מעגל החיים של נגיף הקורונה

נגיף קורונה החדש, SARS-CoV-2, התפרץ לראשונה בסין, והתפשט בינתיים  בכל רחבי העולם, כולל ישראל. ארגון הבריאות העולמי (WHO) הכריז על המחלה שלה הוא גורם, COVID-19, כפנדמיה - מגיפה כלל עולמית, לראשונה מאז פנדמית שפעת החזירים ב-2009. מספר החולים והמתים עולה בכל יום. אז מיהו הנגיף הזה, מאיפה הוא הגיע, ומה מאפשר לו להדביק אנשים רבים כל כך? 

נגיף הקורונה החדש נקרא כך כדי להבדיל אותו מנגיפים אחרים באותה משפחה. ידוע כי לפחות שישה סוגים אחרים ממשפחת נגיף הקורונה מדביקים בני אדם: חלקם גורמים להצטננות קלה יחסית ושניים גורמים להתפרצויות זיהומיות קשות: סארס ו- MERS. 

סארס הוכרה לראשונה כזן בולט של נגיף הקורונה בשנת 2003, כאשר הזיהומים הראשונים אותרו במחוז גואנגדונג בסין. מקור הנגיף מעולם לא היה ברור. ייתכן שהוא התפתח לראשונה אצל עטלפים, אך משם התפשט לבעלי חיים נוספים, וככל הנראה עבר לבני אדם מהזבד, בעל חיים קטן דמוי נמיה, בשנת 2002. הנגיף הפך אז למגיפה וגרם ליותר מ- 8,000 זיהומים של מחלה דמויית שפעת ב-26 מדינות, עם קרוב ל-800 מקרי מוות.

MERS זוהתה לראשונה בסעודיה בשנת 2012. החולים הראו תסמינים של חום, שיעול, קוצר נשימה ולעיתים בעיות במערכת העיכול. גם במקרה זה מסלול העברת הנגיף מבעלי חיים לבני אדם אינו ברור, אף כי עדויות מצביעות על גמלים כמארח העיקרי של הנגיף ולכן כמקור פוטנציאלי לזיהום. ארגון הבריאות העולמי זיהה כ-2,500 מקרי זיהום ב-27 מדינות, וכתוצאה מכך כמעט 860 מקרי מוות.

גמלים עשויים היו להיות המקור ל-MERS. מדען לוקח דגימת דם מגמל | CDC, SPL

ומה עם נגיף הקורונה החדש? ה-SARS-CoV-2 חולק כ-80 אחוזים ההגנום שלו עם זה של נגיף הסארס, והוא זהה בכ-96 אחוזים לנגיף הקורונה המצוי בעטלפים, ונקרא  BatCoV RaTG13. ייתכן שעטלפים העבירו את הנגיף לבני האדם, אך בין שני הנגיפים ישנם הבדלים גדולים באזורים בגנום הקריטיים ליכולת ההדבקה. הדבר מרמז כי נגיף העטלף הספציפי הזה כנראה לא הדביק ישירות בני אדם, אלא העביר אותו לבני אדם דרך מארח ביניים, אומרים חוקרים.

נכון לעכשיו אין בידינו חיסון הנותן הגנה רחבה וספציפית מפני זיהום מהנגיף. עם זאת, מספר שלבים במחזור החיים של הנגיף הם יעדים מבטיחים להתערבות טיפולית. 

כתר לראשו

נגיף הקורונה נקרא על שם חלבוני ה-Spike, דמויי הכתר, או בלטינית קורונה, הבולטים מעל פני השטח שלו. מדובר בחלבון קריטי לפעילות הנגיף, המשמש אותו לחדור לתא שהוא פולש אליו. באמצעות שינויים במבנה החלבון, הנגיף מסתיר או חושף אזורים הנקשרים לתא שאליו הוא חודר, ובכך מתאים את עצמו להדבקה של תאים שונים. יכולתם של נגיפי הקורונה להסתגל למינים חדשים ולהתחמק ממערכת החיסון מיוחסת לחלבון Spike הנגיפי.

נקרא על שם חלבונים שמעניקים לו מראה של כתר. אילוסטרציה של נגיף הקורונה | KTSDesign, SPL

חדירה לתא פגיע

הנגיף נכנס לגוף דרך האף, הפה והעיניים, ובעזרת חלבון ה-Spike, או חלבון S, מתחבר לתאים בדרכי הנשימה המייצרים חלבון הנקרא ACE2.  בשבועות האחרונים פיענחו מדענים אמריקנים לראשונה את מבנה בחלבון ברמה האטומית. חלבון  ה-Spike כולל שני רכיבים: S1, המכיל אזור שמזהה ונקשר לקולטן ACE2 שנמצא על פני התא המודבק; ו- S2, המכיל מקטע שעוזר לנגיף להיכנס לתוך התא, על ידי כך שהקרום שעוטף אותו מתאחה עם קרום התא. לאחר  ש-S1 מבצע את פעולתו ונקשר לקולטן ACE2, חלבון ה-Spike נחתך, וכך נחשף אזור ה-S2, הפועל לאיחוי של קרום הנגיף עם קרום התא המודבק.

שחרור חומר גנטי נגיפי

נגיף הקורונה הוא נגיף מסוג RNA. כלומר הגנום שלו מורכב במולקולת RNA, ולא במולקולות DNA, כמו הגנום שלנו ושל כל בעלי החיים, הצמחים וגם החיידקים. כשבוע לאחר שהנגיף תועד לראשונה קבעו חוקרים את רצף ה- RNA שלו. בעוד שהגנום של האדם מורכב מלמעלה משלושה מיליארד "אותיות" או בסיסי DNA, הגנום של הנגיף מכיל פחות מ- 30,000 אותיות גנטיות ומספר קטן של גנים. לאחר שהנגיף נכנס לתוך התא, הוא משחרר קטע של חומר גנטי בצורת RNA.

חלבון S נקשר לקולטן שנמצא על פני התא המודבק. אילוסטרציה של מבנה הקולטן | Ramon Andrade 3Dciencia, SPL

השתלטות עוינת על התא

לאחר שחדר לתא, הנגיף מנצל את מרכיביו ליצירת מפעלי שכפול RNA עבור הנגיף.  התא הנגוע קורא את ה-RNA הנגיפי ומייצר חלבונים לפי ההוראות הכתובות בו. אותם חלבונים ישמשו בהמשך להרכבת עותקים חדשים של הנגיף.

הרכבת עותקי נגיף חדשים

ככל שהזיהום מתקדם, מכונות התא מתחילות לייצר בקצב מהיר עוד ועוד RNA נגיפי וחלבונים נגיפיים, ואלו מורכבים יחדיו ליצירת עותקים שלמים של הנגיף. העותקים החדשים נישאים לשוליים החיצוניים של התא, ויכולים לצאת ממנו במטרה להדביק תאים נוספים.

הפצת הזיהום

השלב האחרון של השכפול הויראלי הוא שחרור עותקי הנגיף החדשים המיוצרים בתא המארח. כל תא נגוע יכול לשחרר מיליוני עותקים של הנגיף לפני שהוא מתפרק לבסוף ומת. נגיפים מסוימים משתחררים כאשר התא המארח מת, ואילו נגיפים אחרים יכולים יכולים להשתחרר דרך קרום התא מבלי להרוג אותו ישירות. לאחר יציאת הנגיפים מהתא הנגוע, הם עשויים להדביק תאים סמוכים ולחזור על מחזור השכפול. שיעול והתעטשות עלולים להפיץ ליחה מלאה נגיפים מדרכי הנשימה על אנשים ומשטחים סמוכים, שם הנגיף יכול להישאר בעל יכולת הדבקה במשך מספר שעות עד מספר ימים. 

שיעול והתעטשות עלולים להפיץ את הנגיפים. אילוסטרציה של נגיפי קורונה משתחררים בהתעטשות | Tim Vernon, SPL

תגובה חיסונית

מחלת ה- COVID-19 גורמת לחום כאשר מערכת החיסון נלחמת כדי לנקות את הנגיף. במקרים חמורים, מערכת החיסון יכולה להגיב באופן מוגבר ולתקוף תאי ריאה. הריאות מתחילות להתמלא בנוזלים ותאים גוססים, המקשים על הנשימה. אחוז קטן של זיהומים יכול להוביל לתסמונת מצוקה נשימתית חריפה, ואף למוות.

חיסון אפשרי

חיסון עתידי יכול לעזור לגוף לייצר נוגדנים הממקדים לנגיף ה- SARS-CoV-2 ולמנוע ממנו להדביק תאים אנושיים, וחוקרים רבים עובדים כעת על פיתוחו. אנטיביוטיקה הורגת חיידקים ואינה פועלת נגד נגיפים, אולם חוקרים בודקים תרופות אנטי-ויראליות שעלולות להפריע לחלבונים נגיפיים ולעצור את הזיהום.

הנגיף עטוף בבועה של מולקולות שומניות, שמתפרקות במגע עם סבון. נכון לעכשיו, הדרך הטובה ביותר להימנע מהידבקות בנגיף הקרונה ובנגיפים אחרים היא לשטוף את הידיים עם סבון, להימנע מלגעת בפנים, לשמור על מרחק מאנשים חולים ולנקות באופן קבוע משטחים המשמשים לעיתים תכופות.