המדע שמאחורי נגיף הקורונה

פרופ’ דבי לינדל וירולוגית מהפקולטה לביולוגיה בהרצאה לקהל הרחב על וירוס הקורונה, מה מקורו, מדוע הנגיף מחולל מגפה כלל עולמית ולמה קשה לייצר תרופות נגד וירוסים

340 איש צפו בשבוע שעבר בהרצאתה המקוונת של פרופ’ דבי לינדל, חברת סגל בפקולטה לביולוגיה בטכניון, בנושא וירוס קורונה. ההרצאה הציגה את “המדע שמאחורי נגיף הקורונה”. בתוך כך נסקרו מנגנוני הפעולה של הווירוס, דרכי ההדבקה, נתיבי ההתפשטות של המחלה בעולם והאמצעים הננקטים כדי לבלום את המגפה. לקישור להרצאה המלאה

פרופ’ דבי לינדל, חברת סגל בפקולטה לביולוגיה בטכניון, היא וירולוגית העוסקת ביחסי הגומלין בין חיידקים ימיים לווירוסים התוקפים אותם. היא עלתה מאוסטרליה בגיל 20 והשלימה את כל תואריה באוניברסיטה העברית. לאחר מכן יצאה לפוסט-דוקטורט בהנדסה אזרחית וסביבתית ב-MIT וב-2006 הצטרפה לסגל הפקולטה לביולוגיה בטכניון. היא זכתה בפרסים רבים ובהם פרס הנרי טאוב ופרס קריל ובשני מענקי ERC מטעם המועצה האירופית למחקר.

פרופ’ לינדל פתחה את ההרצאה בהתייחסות אישית להשלכות של המגפה הנוכחית על בני משפחתה: בנה, שעבד בתחום התיירות ביפן, איבד את עבודתו; בתה נאלצה לקצר טיול בדרום אמריקה; אחיה, שפתח עסק חדש באוסטרליה, אינו יודע מה צפוי כעת; וקרוב משפחתה המתגורר בצרפת מחובר כעת למכונת הנשמה לאחר שנדבק בנגיף. “חשוב מאוד שניקח את המגפה הזאת ברצינות,” אמרה פרופ’ לינדל. “הנתונים הנוכחיים מצביעים על 18,500 קורבנות – אנשים שמתו מהנגיף בעיקר בשל סיבוכים במערכת הנשימה. מספר הנדבקים המצטבר עד כה – כ-425,000. הנגיף החדש אינו קטלני כמו אבולה, הקוטלת 40% מהחולים בה, אבל הוא קטלני פי 24 משפעת, וגם תפוצת המגפה הנוכחית גבוהה מאוד; יותר מ-160 מדינות מתמודדות כיום עם הנגיף. לכן חשוב להבין במה מדובר מבחינה מדעית וכיצד מגיב העולם למגפה.”

מהו נגיף? נְגִיף (virus) הוא טפיל זעיר המורכב מחומר תורשתי וממעטפת חלבונית המגינה על חומר זה. מדוע טפיל? כי הוא תלוי בתא מארח כלשהו ואינו יכול להתרבות בלעדיו. התא המארח יכול להיות חיידק (כן, גם חיידקים נדבקים מווירוסים) או תא באורגניזם מורכב יותר כגון אדם.

לחלק מהנגיפים המדביקים בני אדם יש מעטפת שומנית ועליה חלבונים שיודעים לזהות את המארח הפוטנציאלי, להידבק אליו ולחדור לתוכו. זה המנגנון הבסיסי של התפשטות מחלות ויראליות: הנגיף מזהה תא מארח פוטנציאלי, נצמד אליו, חודר לתוכו, משתלט עליו והופך אותו לבית חרושת ליצירת נגיפים חדשים, שיחדרו לתאים נוספים וכך יחוללו מחלה המתפשטת בגופו של האורגניזם. בהמשך ידלגו הנגיפים מאורגניזם לאורגניזם – לדוגמה, מאדם לאדם.

חשוב להבין שהסביבה מלאה בנגיפים, ורוב הזמן גופנו גובר עליהם בלי שנשים לב שהוא הותקף. כדי לחולל מחלה צריכה קבוצת נגיפים גדולה לגבור על כל קווי ההגנה של האורגניזם.

מיהו נגיף קורונה? שמו המדעי של נגיף הקורונה החדש הוא SARS-CoV-2 והמחלה שהוא מחולל בבני אדם נקראת COVID-19 או בשמה העממי “קורונה”. SARS-CoV-2 הוא נגיף כדורי בקוטר 80-120 ננומטר, הנראה מלמעלה כמו כתר או שמש ומכאן שמו – קורונה פירושה בלטינית “כתר” או “עטרת השמש”. החומר התורשתי של נגיף הקורונה הוא אר-אן-איי, והנגיף מזהה את התא המארח הפוטנציאלי על סמך קולטן בשם ACE2 הנמצא על אותו תא.

האם זה נגיף מהונדס?

לא. כיום, על סמך מחקר גנומי, אנחנו יודעים את מקורו של הנגיף. על פי ההשערה, עטלף הוא שהעביר את המחלה לאדם. כיצד יודעים זאת? על סמך דמיון גנומי עצום (96%) בין נגיף הקורונה החדש לנגיף RaTG13 הקיים בעטלפים. לכן אנו יודעים שמדובר במחלה זואונוטית, כלומר נגיף שהתפתח בבעלי חיים ומהם עבר לאדם.

אומרים שנגיף קורונה אינו חדש.

SARS-CoV-2 הוא נגיף חדש, אבל הוא אינו נגיף הקורונה הראשון בהיסטוריה. למעשה הוא נגיף הקורונה השביעי הפוגע באדם. קדמו לו ארבעה סוגי קורונה מתונים, האחראים לחלק ממקרי ההצטננות שאנו חווים, ושני נגיפים מסוכנים: MERS-CoV, שהתגלה בערב הסעודית ב-2012 ובדרום קוריאה ב-2015, ו-SARS-CoV שהתפתח בסין כמו הנגיף הנוכחי.

בניגוד לשני קודמיו, שהרגו יחד כ-1,632 איש בלבד, SARS-CoV-2 כבר גבה 18,500 קורבנות, וידו עוד נטויה.

נקודות ציון בהתפתחות המגפה: סוף נובמבר או תחילת דצמבר 2019 – הנגיף עובר מבעל חיים, ככל הנראה עטלף, לאדם. 11/12/2019 אשפוז ראשון של חולה קורונה בווחאן, סין. 11/01/2020 קורבן ראשון של הקורונה נפטר בסין. 24/01/2020 חולה קורונה ראשון מאובחן באירופה (צרפת). 21/02/2020 חולה קורונה ראשון מאובחן בישראל. 01/03/2020 הדבקה ראשונה בתוך ישראל. 11/03/2020 ארגון הבריאות העולמי מכריז: קורונה היא פנדמיה – מגפה עולמית. 20/03/2020 מוות ראשון מקורונה בישראל.

החשש מהנגיף נובע מהעובדות הבאות:

ראשית, זהו נגיף חדש באדם, ולכן האנושות “נאיבית” לגביו, כלומר – הגוף שלנו אינו מכיר אותו ואינו מחוסן נגדו.

שנית, לנגיף החדש יש תכונה ייחודית מאוד: גם אנשים שעדיין אין להם סימפטומים עלולים להדביק אחרים. במילים אחרות, אדם שמרגיש ונראה בריא לחלוטין עשוי להדביק אנשים בריאים, והסימפטומים יגיעו רק כעבור כמה ימים. על פי ההערכות הנוכחיות, מרגע ההדבקה עד הופעת הסימפטומים עוברות כחמש יממות. לכן חשוב מאוד להרחיב את הבדיקות הקיימות (RT-PCR), המזהות גם חולים טרום-סימפטומטיים, ולהחיל אותן על כל מי שבא במגע עם חולה מאומת.

שלישית, מקדם ההתפשטות הבסיסי של הנגיף החדש גבוה למדי ונאמד ב-2.9. משתנה זה, ששמו המקצועי R₀, מתאר את מספר האנשים שאדם חולה צפוי להדביק במשך כל תקופת מחלתו. כאשר R₀=1, המחלה יציבה – כל אדם מדביק אדם אחד, וכך מספר הנדבקים נשאר קבוע. אם מקדם ההתפשטות קטן מ-1 המחלה צפויה לדעוך, ואם הוא גדול מ-1 עלינו להתכונן לאפידמיה – מחלה ההולכת ומתפשטת.

מקדם ההתפשטות הבסיסי של נגיף קורונה החדש נאמד כאמור ב-2.9, ולכן המחלה נוטה להתפשט. אגב, זו אחת הסיבות שההשוואה ל”שפעת עונתית” מופרכת, כי מקדם ההתפשטות הבסיסי של שפעת הוא 1.3% בלבד. במצב של R₀=3, הקרוב לנתון הידוע לנו לגבי נגיף קורונה החדש, החולה הראשון ידביק שלושה אנשים, והם ידביקו תשעה, והתשעה ידביקו 27, ואחרי 12 סבבים כאלה יהיו כמיליון וחצי נדבקים.

רביעית, גם שיעור התמותה מנגיף הקורונה החדש גבוה למדי: בסקירה גלובלית, כ-3.5% מן החולים המאומתים מתו מהמחלה. גם כאן, ההשוואה לשפעת מצביעה על הבדל יותר מאשר על דמיון: שיעור התמותה משפעת הוא בסביבות 0.1% בלבד.

חמישית, איש אינו מוגן מהמחלה באופן אבסולוטי; הנגיף פוגע גם באנשים צעירים ובריאים, אף שבשיעורים נמוכים יחסית. אוכלוסייה מוחלשת-בריאותית – אנשים עם בעיות נשימה, לחץ דם גבוה, מחלות לב, סוכרת וסרטן – נמצאת בסיכון גבוה במיוחד, ורוב קורבנות הקורונה מתים בסופו של דבר מקריסת ריאות (ARDS). כפי שכבר פורסם, הגיל הוא פקטור משמעותי בסיכון: שיעורי התמותה עולים עם הגיל בהדרגה מ-0.2% (גיל 49-10) עד 14.8% (בני 80 ומעלה).

עם זאת, יש כמה נקודות אור במאבק בנגיף הקורונה החדש:

1. ביכולתן של רשויות אזוריות וארציות לצמצם משמעותית את מקדם ההתפשטות (R₀), כלומר את קצב ההדבקה. אם קצב ההדבקה ה”טבעי” (ללא התערבות מכוונת) נאמד בכ-2.9, הרי שבידוד, בדיקות, סגר ופעולות דומות מפחיתים משתנה זה באופן דרמטי. לדוגמה, הצעדים הראשונים שנקטה סין הורידו את R₀ מ-3.9 ל-1.25 אולם השלטונות לא הסתפקו בכך, והצעדים הבאים צמצמו נתון זה ל-0.3. פירוש הדבר – בלימה הדרגתית של המגפה.
2. צעדים נחושים ומוקדמים ברמה הארצית והאזורית מצמצמים לא רק את מקדם ההתפשטות (R₀) אלא גם את שיעור התמותה. בשעה שבאיטליה עומד שיעור התמותה על 8%, בגרמניה הוא נמוך מ-0.5% – הישג עצום הקשור בצעדים שנקטה ממשלת גרמניה מבעוד מועד.
3. ברמה האישית, שמירה על היגיינה (אלכוהול וסבון) ושמירת מרחק מאנשים אחרים מצמצמות את סכנת ההדבקה. הנגיף עובר מאדם לאדם רק בהדבקה טיפתית, כלומר רק בתוך נוזלים כגון רוק ונזלת, ואינו יכול לרחף לבדו באוויר החופשי. לכן נקבע מרחק של שני מטרים מאדם לאדם – כדי שהרסס הזה יפול בדרך. כיום ידוע שהווירוס יכול לשרוד זמן ממושך על גבי משטחים, ואפילו שלושה ימים על פלדה, אבל חומרי ניקוי כגון אלכוהול ואקונומיקה מחסלים אותו.
4. נגיפים אחרים העוברים מאדם לאדם בהדבקה טיפתית, למשל נגיפי שפעת, מאופיינים בכך שטמפרטורה גבוהה ולחות גבוהה מאטות את התפשטותם. אם תכונה זו מאפיינת גם את SARS-CoV-2, יתכן שעליית הטמפרטורות לקראת הקיץ הקרב תסייע בבלימת המגפה, בדומה לתהליך המוכר לנו משפעת עונתית.
5. כיום כבר ידוע לנו מנגנון ההדבקה הבסיסי של הנגיף. ה”קוצים” של נגיף הקורונה, המקנים לו את אותה צורת שמש, יודעים לזהות את הקולטן האנושי ACE2 הנמצא על פני התאים שלנו, להיצמד לתא ולחדור לתוכו. לכן נעשה כעת מאמץ נרחב לפגוע – באמצעות נוגדנים, למשל – ביכולתו של הווירוס להתחבר ל-ACE2. אפשרות נוספת היא “לסייע” למערכת החיסונית לזהות את הנגיף כאויב ולחסל אותו.
6. על סמך מאפייניהם של וירוסי קורונה אחרים, יתכן שגם הווירוס החדש מאופיין בקצב נמוך של התפתחות מוטציות. מוטציות מאפשרות לנגיפים לעקוף את מערכת החיסון. בשפעת עונתית, לדוגמה, קצב התפתחות המוטציות גבוה, ולכן אנו חייבים לעדכן בכל שנה את החיסון לשפעת מאחר שהווירוסים השתנו יחסית לשנה הקודמת כך שהחיסון כבר לא יעיל נגדם. אם, כאמור, SARS-CoV-2 מאופיין בקצב נמוך של התפתחות מוטציות, פירוש הדבר הוא שברגע שיהיה חיסון נגדו, הוא יהיה תקף ויעיל גם בהתפרצויות עתידיות של COVID-19.

לסיכום:

נגיף SARS-CoV-2 הדביק לראשונה אדם בסוף שנת 2019, ומשם התפשטה המגפה למאות מדינות. מאחר שמדובר בנגיף חדש, האנושות אינה מחוסנת נגדו באופן טבעי או מלאכותי, ולכן הוא מצליח להתפשט במהירות גבוהה יחסית. עם זאת, פעולות מנע ברמה האישית והארצית כבר הוכיחו את עצמן במדינות רבות – הן בצמצום קצב ההתפשטות והן בצמצום שיעורי התמותה. כרגע נעשים מאמצים עצומים בכל חזיתות המדע לבלום את המגפה באמצעות טיפולים, תרופות וחיסונים.