice a prasata, a zjistit, zda se u viru časem vytvoří podobný vzorec mutací jako u viru SARS-CoV-2. Pokud se podobnosti objeví, mohlo by to odhalit, kterým zvířatům se virus přizpůsobil předtím, než přešel na lidi.

Seznam podezřelých

Zjištění, která zvířata může SARS-CoV-2 infikovat, je dalším způsobem, jak zúžit možné mezizdroje. „Znalosti o vnímavosti různých druhů a možných cestách přenosu mezi zvířaty by nám mohly napovědět o pravděpodobném kandidátním hostiteli nebo mezihostiteli v Číně,“ říká Bart Haagmans, virolog z Erasmus MC v Rotterdamu.

Z dosavadního výzkumu vyplývá, že se může nakazit mnoho druhů zvířat. V laboratorních pokusech bylo prokázáno, že k viru SARS-CoV-2 jsou vnímavé kočky, kaloň ušatý (Rousettus aegyptiacus), fretky, makaci rhesus a křečci. Mimo laboratoř se virem nakazila také zvířata včetně domácích koček a psů, tygrů a lvů v zoologických zahradách a chovaných norků – pravděpodobně od lidí.

Výzkumníci při zkoumání vnímavosti zvířat používají také počítačové modely a buněčnou biologii. SARS-CoV-2 obvykle vstupuje do buněk prostřednictvím receptorového proteinu zvaného ACE2. Jedna z nerevidovaných studií,1 kterou vedla Christine Orengo, bioinformatička z UCL, modelovala strukturu ACE2 z více než 215 obratlovců a zjistila, že receptor u mnoha savců, včetně ovcí, šimpanzů a goril, se dobře spojuje s proteinem spike na povrchu viru, což naznačuje, že by tato zvířata mohla být náchylná k infekci.

Modelování však ne vždy koreluje s experimentálními důkazy. Například Orengovo modelování naznačuje, že podkováři mají nízké riziko infekce navzdory laboratorním důkazům, že se mohou nakazit. Jiná skupina vedená Yuenem Kwok-yungem, mikrobiologem z Hongkongské univerzity, zjistila2 , že virus se dobře replikuje v malých organoidech vypěstovaných ze střevních kmenových buněk podkovářů čínských (R. sinicus).

Je užitečné vědět, která zvířata jsou vnímavá, abychom zvládli riziko, že se stanou rezervoárem viru a možným zdrojem infekce u lidí, říká Michelle Bakerová, srovnávací imunoložka z Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation v australském Geelongu. Při snaze zúžit okruh viníků se však podle ní zdá rozumné zaměřit se na ta zvířata, která jsou v úzkém kontaktu s netopýry.

Zvířata na farmách volně žijících živočichů v Číně jsou jedním z prvních míst, kde je třeba hledat, říká Peter Daszak, prezident neziskové organizace EcoHealth Alliance v New Yorku. Na farmách je chováno mnoho zvířat chovaných v zajetí, od civetů po psíky mývalovité a coypu, velké hlodavce, kteří často žijí v blízkosti hospodářských zvířat, jako jsou prasata, kuřata a kachny. „Tyto farmy jsou obvykle dokořán otevřené netopýrům, kteří se v noci krmí nad ohradami a někteří z nich hnízdí v budovách. Obvykle jsou také propojeny s lidskými domy, takže jsou jim potenciálně vystaveny celé rodiny,“ říká Daszak, který za posledních 15 let navštívil mnoho vesnic, trhů s divokou zvěří, netopýřích jeskyní a farem v jižní Číně.

„Možnosti šíření těchto virů přes velmi aktivní rozhraní mezi divokými zvířaty, hospodářskými zvířaty a lidmi jsou jasné a zřejmé,“ říká.