Yeni Tip Koronavirüsler İnsan Sağlığını Nasıl Etkiler?

2019-nCoV isimli Koronavirüsü neden olduğu COVID-19 salgınıyla Çin’in Wuhan (Vuhan) şehrinden çıkarak dünyayı etkisi altına aldı. Tüm dünyanın yakından takip ettiği virüsü ve insan sağlığına olan etkilerini İTÜ Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü Öğretim Üyesi Doç. Dr. Ceren Çıracı Muğan ile konuştuk.

Haber Yayın Tarihi: 25 Şubat 2020

Çin’in Vuhan şehrinde 2019’da başlayan COVID-19 salgını halen devam etmekte. 24 Şubat 2020 itibariyle, Dünyada 80,000’e yakın insana Koronavirüsü bulaşmıştır. Bulaşıcı olma özelliği, etkin bir tedavinin eksikliği ve ölüm oranının yüksek olması, bu sınır tanımayan virüs için karantina gibi önlemlerin alınmasını zorunlu hale getirmiştir. Uluslararası platformda, ülkeler virüsten etkilenmiş bölgelerden seyahatleri sınırlamış ve potansiyel taşıyıcıları belirlemek üzere tarayıcı önlemler almışlardır.

Korona (corona, Latince taç) virüsünü, yayılımını ve alınabilecek önlemleri, bağışıklık sisteminin yabancı ajanlara karşı nasıl yanıt oluşturduğunu anlamak üzere çalışmalar yapan İTÜ Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü öğretim üyemiz Doç. Dr. Ceren Çıracı Muğan’a sorduk.


Koronavirüs ailesini tanımlayabilir misiniz?

Koronavirüsleri zarfı (envelop) olan, pozitif yönlü tek iplikli RNA virüsleridir. İsimleri, şekillerinde öne çıkan “taç” biçimindeki protein çıkıntıları nedeniyle Latince’de taç anlamına gelen ‘corona’ sözcüğünden gelmektedir. Koronavirüsleri geniş bir virüs ailesi olup, kedi, sığır, deve ve yarasa gibi pek çok hayvanda bulaşıcı olabilirler. Hayvanları enfekte eden korona virüsler, nadiren de olsa insanlarda da bulaşıcı olurlar ki, Orta Doğu Solunum Sendromu Koronavirüsü (MERS-CoV) ve Ağır Akut Solunum Yetmezliği Sendromu (SARS-CoV)‘na neden olan virüsler, bunlara örnek olarak verilebilir. 2019’da görülmeye başlanan bu Yeni Koronavirüse 2019-nCoV, neden olduğu hastalığa da COVID-19 denilmiştir.

Koronavirüslerin genomu 26000 ila 32000 harften (bazdan) oluşmakta olup, daha önce keşfedilmiş RNA virüsleri içinde en büyük olanlardandır. 2019-nCoV genomu salgının başlanmasının ardından hızlıca dizilenmiştir. Dizilenme sonuçlarına göre, 2019-nCoV, βeta-Koronavirüs cinsine aittir ve baz seviyesinde %79 oranında SARS-CoV’a ve %51.8 oranında MERS-CoV’a ve %96 oranında yarasayı enfekte edebilen Koronavirüse benzediği saptanmıştır. Laboratuvar koşullarında bir canlıdan alınan hücrenin büyütme kabında (plakasında), insan solunum yolunu saran (epitel) hücrelerle beraber kültür edilen 2019-nCoV, hücrelerde hücre hasarına neden olurken, bu hücrelerin kirpiğe benzeyen yapılarının (sillerinin) yaptığı salınımı durdurmuştur.

COVID-19 hastalığının kaynağı ve yayılımı hakkında neler söylersiniz?

Koronavirüslerin hayvanlarda yaygın olduğu bilinmektedir ve bu virüslerin hayvandan insana geçmesine “yayılma” yani “spillover” denilmektedir. Bu yayılmanın nedeni virüs kalıtım materyalinde (genomunda) meydana gelen yeni eklemeler (mutasyonlar, baz değişiklikleri, delesyonlar) ile insanlar ve hayvanlar arasında artan temaslardır. On binlerce COVID-19 vakasında enfeksiyonun insandan insana olduğu ve bu yayılımın Vuhan’dan seyahat eden insanlar ile ilişkili olduğu Çin sağlık görevlileri tarafından rapor edilmiştir. Amerika’da enfekte olan bireylerden elde edilen örneklerde, Koronavirüs genomu dizilendiğinde, bu dizilenmenin Çin’de en başında açıklanan dizilenmeye benzerliği nedeniyle, bu yayılımın Çin’in dışında uluslararası konumlara, hatta Amerika’ya da sıçradığı gösterilmiştir. Dizilenmedeki benzerlik, kaynağın tek bir hayvan rezervuarından olduğunu işaret etmektedir. Enfekte olan bireylerin deniz ürünleri ve canlı hayvan satan pazarlarla ilişkili olması, bu virüsün hayvandan insana yayıldığını göstermektedir. Daha sonraki vakalarda bu pazarlarla ilişkisi olmayan bireylerin de olması ise yayılımın insandan insana da olduğunu ortaya koymaktadır.

Virüslerin bir hücreye girebilmeleri için konak hücrenin uygun bir reseptör taşıması gerekmektedir. 2019-nCoV’in hücre içine girebilmesi için membrana bağlı anjiotensin-dönüştürme enzimine (angiotensin-converting enzyme/ACE2) ihtiyaç duyduğu açıklanmıştır. Bu özelllikle akciğeri saran (epitel) hücrelerin yüzeyinde bulunan bir proteindir. ACE2, renin-anjiotensin sistemde (renin–angiotensin system/RAS) rol oynamaktadır. RAS, kan ve sıvı basıncı, elektrolit dengesini düzenleyen bir hormon sistemidir. Hayvanlarda yapılan çalışmalarda RAS inhibitörlerinin ağır akut solunum yetmezliği ve zatürre belirtilerini etkin şekilde azalttığı gözlemlenmiştir. İlginç bir şekilde, 2019-nCoV’in AEC2’ye bağlanması ACE2’yi tüketmiş ve RAS sistemine zarar vermiştir ki, bu da ağır akut zatürrenin şiddetlenmesine neden olmuştur. Bu verilere dayanarak, ACEI ve AT1R engelleyicilerinin bazı zatürre hastalarında, kan basıncının kontrol altında tutulduğu durumlarda, akciğer enfeksiyonunu ve ölüm oranını azaltabileceği öne sürülmüştür.

Her ne kadar enfekte olmuş yüzey ve objelerde yayılım yolu enfekte olmak için ana yol olmasa da virüs partikülleri bulaşmış yüzey ve eşyalara dokunan bireyler elleriyle ağız, burun hatta gözlerine dokunduğunda enfeksiyon mümkün olabilir.

COVID-19 hastalığının teşhisi hakkında neler biliyoruz? Bu tür virüslerle mücadele etmede kullanılan tedavi yöntemleri nelerdir?

2019-nCoV üzerinde devam etmekte olan araştırmalar, yeni tanı metotlarının geliştirilmesine ivme kazandırmaktadır; gerçek zamanlı RT-PCR’a dayalı test kiti COVID-19 için hâlihazırda kullanılmaktadır. Amerika’da bulunan Hastalık Kontrol Merkezi (CDC) yeni bir laboratuvar kiti geliştirmiş olup, bu kit “Novel Coronavirus COVID-19 Real-Time Reverse Transcriptase (RT)-PCR Diagnostic Panel” olarak adlandırılmakta ve gerçek zamanlı ters yönde kopyalama yapan bir polimeraz zincir tepkimesi gerçekleştirmektedir. Bu kitin kullanımı için tavsiye edilen cihaz ise “Applied Biosystems 7500 Fast DX Real-Time (Gerçek Zamanlı) PCR Instrument (Cihazı)” olup, kullanılması tavsiye edilen program “SDS 1.4 yazılımı”dır. Test, CDC’nin belirlediği kriterlere uyan bireylerin üst ve alt solunum yollarından alınan örneklerle mümkün olmaktadır. Bu kitin kullanımı Amerika’da kalitesi onaylanmış laboratuvarca yapılırken, artık Dünya Sağlık Örgütü (WHO) ve Küresel Influenza Gözetim Yanıt Sistemi (Global Influenza Surveillance Response System; GISRS) gibi kalitesi onaylı uluslararası laboratuvarlar da bu kiti kullanabilmektedir. 2019-nCoV RNA’sı, kanda, dışkıda, üst ve alt solunum yolu örneklerinde, solunum yolu sıvısında saptanmış ancak akciğer dışındaki (extrapulmonary) örneklerde henüz bulunduğu rapor edilmemiştir.

Elde bulunan dataların analizlerine ek olarak, Pekin Üniversitesi Mikrobiyoloji Bölümü’nden Wei Ji ve Hindistan Delhi Teknoloji Enstitüsü Kusuma Biyoloji Bilimleri Okulu’ndan Prashhant Pradhan ile birlikte çalıştıkları diğer araştırmacılar tarafından yayınlanan 2 makaleye göre yılanlar 2019-nCoV için ortanca (ara) konaktır ve taca benzeyen protein çıkıntıları HIV ile benzerlik göstermektedir. Oysa ki, Michigan Üniversitesi’ndan Chengxin Zhang ve birlikte çalıştığı bilim insanlarının daha geniş ölçekte ve güncel biyobilişim yaklaşımları kullanarak yeniden analiz yaptığı çalışmada, ortanca konağın yılanlardan ziyade, kuş ve memeli olduğunu, taca benzeyen protein çıkıntıların ise yarasa Koronavirüsünden evrildiği rapor edilmiştir. Bunun üzerine, Prashant Pradhan ve ekibi makalelerini geri çekmiştir.

Günümüzde 2019-nCoV’in neden olduğu COVID-19 hastalığının tedavisi için Amerikan Gıda ve İlaç Dairesi (FDA)’nin onayladığı virüse karşı (antiviral) bir ilaç bulunmamaktadır. Bu tür virüslerle savaşmak aşı açısından kolay olmayabilir, virüs yüzeyindeki reseptöre bağlı proteine karşı antikor ürettirilebilir. Fakat virüs mutasyona uğradığında o antikor etkisiz hale gelebilir. Bu yüzden, insan Koronavirüs enfeksiyonlarının tedavisi için, COVID-19 hastalığına karşı yoğunlaşan araştırmaların, uygun tedavi yöntemleri bulması elzemdir. Ciddi durumlarda, ağır seyreden vakalarda hayati organların fonksiyonlarının desteklenmesine yönelik tedaviler esas alınmaktadır. Kendisine bulaştığından şüphe eden bireylerin ivedilikle ilgili sağlık birimine müracaat etmesi gerekmektedir.

Resmi kaynaklara göre 2600’ün üzerinde ölüm var. COVID-19 daha ciddi sorunlara yol açacak mı?

COVID-19 hastalığı henüz tam anlamıyla anlaşılabilmiş değildir. Orta şiddetten-ağır şiddete hatta virüsün sebep olduğu kan zehirlenmesinden kaynaklı (septik) şok ve başka nedenlerle ölümle bile sonuçlanan vakalar mevcuttur. Ancak belirti göstermeyen COVID-19 hastalarının da olduğu bilinmektedir. Eldeki COVID-19 hastalığı verilerine istinaden, kronik rahatsızlığı olan ve/veya bağışıklık sistemi baskılanmış bireylerin daha büyük risk altında olduğu açıktır ve bildiğimiz risk faktörleri oldukça sınırlıdır. 2019-nCoV RNA’sı, tıpkı MERS-CoV ve SARS-CoV gibi üst ve alt solunum yolunda birkaç haftaya kadar saptanabilmektedir. Ancak RNA’nın bulunması enfeksiyon olduğuna dair bir delil değildir. Benzer virüs (MERS-CoV, SARS-CoV) verilerine göre, 2019-nCoV ile enfekte olmak için gereken süre 2 ile 14 gün arasında değişmektedir.

Ayrıca, konak ve virüs arasında bir ilişki var. Bu mücadeleyi bağışıklık sistemi iyi olanlar kazanıyor, eğer değilse de kaybediyorlar. Hastalığa yakalananlar arasında ölüm oranı ortalama %2, erkeklerde %2.8 ile daha tehlikeli oranda. Kadılarda ise bu ölüm oranı %1.7. Şöyle bir durum var, zaten bu hastalığın ağır olduğu vakalar hastanelere gidiyor ve onlar için %98 oranında yaşama şansı var. Burada bağışıklık sisteminin çok önemli bir rolü olduğunu ve güçlendirilmesi gerektiğini düşünüyorum.

Koronavirüsüyle enfekte olan bireylerde 2 ile 14 gün arasında ateş, öksürük ve nefes darlığı gibi belirtiler ortaya çıkıyor. COVID-19 hastalığına yakalanmamak için tavsiyeleriniz nelerdir?

Dünya Sağlık Örgütü (WHO), T.C. Sağlık Bakanlığı Halk Sağlığı Genel Müdürlüğü ve Çin Halk Cumhuriyeti Ulusal Sağlık Komisyonu’na (NHCofPRC) göre korunmak için şu hususlara dikkat etmek son derece önemlidir:

• Doğru ve bilinçli maske kullanımı,
• Özellikle belirtileri taşıyan bireylerin maske takmaları ve kalabalık mekanlara gitmemeleri,
• Hapşırırken ve öksürürken bir mendille ağızın kapatılması, mendilimiz yoksa kolumuzla ağzımızı kapatmalı ve bunun için ellerin direk olarak kullanılmaması,
• En az 20 saniye olacak şekilde ve sıklıkla ellerin su ve sabunla yıkanması, eve gelindiğinde, çöp ile temas edildiğinde, hayvanlara dokunulduğunda ellerin hemen yıkanması,
• Bağışıklık sisteminin güçlendirilmesi ve düzenli egzersiz yapılması ki, düzenli egzersiz enfeksiyonlardan korunmanın en etkin yollarından biridir.
• Bulunduğumuz yerlerde havalandırmanın iyi olması, hastane, tren istasyonları, havaalanı gibi kalabalık yerlerden mümkün olduğunca uzak durulması. Seyahat mecburiyeti varsa maske takılması,
• Belirtileri olanların acilen ilgili sağlık merkezine başvurması,
• Soğuk algınlığı belirtileri gösteren bireylerden uzak durulması,
• Az pişmiş et ve yumurta yenmemesi, vahşi hayvanlar ve çiftlik hayvanlarıyla temas halinde uygun koruyucular kullanılması dikkat edilecek konulardır.

Doç. Dr. Ceren Çıracı Muğan Hakkında

Ankara Üniversitesi Biyoloji Bölümü mezunu olan Doç. Dr. Ceren Çıracı Muğan, 2004 yılında tamamladığı Bilkent Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik yüksek lisansının ardından 2010 yılında Iowa State Üniversitesi’nden doktora derecesini almıştır. Doktora sonrası bilimsel çalışmalarını enfeksiyon ve yaralanma sonrası yanma ve iltihaplanma (enflamasyon programı) üzerine Iowa Üniversitesi’nde bir programda tamamlayan Doç. Dr. Çıracı, Dr. Orhan Öcalgiray Moleküler Biyoloji-Biyoteknoloji ve Genetik Araştırmalar Merkezi’nde (İTÜ MOBGAM) araştırmalarına devam etmekle birlikte İTÜ Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü’nde Virüs Bilimi (BIO452E-Virology) ile Moleküler Bağışıklık Bilimi (BIO-442E) derslerini sürdürmektedir. Bağışıklık sisteminin yabancı ajanlara karşı nasıl yanıt oluşturduğunu anlamak üzere yaptığı çalışmalar araştırmalarının odak noktasını oluşturmaktadır.

Kaynaklar

1. https://hsgm.saglik.gov.tr/tr/bulasici-hastaliklar/2019-n-cov.html 

2. Center for disease control (cdc.gov)

3. The Epidemiological Characteristics of an Outbreak of 2019 Novel Coronavirus Diseases (2019-NCOV ) - China CCDC, February 17 2020

4. Zhu, N., Zhang, D., Wang, W., Li, X., Yang, B., Song, J., Zhao, X., Huang, B., Shi, W., Lu, R., Niu, P., Zhan, F., Ma, X., Wang, D., Xu, W., Wu, G., Gao, G.F., Tan, W., 2020. A Novel Coronavirus from Patients with Pneumonia in China, 2019. N. Engl. J. Med. https://doi.org/10.1056/nejmoa2001017

5. International Committee on Taxonomy of Viruses (24 August 2010). "ICTV Master Species List 2009 – v10”

6. Fountain, J.H., Lappin, S.L., 2018. Physiology, Renin Angiotensin System, StatPearls.

7. Golan, D.E., Armstrong, E.J., Armstrong, A.W., Tashjian, A.H., 2012. Principles of pharmacology: The pathophysiologic basis of drug therapy: Third edition, Principles of Pharmacology: The Pathophysiologic Basis of Drug Therapy: Third Edition.

8. Ji, W., Wang, W., Zhao, X., Zai, J., Li, X., 2020. Homologous recombination within the spike glycoprotein of the newly identified coronavirus may boost cross‐species transmission from snake to human. J. Med. Virol. https://doi.org/10.1002/jmv.25682

9. Pradhan, P., Pandey, A.K., Mishra, A., Gupta, P., Tripathi, P.K., Menon, M.B., Gomes, J., Vivekanandan, P., Kundu, B., 2020. Uncanny similarity of unique inserts in the 2019-nCoV spike protein to HIV-1 gp120 and Gag. bioRxiv. https://doi.org/10.1101/2020.01.30.927871

10. Zhang, C., Zheng, W., Huang, X., Bell, E.W., Zhou, X., Zhang, Y., 2020. Protein structure and sequence re-analysis of 2019-nCoV genome does not indicate snakes as its intermediate host or the unique similarity between its spike protein insertions and HIV-1. bioRxiv. https://doi.org/10.1101/2020.02.04.933135

11. Sun ML, Yang JM, Sun YP, Su GH.2020. Inhibitors of RAS Might Be a Good Choice for the Therapy of 2019-NCOV Pneumonia. oi: 10.3760/cma.j.issn.1001-0939.2020.0014. [Epub ahead of print]

12. https://www.worldometers.info/coronavirus/

13. International health commision of Republic of China (http://en.nhc.gov.cn/)