ההבדלים בין זן הבר של וירוס החצבת לזן החיסון נגד חצבת
בתקופה האחרונה, עולות לא מעט שאלות בנוגע לחיסון החצבת, ועל ההבדל בין
זן הבר (כלומר הזן שגורם למחלה), לבין הזן של החיסון. אז החלטתי לכתוב
בקבוצה הסבר מנומק על הנושא. יש את הפסקה הראשונה שנותנת הסבר בסיסי, ויש
את החלק השני שהוא למיטיבי לכת. אני מקווה שזה קצת יבהיר את המצב. כל מה
שאני כותב לקוח מהספר של פלוטקין שנקרא Vaccines שהוא ה-טקסט בוק לצוותים
הרפואיים בנוגע לחיסונים.
אז מה מיוחד למשל בזן החיסון של החצבת? כשבודדו את הוירוס במאה שעברה, גרמו לוירוס להדביק תאים לא אנושיים של תרנגולת, הוירוס עבר מספר רב של מחזורי חיים, והוא השתנה בכך שכאשר הוא יוצא מהתא של התרנגולת, הוא יוצא עם שוני בחלבוני המעטפת. אז למה זה טוב וחשוב לנו? השוני במבנה המעטפת הופך את הוירוס ללא יעיל בהדבקה של תאיים אנושיים והוא לא מצליח לחדור לתאים ולהתחלק מהר ובכך מערכת החיסון יכולה בקלות לחסל אותו וללמוד אותו ולפתח חסינות נגדו. כלומר, במקום שיהיה לנו חייל ביחידה מובחרת, יש לנו חייל עיוור, חרש, ללא גפיים. כלומר מאוד מאוד מוגבל.
ההסבר למיטיבי לכת:
וירוס החצבת, הוא Morbillivirus, ממשפחת ה-Paramyxoviridae ומורכב מגנום של רנ"א חד גדילי, מאוד קצר (120 עד 250 ננו מטר) והוא מדביק בני אדם בלבד. הגנום למעשה גורם לביטוי של 8 חלבונים שונים. יש את חלבון L (פולימרז', הוא זה שגורם לסינתזה של הרנ"א בתוך התאים האנושיים), וחלבון P (פוספופרוטאין) הם אחראים על הרפליקציה של הוירוס בתוך התאים שלנו. בנוסף, יש לו חלבונים מבניים מאוד חשובים שנקראים H בעצם על השם Hemagglutinin, חלבון נוסף שנקרא F על שם Fusion, חלבון שנקרא N על שם Nucleoprotein וחלבון שנקרא M על שם Matrix, יש עוד שני חלבונים לא ידועים שנקראים C ו-V (כלומר לא ממש יודעים מה הם עושים). חלבון H וחלבון F הם חלבונים קריטיים מאוד במהלך הפתוגנזה (כלומר איך הוירוס מדביק תאים) של הוירוס. חלבון H, הוא חלבון ויראלי שנמצא במעטפת של הוירוס והוא נקשר לרצפטורים שונים שיש לנו בגוף שנמצאים בתאים שלנו (כמו SLAM ו-Nectin4). בנוסף, יש את חלבון F שהוא מאפשר (לאחר שהוירוס נמצד לתאים באמצעות חלבון H), לעשות Fusion. כלומר ממש להיכנס לתוך התאים שלנו. חשוב להזכיר, שיש בערך 24 גנוטיפים של הוירוס, אבל כולם עם סרוטיפ דומה, הסרוטיפ אומר שחלבוני המעטפת זהים.
לאחר מחקרים רבים, שנעשו אפילו עד השנים האחרונות, הצליחו לזהות איך בדיוק הוירוס מדביק תאים ואיך הוא גורם למחלה, להדבקה בין בני אדם וכו'. זן הבר (אותו זן שגורם למחלה), מגיב עם שלושה רצפטורים תאיים שקיימים בגופנו בעזרת חלבון H. הם גם נקראים קו-פקטורים ממברנלים בגלל שהם קשורים להמון תגובות שונות של מערכת החיסון והם נמצאים בממברנה של התאים, הקו פקטורים אלו הם CD46, SLAM ו-Nectin 4. חלבון קו פקטור CD46 הוא חלבון רגולטורי (הוא בעצם אחראי על כל מיני תגובות או חוסר תגובות במערכת החיסון) שנמצא בכל התאיים האנושיים שיש להם גרעין (יש אצלנו בגוף תאים עם גרעין ובלי גרעין, למשל לתא דם אין גרעין). CD46 נקשר לחלבון H שיש לוירוס על המעטפת ובכך הוירוס נצמד לתאים שלנו. חשוב גם לציין, ש-CD46 מאקטב של תאי CD4 T Cell שהם תאים מאוד מאוד חשובים במערכת החיסון שלנו, הם גם נקראים T helper cells והם מאקטבים תאי B (class switch למי שמכיר) במערכת החיסון הנרכשת ובכך מאפשרים ליצור זיכרון חיסוני (זה ממש על רגל אחת).
עכשיו, מה מגניב? בגלל השינויים הרבים שהוירוס עבר, ובגלל שבני אדם שינו את המבנה של הרנ"א של הוירוס, זן החיסון משתמש בעיקר ב-CD46 בשביל להדביק תאים (יש לו אפיניות מאוד גבוהה לתאים המבטאים CD46). והכי חשוב, בעיקר תאים של מערכת החיסון, וזה מצוין כי ככה מערכת החיסון ישר לומדת להכיר את וירוס. זן הבר, לעומת זאת לא ממש משתמש ב-CD46 באפיניות כל כך גבוהה, וחלבון H שלו יותר מותאם להיקשר לחלבוני SLAM ו-Nectin 4. ואיפה חלבונים אלה בעיקר מבוטאים? בתאי אפיתל שיש לנו בין היתר בשפע במערכת הנשימה. חלבון SLAM או בשמו האחר CD150 הוא חלבון סוכרי ממברנלי שמבוטא בעיקר בתאים של מערכת החיסון כגון תאי T, תאי B, מונוציטים, תימוציטים, תאים דנטריטיים וכו'. למה זה חשוב? כי זה בין היתר מסביר למה הוא מוחק לנו את מערכת החיסון, הוא תוקף את התאים של מערכת החיסון ומשמיד אותם (בעיקר את תאי B).
אבל יותר חשוב, זה מסביר איך הוא מדביק תאים וגורם להדבקה, כאשר הוירוס חודר למערכת הנשימה, הוא מדביק בריאות למשל, מקרופאג'ים (תאים של מערכת החיסון שבולעים פולשים) שנמצאים בנדיות של הריאות, אותם מקרופאג'ים מבטאים כמות מאוד גבוהה של חלבוני SLAM. ומה שקורה, המקרופאג'ים מטיילים ללימפה, ואז הוירוס ממשיך להדביק תאים אחרים.
הזן המוחלש של החיסון גם משתמש ב-SLAM אבל כמות נמוכה מאוד (וגם בצורה לא ממש יעילה, הוא מאוד איטי כמו שהזכרתי ויש לו אפיניות גבוהה ל-CD46), ועכשיו אחרי שזן הבר מגיע ומדביק תאים בקצב גבוה מאוד (כי זן הבר הוא מאוד יעיל ואכזרי), הוא מדביק עוד ועוד תאים בכל הגוף, בין היתר זה מסביר למה יש פריחה בכל הגוף, כי זוהי תגובה של מאקרופאגים, אבל לא ניכנס לזה כרגע (זה קשור לתגובה של תאים המציגים MHCII לתאי T CD4 בקפילרות).
ועכשיו אנחנו מגיעים ל- nectin-4, שנקרא גם poliovirus receptor like 4, ויש סיבה טובה מאוד למה הוא נקרא ככה (כן, יש קשר לפוליו) אבל לפני זה אסביר מה קורה עם התאים שמבטאים את nectin 4.
תאי אפיתל בגופנו, מבטאים את nectin-4 בכמויות גדולות, ולכן מה שקורה, לאחר שהוירוס חודר לתאים, הוירוס משתמש ברצפטור זה בשביל לפתוח פתחים בין-תאיים ולהדביק כמות עצומה של תאי אפיטל מסויימים שנקראים columnar epithelial cells במערכת הנשימה. בחשיפה לוירוס הבר, מיליוני וירוסים חודרים בבת אחת לתאי האפיתל, ואז מדביקים את כל התאים לידם כאשר הם עוברים בין תא לתא באמצעות פורות שהם פתחו בעזרת הרצפטור הזה (יש תהליך דיי מגניב איך הוא עושה את זה, אבל זה לפעם אחרת, בגדול נוצר קומפלקס שפותח את הממברנה באמצעות חלבונים מיוחדים). אז מה קורה? יש עכשיו כמות אדירה של ויריונים בתוך התאים במערכת הנשימה, והם מתחלקים בקצב אדיר, ואז הוירונים יוצאים מאותם תאים החוצה והם סגורים בתוך טיפות מיקרוסקופיות (aerosol) שכל נשימה, שיעול או אפילו התעטשות גורמת לאותם וירוסים לצאת החוצה לחלל האוויר ואז להדביק בני אדם אחרים.
מה שחשוב להבין, זן החיסון בכלל לא משתמש ב-nectin-4, אין לו יכולת (הגנום שלו דפוק כמו שהזכרתי), ולכן אי אפשר להדביק בכלל אנשים אחרים, שלא לדבר על זה שברגע שהוא מוצג למערכת החיסון הוא מת מהר מאוד, במיוחד שגם אין בכלל עומס ויראלי. בחיסון המוחלש יש כמה עשרות וירונים, לעומת מאות מיליונים ואף מיליארדים שהגוף נחשף אליו בזן הבר. אלו סדרי גדול עצומים שקשה אפילו לתפוס. זה כמו צבא סין לעומת 5-10 חיילים שהם לא יעילים ושבורים (גם מדביקים לאט, גם לא משתמשים בכל הרצפטורים, גם מדביקים תאים ספציפים שקשורים למערכת החיסון של הזיכרון החיסוני וכו'). זה כמו שמישהו יביא 5-10 חיילי מודיעין לעורף האויב, יתן אותם במתנה לאויב. ואז האויב ילמד הכל בשניות ובקלות כי הם ממש חלשי אופי והם אוהבים לחפור (כמו שאני חופר כרגע).
עכשיו האם אלו הרצפטורים היחידים? לא ולא...
מסתבר שזן הבר, ולא זן החיסון, משתמש ברצפטור נוסף שנקרא CD147 שביחד עם nectin-4 מאפשר לו לעקוף את ה-BBB ולהדביק תאים ספציפיים בתאי המוח ובכך יש לנו דלקות מוח, דלקות של קרום המוח ולצערנו גם SSPE...
זהו בגדול על רגל אחת למה זן הבר וזן החיסון, ממש אבל ממש שונים ואין סיכוי שזן החיסון יכול אי פעם לגרום ל-SSPE, כי פשוט אין לו את היכולת הביולוגית להיצמד לרצפטורים שמאפשרים זאת ואין לו את היכולת להדביק תאים באופן יעיל והוא מחוסל מהר מאוד על ידי מערכת החיסון, בכך שהוא מעובד ונלמד באופן מאוד יעיל ומאפשר לנו להיות מוגנים מפני המחלה.
אז מה מיוחד למשל בזן החיסון של החצבת? כשבודדו את הוירוס במאה שעברה, גרמו לוירוס להדביק תאים לא אנושיים של תרנגולת, הוירוס עבר מספר רב של מחזורי חיים, והוא השתנה בכך שכאשר הוא יוצא מהתא של התרנגולת, הוא יוצא עם שוני בחלבוני המעטפת. אז למה זה טוב וחשוב לנו? השוני במבנה המעטפת הופך את הוירוס ללא יעיל בהדבקה של תאיים אנושיים והוא לא מצליח לחדור לתאים ולהתחלק מהר ובכך מערכת החיסון יכולה בקלות לחסל אותו וללמוד אותו ולפתח חסינות נגדו. כלומר, במקום שיהיה לנו חייל ביחידה מובחרת, יש לנו חייל עיוור, חרש, ללא גפיים. כלומר מאוד מאוד מוגבל.
ההסבר למיטיבי לכת:
וירוס החצבת, הוא Morbillivirus, ממשפחת ה-Paramyxoviridae ומורכב מגנום של רנ"א חד גדילי, מאוד קצר (120 עד 250 ננו מטר) והוא מדביק בני אדם בלבד. הגנום למעשה גורם לביטוי של 8 חלבונים שונים. יש את חלבון L (פולימרז', הוא זה שגורם לסינתזה של הרנ"א בתוך התאים האנושיים), וחלבון P (פוספופרוטאין) הם אחראים על הרפליקציה של הוירוס בתוך התאים שלנו. בנוסף, יש לו חלבונים מבניים מאוד חשובים שנקראים H בעצם על השם Hemagglutinin, חלבון נוסף שנקרא F על שם Fusion, חלבון שנקרא N על שם Nucleoprotein וחלבון שנקרא M על שם Matrix, יש עוד שני חלבונים לא ידועים שנקראים C ו-V (כלומר לא ממש יודעים מה הם עושים). חלבון H וחלבון F הם חלבונים קריטיים מאוד במהלך הפתוגנזה (כלומר איך הוירוס מדביק תאים) של הוירוס. חלבון H, הוא חלבון ויראלי שנמצא במעטפת של הוירוס והוא נקשר לרצפטורים שונים שיש לנו בגוף שנמצאים בתאים שלנו (כמו SLAM ו-Nectin4). בנוסף, יש את חלבון F שהוא מאפשר (לאחר שהוירוס נמצד לתאים באמצעות חלבון H), לעשות Fusion. כלומר ממש להיכנס לתוך התאים שלנו. חשוב להזכיר, שיש בערך 24 גנוטיפים של הוירוס, אבל כולם עם סרוטיפ דומה, הסרוטיפ אומר שחלבוני המעטפת זהים.
 |
| a. זן הבר של וירוס החצבת והחלבונים השונים שמרכיבים אותו b. האיזורים ברנ"א החד גדילי שמבטאים 8 חלבונים שונים |
לאחר מחקרים רבים, שנעשו אפילו עד השנים האחרונות, הצליחו לזהות איך בדיוק הוירוס מדביק תאים ואיך הוא גורם למחלה, להדבקה בין בני אדם וכו'. זן הבר (אותו זן שגורם למחלה), מגיב עם שלושה רצפטורים תאיים שקיימים בגופנו בעזרת חלבון H. הם גם נקראים קו-פקטורים ממברנלים בגלל שהם קשורים להמון תגובות שונות של מערכת החיסון והם נמצאים בממברנה של התאים, הקו פקטורים אלו הם CD46, SLAM ו-Nectin 4. חלבון קו פקטור CD46 הוא חלבון רגולטורי (הוא בעצם אחראי על כל מיני תגובות או חוסר תגובות במערכת החיסון) שנמצא בכל התאיים האנושיים שיש להם גרעין (יש אצלנו בגוף תאים עם גרעין ובלי גרעין, למשל לתא דם אין גרעין). CD46 נקשר לחלבון H שיש לוירוס על המעטפת ובכך הוירוס נצמד לתאים שלנו. חשוב גם לציין, ש-CD46 מאקטב של תאי CD4 T Cell שהם תאים מאוד מאוד חשובים במערכת החיסון שלנו, הם גם נקראים T helper cells והם מאקטבים תאי B (class switch למי שמכיר) במערכת החיסון הנרכשת ובכך מאפשרים ליצור זיכרון חיסוני (זה ממש על רגל אחת).
עכשיו, מה מגניב? בגלל השינויים הרבים שהוירוס עבר, ובגלל שבני אדם שינו את המבנה של הרנ"א של הוירוס, זן החיסון משתמש בעיקר ב-CD46 בשביל להדביק תאים (יש לו אפיניות מאוד גבוהה לתאים המבטאים CD46). והכי חשוב, בעיקר תאים של מערכת החיסון, וזה מצוין כי ככה מערכת החיסון ישר לומדת להכיר את וירוס. זן הבר, לעומת זאת לא ממש משתמש ב-CD46 באפיניות כל כך גבוהה, וחלבון H שלו יותר מותאם להיקשר לחלבוני SLAM ו-Nectin 4. ואיפה חלבונים אלה בעיקר מבוטאים? בתאי אפיתל שיש לנו בין היתר בשפע במערכת הנשימה. חלבון SLAM או בשמו האחר CD150 הוא חלבון סוכרי ממברנלי שמבוטא בעיקר בתאים של מערכת החיסון כגון תאי T, תאי B, מונוציטים, תימוציטים, תאים דנטריטיים וכו'. למה זה חשוב? כי זה בין היתר מסביר למה הוא מוחק לנו את מערכת החיסון, הוא תוקף את התאים של מערכת החיסון ומשמיד אותם (בעיקר את תאי B).
אבל יותר חשוב, זה מסביר איך הוא מדביק תאים וגורם להדבקה, כאשר הוירוס חודר למערכת הנשימה, הוא מדביק בריאות למשל, מקרופאג'ים (תאים של מערכת החיסון שבולעים פולשים) שנמצאים בנדיות של הריאות, אותם מקרופאג'ים מבטאים כמות מאוד גבוהה של חלבוני SLAM. ומה שקורה, המקרופאג'ים מטיילים ללימפה, ואז הוירוס ממשיך להדביק תאים אחרים.
הזן המוחלש של החיסון גם משתמש ב-SLAM אבל כמות נמוכה מאוד (וגם בצורה לא ממש יעילה, הוא מאוד איטי כמו שהזכרתי ויש לו אפיניות גבוהה ל-CD46), ועכשיו אחרי שזן הבר מגיע ומדביק תאים בקצב גבוה מאוד (כי זן הבר הוא מאוד יעיל ואכזרי), הוא מדביק עוד ועוד תאים בכל הגוף, בין היתר זה מסביר למה יש פריחה בכל הגוף, כי זוהי תגובה של מאקרופאגים, אבל לא ניכנס לזה כרגע (זה קשור לתגובה של תאים המציגים MHCII לתאי T CD4 בקפילרות).
ועכשיו אנחנו מגיעים ל- nectin-4, שנקרא גם poliovirus receptor like 4, ויש סיבה טובה מאוד למה הוא נקרא ככה (כן, יש קשר לפוליו) אבל לפני זה אסביר מה קורה עם התאים שמבטאים את nectin 4.
תאי אפיתל בגופנו, מבטאים את nectin-4 בכמויות גדולות, ולכן מה שקורה, לאחר שהוירוס חודר לתאים, הוירוס משתמש ברצפטור זה בשביל לפתוח פתחים בין-תאיים ולהדביק כמות עצומה של תאי אפיטל מסויימים שנקראים columnar epithelial cells במערכת הנשימה. בחשיפה לוירוס הבר, מיליוני וירוסים חודרים בבת אחת לתאי האפיתל, ואז מדביקים את כל התאים לידם כאשר הם עוברים בין תא לתא באמצעות פורות שהם פתחו בעזרת הרצפטור הזה (יש תהליך דיי מגניב איך הוא עושה את זה, אבל זה לפעם אחרת, בגדול נוצר קומפלקס שפותח את הממברנה באמצעות חלבונים מיוחדים). אז מה קורה? יש עכשיו כמות אדירה של ויריונים בתוך התאים במערכת הנשימה, והם מתחלקים בקצב אדיר, ואז הוירונים יוצאים מאותם תאים החוצה והם סגורים בתוך טיפות מיקרוסקופיות (aerosol) שכל נשימה, שיעול או אפילו התעטשות גורמת לאותם וירוסים לצאת החוצה לחלל האוויר ואז להדביק בני אדם אחרים.
מה שחשוב להבין, זן החיסון בכלל לא משתמש ב-nectin-4, אין לו יכולת (הגנום שלו דפוק כמו שהזכרתי), ולכן אי אפשר להדביק בכלל אנשים אחרים, שלא לדבר על זה שברגע שהוא מוצג למערכת החיסון הוא מת מהר מאוד, במיוחד שגם אין בכלל עומס ויראלי. בחיסון המוחלש יש כמה עשרות וירונים, לעומת מאות מיליונים ואף מיליארדים שהגוף נחשף אליו בזן הבר. אלו סדרי גדול עצומים שקשה אפילו לתפוס. זה כמו צבא סין לעומת 5-10 חיילים שהם לא יעילים ושבורים (גם מדביקים לאט, גם לא משתמשים בכל הרצפטורים, גם מדביקים תאים ספציפים שקשורים למערכת החיסון של הזיכרון החיסוני וכו'). זה כמו שמישהו יביא 5-10 חיילי מודיעין לעורף האויב, יתן אותם במתנה לאויב. ואז האויב ילמד הכל בשניות ובקלות כי הם ממש חלשי אופי והם אוהבים לחפור (כמו שאני חופר כרגע).
עכשיו האם אלו הרצפטורים היחידים? לא ולא...
מסתבר שזן הבר, ולא זן החיסון, משתמש ברצפטור נוסף שנקרא CD147 שביחד עם nectin-4 מאפשר לו לעקוף את ה-BBB ולהדביק תאים ספציפיים בתאי המוח ובכך יש לנו דלקות מוח, דלקות של קרום המוח ולצערנו גם SSPE...
זהו בגדול על רגל אחת למה זן הבר וזן החיסון, ממש אבל ממש שונים ואין סיכוי שזן החיסון יכול אי פעם לגרום ל-SSPE, כי פשוט אין לו את היכולת הביולוגית להיצמד לרצפטורים שמאפשרים זאת ואין לו את היכולת להדביק תאים באופן יעיל והוא מחוסל מהר מאוד על ידי מערכת החיסון, בכך שהוא מעובד ונלמד באופן מאוד יעיל ומאפשר לנו להיות מוגנים מפני המחלה.
תגובות
הוסף רשומת תגובה