24 May 2020

De missing link tussen SARS-CoV2 en de andere coronavirussen is nog steeds niet gevonden

In een vorig blog claimde ik dat er niets bewezen is over de oorsprong van het SARS-CoV-2 virus. Wel, 'niets' is wat overdreven! We weten dat het een corona virus is [1] en dat het erg lijkt op SARS-CoV-1 (dat in 2003 een kleinere pandemie veroorzaakte, zeg maar een generale repetitie voor de huidige). We weten ook dat de eiwitten van SARS-CoV-2 voor 70-80% overeenkomen met SARS-CoV-1 [2]. En we weten dat het meest verwante virus voorkomt in hoefijzervleermuizen (Rhinolophus affinis) met een gelijkenis van 96% [3].

Een artikel in Nature 18 mei 2020 zegt: van welk dier het nieuwe virus afkomstig is, is nog steeds onduidelijk [3]. Opmerkelijk, omdat ze eerder vastgesteld hadden dat het virus absoluut zeker niet uit een laboratorium is ontsnapt. Het is zelfs mogelijk dat we het nooit te weten zullen komen. We zouden bijzonder veel geluk moeten hebben om het te vinden [4].

Dus, het meest verwante virus in het wild heeft een verschil van 4% met het huidige corona virus. Is dat een onoverbrugbaar verschil? Volgens mijn berekening komt dat overeen met 1200 bases (4% van de genoomlengte 30.000 bases). Niet weinig. Lucy van Dorp heeft berekend dat dit overeenkomt met ongeveer 50 jaar evolutie [5]. Volgens viroloog Eric Snijder kan het virus stukken RNA van zijn gastheer oppikken en invoegen in zijn eigen RNA [7]. Daardoor kan het virus behoorlijke sprongen maken. Het coronavirus van de pangolin (Manis javanica) verschilt te sterk van het huidige virus om als directe tussengastheer op te treden.

In de zoektocht naar dieren die bevattelijk zijn voor het huidige virus wordt geen dier bij voorbaat uitgesloten. Zo is gevonden dat nertsen in Nederlandse fokkerijen het covid-19 virus hebben opgelopen [6]. Nertsen zijn dus vatbaar voor het menselijk virus. Theoretische modellen suggereren dat er maar liefst 215 gewervelde dieren zijn (waaronder schapen, gorilla's, chimpansees) die een ACE2 receptor op hun cellen hebben waar het virus zich aan kan hechten. Volgens Peter Daszak moet je het zoeken bij kwekerijen van voor de consumptie gehouden wilde dieren in China waar ze besmet kunnen worden door overvliegende vleermuizen, en er uitwisseling kan plaatsvinden met eveneens voor de consumptie gehouden varkens, kippen en eenden. Het zoeken gaat door. Wetenschappers zijn forensische onderzoekers geworden.

Divergence of SARS-CoV-2 genomes rooted with the Wuhan-Hu-1 genome reference [8]
Op de horizontale as staat het aantal mutaties t.o.v. de Wuhan stam.
Het maximum is 23 mutaties. De meerderheid komt niet verder dan 15 mutaties.

Een lezer maakte mij attent op een publicatie [8] geüpload naar een preprint server. Deze publicatie is nog niet peer-reviewed, maar interessant genoeg om te bespreken. De auteurs merken op dat eigenschappen van het huidige virus op het moment van uitbraak eind 2019 een sterke overeenkomst vertonen met het SARS-CoV-1 virus in een late fase van de pandemie. Toen had het SARS-CoV-1 al verscheidene aanpassingen verworven die een betere transmissie van mens tot mens mogelijk maakten. Maar van het huidige SARS-CoV-2 zijn geen slecht aangepaste voorlopers bekend. Het virus verscheen plotseling in een volledig aan de mens aangepaste vorm. NB: dit komt overeen met scenario 1 van Andersen et al dat ik in een vorig blog besprak. Opmerkelijk. Het virus genoom is bovendien behoorlijk stabiel en is nauwelijks veranderd gedurende de pandemie. Het maximum aantal mutaties gevonden is slechts 0,05% van de totale lengte 30.000 bases van het virus genoom. Zie bovenstaande stamboom. Het virus heeft dus een lage genetische diversiteit, in tegenstelling tot SARS-CoV-1. Dat is best opmerkelijk, omdat er inmiddels 5 miljoen mensen zijn besmet en het virus dus miljarden kopieën heeft gemaakt. Kennelijk is er niet veel aan SARS-CoV-2 te verbeteren? Het ziet er naar uit dat natuurlijke selectie een top bereikt heeft.

Nog een opmerkelijke bewering in [8]: SARS-CoV-2 is niet op de wet market van Wuhan van dier op mens gesprongen, maar bezoekers hebben de dieren van de wet market besmet! Dat zet de wereld op zijn kop. Precies het omgekeerde van wat alle wetenschappers hadden aangenomen. En dat maakt de werkelijke gang van zaken alleen maar mysterieuzer. Want hoe komt de eerste patiënt dan aan het virus?

In de hoop voorlopers te vinden bevelen de onderzoekers aan om eventuele menselijke bloed- en weefselmonsters die in vriezers in ziekenhuizen van Wuhan liggen, te checken op de aanwezigheid van SARS-CoV-2. En dan speciaal monsters genomen in periode voorafgaande aan de uitbraak [9]. Goed idee! Het zou curieus zijn als er geen slechter aangepaste voorlopers gevonden zouden worden. Tenslotte bevelen ze aan om het direct contact met wilde dieren geheel te vermijden.

Tot zover dit korte bericht. Ik wil in een volgend blog aandacht te besteden aan het zeer boeiende verhaal van Eric Snijder die hij hield tijdens een online KNAW symposium op 19 mei.


Noten

  1. “Holy shit,” he thought. “This is the same thing as SARS.” [3]
  2. "the new coronavirus proteins were familiar, with 70–80% sequence similarity to SARS-CoV" [3]
  3. Animal source of the coronavirus continues to elude scientists, Nature 18 mei 2020 
  4. “It is quite possible we won’t find it. In fact, it would be exceptionally lucky if we land on something,” says Lucy van Dorp [3].
  5. "Although the 4% difference between the genomes of SARS-CoV-2 and RATG13 still represents some 50 years since they last shared a common ancestor, says van Dorp." [3].
  6. Coronavirus vastgesteld bij nertsenfokkerijen in Noord-Brabant, NOS 26 april 2020 
  7. Eric Snijder in het KNAW webinar 19 mei 2020, nu beschikbaar op youtube. 
  8. Shing Hei Zhan et al (2020) SARS-CoV-2 is well adapted for humans. What does this mean for re-emergence? 2 mei 2020 (pdf)
  9. Precies dat hebben onderzoekers in Parijs gedaan: ze vonden retrospectief een patiënt die op 27 december 2019 met influenza-achtige verschijnselen was opgenomen en die positief testte op SARS-CoV-2. De patiënt was niet in China geweest. Hij mocht het ziekenhuis op 29 december weer verlaten. Bronnen: Nederlandse wiki, met verwijzing naar dit artikel. Met dank aan Susan.

18 May 2020

Mandarijneend met witte vrouw

Mandarijneend met witte vrouw. ©G.Korthof
Eerst zag ik een vreemde witte eend die ik niet thuis kon brengen. Wat opviel was dat ze een kuif had. Dat was niet zo maar een soepeend. Ik probeerde haar te fotograferen, maar ze zwom weg. Toen heb ik een omtrekkende beweging gemaakt had en toen ik voorzichtig terugliep zag ik dat ze op een boomtak aan de overkant zat ... met een mannetje er bij. Onmiskenbaar een mandarijneend. Het is dus een paartje. Maar vrouwtjes zijn normaal bruinig gekleurd. Het blijkt dat een wit vrouwtje een zeldzame variant is. Ik heb geluk gehad dat ik een fotogeniek familieportret heb kunnen maken. Dit was de tweede foto; de eerste was onscherp en niet ingezoomd. Een extra bonus was dat de rimpels net uit het water verdwenen waren en er een perfect spiegelbeeld in het water ontstond. Dat is geluk hebben! Nog een extra bonus was dat ze samen op de foto wilden. Op waarneming.nl zie je een man nooit met een witte vrouw samen op de foto. Ze waren een beetje cameraschuw en zwommen weg na de tweede foto. Een derde foto zat er niet meer in. Maar dat was ook niet nodig.

zelfde foto uitvergroot. ©G.Korthof
De mandarijneend is van oorsprong een exoot maar heeft zich in Nederland gevestigd en broedt hier zelfs. Dit paartje toont een goed voorbeeld van seksuele dimorfie: mannetje en vrouwtje verschillen duidelijk in uiterlijk. Hier is het nog extremer omdat het vrouwtje vrijwel egaal wit is en het mannetje alle kleuren van de regenboog heeft. Dit verschijnsel komt algemeen voor. Denk aan wilde eend en merel. Maar deze regel kent ook uitzonderingen: winterkoning, roodborst waar mannetje en vrouwtje er hetzelfde uit zien. Mogelijk is deze witte vorm een nakomeling van een fokprogramma (inteelt). De vraag is hoe dit overerft in het wild. Het is mogelijk dat het recessieve gen in de wilde populatie in heterozygote vorm voorkomt en zo nu en dan een wit homozygoot vrouwtje voortbrengt. De kleurenpracht van de man kan wel van natuurlijke oorsprong zijn, maar is wel extreem. Vergelijkbaar met de pauw. Het witte vrouwtje is een voorbeeld van leucism. Dat is niet het zelfde als albinisme.

Het komt vaker voor dat exoten zich in Nederland in het wild weten te handhaven. De halsbandparkiet is een voorbeeld. Exoten zijn een grijs gebied. Ze zijn natuurlijk en onnatuurlijk. Inheems en exoot tegelijk. Ze zijn door de mens in de Nederlandse natuur terecht gekomen, maar weten zich zonder hulp van de mens in leven te houden en voort te planten.

In de De ANWB Vogelgids van Europa (2005) staat de Mandarijneend achterin onder het kopje 'Ingevoerde en (vermoedelijk) ontsnapte soorten'. Hij is in de 19e eeuw in Engeland uitgezet (!) en in Nederland sinds 1980 broedend waargenomen. De aantallen nemen toe. In Lars Johnsson (1993) Vogels van Europa staat hij tussen de Nederlandse eenden zonder vermelding van waarnemingen in Nederland.


Bronnen

13 May 2020

Pandemic. Sonia Shah. Boekbespreking

Sonia Shah (2016) Pandemic.
Sonia Shah (2016) Pandemic. Tracking contagions from cholera to ebola and beyond. In augustus 2020 verschijnt er een nieuwe paperback editie met de aangepaste titel: Pandemic. Tracking Contagions, from Cholera to Coronaviruses and Beyond. Behalve de titel is ook de inleidende tekst op de website aangepast (covid-19 wordt genoemd), maar ik weet niet of er nog iets is toegevoegd aan het boek (voorwoord? nawoord? nieuw hoofdstuk?). Hoe dan ook het Engelstalige boek uit 2016 is zonder meer de moeite waard omdat het inzicht geeft in het ontstaan van pandemieën. Shah is onderzoeksjournalist.

Een belangrijk hoofdstuk is The Logic of Pandemics. Daarin schetst Shah het verband tussen pandemieën en evolutie. Ik wist dat virussen snel evolueren, en er daardoor een wapenwedloop ontstaat tussen immuunsysteem en virus. Ik wist dat je van virussen ook een evolutionaire stamboom kunt opstellen. Maar Shah bespreekt ook fundamentele zaken zoals de Red Queen Hypothesis; waarom er seksuele voortplanting bestaat; de sporen die historische pandemieën in het menselijk genoom hebben achtergelaten; onze opvattingen over schoonheid en nog veel meer. In feite allemaal onderwerpen die je in een goed evolutiehandboek tegen komt. En dat legt ze allemaal heel goed uit.
Toen ik begon te lezen over corona dacht ik niet meteen: dit is evolutie in actie! Maar het is een feit: pathogene organismen hebben de loop van de evolutie van dieren bepaald. Ze hebben een stempel op de evolutie van dieren gedrukt. Zeer nuttig om aan herinnerd te worden. Het hoofdstuk had beter: The Evolutionary Logic of Pandemics kunnen heten! Maar dat zou bepaalde Amerikaanse lezers kunnen afschrikken [1]. In een apart blog zal ik uitzoeken wat evolutiehandboeken zeggen over virussen en pandemieën.

Omdat het boek in 2016 verscheen, staat er uiteraard niets in over de huidige corona crisis. Wel over SARS en MERS. In het laatste hoofdstuk speculeert ze over de volgende epidemie. Het zou een virus uit het oerwoud kunnen zijn zoals Ebola. Het zou een pathogeen uit de zee kunnen zijn zoals cholera. Het zou ook totaal iets anders kunnen zijn. Ze voorspelt niet een nieuwe SARS epidemie. Eigenlijk een beetje vreemd want ze heeft een 'wet market' in China bezocht. Ze beschrijft zelf hoe een nieuw corona virus van hoefijzervleermuizen (horseshoe bats) oversprong naar raccoon dogs, ferret badgers, slangen en palm civets die op dezelfde markt levend in kooien werden gehouden. Chinese autoriteiten sloten de markten (dat is een erkenning dat die de bron waren), maar na een paar jaar waren ze weer open, vaak op geheime plekken. Die heeft ze ook bezocht. De oorzaak van een nieuwe uitbraak is dat wilde diersoorten met elkaar in direct contact gebracht worden die in de natuur nooit met elkaar in contact komen [2]. Dus, als je twee soorten hebt die allebei corona virussen herbergen en niet direct doodziek worden of doodgaan, dan kan het virus overspringen. Door de spectaculaire economische groei in China is de vraag naar duur exotisch vlees enorm toegenomen (yuppies). Daardoor namen de 'wilde dieren markten' ook enorm toe. Dat betekent niet automatisch een nieuwe uitbraak, maar de kansen nemen toe. Je krijgt van roken ook niet de volgende dag longkanker.

Sonia Shah beschrijft de oorsprong van de cholera bacterie uit zee. Een verhaal mij totaal onbekend. Een leerzaam verhaal over hoe menselijk ingrijpen in het ecosysteem mensen in direct contact brengt met wilde dieren die virussen herbergen met pandemic potential zoals dat heet. Cholera is niet uitgestorven. Er is een nieuwe variant opgedoken.

Het Ebola virus is van vleermuizen overgesprongen naar de mens nadat het ecosysteem van de vleermuizen verstoord werd door ontbossing en landbouw. Ook worden vleermuizen bejaagd en gegeten.

In Afrika (Congo) is het Monkeypox virus van knaagdieren naar de mens overgesprongen nadat de natuurlijke verblijfplaats van de dieren gedecimeerd was. Ook werden ze gegeten (bushmeat) omdat andere voedselbronnen zoals lokale visserij ingestort waren.

Nipah is een vleermuis virus dat via varkens naar de mens is overgesprongen. Dat werd mogelijk gemaakt doordat varkenshouderijen in het leefgebied van vleermuizen werden gevestigd.

Soms worden pathogene virusen overgedragen door trekvogels die grote afstanden kunnen afleggen. West Nile virus is een voorbeeld. Het virus wordt via een mug overgedragen naar de mens. Door een toename van virus-gevoelige roodborstjes en kraaien en een afname van virus-ongevoelige spechten en waterhoentjes in Amerika kon het virus zich uitbreiden en nam de kans toe dat het virus een keer zou overspringen op de mens. Dat gebeurde in 1999.

Ook de opkomst van Lyme heeft te maken met een verschuiving in aantallen in het bos levende dieren. De oorspronkelijk talrijke chipmunks, weasels en opossums verdwenen doordat stukken bos werden vervangen door woonwijken. Herten en white-footed mice namen in aantal toe en met hen de tekenpopulatie. Met de toename van de teken nam bacterie Borrelia burgdorferi toe. Er volgde een uitbraak in het dorpje Old Lyme. De ziekte werd Lyme disease genoemd. Het aantal gevallen name met een factor 25 toe. De toename van de tekenpopulatie gaf ook kansen aan Babesia microti. Het aantal gevallen nam met een factor 20x toe. De ziekte van Lyme komt ook in Nederland voor.

We kunnen niet concluderen dat iedere verstoring van een ecosysteem een pandemie tot gevolg heeft. Echter, terugkijkend naar de omstandigheden waaronder een epidemie/pandemie ontstaat, dan is een verstoring van het ecosysteem bijna altijd voorafgegaan.

De auteur geeft vele voorbeelden en feiten. Vele nieuw voor mij. Maar wat mij opvalt is dat ze niet alleen het hoe, wanneer en waar van oude en nieuwe pathogenen beschrijft, maar juist ook het waarom. Het is haar te doen om inzicht. Feiten blijven belangrijk ter ondersteuning, maar het boek is geen saaie opsomming van feiten. In het hoofdstuk The Jump waarom pathogenen overspringen van dier naar mens. In Locomotion waarom de internationale handel en toerisme bijdraagt aan het ontstaan van pandemieën (tegenwoordig veel efficiëntere verspreiding door vliegverkeer). In het hoofdstuk Crowds waarom bevolkingsdichtheid een stimulerende rol speelt in epidemieën (het maakt nogal wat uit of Ebola een stad van 100.000 inwoners treft of de tegenwoordige miljoenen steden met verpauperde wijken). In het hoofdstuk The Logic of Pandemics de lange-termijn evolutionaire context van de interactie van pathogeen met mens en dier.
Het boek leert hoe de natuur werkt èn hoe menselijk gedrag werkt. En dat laatste kan voor sommigen een inconvenient truth zijn. Ik geef de voorkeur aan inzicht boven geruststellende verhalen.


vleermuis >> varken >> mens

Postscript 14 mei 2020

Naar aanleiding van een vraag van een lezer hier de passage:
"The growing size of pig farms in Malaysia had similarly allowed a bat virus called Nipah to spill over into people. As pig farms in Malaysia have grown, they've increasingly abutted the forests where bats roost. This allows bats and pigs to come into novel, intimate contact. The pigs' troughs are situated near the fruit trees where bats roost. When bat excreta drop into those troughs, the pigs are exposed to bat microbes. At one particular large pig farm, Nipah virus sickened so many pigs that it was able to spill over into the local farmers, killing 40% of those infected." [99/922 ebook]




Noten

  1. Ik bedoel natuurlijk het conservatief christelijk deel der bevolking! Het woord 'evolutionary' komt wel vaker voor.
  2. Is dit vergelijkbaar met ratten introduceren op oceanische eilanden die vervolgens  een ravage aanrichten onder de inheemse dierenwereld?

Vorige posts over dit onderwerp

  1. Wordt de verspreiding van het Corona virus bepaald door de luchtvochtigheid? 2 apr 2020
  2. Was de huidige corona pandemie voorspelbaar? 8 apr 2020
  3. Is de corona pandemie voorspeld? (2) Ja! meerdere malen! Plus: een tijdbom! 15 apr 2020
  4. Is het corona virus uit een Chinees lab in Wuhan ontsnapt? 23 apr 2020
  5. Er is nog niets bewezen over de oorsprong van het SARS-CoV-2 virus. Zeker niet onweerlegbaar.  28 april 2020