Die Leute haben eine Menge Fragen über Viren jetzt. Einige dieser Fragen betreffen, was passiert mit Viren, die in den überresten von Menschen oder Tieren. Zum Beispiel könnte die Menschen krank zu Graben Jahrzehnte alten Körper? Oder könnte zukünftige Wissenschaftler erhalten mehr Informationen über COVID-19 durch die Untersuchung der menschlichen überreste in einem Jahrhundert?
Um diese Fragen zu beantworten, und viele mehr, Sprachen wir mit Matt Koci, Virologe und Immunologe, deren Arbeit konzentriert sich auf die Wirt-Mikroben Interaktionen im Vögel. Koci ist ein professor in der NC State ‚ s Vorbereiten Department of Poultry Science.
Abstract: Wie lange würden die Viren in einem Toten Körper stellen eine biologische Gefahr? Zum Beispiel würde die disinterred bleibt ein Tier oder ein Mensch stellen eine biologische Bedrohung (wegen eines virus), nach einer Woche? Ein Monat? Ein Jahr? Jahrhundert? Es tut variieren von virus zu virus?
Matt Koci: Leider, wie so vieles, mit Krankheiten und wie Sie sich verbreiten, hängt die Antwort von vielen Faktoren ab. Wahrscheinlich der größte Faktor ist, welche Art von virus es ist. Was ist seine virion aus? Hat es einen Kapsids oder einen Umschlag?
TA: Time-out: was ist ein virion? Was ist der Unterschied zwischen einem Kapsid und einem Umschlag virion? Und wie wirkt sich das auf, wie lange ein virus behält das potential, dass jemand krank?
Koci: Tut Mir Leid. Virion ist die $5 Wort für virus-Partikel. Um für einen virus, sich zu bewegen, sein Genom vom Opfer Zelle zum Opfer Zelle, die er braucht Schutz von der Umwelt. Es gibt zwei Möglichkeiten, Viren zu tun. Eine Möglichkeit ist, für einen virus zu umgeben, dessen Genom mit einem lipid-bilayer-Membran (ein zwei-Schicht-Schale aus Fett, die er Stiehlt aus der Zelle es entführt). Diese Viren sind sogenannte behüllte Viren, da Sie sich in diese Membran “ – Umschläge.“ Der zweite Weg kann ein virus zu schützen, sich von der Umgebung durch den Aufbau ein wenig geodätische Schale der Proteine, um sein Genom, bilden, was ist im wesentlichen ein kleines protein BB oder Golfball. Diese Schalen sind aufgerufen capsids, also Viren, die form dieser Schutzschichten sind sogenannte capsid von Viren.
Da das virus-Partikel umhüllte Viren bestehen hauptsächlich aus Lipiden (Fette) Sie tendenziell weniger in der Lage zu überleben, in der Umwelt, im Vergleich zu Viren mit capsids. Behüllte Viren sind anfälliger für Austrocknung und Sie sind empfindlich auf eine Menge mehr Desinfektionsmittel als capsid-basierte Viren. Das ist, warum Händewaschen mit einfacher Seife ist wirksam gegen Viren wie influenza-Viren und Coronaviren (die sind behüllte Viren), aber Seife funktioniert nicht für Viren wie Noroviren (die hat ein capsid shell).
Seife funktioniert, weil es hat Lipide in es auch und die Fette in der Seife fügen sich in die virus-Hülle, in einer Weise, die bewirkt, dass die Hüllkurve auseinander zu fallen—die Inaktivierung des virus. Seifen, die nicht auf capsid-basierten Viren, weil es keine lipid in der virus-Partikel für die Seife, um die Interaktion mit. Deshalb brauchen wir andere Arten von Reinigungsmitteln, wie Bleichmittel, gegen nicht-umhüllte Viren.
TA: OK, gehen wir zurück zu der Frage, wie lange die Viren bleiben gefährlich: ist der Umschlag gegenüber capsid, das einzige Problem?
Koci: ich denke, was der virus gemacht wird, ist wohl die größte Frage, die beeinflussen, wie lange könnte es bleiben, um sein und immer noch eine Gefahr für andere. Aber es ist nicht der einzige Faktor. Die Temperatur und Luftfeuchtigkeit, wo der Körper ist, wo sich der virus befindet sich im Körper, wie viel virus ist es, wenn die person gestorben ist, die Bestattung Prozess, und wie tief der Körper begraben würde alle beeinflussen, wie lange der virus im Zusammenhang mit diesem Körper ein Risiko darstellen könnte.
Die gute Nachricht für uns ist, dass im Gegensatz zu Bakterien, die wachsen können, auf Ihre eigenen, Viren werden im inneren lebender Zellen zu replizieren. Also, wenn der Körper stirbt, das virus kann nicht replizieren nicht mehr; es ist nur eine Frage, wie lange wird es dauern, bis alle den virus, ist es nicht mehr ansteckend sein. Aber das ist nicht, wie das Ende des ersten Avengers-Film. Sie nicht, einen Schalter umzulegen, und sofort alle die gesichtslosen Außerirdischen Invasoren fallen über die Toten. Sie haben, um zu gehen und snuff out jeweils. Wie lange das dauert, hängt davon ab, wie groß die alien-horde ist, wo Sie sind und wie viel Rüstung Sie haben. Jedoch, in dieser Analogie, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und enzymatische Säfte stehen in für die Avengers.
TA: Haben Viren nicht besser, wenn es heiß oder kalt? Mögen Sie Feuchte Umgebungen oder trockenen?
Koci: Für den größten Teil der kälteren Dinge sind, desto mehr Viren bleiben aktiv (d.h. in der Lage zu infizieren Sie); und die wärmeren Sachen sind, desto schneller verlieren Sie die ansteckungsgefahr. Wenn wir die Arbeit mit Viren im Labor, es sei denn, wir sind, Zellen zu infizieren oder Tiere (das wäre bei 37 C/98.6 F) wir versuchen, und halten die Dinge kalt. Für Kurzfristige Lagerung (wenige Tage) wir halten das virus in den Kühlschrank (4C/40F). Für eine langfristige Lagerung (Wochen, Monate, Jahre) wir halten das virus in einem ultra-kalten Gefrierschrank (-80C/-112F).
Für feucht versus trocken-Umgebungen, für die meisten Viren, vor allem, umhüllte-Viren, trockenen Umgebungen führen zu schnellerer Geschwindigkeit der Inaktivierung. In beiden Fällen, im Allgemeinen, nicht-umhüllte Viren vertragen höhere Temperaturen und geringere Luftfeuchtigkeit als behüllte Viren, aber es ist wirklich das Austrocknen Teil, die hart auf behüllte Viren. Wie empfindlich Sie sind, auf die Temperatur bezogen ist, wie feucht die Umgebung ist. Aber die Luftfeuchtigkeit ist so viel schwieriger zu Messen und zu Steuern, für die, im Vergleich zu der Temperatur, so haben wir viel mehr Daten darüber, wie Viren behandeln Temperatur und nicht viel über die Luftfeuchtigkeit.
Was ist mit COVID-19?
TA: Sie haben bereits erwähnt, dass SARS-CoV-2—das virus, das bewirkt, dass COVID-19—ist ein Umschlag virus. Wir wissen, wie lange SARS-CoV-2 könnte lebensfähig bleiben in einem Toten Körper?
Koci: ich habe nicht gesehen, alle Studien, die auf diese speziell auf. Es gibt so wenige Labors auf der ganzen Welt mit der Art des Gebäudes Sicherheitsmaßnahmen für die Arbeit mit diesem virus, und jetzt sind Sie alle konzentriert sich auf die Herstellung von Impfstoffen oder versuchen, Sie zu finden antivirale Medikamente, die funktionieren könnte.
Aber wir können einige Vermutungen basierend auf dem, was wir wissen von anderen Viren. Eine Menge von dem, was wir wissen über das virus überleben im Körper kommt aus der Nahrung der Tiere. Das auftreten der wichtigsten Krankheiten bei Geflügel oder Vieh kann verursachen massive wirtschaftliche Schäden, so dass eine Menge Forschung geht in die Verwaltung dieser Ereignisse. Ein großer Teil dieser Forschung ist, dass wir nicht die Ausbreitung der Krankheit etwa durch einen Unfall, wie wir die Reinigung Farmen und Beseitigung von Tierkörpern.
In Studien schauen, wie die Vogelgrippe (avian influenza virus, eine enveloped virus) überlebt Huhn Tierkörper, 90% der Viren inaktiviert wurde in etwa 15 Tage, wenn die Karkasse wurde bei Raumtemperatur stehen gelassen. Aber wenn die Karkasse wurde abgehalten, bei Kühlschrank-Temperaturen (4C/40F), das virus, dauerte 4.5 mal mehr—das ist mehr als zwei Monate. Die 15-Tages-Zeitraum bei Raumtemperatur wurde nach tests suchen, das virus in der Muskulatur. Die 90% Inaktivierung Zeitrahmen wurde um 10 Tage in den Federn und war weniger als einen Tag in der Leber, bei Raumtemperatur.
Diese unterschiedlichen Zeitpunkten in verschiedenen Geweben zu erwarten. Wie der Körper zerfällt nach dem Tod, die Zellen der verschiedenen Gewebe auseinander fallen und die Verdauungs-Enzyme in diesen Zellen austreten. Da die Leber die Aufgabe, unter anderem filtration und Entgiftung es hat viel mehr Enzyme als andere Gewebe. Also, wenn die Leber-Zellen, die den Bruch, die diese Enzyme können am Ende kauen bis das virus. Die Federn auf der anderen Seite sind weitgehend wie Haare. Es sind keine Zellen, auseinander zu fallen, und daher keine Enzyme freigesetzt, aber da Sie extern sind Sie anfälliger für Austrocknung im Laufe der Zeit—und Austrocknen ist in der Regel schlecht für behüllte Viren. Muskel, obwohl, hat relativ weniger Enzyme als die Leber, ist aber immer noch die internen, die hilft, halten das virus bei konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit für eine längere Zeit.
Es ist auch wichtig, daran zu erinnern, dass, während 90% klingt viel, Sie haben im Auge zu behalten, dass Viren, die eine Menge von Kopien von sich selbst. Es ist nicht ungewöhnlich für Viren, um Milliarden, wenn nicht Billionen von Kopien. Also, wenn es dauert 15 Tage bei Raumtemperatur für 90% der Viren werden inaktiviert, und Sie haben von 1.000.000 Viren gibt, könnte es so lange dauern als 105 Tage, bevor alle das virus verschwunden ist. In der Realität, ist es möglicherweise nicht lange, weil die Inaktivierung ist nicht perfekt linear über die Zeit, und der Körper sitzt es Mikroben beginnen sich zu zersetzen den Körper und erzeugen Hitze, die Dinge beschleunigen wird, aber Sie bekommen die Idee. Es ist mehr als nur eine Woche oder zwei.
Den Nachweis eines Virus
TA: Wie lange würde es möglich sein zu erkennen ob ein virus in einem Toten Körper, unabhängig davon, ob es sich stellt ein Gesundheitsrisiko? Zum Beispiel, würden wir in der Lage, zu prüfen, Tierische oder menschliche überreste in 10 Jahren, um eine bessere Schätzung der Auswirkungen der COVID-19?
Koci: Dies ist die große Frage-und eine wichtige Unterscheidung, da die meisten Daten haben wir über SARS-Cov-2 überleben ist tatsächlich aus einem Labor-test, den sogenannten reverse-Transkriptase-polymerase-Kettenreaktion, oder RT-PCR für die kurze. Dieses Labor-test erkennt das Vorhandensein des virus-Genoms. Genome wird es, ob das virus noch infizieren oder nicht. Diese Art von test ist sehr viel empfindlicher als die tests zum Nachweis infektiösen virus. Wenn Sie schon getestet wurden, oder Sie haben gesehen, Videos von Leuten, die nasale Tupfer mit 4-Fuß-langen Q-tip, dass Wattestäbchen sammelt Proben für die RT-PCR-test.
Die RT-PCR-test sagt uns, ob das virus da ist. Zu Beginn Ihrer Infektion und während der Zeit, die Sie fühle mich schrecklich, ist die Annahme (und es ist eine wirklich sichere Annahme, dass, wenn man RT-PCR positiv sind Sie infiziert und Sie sind sehr wahrscheinlich ansteckend auf andere. Irgendwann, nachdem Sie wiederherstellen, Sie sind immer noch RT-PCR positiv für das virus, aber Sie könnten eigentlich nicht mehr ansteckend sein. Das ist, weil einige Teile des virus, die nicht erkannt wird kann nur sein, virus Granatsplitter aus dem Krieg zwischen Ihrem Immunsystem und dem virus.
Wir haben noch keine SARS-Cov-2-Daten noch, wenn es sich um Leichen, aber wir schauen uns Beispiele aus anderen Viren wieder. In der Regel, wenn infektiöses virus gefunden wird, für Tage bis Wochen, das Genom des virus nachgewiesen werden können, die für Monate bis Jahre. Eine Studie schauen, wie lange das Ebola-virus könnte überleben nach dem Tod erkennen konnte infektiöses virus 10 Tage post mortem, aber immer noch festgestellt, das virus-Genom 10 Wochen später.
TA: Können wir identifizieren Viren bleibt von Jahrzehnten oder Jahrhunderten, basierend auf persönlichen DNA oder RNA (im Gegensatz zur Erstellung einer Diagnose auf der Grundlage von körperlichen Symptomen)?
Koci: So, die kurze Antwort ist ja. Der älteste virus weiß ich, wir konnten wirklich erkennen, wurde in einem 7.000 Jahre alten zahn von dem, was ist jetzt die Mitte Deutschlands. Die Forscher waren in der Lage zu erkennen und Sequenz des gesamten Genoms des hepatitis B-virus oder HBV -, in dieser alten zahn. HBV ist ein DNA-Genom anstelle eines RNA-Genom (coronavirus, influenza-virus und das Ebola-virus besitzen RNA-Genome).
Also nur eine kurze beiseite. Strukturell, Viren kommen in zwei Geschmacksrichtungen: behüllte und-capsid-wie wir oben diskutiert. Die andere große Sparte unter den Viren ist es, was Ihr Genom besteht aus: RNA oder DNA. Als ein Molekül der DNA ist wesentlich stabiler in der Umwelt und kann anscheinend überleben in einem zahn seit tausenden von Jahren. Es ist unwahrscheinlich, dass wir in der Lage wären zu erkennen, die RNA-Viren, die weit zurück, aber je nachdem, was passiert ist, um den Körper des Menschen, wenn Sie gestorben sind, vielleicht.
Wenn die person wurde einbalsamiert, eingefroren oder wenn Gewebe wurden gesammelt, auf eine Autopsie, die wir verwenden könnten, diese zu erkennen oder gar zu diagnostizieren Viren. In der Tat, die Menschen haben das schon getan.
Die Letzte große Pandemie die influenza-Pandemie von 1918—kam zu einem Zeitpunkt, noch bevor wir wussten Viren waren eine Sache. Es war nicht bis in die 1930er Jahre, dass wir herausgefunden, was die Viren waren, aber dann, dass bestimmte virus war verschwunden. Da wir nicht wissen, was es war an der Zeit, die Proben waren nicht gesammelt oder gespeichert in einer Weise, dass Sie von jeder späteren Verwendung. So, seit Jahrzehnten waren wir Links, darüber zu spekulieren, was vielleicht so Verschieden über das virus von 1918 die Stämme von Grippe, die kam, nachdem es. Das war bis in die späten 1990er Jahre, als Jeffery K. Taubenberger und ein team des Armed Forces Institute of Pathology beschlossen zu gehen durch das Gewebe Archiv und finden Sie konservierten Gewebeproben von Soldaten, die starben an Lungenentzündung-ähnliche Symptome während der Pandemie. Taubenberger und seine Kollegen entwickelten Methoden für die Extraktion von RNA aus diesen Gewebeproben (etwas, das Menschen nicht denken möglich war, zu der Zeit) und waren in der Lage zu ziehen aus kleinen bits und Stücke des influenza-virus-Genom. Über mehrere Jahre waren Sie in der Lage um Stück zusammen die gesamten Genoms der 1918 influenza-virus—und Sie verwendet, um zu auferstehen dieses ausgestorbenen virus.
Warum Sie Wiederbeleben, Monster
TA: Time-out, noch einmal: warum haben Taubenberger wollen wieder zu beleben, die 1918 Grippe?
Koci: Ja, ich weiß, dass die meisten Menschen die Reaktion bevor Sie auch nur beginnen, zu zitieren, Dr. Ian Malcolm aus „Jurassic Park“. Bis COVID-19 kam, hatten die meisten Menschen schon erwarten, dass die nächste Pandemie wäre ein weiteres influenza-virus. Blick zurück durch die Geschichte, wir hatten eine influenza-Pandemie, die etwa alle 30 Jahre oder so. Jeder kennt die großen in 1918, und wir sind uns ziemlich sicher, kam im Jahre 1890, aber wir hatten auch die asiatische Grippe in 1957-58 und die Hongkong-Grippe in 1968-69. So in den späten 1990er Jahren, die meisten Virologen waren bereits die Klammer für die nächste Grippe-Pandemie. Wir hatten überwachungssysteme und-Impfstoffen, so dass wir davon ausgegangen waren wir besser vorbereitet, aber der 1918-Pandemie war so viel schlimmer als alle anderen da und wir wussten nicht warum. Es wurden viele Ideen darüber, warum es schlechter wurde, aber keine Möglichkeit zu wissen, ob diese Ideen richtig waren, weil wir nicht haben, das virus im Labor erforschen.
Dann 1997 wurde das H5N1-Vogelgrippe aufgetaucht. Und während es war verheerend, zu Geflügel, es war auch in der Lage, infizieren und töten Menschen. Wir hatten noch nie ein Grippe-virus, direkt von Vögeln auf den Menschen vor. Könnte das gewesen, wie 1918 begann? Könnte es sein, Hinweise in der 1918 virus, der würde sagen Sie uns, was Sie suchen in neue Stämme von Grippe, die uns frühzeitig warnen vor einer neuen Pandemie-Stamm?
Also das 1918 virus ist auferstanden, um zu versuchen und zu verstehen, was gemacht, dass die Pandemie schlimmer als andere in der Hoffnung, uns helfen, besser vorbereitet sein für den nächsten.
TA: Also, was hat er erfahren? War es etwas besonderes, dass virus?
Koci: Diese Arbeit dauerte etwa acht Jahren-und ein team besteht aus mindestens drei verschiedenen Einrichtungen. Und von allen, die Zeit und Mühe, die größte Lektion, die wir gelernt haben, war, dass Mutter Natur nicht geben wird, seine Geheimnisse so einfach. Die Hoffnung war, dass es würde einige blinkende rote Licht Schreien „look at me!“ zu erklären, warum das 1918 virus war so tödlich. Aber die eigentliche Antwort ist komplizierter als das. Gibt es nicht eine Reihe von Ereignissen oder änderungen, die möglicherweise Anlass geben, eine neue Pandemie-Stamm; es ist die Sammlung von verschiedenen Veränderungen, die gemeinsam in die richtige (oder falsche) mischen.
Aber wir haben noch eine Menge gelernt, und einige dieser Lektionen scheinen wie diejenigen, die wir neu lernen. Der virus kam von Vögeln, aber es verbrachte Zeit weiterentwickelt, um den Menschen infizieren sich in ein anderes Tier. Was das intermediate host war oder wie lange es dauerte, bis es könnten Menschen infizieren und von Mensch zu Mensch verbreitet, wissen wir nicht, aber es war deutlich genug von anderen Viren, die unser Immunsystem nicht vorbereitet ist.
Wir haben gelernt, dass Veränderungen in der protein -, dass die Grippe nutzt, um sich in unseren Zellen (HA-protein) gearbeitet, anders als die meisten anderen influenza-Viren, und wenn wir verschoben, die gen in die saisonale Grippe-Stämme, Sie bekam mehr virulent. Wenn wir jedoch ersetzt der 1918 virus HA-gen mit dem HA von der saisonalen Grippe und der linken alle anderen 1918 Gene die gleichen, 1918 war ebenso virulent egal, welche HA-gen hatte. Also das HA-gen spielt eine Rolle, sondern auch alle anderen Gene auch.
Letztlich auch die Lektion gelernt, oder vielmehr ich denke, die Lektion, die wir lernen sollen zu lernen, war: nicht so reaktionär sein. Stoppen und warten, für die Natur, spucken Sie sich eine neue Sorte und dann hetzen, um einen Impfstoff zu. Wir haben gelernt, wir brauchen wirklich eine Universelle Grippe-Impfstoff, ein Impfstoff, der Schutz für alle Stämme der Grippe, egal, was die Natur entscheidet, bei uns werfen. Wir haben auch gelernt, wir brauchen mehr Waffen als nur die Impfungen. Wir brauchen mehrere antivirale Wirkstoffe, mit dem Ziel entwickelt, alle der verschiedenen Teile von Viren. Und nicht nur influenza-virus, sondern jeder virus, den wir denken, vielleicht haben Pandemie-Potenzial.
Wir haben Fortschritte gemacht auf diese Lektionen. Es ist immer noch nicht eine Universelle Grippe-Impfstoff auf dem Markt noch, aber es gibt mehrere in den letzten Stadien der Prüfung, die klingen vielversprechend. Außerdem haben wir ein paar antivirale Medikamente, die heute als wir vor 20 Jahren, aber eindeutig nicht genug, um bereit für die nächste Pandemie, der Pandemie.
TA: gibt es etwas, insbesondere, die Sie denken, ist erwähnenswert, für ein Allgemeines Publikum aus dem breiteren Feld der Forschung in historische Viren?
Koci: die Natur hat uns eine faire Warnung etwas kam. H5N1, SARS, H1N1, und MERS wurden alle warn-Schüsse. Eine Menge Leute haben schon Klingeln die Alarmglocken schon seit Jahren, aber Pandemievorsorge ist eine harte verkaufen. Wenn es funktioniert, passiert nichts und es sieht aus wie Sie verschwendet Geld.
Die Tatsache, dass H5N1, SARS und MERS nie auszog um die Welt war eine Mischung aus Glück und die große Reaktionsfähigkeit von internationalen, nationalen und staatlichen Agenturen. H1N1 haben, nehmen aus der ganzen Welt, aber es stellte sich heraus, nicht so böse, wie wir befürchteten. Das war Glück, aber es ist auch erwähnenswert, dass Investitionen, die von der George W. Bush-administration in die föderalen Agenturen, die Unterstützung der Impfstoff-Forschung (wie BARDA) und rapid Grippe-Impfstoffe und der Impfstoff-Anlage hier in Holly Springs hatte uns eine H1N1-Impfstoff in Rekordzeit.
Die Lektionen, die wir lernen heute von COVID-19 baut auf den Lektionen, die wir gelernt aus der 1918 influenza. Wir sind nicht der apex predator-wir denken, wir sind. Ein Organismus 750 mal kleiner als die Breite eines menschlichen Haares kann sich verheerend auf uns, um Rivalen die meisten Kriege, und alle paar Generationen die Natur Versionen einer dieser nur um uns daran zu erinnern, wer der boss ist.