Vad är ett virus?
Virus orsakar infektionssjukdomar som sprids mellan individer inom en art. De flesta virus som infekterar människor är specialiserade på oss som art, men det finns vissa virus som kan spridas mellan djur och människor. Sjukdomarna dessa orsakar kallas för zoonoser och covid-19 är ett sådant exempel.
Ett virus består i stort sett bara av sin arvsmassa och ett skyddande hölje. Det har ingen egen ämnesomsättning, ingen förmåga att fortplanta eller dela sig, och ingen egen cellstruktur. Det är därför oklart om virus ens räknas som levande organismer, eller bara ett knippe ”själviska gener” vars enda uppgift är att sprida sig. Strategin som ett virus använder för att sprida sig går ut på att infektera cellerna hos sin värd och tvinga cellen att tillverka nya virus som sprids vidare till nästa, och nästa cell. De symtom som uppstår vid en virusinfektion kommer främst när immunförsvaret försöker att hejda virusets framfart.
Vad är ett vaccin?
Ett vaccin ska förebygga sjukdom och på ett säkert sätt introducera kroppen för ett smittämne, till exempel ett virus. Traditionellt har det gjorts med avdödade virus, eller små delar av virus, som vaccinmottagarens immunförsvar får reagera på. När immunförsvaret reagerar tillverkas antikroppar mot just det viruset och när den riktiga infektionen kommer så står kroppen beredd och kan eliminera viruset.
I Sverige har vi ett vaccinationsprogram som ger alla barn ett livslångt skydd mot farliga sjukdomar till exempel polio och mässling. Det uppskattas att mellan två och tre miljoner barns liv räddas varje år i hela världen tack vare vacciner. Vaccinationsprogram ger hela befolkningen skydd eftersom ett virus får mindre och mindre möjlighet att spridas ju fler som är vaccinerade. På så sätt skyddas även mer sköra individer, de som till exempel är för små, har ett nedsatt immunförsvar eller av andra anledningar inte kan vaccineras.
Viruset SARS-CoV-2 orsakar Covid-19
Det virus som orsakar covid-19 är ett coronavirus som heter SARS-CoV-2. Corona är namnet på den familj som viruset tillhör. SARS-Cov-2 är ett ”nytt” virus för människor som aldrig tidigare har infekterat oss. Troligtvis kommer viruset ursprungligen från fladdermöss. SARS-CoV-2 är ett så kallat RNA-virus. Arvsmassan hos ett virus består antingen av DNA eller RNA som båda är nukleinsyror som kan bära genetisk information.
Nukleinsyror byggs upp av långa sekvenser av nukleotider som brukar förkortas utifrån den kvävebas de innehåller. A, G, C, T för DNA och A, G, C, U för RNA. De båda nukleinsyrorna skiljer sig också åt eftersom DNA består av dubbla strängar och RNA bara av en enkel sträng.
Arvsmassan hos SARS-Cov-2 består av ungefär 30 000 kvävebaser och innehåller ett fåtal gener som kodar för proteiner som bygger upp hela viruset. Ett av proteinerna kallas för taggproteinet (eng. spike protein) och sitter på virusets yta. Med hjälp av taggproteinet kan viruset fästa till och infektera värdens celler.
Genetisk kartläggning av SARS-CoV-2
Ett viktigt steg i pandemibekämpningen var att virusets arvsmassa snabbt kunde kartläggas. Med information om hur arvsmassan ser ut kan virusets spridning följas och vacciner utvecklas. Kartläggningen av en arvsmassa görs genom sekvensering som betyder att den inbördes ordningen av alla kvävebaser bestäms. Teknikerna som används för att sekvensera hela arvsmassor har utvecklats snabbt de senaste åren och blivit både snabbare och mycket billigare. Det innebär att många sjukhus har satt upp tekniken och använder sekvensering för att bland annat diagnosticera sjukdomar.
Var kommer viruset ifrån?
Redan i januari 2020 sekvensbestämdes den första arvsmassan av SARS-CoV-2. Viruset hade isolerats från en patient som insjuknat i Covid-19. I januari 2021 var antalet uppe i ungefär 300 000. Forskare kunde efter att ha studerat den första arvsmassan säga att det rörde sig om ett ”nytt virus” som tidigare inte infekterat människor. Eftersom det nya virusets arvsmassa till stor del liknar ett coronavirus som infekterar fladdermöss, drogs slutsatsen att viruset troligen kommer därifrån.
När startade virusutbrottet?
Forskare kunde också uppskattade att utbrottet startade i november 2019 genom att jämföra arvsmassor från virus som infekterat olika patienter. De upptäckte nämligen att dessa virus var genetiskt väldigt lika varandra. Olikheter i arvsmassan uppkommer till följd av spontana mutationer. Eftersom det är känt ungefär hur ofta mutationer uppkommer hos olika organismer så går det att räkna bakåt och uppskatta ungefär när viruset ”hoppade” och började spridas mellan människor.
Hur utvecklas viruset?
Eftersom SARS-CoV-2 är ett nytt virus hos människor så är det ännu inte anpassat till sin nya miljö. Det bästa scenariot för ett virus är göra värden ”lagom” sjuk så att den orkar röra sig runt och smitta fler. Om viruset kan gömma sig länge för immunförsvaret så är det också en typ av anpassning. Ofta är zoonoser allvarliga sjukdomar. Det beror på att viruset inte är specialiserat för att infektera människor och därför kan orsakar mer skada. Bränslet bakom anpassningarna är mutationer som uppstår spontant och som blir vanliga om de ger viruset en fördel. En fördel är till exempel att viruset blir mer smittsamt eller undkommer immunförsvaret längre. De anpassningar som SARS-CoV-2 får kan följas (nästan) i realtid med hjälp av sekvensering. Flera nya mutationer som verkar bli vanligare har kunnat upptäcktas på flera platser i världen.
Diagnostik med PCR-tester
Med information om virusets arvsmassa kunde också tester för diagnostik utvecklas snabbt. Det mest välanvända är PCR-testet. Tekniken bakom PCR är en av grundpelarna inom genteknik. Det är en förkortning av engelskans polymerase chain reaction där polymeras är ett enzym som med stöd av andra reagenser och värmecykler kan kopiera upp DNA. Från mycket små mängder kan miljontals kopior tillverkas. PCR används därför nästan vid alla molekylärgenetiska studier för att kopiera upp DNA i en mängd som är möjlig att analysera. Den typ av PCR som är mest förekommande inom diagnostik av Covid-19 kallas för realtids-PCR och är en kvantitativ metod som även mäter den relativa mängden av virus i ett prov.
mRNA-vacciner
De vacciner som också var de första att godkännas av EU och som utvecklats av företagen Moderna och Pfizer/bioNTech. Båda dessa är RNA-vaccin och skiljer sig mot de vaccin som tidigare använts eftersom de inte består av avdödade virus utan av mRNA.
Vad är mRNA?
M:et står för engelskans messenger och brukar på svenska översättas till budbärar-RNA. Och det är precis vad det är, en budbärare för DNA. Gener bär på instruktioner för hur proteiner ska byggas upp. När en gen är aktiv så bildas först en kopia av genen i form av ett mRNA, som tar sig ut ur cellkärnan och fungerar som mall vid proteintillverkningen. Förenklat kan man säga att ett mRNA kommer med receptet på ett protein. Vårt DNA ligger skyddat inne i cellkärnan och för att den genetiska informationen ska ta sig ut till proteinfabrikerna som ligger utanför cellens kärna, så behövs mRNA som ett mellansteg.
Så fungerar ett mRNA-vaccin
Ett mRNA-vaccin består av ett recept för hur ett av virusets proteiner, det så kallade taggproteinet (på engelska spike protein), ska tillverkas. Taggproteinet sitter på ytan av SARS-CoV-2. När receptet injiceras börjar vaccinmottagarens celler tillverka taggproteinet under en kort period. B-celler som ingår i immunförsvaret reagerar på det nya proteinet börjar producera antikroppar som känner igen taggproteinet. Om hela SARS-CoV-2 skulle infektera den vaccinerade personen så identifieras viruset snabbt via taggproteinet och infektionen kan hejdas.
Vaccinet orsakar ingen genetisk modifiering
Ett mRNA-vaccin orsakar varken en tillfällig eller permanent genetisk förändring i arvsmassan hos mottagaren. Vår arvsmassa består av DNA, inte RNA. mRNA:t är också en väldigt flyktig besökare i vaccinmottagarens celler. Både i och utanför kroppen bryts mRNA-molekyler ner väldigt snabbt. Det är anledningen till varför vaccinet behöver förvaras i minst -80 grader innan det tinas upp för att användas direkt. Det är alltså snarare så att utvecklarna av mRNA-vacciner har tampats med att få mRNA-molekylen att nå ända fram innan den bryts ner.
