USA er på randen av en ny virusepidemi; et virus som ikke var der for ti år siden, men som nå bekymrer tjenestemennene. Chikungunya, som forårsaker en sviktende feber, spres via Aedes-mygg og finnes vanligvis over hele Afrika og Eurasia. Men det er nå det nyeste eksemplet på et voksende virus - virus som raskt endrer geografisk distribusjon og / eller forekomst av dem.

Andre nye virus som ebolaviruses - som fortsetter å forårsake ebola hemorragisk feber - og alvorlig akutt luftveissyndrom coronavirus (SARS-CoV), er mindre vanlige, mens andre som kusma-virus, dukker opp igjen etter en periode med relativt fravær på den vestlige halvkule. Disse virusene oppstår, ofte uventet, midt i et visst mysterium om hvor de kommer fra og hvorfor de sprer seg. Deres opprinnelse er mer sammensatt enn de kan vises.

Arbovirus påvirket av klima

Virus som chikungunya som er spredt av leddyr (insekter og arachnider, som flått) er kjent som arbovirus (fra leddyr av leddyr) og påvirkes av klimaendringer og global oppvarming, noe som direkte letter deres fremvekst. Global oppvarming påvirker distribusjonen av leddyr, som fungerer som vektorer for viruset og øker virusets kapasitet til å vokse i dem.

Et utbrudd av Bluetongue-virus - en infeksjon av sauer og storfe som er spredt av Culicoides-muggene - begynte i Nord-Europa i 2006, der den aldri hadde blitt sett før, og smittet flere dyr enn tidligere registrert.

Nå ser Chikungunya-virus ut til å spre seg over USA, omtrent som West Nile-viruset gjorde etter at det dukket opp i New York i 1999 - og som vises fremdeles. Men ikke alle nye virus er like forutsigbare som arbovirus.

Zoonotiske virus

En betydelig andel av de nye virusene er zoonotiske virus som sprer seg fra dyr. Disse virusene er de mest uforutsigbare, noe som betyr at samspill mellom dyr og mennesker er avgjørende for deres "overføring" til mennesker. Domestiseringen av husdyr har gjort det mulig for flere arter - med hver sin virus - å komme i nær kontakt, noe som har skapt de rette forholdene for zoonose.

Fjærkre og griser er kjent for en generasjon av nye nye influensavirus. Imidlertid var det også grisefarm som til slutt resulterte i de første tilfellene av Nipah-virus i Malaysia i 1999. Skjønt viruset var innlagt av flygende rever, spredte viruset seg til griser og deretter til mennesker forårsaker rundt 100 dødsfall.

Menneskelig inngrep i nye miljøer og forstyrrelse av dyreliv kan også føre til at mennesker blir utsatt for dyr og deres virus. Utbrudd av ebolavirus hemorragisk feber i afrikanske landsbyer er ofte assosiert med bushmeat handel.

Et reproduksjonsnummer

De utallige eksemplene på virusoppkomst kan forstås ved å bruke begrepet det grunnleggende reproduktive nummeret, ellers kjent som R0, som er et mål på gjennomsnittlig antall nye infeksjoner et virus produsert fra en enkelt infeksjon. En R0 av en betyr at et gjennomsnitt av en ny infeksjon vil oppstå fra en annen, mens et virus med en R0 på mer enn en vil spre seg effektivt gjennom en befolkning. Hvis et virus har en R0 på mindre enn en, kan det til slutt dø ut, fordi det ikke klarer å generere nok nye infeksjoner over tid - med mindre det kontinuerlig blir introdusert på nytt.

Prosesser som påvirker dette antallet, påvirker fremveksten. Så mens nye virus med en R0 på mindre enn en ikke klarer å infisere og overføre effektivt i en ny populasjon, kan klimaendringer og menneskelig atferd påvirke et virus 'R0-poengsum i et gitt geografisk område. Også viktige er virus-vert interaksjoner på nivået av celler, som er en prosess styrt av evolusjon. Det som gjør virus som chikungunya så bekymringsfullt, er at de ikke trenger noen videre utvikling for å infisere mennesker.

En passende vert

Virus, som obligatorisk, intracellulære parasitter som trenger verter for å spre seg, er sammensatt av et protein eller lipidbelegg som beskytter det virale genomet, som koder instruksjonene for å lage de virale proteiner som er nødvendig for infeksjon. Disse proteinene må tillate inntreden av viruset i vertscellen; lage nye kopier av seg selv; spre seg til flere celler og unngå immunforsvaret ditt. Forskjeller i effektiviteten til disse trinnene kan alle påvirke R0.

Et virusgenom kan påvirke passformen mellom virus- og vertsproteiner; et virus med bedre passform kan velges for og øke frekvensen - noe vi kan se på som fremvekst.

Noen virus tilpasser seg og overføres enkelt, for eksempel SARS-CoV og influensa (til vi stopper dem), mens andre ikke klarer å endre overføringen, for eksempel ebolavirus og den siste Midt-østlig luftveissyndrom (MERS) -CoV.

En konstant bekymring er at et voksende virus kan utvikle seg til å overføres effektivt i den menneskelige befolkningen, men vi har midler til å forhindre virusoppkomst. Intens overvåking av endringer i virusdistribusjon og nye mennesker / dyrs infeksjoner ligger kjernen i vår strategi for å bekjempe nye virus.

For chikungunya og dets pårørende kan det være spredt i nye regioner å målrette myggene som hjelper den til å spre seg og redusere belastningen med klimaendringer i utsatte områder. Utvikling av effektive antivirale medisiner og vaksiner kan også sikre viruskontroll. En utfordring ligger imidlertid i å forutsi hvilke virus som er viktigst og vanskeligst på en global arena for fortsatt kompleksitet og usikkerhet.

Realiteten er at vi har levd gjennom dette før med HIV / Aids og spekteret av en gang givende, men nå etablerte virus. Dette bør fortsette å vekke interessen vår for å håndtere nye som dukker opp.

Forfatterne arbeider ikke for, konsulterer, eier aksjer i eller mottar finansiering fra firma eller organisasjon som vil ha nytte av denne artikkelen. De har heller ingen relevante tilknytninger.

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på Den Conversation. Les opprinnelige artikkelen.

Om forfatterne

Andrew Shaw er postdoktor forsker ved University of Glasgow

Connor Bamfordis, postassistent forskningsassistent ved University of Glasgow