pandemie

Waarom de ebola-epidemie NU gestopt moet worden

Voor veel mensen en politici is de ebola-epidemie die in 2014 in West Afrika explodeert, een ver van mijn bed show. Een niet alleen onmenselijk, maar ook kortzichtig standpunt, zo blijkt uit een recente wiskundige analyse.

Met bloed gevulde blazen zijn een veel voorkomend symptoom van deze uiterst agressieve virusziekte.
Met bloed gevulde blazen zijn een veel voorkomend symptoom van deze uiterst agressieve virusziekte.

Ebola in het kort
Het virus dat de ebola haemorrhagische koorts veroorzaakt is de meest voorkomende en ook dodelijkste variant van de familie der filovirussen. Het virus is in meer dan 50% van de besmettingen dodelijk. De ziekte heeft een incubatietijd van enkele dagen tot drie weken en begint met een zware hoofdpijn en koorts. Het virus is gelukkig pas besmettelijk na de incubatietijd, als de eerste symptomen zich openbaren. Het extreem agressieve virus begint vervolgens de weefsels van de patiënt af te breken, waardoor het lichaam langzamerhand in een bloederige pap verandert. Het virus wordt overgedragen door huidcontact en via alle lichaamsvloeistoffen. Het virus kan enkele weken overleven buiten het lichaam. Vermoed wordt dat het virus van oorsprong bij vruchtenetende vleerhonden, een familie van vleermuissoorten, voorkomt en hier zijn reservoir kent.

Epidemiologie. Links het totaal aantal besmettingen, rechts, het meest inzichtelijk, de nieuwe besmettingen per week. Let op de steile lijn omhoog in Liberia.
Epidemiologie. Links het totaal aantal besmettingen, rechts, het meest inzichtelijk, de nieuwe besmettingen per week. Let op de steile lijn omhoog in Liberia.

De ebola-epidemie van 2014
Eind 2013 werd het eerste sterfgeval van de huidige ebola-epidemie vastgesteld in het West-Afrikaanse land Guinee. In de maanden daarna verspreidde het zich over buurlanden Liberia (nu het zwaarst getroffen door de epidemie) en Sierra Leone. De ziekte lijkt nu ook overgeslagen te zijn op Senegal en Nigeria. De mortaliteit lijkt langzaam af te nemen: van meer dan 60% daalt deze nu tot rond de 50%. Hoewel de snelheid waarmee het virus muteert slechts 1% is van die van het welbekende influenzavirus, lijkt het er dus op dat  varianten met een lagere mortaliteit zich nu ontwikkelen. Op het eerste gezicht lijkt dit een goed ding. Het gevaar is wel dat patiënten langer de gelegenheid hebben anderen te besmetten, wt de epidemie veel dodelijker maakt. Tot het moment van verschijnen van dit artikel (16 september 2014) neemt het aantal ziektegevallen exponentieel toe, vooral in het chaotische Liberia. In buurland Sierra Leone, waar de gezondheidszorg beter ontwikkeld is, is de exponentiële groei afgevlakt en in Guinea is de groei stabiel – ongeveer net zoveel nieuwe besmettingen als  sterfgevallen en genezingen. In Liberia is het aantal klinieken ontoereikend om de ebola-epidemie te stoppen.

Wiskundige analyse: 70.000 tot 200.000 extra slachtoffers einde 2014
Epidemiologen Nishiura en Cowell analyseerden de verspreiding van ebola in de eerste maanden van 2014 en kwamen tot onheilspellende conclusies[1]. Volgens hen kan de epidemie uitgroeien tot 70.000 tot 200.000 nieuwe gevallen einde 2014, in het ergste geval. De besmettingsfactor ligt namelijk ruim boven 1: elke geïnfecteerde besmet gemiddeld meer dan 1 persoon.

Complicerende factor is de toenemende chaos in enkele omliggende landen. In Nigeria is een burgeroorlog aan de gang van het leger tegen de islamitische Boko Haram terroristen die nu grote delen van het noordelijke grensgebied met Kameroen in handen hebben. De gezondheidszorg in dit gebied ligt plat; gecombineerd met de enorme vluchtelingenstromen een ideale omgeving voor het ebolavirus om zich te verspreiden. Een uitbraak in Nigeria zou daarmee een grote ramp betekenen. Kortom: op het gevaar dat er middelen verspild worden, moet nu grootschalig ingegrepen worden, vooral in Liberia en Sierra Leone.

Bronnen
1. Nishiura H, Chowell G. Vroege transmissie dynamiek van Ebola-virus ziekte (EVD), West-Afrika, maart-augustus 2014 Euro Surveill. 2014; 19 (36): PII = 20894

The Plague, een schilderij uit 1898, stelt de pest metaforisch als rondwarend monster voor. Door de pest is meer dan een derde van de Europese bevolking gestorven.

Wordt E. coli de nieuwe Zwarte Dood?

De pestbacterie Yersinia pestis, de veroorzaker van de Zwarte Dood, ontstond in slechts enkele duizenden jaren uit de mildere maagparasiet Y. pseudotuberculosae. Een bijzonder akelige gedachte. Wat als datzelfde proces met de ‘onschuldige’ E. coli of een andere darmbacterie plaatsvindt en deze zich ontwikkelt tot een dodelijke ziekte?

The Plague, een schilderij uit 1898, stelt de pest metaforisch als rondwarend monster voor. Door de pest is meer dan een derde van de Europese bevolking gestorven.
The Plague, een schilderij uit 1898, stelt de pest metaforisch als rondwarend monster voor. Door de pest is meer dan een derde van de Europese bevolking gestorven.

Pest nog steeds zeer gevaarlijke ziekte
De pest is nog steeds een dodelijke ziekte. Zonder behandeling kunnen patiënten binnen drie tot vijf dagen sterven. In de Middeleeuwen stierf ongeveer een derde van de Europese bevolking aan de Zwarte Dood, veroorzaakt door Yersinia pestis[1]. Ook nu nog meldt Wereldgezondheidsorganisatie WHO 1000 tot 3000 gevallen van de pest per jaar. Y. pestis komt op ieder continent voor behalve Antarctica.

Pestbacterie ontstaan uti darmbewoner
Al honderd jaar is bekend dat Yersinia pestis, de pestbacterie, en Yersinia pseudotuberculosae (die pseudotuberculose, een milde ingewandsziekte veroorzaakt) nauw met elkaar verwant zijn. Hoe nauw, blijkt nu. Yersinia pestis is ontstaan uit Y. pseudotuberculosis en verschilt hier genetisch vrijwel niet van. Al langer zijn onderzoekers zeer verbaasd hoe het kan dat een relatief milde parasiet zich zo gemakkelijk kon ontwikkelen tot misschien wel de meest verwoestende epidemie ooit.  Met behulp van nieuwe DNA sequentietechnieken hebben onderzoekers van de Northwestern University Feinberg School of Medicine, ontdekt hoe deze twee genetisch nauwelijks verschillende bacteriesoorten twee enorm  verschillende ziektebeelden kunnen opleveren.

Enkele ontbrekende kleine stukjes los RNA veranderden milde parasiet in massamoordenaar
De verschillende in ziektebeeld komen door veranderingen in kleine, niet coderende stukjes RNA (sRNA’s), die veel cellulaire processen controleren. RNA wordt gewoonlijk door cellen gebruikt als ‘afschrift’ van DNA. Dit RNA, messenger RNA, wordt vervolgens gelezen door een ribosoom en vertaald in een eiwit. De honderden sRNA’s die alleen al in een enkele bacterie voorkomen, worden nooit vertaald in eiwitten, maar doen iets heel anders. Wat ze precies doen, was tot nu toe een raadsel. De onderzoekers brachten alle s-RNA’s voor de oerpestbacterie Y. pseudotuberculosis in kaart. Verdere analyse leidde tot een aantal verrassende ontdekkingen over hun functie. Van de 150 s-RNA’s die het team vond, is een meerderheid specifiek voor de Yersinia soort en zes sRNA’s zijn uniek voor Y. pseudotuberculosis.

Deze zes sRNA’s ontbreken in de pestbacterie Y. pestis. De onderzoekers veronderstellen dat deze verloren zijn gegaan gedurende de snelle evolutie van deze bascterie, zo’n 1500 jaar tot 20 000 jaar geleden en mogelijk de verklaring zijn voor de agressiviteit van de pest. Hier is ook een goede evolutionair-genetische reden voor. Tot de komst van de landbouw, aan het einde van de laatste ijstijd, waren er maar weinig mensen die ook nauwelijks contact met elkaar hadden. Een parasiet die zijn gastheer doodt houdt het dan niet lang uit. Met de komst van landbouw en steden kreeg Y. pestis de kans zich te ontwikkelen tot agressieve ziekteverwekker.

Wordt E. coli de nieuwe pest?
Er zijn meer ‘onschuldige’ darmparasieten met agressieve neigingen. Een heel bekende is Escherichia coli, waaruit zich de agressieve EHEC-bacterie heeft ontwikkeld. Naar nu blijkt, met ongeveer hetzelfde ontwikkelpatroon als de pestbacterie volgde (al is bij mijn weten niet bekend of dit ook met sRNA te maken heeft). Zou zich uit E. coli of een soortgelijke darmbewoner de opvolger van de pest kunnen ontwikkelen? Mede gezien het feit dat antibiotica hun werking steeds meer verliezen, een uitermate akelige gedachte.

Bronnen
1. Verena J. et al., Targeted enrichment of ancient pathogens yielding the pPCP1 plasmid of Yersinia pestis from victims of the Black Death. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2011
2. W. Lathem, J. Koo et al., Global discovery of small RNAs in Yersinia pseudotuberculosis identifies Yersinia-specific small, noncoding RNAs required for virulence, PNAS (2011)
3. From Mild-Mannered to Killer: Study Explains Plague’s Rapid Evolution and Sheds Light On Fighting Deadly Diseases, Science Daily (2011)