Lær hva coronavirus forårsaker i kroppen
Her er et organ-for-organ-blikk på hvordan COVID-19 gjør vondt i mennesker fra blodstormer til honningkakselunger.
2020 18. februar, tirsdag
Dette bildet er tatt 3. februar 2020, viser en lege som ser på en CT-skanning i lungene mens han gjorde en runde i et karantenerom i Wuhan, episenteret for det nye koronavirusutbruddet, i Hubei-provinsen i Kina. Antall totale infeksjoner har oversteg 64.000 over hele verden fra og med 14. februar.
FOTO AV STR / AFP VIA GETTY BILDER
Mye er ukjent om det nye koronaviruset som feier Kina, men en ting er sikkert. Sykdommen kan forårsake en storm i hele menneskekroppen.
Slik har naturen til tidligere zoonotiske koronavirus, som hoppet fra dyr til mennesker som SARS og MERS. I motsetning til søskenbarnene som forårsaker forkjølelse, kan disse nye koronavirus forårsake en virusindusert brann i mange av en persons organer, og den nye sykdommen, kalt "COVID-19" av Verdens helseorganisasjon, det er intet unntak når det er alvorlig.
Det hjelper med å forklare hvorfor COVID-19-epidemien har drept mer enn 1500 mennesker, og overgått antall SARS-dødsfall i løpet av noen uker. Mens dødsraten for COVID-19 ser ut til å være en tidel av SARS, har det nye koronaviruset spredt seg raskere.
Bekreftede saker steg til mer enn 60 000 forrige torsdag, nesten et hopp på 50 prosent fra dagen før, og antallet har økt til ytterligere 7.200 siden den gang. Dette hoppet gjenspeiler en endring i måten kinesiske myndigheter diagnostiserer infeksjoner i stedet for en massiv endring i omfanget av utbruddet. I stedet for å vente på at pasienter skal teste positivt for viruset, inkluderer diagnosene nå alle hvis brystundersøkelse avslører det særegne mønsteret av COVID-19 lungebetennelse. Forhåpentligvis vil denne metoden tillate myndigheter å isolere og behandle pasienter raskere.
Hvis dette utbruddet fortsetter å spre seg, er det ukjent hvor skadelig det kan bli. En ledende epidemiolog ved University of Hong Kong advarte denne uken om at COVID-19 kunne smitte 60 prosent av verden hvis den ikke blir kontrollert. Torsdag sa Kinas nasjonale helsekommisjon at mer enn 1700 helsearbeidere har fått kontrakt og er syke med det nye viruset, og kunngjøringen kom bare et døgn etter at WHO lukket et toppmøte om de beste protokollene. for sykehuspleie og utvikling av terapier, for eksempel vaksiner.
Men hva skjer egentlig med kroppen din når den er infisert med coronavirus? Den nye stammen er så genetisk lik SARS at den har arvet tittelen SARS-CoV-2. Å kombinere tidlig forskning på det nye utbruddet med tidligere leksjoner fra SARS og MERS kan dermed gi et svar.
Lungene: støtsone
For de fleste pasienter begynner og slutter COVID-19 i lungene, for i likhet med influensa er coronavira også luftveissykdommer.
De sprer seg normalt når en smittet person hoster eller nyser, og sprayer dråper som kan overføre viruset til alle som er i nærkontakt. Coronavirus gir også influensalignende symptomer: Pasienter kan starte med feber og hoste som utvikler seg til lungebetennelse eller verre.
Etter SARS-utbruddet rapporterte Verdens helseorganisasjon at sykdommen generelt angrep lungene i tre faser: viral replikasjon, immunhyperreaktivitet og lungedestruksjon.
Ikke alle pasienter gikk gjennom alle tre faser; faktisk bare 25 prosent av SARS-pasienter led av respirasjonssvikt, som er den viktigste signaturen for alvorlige tilfeller. Tilsvarende forårsaker COVID-19 ifølge tidlige data mildere symptomer i omtrent 82 prosent av tilfellene, mens resten er alvorlige eller kritiske.
Ser vi dypere, ser det ut til at det nye koronaviruset følger andre SARS-mønstre, sier førsteamanuensis ved University of Maryland School of Medicine Matthew B. Frieman, som studerer svært patogene koronavirus.
FOTO AV STR / AFP VIA GETTY BILDER
Mye er ukjent om det nye koronaviruset som feier Kina, men en ting er sikkert. Sykdommen kan forårsake en storm i hele menneskekroppen.
Slik har naturen til tidligere zoonotiske koronavirus, som hoppet fra dyr til mennesker som SARS og MERS. I motsetning til søskenbarnene som forårsaker forkjølelse, kan disse nye koronavirus forårsake en virusindusert brann i mange av en persons organer, og den nye sykdommen, kalt "COVID-19" av Verdens helseorganisasjon, det er intet unntak når det er alvorlig.
Det hjelper med å forklare hvorfor COVID-19-epidemien har drept mer enn 1500 mennesker, og overgått antall SARS-dødsfall i løpet av noen uker. Mens dødsraten for COVID-19 ser ut til å være en tidel av SARS, har det nye koronaviruset spredt seg raskere.
Bekreftede saker steg til mer enn 60 000 forrige torsdag, nesten et hopp på 50 prosent fra dagen før, og antallet har økt til ytterligere 7.200 siden den gang. Dette hoppet gjenspeiler en endring i måten kinesiske myndigheter diagnostiserer infeksjoner i stedet for en massiv endring i omfanget av utbruddet. I stedet for å vente på at pasienter skal teste positivt for viruset, inkluderer diagnosene nå alle hvis brystundersøkelse avslører det særegne mønsteret av COVID-19 lungebetennelse. Forhåpentligvis vil denne metoden tillate myndigheter å isolere og behandle pasienter raskere.
Hvis dette utbruddet fortsetter å spre seg, er det ukjent hvor skadelig det kan bli. En ledende epidemiolog ved University of Hong Kong advarte denne uken om at COVID-19 kunne smitte 60 prosent av verden hvis den ikke blir kontrollert. Torsdag sa Kinas nasjonale helsekommisjon at mer enn 1700 helsearbeidere har fått kontrakt og er syke med det nye viruset, og kunngjøringen kom bare et døgn etter at WHO lukket et toppmøte om de beste protokollene. for sykehuspleie og utvikling av terapier, for eksempel vaksiner.
Men hva skjer egentlig med kroppen din når den er infisert med coronavirus? Den nye stammen er så genetisk lik SARS at den har arvet tittelen SARS-CoV-2. Å kombinere tidlig forskning på det nye utbruddet med tidligere leksjoner fra SARS og MERS kan dermed gi et svar.
Lungene: støtsone
For de fleste pasienter begynner og slutter COVID-19 i lungene, for i likhet med influensa er coronavira også luftveissykdommer.
De sprer seg normalt når en smittet person hoster eller nyser, og sprayer dråper som kan overføre viruset til alle som er i nærkontakt. Coronavirus gir også influensalignende symptomer: Pasienter kan starte med feber og hoste som utvikler seg til lungebetennelse eller verre.
Etter SARS-utbruddet rapporterte Verdens helseorganisasjon at sykdommen generelt angrep lungene i tre faser: viral replikasjon, immunhyperreaktivitet og lungedestruksjon.
Ikke alle pasienter gikk gjennom alle tre faser; faktisk bare 25 prosent av SARS-pasienter led av respirasjonssvikt, som er den viktigste signaturen for alvorlige tilfeller. Tilsvarende forårsaker COVID-19 ifølge tidlige data mildere symptomer i omtrent 82 prosent av tilfellene, mens resten er alvorlige eller kritiske.
Ser vi dypere, ser det ut til at det nye koronaviruset følger andre SARS-mønstre, sier førsteamanuensis ved University of Maryland School of Medicine Matthew B. Frieman, som studerer svært patogene koronavirus.
Medlemmer av det medisinske personalet klemmer hverandre i en isolasjonsavdeling på et sykehus i Zouping, Kinas Shandong-provins.
FOTO AV STR / AFP VIA GETTY BILDER
I de første dagene av en infeksjon, invaderer det nye koronaviruset raskt humane lungeceller. Disse lungecellene er delt inn i to klasser: de som lager slim og de som har hårete stenger som kalles cilia.
Selv om det er tykt utenfor kroppen, hjelper slim å beskytte lungevevet mot patogener og sikrer at luftveiene ikke tørker ut. Cilia-cellene beveger seg rundt slimet, og renser rusk som pollen eller virus.
Frieman forklarer at SARS elsket å infisere og drepe hårceller, som senere løsnet og fylte pasientenes luftveier med rusk og væsker, og antar at det samme skjer med det nye koronaviruset. Dette fordi de første studiene på COVID-19 har vist at mange pasienter utvikler lungebetennelse i begge lungene, ledsaget av symptomer som kortpustethet.
Dette er når fase to og immunforsvaret aktiveres. Kroppene våre er begeistret av tilstedeværelsen av en viral inntrenger, og intensiverer seg for å bekjempe sykdom ved å oversvømme lungene med immunceller for å fjerne skader og reparere lungevev.
Når den fungerer som den skal, er denne inflammatoriske prosessen strengt regulert og begrenset til infiserte områder. Men noen ganger blir immunforsvaret ditt gal, og cellene dreper alt som kommer i veien, inkludert det sunne vevet ditt.
"Da tar du mer skade i stedet for mindre av immunresponsen," sier Frieman. Mer rusk tetter lungene, og lungebetennelse forverres.
I den tredje fasen fortsetter lungeskadene å utvikle seg, noe som kan føre til respirasjonssvikt. Selv om døden ikke forekommer, overlever noen pasienter med permanent lungeskade. I følge WHO punkterte SARS lungene og ga dem "et utseende i en bikake", og disse lesjonene er også til stede hos de som er berørt av det nye koronaviruset.
Disse hullene er sannsynligvis skapt av den overaktive responsen fra immunforsvaret, som skaper arr som beskytter og herder lungene.
Når det skjer, må pasienter ofte bruke ventilatorer for å hjelpe dem med å puste. I mellomtiden gjør betennelsen også membranene mellom alveolene og blodkarene mer gjennomtrengelige, noe som kan fylle lungene med væske og påvirke deres evne til å oksygenere blodet.
"I alvorlige tilfeller oversvømmer det i utgangspunktet lungene og kan ikke puste," sier Frieman. "Slik dør mennesker."
Magen: en delt portal
Under utbruddet av SARS og MERS hadde nesten en fjerdedel av pasientene diaré, et mye mer viktig trekk ved disse zoonotiske koronavirus. Men Frieman sier at det fremdeles er uklart om gastrointestinale symptomer spiller en rolle i det siste utbruddet, siden tilfeller av diaré og magesmerter har vært sjeldne. Men hvorfor påvirker et luftveisvirus tarmen?
Når noe virus kommer inn i kroppen din, søker det etter menneskelige celler med sine favorittdører: proteiner på utsiden av celler som kalles reseptorer. Hvis viruset finner en kompatibel reseptor i en celle, betyr det at det kan invadere den.
FLUVIRUSEN
Influensaviruset er et tilbakevendende mareritt, og dreper tusenvis av mennesker hvert år. Lær hvordan viruset angriper verten, hvorfor det er nesten umulig å utrydde, og hva forskere gjør for å bekjempe det.
Noen virus er kresen mot døren de velger, men andre er litt mer promiskuøse. "De kan lett trenge gjennom alle slags celler," sier Anna Suk-Fong Lok, assisterende dekan for klinisk forskning ved University of Michigan School of Medicine og tidligere president i American Association for the Study of Liver Diseases.
Både SARS og MERS har tilgang til celler som fører tarmene og store og små kolon, og infeksjonene ser ut til å blomstre i tarmen, noe som kan forårsake skade eller væskelekkasje som blir diaré.
Men Frieman sier at vi ikke vet ennå om det nye koronaviruset gjør det samme. Forskerne mener at COVID-19 bruker samme reseptor som SARS og denne døren kan finnes i lungene og tynntarmen.
To studier, den ene i New England Journal of Medicine og den andre i en medRxiv-fortrykk med 1 099 tilfeller, oppdaget også viruset i avføringsprøver, noe som kan indikere at viruset kunne spre seg gjennom avføringen. Men dette er langt fra avgjørende.
"Hvis den typen fekal transmisjon forekommer for dette Wuhan-viruset, vet vi ikke i det hele tatt," sier Frieman. "Men det ser definitivt ut som om det er der i avføringen, og det virker som om folk har gastrointestinale symptomer forbundet med dette."
Blodstorm
Coronavirus kan også forårsake problemer i andre kroppssystemer, på grunn av den overaktive immunresponsen som er nevnt ovenfor.
En studie fra 2014 viste at 92 prosent av MERS-pasientene hadde minst en manifestasjon av koronaviruset utenfor lungene. Faktisk er det observert tegn på bombardement i hele kroppen med alle tre zoonotiske koronavirus: forhøyede leverenzymer, lavere antall hvite blodlegemer og blodplater og lavt blodtrykk. I noen sjeldne tilfeller har pasienter fått akutt nyreskade og hjertestans.
Men dette er ikke nødvendigvis et tegn på at viruset i seg selv sprer seg i hele kroppen, sier Angela Rasmussen, virolog og forskningsassistent ved Columbia Universitys Mailman School of Public Health. Det kan være en cytokin storm.
Cytokiner er proteiner som brukes av immunforsvaret som alarmfyr: de rekrutterer immunceller på infeksjonsstedet. Immuncellene fjerner deretter det infiserte vevet i et forsøk på å redde resten av kroppen.
Mennesker er avhengige av at immunforsvaret vårt skal holde seg i ro når de blir møtt med en trussel. Men under en infeksjon forårsaket av lekkasje av koronaviruset, når immunforsvaret kaster cytokiner i lungene uten noen regulering, blir denne eliminasjonen en bryting, sier Rasmussen: "I stedet for å skyte et mål med en pistol, bruker du en rakettkaster, sier hun. Det er der problemet oppstår: Kroppen din målretter ikke bare infiserte celler. Det angriper også sunt vev.
Implikasjonene strekker seg utenfor lungene. Cytokin stormer skaper betennelse som svekker blodkarene i lungene og får væske til å lekke ut i luftsekkene. "I utgangspunktet blør du fra blodårene," sier Rasmussen. Stormen søl inn i sirkulasjonssystemet ditt og skaper systemiske problemer i flere organer.
Derfra kan ting bli verre. I noen av de alvorligste tilfellene av COVID-19 kan cytokinresponsen, kombinert med en redusert evne til å pumpe oksygen til resten av kroppen, forårsake multiorgansvikt. Forskere vet ikke nøyaktig hvorfor noen pasienter opplever komplikasjoner utenfor lungen, men det kan ha sammenheng med underliggende tilstander som hjertesykdom eller diabetes.
"Selv om viruset ikke kommer i nyrene, leveren, milten og andre ting, kan det ha klare ettervirkninger på alle disse prosessene," sier Frieman. Og det er da ting kan bli alvorlig.
Lever: sikkerhetsskader
Når et zoonotisk koronavirus sprer seg fra luftveiene, er leveren ofte et lidende organ. Leger har sett bevis på leverskade med SARS, MERS og COVID-19, ofte milde tilfeller, selv om mer alvorlige har forårsaket alvorlig leverskade og til og med leversvikt. Så hva skjer?
"Når et virus kommer inn i blodomløpet, kan de svømme til hvilken som helst del av kroppen din," sier Lok. "Leveren er et veldig vaskulært organ, så [et koronavirus] kan lett komme inn i leveren."
Leveren din jobber hardt for å sikre at kroppen din kan fungere ordentlig. Dens viktigste jobb er å behandle blodet ditt etter at det forlater magen, filtrere ut giftstoffer og lage næringsstoffer kroppen din kan bruke. Den produserer også galle som hjelper tynntarmen med å bryte ned fett. Leveren din inneholder også enzymer, som fremskynder kjemiske reaksjoner i kroppen.
I en normal kropp, forklarer Lok, leverceller dør konstant og frigjør enzymer i blodomløpet. Dette geniale organet regenererer deretter raskt nye celler og fortsetter sin dag. På grunn av denne regenereringsprosessen tåler leveren mange skader.
Imidlertid, når du har unormalt høye nivåer av enzymer i blodet, som det har vært et vanlig trekk hos pasienter som lider av SARS og MERS: det er et advarselstegn. Det kan være en mild skade som leveren vil komme seg raskt fra, eller den kan være noe mer alvorlig, inkludert leversvikt.
Lok sier forskere ikke helt forstår hvordan disse luftveisvirusene oppfører seg i leveren. Viruset kan direkte infisere leveren, replikere og drepe cellene i seg selv. Eller de cellene kan være sivile skader siden kroppens immunrespons på viruset utløser en alvorlig betennelsesreaksjon i leveren.
Uansett bemerker hun at leversvikt aldri var den eneste dødsårsaken for SARS-pasienter. "Da leveren svikter," sier han, "vil du ofte oppdage at pasienten ikke bare har lunge- og leverproblemer, men også kan ha nyreproblemer. Da blir det en systemisk infeksjon."
Nyre: alt henger sammen
Ja, nyrene dine blir også fanget i dette rotet. Seks prosent av SARS-pasientene, og en fjerdedel av MERS-pasientene, fikk akutt nyreskade. Studier har vist at det nye koronaviruset kan gjøre det samme. Det kan være et relativt sjeldent trekk ved sykdommen, men den er dødelig. Til slutt døde 91,7 prosent av SARS-pasienter med akutt nyresvikt, ifølge en studie fra 2005 på Kidney International.
Som leveren fungerer nyrene dine som et filter for blodet ditt. Hver nyre er fylt med omtrent 800 000 mikroskopiske destillasjonsenheter kalt nefroner. Disse nefronene har to hovedkomponenter: et filter for å rense blodet og små rør som returnerer gode ting til kroppen din eller sender avfall til blæren som urin.
Det er nyretubuliene som ser ut til å være mest påvirket av disse zoonotiske koronavirus. Etter SARS-utbruddet rapporterte WHO at viruset ble funnet i nyretubuliene, som kan bli betent.
Det er ikke uvanlig å oppdage et virus i tubuliene hvis det er i blodomløpet, sier Kar Neng Lai, professor emeritus ved University of Hong Kong og en nefrologkonsulent ved Hong Kong Sanitarium and Hospital. Når nyrene kontinuerlig filtrerer blod, kan rørformede celler noen ganger felle viruset og forårsake kortvarig eller mildere skade.
Den skaden kan være dødelig hvis viruset kommer inn i celler og begynner å replikere. Men Lai, som også var medlem av den første gruppen av forskere som rapporterte om SARS og bidro til Kidney International-studien, sier det ikke var holdepunkter for at SARS-viruset replikerte seg i nyren.
Denne oppdagelsen, sier Lai, antyder at akutt nyreskade hos SARS-pasienter kan skyldes et mangfoldig årsakssammenheng, inkludert lavt blodtrykk, sepsis, medisiner eller en metabolsk lidelse. I mellomtiden viste de alvorligste tilfellene som førte til akutt nyresvikt tegn til en cytokin storm.
Akutt nyresvikt kan også noen ganger være forårsaket av antibiotika, multiorgansvikt, eller du kan være koblet til en respirator for lenge. Alt henger sammen.
Graviditet og koronavirus?
Det er den store ironien i Twitter-æraen at vi vet veldig lite om det nye coronavirus når vi drukner i oppdateringer om det. Medisinske tidsskrifter har publisert flere studier om dette utbruddet, noen mer undersøkt enn andre når forskere skynder seg å mate kjevene. I mellomtiden rapporterer media om hver utvikling. All denne informasjonen kretser rundt Internett, hvor kresne fakta fra fiksjon er en beryktet utfordring.
"Dette er enestående med tanke på oppdaterte rapporter om hva som skjer i disse studiene," sier Rasmussen. "Det er veldig vanskelig å prøve å klassifisere all informasjonen og oppdage hva som virkelig er kompatibelt, hva som er spekulativt og hva som er galt."
For eksempel rapporterte leger ved et sykehus i Wuhan at to babyer testet positivt for det nye koronaviruset , en bare 30 timer etter fødselen. Naturligvis spredte denne urovekkende overskriften seg gjennom nyhetsorganisasjoner da den reiste spørsmål om gravide kan smitte sine ufødte barn i livmoren eller om sykdommen kan overføres under fødsel eller gjennom melk. mor.
Men la oss pumpe nyhetene. Det ble ikke observert overføring fra mor til barn med SARS eller MERS til tross for mange tilfeller av gravide. I tillegg er det andre måter en nyfødt kan pådra seg koronaviruset, sier Rasmussen, som å bli født på et sykehus som ble overkjørt med infiserte pasienter under en hektisk nødsituasjon.
En ny studie publisert torsdag i The Lancet tilbyr faktisk foreløpige bevis for at koronaviruset ikke kan overføres fra mor til barn.
I rapporten så forskerne på ni kvinner i Wuhan som hadde COVID-19 lungebetennelse. Noen av kvinnene hadde komplikasjoner under graviditet, men alle tilfeller resulterte i levendefødte uten bevis for overføring av infeksjonen. Selv om denne studien ikke helt utelukker muligheten for overføring under graviditet, understreker den behovet for forsiktighet når man spekulerer i denne sykdommen.
"Det må være et høyt bevisnivå før vi kan si at det definitivt skjer, og absolutt før vi begynner å gjøre endringer i måten saker behandles klinisk eller når det gjelder offentlig politikk," sier Rasmussen.
Frieman er enig. Han håper at denne epidemien vil generere mer midler til forskning i koronavirus, som for eksempel nylig løfter fra EU og Bill og Melinda Gates Foundation. Men Frieman vil at støtten og interessen skal vare selv om dette utbruddet til slutt blekner, i motsetning til hva som skjedde med SARS-etterforskningen.
"Rett etter SARS-utbruddet var det en enorm sum penger og så forsvant det," sier Frieman. "Hvorfor har vi ikke disse svarene? Ingen finansierte disse tingene. "
Redaktørens merknad: Denne artikkelen er oppdatert for å gjenspeile dødsfallet og sakstallet fra 15. februar.