Pohľad na rastúcu hrozbu vírusu opičích kiahní

V článku publikovanom v časopise Nature Microbiology Bernard Moss z Laboratória vírusových chorôb Národného inštitútu pre alergie a infekčné choroby sumarizuje a diskutuje o dostupných vedeckých poznatkoch o víruse MPX, pôvodcovi zoonotického ochorenia kiahní (predtým známych ako „opičie kiahne“). Vzhľadom na jeho náhly a alarmujúci globálny nárast prevalencie (z 38 hlásených prípadov v rokoch 1970 – 1979 na viac ako 91 000 prípadov v rokoch 2022 – 2023) a prvú hlásenú dokumentáciu o sexuálnom prenose (predovšetkým medzi mužmi, ktorí majú sex s mužmi [MSM]), je toto ochorenie teraz zahrnuté do Správy Svetovej zdravotníckej organizácie (WHO) o vonkajšej situácii č. 30, ktorá zdôrazňuje potrebu lepšieho pochopenia vírusu v boji proti novým prípadom.

Táto prehľadová štúdia skúma biológiu a genetiku MPXV, jeho epidemiológiu, potenciálne živočíšne rezervoáre, funkčnú genetiku a potenciál využitia zvieracích modelov vo výskume na obmedzenie šírenia ochorenia. Článok zdôrazňuje nedostatok súčasných vedeckých poznatkov v tejto oblasti a potrebu ďalšieho výskumu na objasnenie mechanizmov interakcie ochorenia s ľuďmi, so zameraním na interpretáciu mechanizmov účinku troch známych typov MPXV (1, 2a a 2b).

Čo je MPXV a prečo sa lekári obávajú tohto stavu?

Vírus opičích kiahní (MPXV) je zoonotický pôvodca ochorenia z čeľade poxvírusov, patriaci do rodu Orthopoxvirus (podčeľaď Chordopoxvirinae). Je blízko príbuzný s vírusom variola (VARV, pôvodca kiahní), vírusom kravských kiahní (CPXV) a vírusom ektomélie (ECTV, pôvodca myšieho kiahne u hlodavcov). MPXV bol prvýkrát izolovaný a opísaný u makakov cynomolgus chovaných v zajatí v roku 1958 a ľudské infekcie boli identifikované v strednej a západnej Afrike začiatkom 70. rokov 20. storočia.

Hoci nie sú klinicky také virulentné ako dnes už eradikované kiahne, sú známe svojimi príznakmi, ako sú erytematózne kožné lézie, vysoká horúčka, vezikulopustulárne erupcie a lymfadenopatia. Úmrtnosť na toto ochorenie sa údajne pohybuje od <3,6 % (západná Afrika) do ~10,6 % (stredná Afrika). Alarmujúce je, že počet hlásených prípadov kiahní dramaticky vzrástol, z 38 prípadov v rokoch 1970 – 1979 na viac ako 91 000 prípadov v rokoch 2022 – 2023. Predtým sa ochorenie vyskytovalo len v strednej a západnej Afrike, teraz je však identifikované v Spojenom kráľovstve, Izraeli, Spojených štátoch, Singapure a (k novembru 2023) v 111 krajinách sveta.

Rastúca globálna prevalencia, detekcia prenosu z človeka na človeka a rastúca globálna úmrtnosť (167 potvrdených úmrtí medzi rokmi 2022 – 2023) viedli Svetovú zdravotnícku organizáciu (WHO) k vyhláseniu MPXV za „núdzový stav verejného zdravia medzinárodného významu“ a k jeho zaradeniu do Správy o vonkajšej situácii č. 30. Napriek dlhej histórii ochorenia je výskum MPXV, žiaľ, stále nedostatočný. Cieľom tejto recenzie je syntetizovať, zhromaždiť a diskutovať o dostupnej vedeckej literatúre o epidemiológii troch známych klasov MPXV s cieľom poskytnúť lekárom a tvorcom politík informácie potrebné na obmedzenie šírenia ochorenia a potenciálne dosiahnutie eradikácie podobnej ako pri kiahňach.

Biológia, genetika a funkčná genetika MPXV

Rovnako ako všetky ostatné vírusy kiahní, aj MPXV je veľký dvojvláknový DNA vírus, ktorý využíva cytoplazmu svojich (zvyčajne cicavčích) hostiteľských buniek na prežitie a replikáciu. Vzhľadom na nedostatok štúdií špecifických pre MPXV je veľká časť nášho chápania biológie MPXV založená na pozorovaniach biológie, epidemiológie a funkčnej genetiky vakcinačného vírusu (VACV). Stručne povedané, vírus sa najprv naviaže na hostiteľskú bunku, fúzuje s bunkovými membránami a potom uvoľní svoje jadro do cytoplazmy bunky. Toto uvoľnenie spúšťa transkripciu vírusových mRNA, ktoré kódujú 1. Enzýmy pre replikáciu vírusového genómu, 2. Intermediárne transkripčné mRNA a 3. Povrchové proteíny pre únik a obranu hostiteľa pred imunitným systémom.

„Rýchlosť vývoja vírusu je určená predovšetkým mierou mutácií. DNA polymeráza, ktorá kontroluje vírus kiahní, má nízku mieru chybovosti a analýzy VARV u ľudí a MPXV u šimpanzov naznačujú 1 × 10⁻⁶ a 2 × 10⁻⁶ nukleotidových substitúcií na miesto za rok. Táto miera je výrazne nižšia ako 0,8–2,38 × 10⁻⁶ a 2 × 10⁻⁶ nukleotidových substitúcií na miesto za rok odhadovaných pre SARS-CoV-223 a vírus chrípky24. Štúdie in vitro naznačujú, že prechodné duplikácie génov (známe ako akordeónový model) môžu predchádzať ďalším mutačným udalostiam v ortopoxvírusoch, čo umožňuje zrýchlenú adaptáciu na antivírusovú obranu hostiteľa.“

Nedávne genetické štúdie ukázali, že predtým predpokladaný jediný kmeň MPXV sa v skutočnosti skladá z troch kladov – kladu 1, ktorý sa vyskytuje prevažne v krajinách strednej Afriky, a kladov 2a a 2b, ktoré sa vyskytujú prevažne v západnej Afrike. Genomické rozdiely medzi kladmi sa pohybujú od 4 do 5 % (klad 1 vs. klady 2a/2b) a ~2 % medzi kladmi 2a a 2b.

„Väčšina rozdielov medzi kladmi sú nesynonymné nukleotidové polymorfizmy a môžu potenciálne ovplyvniť replikáciu alebo interakciu s hostiteľom. Takmer všetky gény v kladoch I, IIa a IIb sa však zdajú byť neporušené, čo naznačuje konzervovaná dĺžka génov interakcie s hostiteľom.“

Štúdie funkčnej genetiky ukázali, že delécie významne znižujú replikáciu vírusu u modelov primátov (NHP), ale táto oblasť vedy je stále v plienkach a predtým, ako sa genetické intervencie budú môcť použiť na boj proti MPXV, je potrebný ďalší výskum.

Epidemiológia a živočíšne rezervoáre

Pred nedávnymi globálnymi prepuknutiami nákazy v rokoch 2018 – 2019 a 2022 – 2023 boli prípady MPOX prevažne obmedzené na strednú a západnú Afriku. Avšak vzhľadom na občianske konflikty v regióne, nedostatok zdravotníckych testovacích zariadení v odľahlých vidieckych oblastiach a chybnú identifikáciu MPOX ako kiahní pred ich eradikáciou sa odhady prevalencie MPOX považujú za podhodnotené.

„Hlásenie prípadov, ktoré je v KDR povinné, ale nebolo potvrdené, vykazovalo vzostupný trend: z 38 v rokoch 1970 – 1979 na 18 788 v rokoch 2010 – 2019 a 6 216 v roku 2020. Od 1. januára do 12. novembra 2023 bolo hlásených 12 569 prípadov. Menej prípadov bolo hlásených v iných krajinách strednej Afriky vrátane Stredoafrickej republiky, Kamerunu, Konga, Gabonu a Južného Sudánu, kde hlásenie nie je povinné. Predpokladá sa, že k primárnej zoonotickej infekcii dochádza lovom, spracovaním alebo konzumáciou voľne žijúcich zvierat v tropických lesoch.“

Zvieracie rezervoáre sa považujú za najbežnejšiu cestu prenosu MPXV, pričom muži, ktorí majú sex s mužmi (MSM), sú druhou najčastejšou cestou. Hoci ázijské opice chované v zajatí boli zdrojom prvého identifikovaného MPXV, štúdie divých opíc nedokázali identifikovať infikované populácie v Ázii. Naproti tomu veľké populácie hlodavcov (zvyčajne stromových), opíc a netopierov infikovaných touto chorobou boli nájdené v nížinách strednej a západnej Afriky. Najvyššia prevalencia bola zistená u hlodavcov rodov Funisciuris a Heliosciuris, ktoré sa považujú za hlavné zoonotické rezervoáre choroby.

Napriek tomu, že od objavenia MPXV uplynulo niekoľko desaťročí, naše znalosti o chorobe a jej vírusových mechanizmoch zostávajú žalostne nedostatočné. Budúci výskum biológie MPXV, najmä jeho úniku s imunitným systémom hostiteľa a interakcií, by pomohol obmedziť jeho prenos, najmä v Afrike.

„Ak chceme lepšie zvládať alebo dokonca predchádzať budúcim prepuknutiam MPXV, je nevyhnutné spravodlivejšie rozdelenie vakcín a liečiv, lepšie pochopenie epidemiológie MPXV, identifikácia živočíšnych rezervoárov MPXV, ktoré môžu prenášať MPXV na ľudí, a lepšie pochopenie prenosu z človeka na človeka.“