Զիկա վիրուսի կենսաբանությունը

Երևի թե լուրերից լսել ես Զիկա վիրուսի մասին։ Ամերիկա մայրցամաքներում այս վիրուսի տարածման պատճառով շատ մարդիկ ցանկանում են վիրուսների մասին ավելին հասկանալ։

Այս հոդվածում մենք կուսումանսիրենք զիկա վիրուսը՝ կենսաբանական տեսանկյունից։ Սկզբում կուսումնասիրենք զիկա վիրուսի կառուցվածքը, կենսացիկլը և փոխանցման մեխանիզմները՝ տեսնելով թե ինչպես է այն վարակում բջիջներին։ Այնուհետև կքննարկենք մարդկանց օրգանիզմում զիկա վիրուսի ազդեցությունները, ինչպես նաև վիրուսի կառավարման և ղեկավարման հնարավորությունները։

Զիկան պատկանում է ֆլավիվիրուսների խմբին։ Այս խմբում են նաև արևադարձային, արևմտյան նեղոսի և դեղին տենդերը հարուցող վիրուսները$^1$start superscript, 1, end superscript։ Ֆլավիվիրուսները սպիտակուցներից, ՌՆԹ-ից (ԴՆԹ-ի նման մոլեկուլ) և լիպիդային թաղանթից կազմված փոքր կառուցվածքներ են։ Յուրաքանչյուր վիրուսային մասնիկ պարունակում է գենոմ՝ կազմված միաշղթա ՌՆԹ-ից, որը տեղակայված է կապսիդ կոչվող սպիտակուցային պարկուճի ներսում։ Կապսիդն էլ իր հերթին շրջապատված է մեմբրանի արտաքին հատվածով՝ պատիճով$^2$squared։ Ստորև աջ հատվածի մանրադիտակային պատկերում կարող ես տեսնել զիկա վիրուսի մասնիկները, որոնք երևում են որպես փոքր, սև գնդիկներ։ Մասնիկներից մեկը մատնանշված է սլաքով։

Վիրուսներին բնորոշ հատկանիշներից մեկն այն է, որ դրանք չեն կարող ինքնուրույն վերարտադրվել։ Փոխարենը դրանք պետք է վարակեն տեր բջիջներին և <<վերածրագրավորեն>> դրանց՝ դարձնելով վիրուս արտադրող <<գործարաններ>>։ Զիկա վիրուսը բացառություն չէ։ Այն ինքնուրույն չի կարող վերարտադրվել, բայց կարող է վարակել և ռեպլիկացիայի ենթարկվել որոշ տեսակների (ներառյալ՝ մարդկանց, կապիկների և մոծակների) բջիջներում$^3$cubed։ Չնայած մենք հստակ չգիտենք, թե մարդկանց օրգանիզմում որ բջիջներին է թիրախավորում Զիկա վիրուսը, առանձին կուլտուրաների (փորձանոթի վրա աճեցված բջիջներ) վրա կատարված ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ այն վարակում է մարդու մաշկում առկա բազմազան իմունային բջիջներ։

Զիկան նոր վիրուս չէ։ Առաջին անգամ այն առանձնացվել է Ուրգանդայի Զիկա անտառի կապիկներից 1947 թվականին, իսկ մարդկանց վարակման առաջին դեպքը գրանցվել է 1954 թվականին$^5$start superscript, 5, end superscript։ Տարիների ընթացքում Աֆրիկայում գրանցվեցին մարդկանց վարակման ևս մի քանի դեպքեր, իսկ 1960-ականներին կենտրոնական Ասիայում ևս գրանցվեցին զիկայով մարդկանց վարակման առաջին դեպքերը։ Այս ժամանակահատվածում վարակված մարդկանց շրջանում որևէ բարդություններ կամ հիվանդության տարածում չի նկատվել, իսկ վարակի գոտիներում բնակվող մարդկանց արյան հակամարմինների վերլուծությունը ցույց է տվել, որ վիրուսը դրանց վրա մեծ ազդեցություն է թողել։ Այս իսկ պատճառով զիկան դասակարգվում է որպես բարորակ, անկանոն ընթացքով հանդիպող վիրուս։

2007 թվականին Միկրոնեզիայի Յեփ կղզում գրանցվեց զիկայի առաջին փաստաթղթավորված բռնկումը։ Այս բռնկման ժամանակ գրանցվել է, որ կղզու բնակչության 3 տարեկանից բարձր անձանց 70%-ը վարակվել է այս վիրուսով$^5$start superscript, 5, end superscript։ Չնայած, որ լուրջ բարդություններ կամ հոսպիտալացման դեպքեր չեն գրանցվել, այս մասշտաբի բռնկումը աննախադեպ էր, քանի որ մինչ այդ աշխարհում գրանցվել էր զիկայով վարակման 15-ից էլ քիչ դեպք։ Զիկայի հետ նախկինում առնչվելու փորձի բացակայությունը Յեփ կղզու բնակիչներին ավելի դյուրազգաց է դարձրել վիրուսի նկատմամբ՝ ի համեմատ վիրուսի տեղակայման նորմալ շրջանների, ինչն էլ հանգեցրել է բռնկման առաջացման։

2013 և 2014 թվականներին Ֆրանսիայի Պոլինեզիա և դրան հարակից կղզիներում տեղի ունեցան զիկա վիրուսի ևս 2 բռնկումներ։ Այս բռնկման ժամանակ առողջապահական կազմակերպությունների ներկայացուցիչները նկատեցին նյարդային խանգարումների՝ ներառյալ նաև Գուիլայն-Բարեի համախտանիշի (հանգեցնում է ժամանակավոր կաթվածահարության առաջացման), ինչպես նաև նորածինների նյարդային համակարգի և գլխուղեղի անկանոնությունների առաջացման$^{5,7}$start superscript, 5, comma, 7, end superscript։

Ամերիկա մայրցամաքում առաջին տեղային դեպքերը գրանցվել են Բրազիլիայում 2015 թվականի մայիսին։ Այդ դեպքից սկսած զիկա վիրուսով վարակման դեպքեր են գրանցվել Հարավային և Կենտրոնական Ամերիկայի շատ երկրներում։ Ամերիկա մայրցամաքներում հայտնաբերված վիրուսի այժմյա տեսակները շատ սերտ հարաբերվում են ֆրանսիական Պոլինեզիա կղզու բռնկման հետ։ Սրանից կարող ենք եզրակացնել, որ վիրուսը Բրազիլիա է հասել Ֆրանսիայի Պոլինեզիա կղզուց$^{8,9}$start superscript, 8, comma, 9, end superscript։

Զիկա վիրուսի առաջնային փոխանցողները Aedes ցեղի մոծակներն են։ Այս տեսանկյունից զիկան նման է մյուս ֆլավիվիրուսներին, ինչպես օրինակ՝ արևադարձային, դեղին և արևմտյան նեղոսի տենդերին։ Երբ մոծակի սնվում է զիկա վիրուսով վարակված մարդու արյունով, ապա դրանում առկա վիրուսը կարող է վարակել նաև մոծակի բջիջները։ Մոծակի օրգանիզմում վարակի զարգացումից հետո (սովորաբար մեկ կամ կեսա շաբաթ հետո), դրա թում կպարունակվեն վիրուսային մասնիկներ$^{10}$start superscript, 10, end superscript։ Եվ երբ այդ նույն մոծակը խայթի մեկ այլ մարդու՝ նրա արյունով սնվելու նպատակով, այն կարող է փոխանցել զիկայի վիրուսային մասնիկները այդ մարդուն, ում մոտ էլ կզարգանա զիկա վարակը։

Չնայած որ զիկա վիրուսի փոխանցման այս ուղին ամենահաճախն է հանդիպում, փոխանցման այլ տարբերակներ ևս հավանական են։ Օրինակ՝ հղի կինը, որը վարակված է զիկա վիրուսով կարող է փոխանցել այն իր նոր զարգացող պտղին, կամ էլ ծննդաբերության ժամանակ՝ իր երեխային։ Գրանցվել են նաև զիկա վիրուսի սեռական ճանապարհով և զիկա վիրուսով վարակված դոնորների արյան միջոցով փոխանցման դեպքեր$^{11,12}$start superscript, 11, comma, 12, end superscript։

Մարդու մարմնում հայտնվելուց հետո զիկա վիրուսի մասնիկները վերարտադրվելու և նոր վիրուսներ առաջացնելու համար պետք է պարտադիր ներթափանցեն մարդու բջիջներ։ Դրանք կարողանում են ներթափանցել բջջի ներս, քանի որ զիկա վիրուսի մասնիկը իր արտաքին թաղանթի՝ պատիճի վրա կրում է հատուկ սպիտակուցներ, որոնք կարող են փոխազդել մարդու բջիջների ընկալչային սպիտակուցների հետ։ Երբ վիրուսային սպիտակուցները կապվում են բջջի ընկալիչների հետ, դրանք խաբելով բջջինստիպում են դրան կլանել վիրուսային մասնիկը$^{13}$start superscript, 13, end superscript։

Բջջի ներսում վիրուսի ՌՆԹ գենոմը ներզատվում է ցիտոպլազմայի՝ բջջի հեղուկով լցված հիմնական բաղադրիչի մեջ։ Այստեղ որոշ ֆերմենտներ <<կարդում>> (թարգմանում են) ՌՆԹ մոլեկուլը ՝ կազմելով երկար սպիտակուց, որը կտրվում է մի քանի ավելի փոքր սպիտակուցների վերածվելով (տես ձախ հատվածի նկարը)։ Այս սպիտակուցներից որոշները նոր վիրուսային մասնիկների կառուցվածքային բաղադրիչներն են՝ ինչպես օրինակ՝ կապսիդի կամ պատիճի սպիտակուցները, որոնք անհրաժեշտ են նոր վիրուսային մասնիկ առաջացնելու համար։ Այլ վիրուսային սպիտակուցներ պատճենում և մշակում են ՌՆԹ գենոմը$^{13, 14}$start superscript, 13, comma, 14, end superscript։

Վիրուսային սպիտակուցներն ու ՌՆԹ գենոմը հավաքվում են էնդոպլազմատիկ ցանցում (ԷՑ)՝ թաղանթային բաժնանմունք, որը բջջից նյութերի արտահանման համակարգի մեջ է մտնում։ Վիրուսային նոր մասնիկները պոկվում են ԷՑ-ից իրենց հետ վերցնելով նաև ԷՑ-ի թաղանթի փոքրիկ կտոր։ <<Գողացված>> թաղանթից կազմվում է վիրուսի պատիճը։ Այնուհետև այս մասնիկները փոխադրվում է Գոլջիի ապարատ, որտեղ դրանք ենթարկվում են հավելյալ մշակման՝ նախքան բջջի թաղանթով դուրս գալը$^{13,14}$start superscript, 13, comma, 14, end superscript։ Ներզատված վիրուսային մասնիկները կարող են վարակել այլ բջիջների՝ շարունակելով վարակման ցիկլը։

Հիմնականում զիկա վիրուսի ախտանշանները շատ թեթև են։ Ըստ CDC-ի զիկայով վարակված 5 մարդականցից միայն մեկի մոտ արտահայտված ախտահարվածություն կնկատվի։ Իսկ տիպիկ ախտանշանները ներառում են՝ ցան, ջերմության բարձրացում, կոնյուկտիվիտ (աչքի եղջերաթաղանթի բորբոքում) և հոդերի շրջանում ցավեր$^{16}$start superscript, 16, end superscript։ Հետագայում այս ախտանշանները հիմնականում անհետանում են և մարդկանց հիմնական մասը զիկայի արդյունքում երկարատև ազդցություններ չի ունենում։

Հղի կանայք և նրանց դեռևս չծնված երեխաները, սակայն, զիկա վիրուսով վարակման բարձր ռիսկային գոտում են$^{17}$start superscript, 17, end superscript։ Մասնավորապես, հղիության ժամանակ երեխայի մոտ միկրոցեֆալիայի (փոքր գլուխ) առաջացման և զիկա վիրուսով վարակման միջև կապ կա։ Միկրոցեֆալիան կարող է նաև առաջացնել նյարդաբանական խնդիրներ կամ զարգացման ուշացումներ, բայց այս ախտանշանները տարբեր մարդկանց մոտ տարբեր կերպ են արտահայտվում$^{18}$start superscript, 18, end superscript։ Առողջապահության ներկայացուցիչները հորդորում են հղի կանանց (կամ ովքեր պատրաստվում են հղիանալ) խուսափել զիկա վիրուսով վարակվելուց։

Շատ քիչ դեպքերում զիկա վիրուսը կարող է նաև կապված լինել նյարդաբանական խնդիրների զարգացման հետ, ինչպես օրինակ՝ Գուլայն-Բարեի համախտանիշի։ Այս համախտանիշը օրգանիզմի աուտոիմուն խանգարում է, որը հանգեցնում է մարմնի կաթվածահարության առաջացման, որը , սակայն, սովորաբար ժամանակավոր բնույթ է կրում (հիմնականում տևում է շաբաթներ կամ ամիսներ)։ Այս համախտանիշով դեպքերի քանակը աճել է զիկայի բռնկման օջախներում, բայց հետազոտողները դեռևս փորձում են պարզել, արդյո՞ք՝ այս երկուսը կապված են։

Կարճաժամկետ հեռանկարներում, առողջապահության ներկայացուցիչները խորհուրդ են տալիս մարդկանց պաշտպանվել զիկա վիրուսից բռնկման օջախներում մոծակներով առատ տեղամսերից խուսափելով։ Բարձր ռիսկային գոտում գտնվող մարդկանց համար, ինչպես օրինակ՝ հղի կանանց, սա կարող է զգուշացում լինել, որպեսզի հետաձգեն իրենց ճամփորդությունները դեպւ զիկայի բռնկան օջախներ$^{21}$start superscript, 21, end superscript։ Մյուսների համար, որոնք բնակվում են այն տարածքներում, որտեղ վիրուսի ակտիվ տարածում կա, լավագույն պաշտպանական միջոցները կարող են լինել տանը մնալը, մոծակասման նյութերի օգտագործումն ու մոծակների դեմ ցանցերի կիրառումը, ինչպես նաև չհոսող ջրի աղբյուրների հեռացումը (որոնք հիանալի տեղամասեր են մոծակների բազմացման համար)$^{22}$start superscript, 22, end superscript։

Իսկ ավելի երկարաժամկետ հեռանկարներում, զիկայի դեպ պատվաստանյութի արտադրումը կարող է ավելի արդյունավեը դարձնել վիրուսից պաշտպանությունը։ Խրախուսելի է, որ զիկա վիրուսի հետ հարաբերվող մեկ այլ ֆլվիվիրւսի՝ արևադարձային տենդի նկատմամբ Բրազիլիան վերջերս հաստատեց պատվաստանյութի օգտագործումը։ Պատվաստանյութը կազմված է մեկ այլ ֆլավիվիրուսի՝ դեղին տենդի հարուցչի ոչ ակտիվ տարբերակից, և հնարավոր է, որ նման ռազմավարությունը կարող է կիրառվել զիկա վիրուսի դեմ պատվաստնայութ արտադրելու նպատակով$^{23}$start superscript, 23, end superscript։ Վերջերս հրապարակվել են մկների վրա զիկա վիրուսի պատվաստանյութի թեկնածու կազմակերպություններից մեկի փորձերի նախնական արդյունքները$^{24}$start superscript, 24, end superscript։ Բայց ավելի շատ փորձեր են անհրաժեշտ, որպեսզի հաստատվեն այս կամ մի շարք այլ պատվաստանյութերի ապահովությունն ու արդյունավետությունը մարդկանց օրգանիզմում։