Eläintorilla Kiinan Wuhanissa tapahtui viime vuoden lopulla ihmissilmille näkymätön kohtaaminen. Pienenpieni, pyöreä ja tappimaisin ulokkein varustettu virus luikahti ihmiseen, ehkä kun tämä kesken kaupanteon raapi nenäänsä tai hieraisi silmiään.

Siitä alkoi uuden koronaviruksen matka muualle maailmaan. Mutta millainen virus on ja miten se toimii?

Viruksella on karkeasti kolme osaa: pyöreä lipidi- eli rasvavaippa, siihen kiinnittyneitä ulos- ja sisäänpäin kurkottavia proteiineja ja sisällä perimä.

– Se ei siis ole mikään kovin monimutkainen partikkeli, sanoo solu- ja molekyylibiologian apulaisprofessori Lotta-Riina Sundberg Jyväskylän yliopistosta.

Koronavirukset ovat hyvin tavallisia eri eläimillä, myös lemmikeillä. Niilläkin ne aiheuttavat hengitystieinfektioita ja ripulitauteja.

Näillä viruksilla on leviämisen kannalta hyödyllinen taito: ne ovat ketteriä hyppäämään eläinlajista toiseen. Siirtyminen ihmiseen on vaikeampaa ja harvinaisempaa, mutta sitäkin tapahtuu aika ajoin.

Jotta eläimen virus voi tarttua ihmiseen, sen pitää muuttua jollakin tavalla. Tällä hetkellä uskotaan, että uuden koronaviruksen pinta proteiinissa on tapahtunut muutos, jonka avulla se pystyy leviämään ihmisissä ja tarttumaan ihmisestä toiseen.

– Tällainen muutos voi syntyä monella tavalla. Yksi on se, että eri viruksista yhdistyy ominaisuuksia, jotka muuttavat tiettyä virusta. Vielä ei tiedetä, mitä koronaviruksessa tapahtui, Sundberg kertoo.

Arvellaan, että uusi koronavirus on peräisin lepakoista. Ne ovat tyypillisiä isäntiä viruksille: evolutiivisesti vanhoja eläimiä ja todennäköisesti tottuneet elämään virustensa kanssa pitkään. On kuitenkin mahdollista, ettei se ole siirtynyt ihmiseen suoraan niistä, vaan välissä on ollut jokin toinen eläinlaji.

Näin oli silloinkin, kun toinen tappava koronavirus eli sars syntyi. Ilmeisesti se sai alkunsa lepakoista, hevosenkenkäyököistä, ja tarttui lopulta sivettikissan kautta ihmiseen.

Vaikka koronavirus on mullistanut maailman ennennäkemättömällä tavalla vain muutamassa kuukaudessa, tätä osattiin tavallaan odottaa.

Eläimissä on tuhansia viruksia, joista emme tiedä mitään. Vuonna 2018 maailman terveysjärjestö WHO nimesi juuri tämänkaltaisen tilanteen, eläimestä tarttuvan aivan uudenlaisen patogeenin, yhdeksi ihmiskuntaa uhkaavista taudeista.

Se kutsui sitä Tauti X:ksi.

Kiinalaistori oli otollinen paikka koronavirukselle. Lehtitietojen mukaan siellä myytiin kaikenlaisia eläimiä: jänistä, riikinkukkoa, sammakkoa, käärmettä, kettua. Kun ihmiset ja eläimet elävät hyvin lähekkäin, kasvaa riski, että taudit leviävät.

– On mahdollista, että ihminen sai virusta käsiinsä, kun hän käsitteli sitä kantavaa eläintä. Sitten ihminen koski kasvojaan, nenää, huulia tai silmiä, jolloin virus pääsi elimistöön, kuvaa uhkaavien infektiotautien apulaisprofessori Tarja Sironen Helsingin yliopistosta.

Samaa reittiä virus voi levitä myös ihmisten välillä. Kun sairastunut yskii tai aivastaa, virus lentää pisaroiden mukana uuden uhrin limakalvoille tai siirtyy likaisten käsien kautta eteenpäin. Jos on niin lähellä toista ihmistä, että voi haistaa, onko tämä syönyt vaikkapa valkosipulia sisältävän aterian, on tartuntaetäisyydellä.

Se on epäselvää, kuinka kauan koronavirus todella säilyy tartuttamiskykyisenä pinnoilla, kuten ovenkahvassa. Sirosen mukaan materiaalista riippuen aika on ehkä tunteja. Herkillä laboratoriotesteillä merkkejä viruksesta voi nähdä vielä muutaman päivän jälkeen, mutta tämä ei tarkoita, että virus kykenisi tartuttamaan.

Viruksilla on erilaisia strategioita, joiden avulla ne yrittävät levitä ja selviytyä.

Esimerkiksi vatsatautia aiheuttava norovirus voi tarttua vielä sen jälkeen, kun ihminen on lopettanut oksentelun ja ripuloinnin. Influenssavirus taas majailee hengitysteissä ja voi levitä, vaikka ihminen kokisi itsensä ihan terveeksi.

Koronaviruksen kohdalla näitä strategioita etsitään ja tutkitaan kiivaasti, mutta täyttä varmuutta ei ole.

– On havaintoja, että hyvin lieväoireinen tai oireeton ihminen olisi levittänyt virusta toisiin ihmisiin. Suurin osa tartunnoista johtuu kuitenkin oireisista viruksen kantajista, Sironen sanoo.

Kun virus on päässyt ihmiseen, alkaa tapahtua.

Ihmisen hengitysteiden pintasoluissa on ACE2-reseptoreita, joiden perustehtävä on säädellä verenpainetta. Ne ovat kuin käytäviä solujen sisään. Niiden toinen pää osoittaa solusta ulos ja toinen pää on solun sisäpuolella.

Koronavirus tarttuu niihin tehokkaasti, tunkeutuu soluun ja kaappaa käyttöönsä ainesosat ja entsyymit, joiden avulla se alkaa lisääntyä. Virus siis muuttaa infektoituneen solun tehokkaaksi tehtaaksi, jossa tuotetaan uusia viruspartikkeleja. Nämä siirtyvät naapurisoluihin ja kohti keuhkoja. Sieltä virus voi edetä pidemmällekin, suolistoon asti.

Oireet eivät ala heti, mutta kun virus on lisääntynyt tarpeeksi paljon, ihminen sairastuu. Tulee esimerkiksi yskää, kuumetta, lihaskipuja, päänsärkyä tai hengenahdistusta. Tähän menee keskimäärin viisi päivää, mutta aika vaihtelee ainakin yhdestä kahteentoista päivään.

Solujen sisällä lisääntyvät virukset vahingoittavat soluja. Tämä käynnistää ihmisen puolustusjärjestelmän eli immuunivasteen. Sillä on iso tehtävä.

Ensin sen täytyy löytää virus. Se on haaste, sillä virus piileskelee solujen sisällä. Sitten sen pitää tunnistaa ja tuhota virus, siivota se pois.

– Immuunijärjestelmä tavallaan hajottaa viruspartikkelit osasiksi, Tarja Sironen kuvaa.

Hyvässä tapauksessa suursiivous onnistuu; ihminen paranee ja kehittää vastustuskyvyn taudille.

Huonossa tapauksessa puolustusjärjestelmän toiminta takkuaa tavalla tai toisella.

Jos tartunnan saaneella on jokin perussairaus, kuten sydän- ja verisuonitauti tai keuhkosairaus, elimistö on muutenkin kovilla. Energiaa menee perussairaudesta selviämiseen, jolloin ei välttämättä ole riittävästi paukkuja tehokkaaseen hyökkäykseen virusta vastaan. Silloin on altis saamaan vakavan taudin.

– Joillakin immuunivaste voi myös olla liian voimakas ja aiheuttaa sekin kudostuhoa. Ei tiedetä, miksi näin käy. Ihmisten puolustusjärjestelmät ovat yksilöllisiä.

Miehillä on ollut enemmän vakavia tapauksia kuin naisilla. Yksi syy voi olla elintavoissa. Monissa maissa miehet tupakoivat enemmän kuin naiset.

Tupakointi aiheuttaa kroonista keuhkoputkitulehdusta ja tuhoaa keuhkokudosta, mikä voi pahentaa sairautta.

Toinen syy on siinä, millainen laji me ihmiset olemme.

– Monet infektiot ovat yleisempiä ja vakavampia miehillä. Se on biologinen ominaisuus. Miehet eivät panosta immuunipuolustukseen vaan he panostavat lisääntymiseen. Sama ilmiö on myös eläimillä, Sironen sanoo.

Koronavirus näyttää iskevän vahvemmin ikääntyviin. Esimerkiksi Italian maaliskuun puolivälin tilastoissa suurin osa kuolleista oli yli 70-vuotiaita. Tehohoidossa on kuitenkin nuorempiakin.

Tämä eroaa jonkin verran influenssoista, joissa lapset ovat iso riskiryhmä. Jopa joka viides lapsi saa vuosittain influenssan.

Sata vuotta sitten maailman kiertänyt espanjantauti surmasi erityisen paljon nuoria. Siihen kuoli eri arvioiden mukaan 17,4 miljoonasta jopa 50–100 miljoonaan ihmistä. Miksi tartuntataudit ovat toisinaan vaarallisempia lapsilla, toisinaan iäkkäillä?

– Lapsen immuunipuolustus toimii eri lailla kuin aikuisen. Koronassa se ehkä toimii tarkoituksenmukaisemmin, Tarja Sironen miettii.

Jos ihmisen puolustusjärjestelmä ei pysty panemaan kampoihin, koronavirus tuhoaa yhä enemmän keuhkokudosta. Keuhkoihin kertyy tulehdussoluja ja nestettä. Tämä voi johtaa akuuttiin hengitysvaikeusoireyhtymään ARDS:ään. Hengittäminen vaikeutuu ja voi lopulta loppua.

– Tämä mekanismi on itse asiassa hyvin samanlainen kuin monella muulla hengitysinfektioita aiheuttavalla viruksella, Sironen sanoo.

Myös espanjantautiin vakavimmin sairastuneilla diagnosoitaisiin todennäköisesti nykyisin ARDS.

Virustauteja on ollut vuosisatojen, kenties vuosituhansienkin, ajan, mutta viruksista on tiedetty varsin vähän aikaa. Ensimmäiset havainnot bakteereja pienemmistä ”myrkyistä” tehtiin 1890-luvulla. Influenssavirus löydettiin 1930-luvulla.

Koronavirustartuntoja on havaittu ihmisillä ainakin 1960-luvulta lähtien. Nekin on todennäköisesti saatu alun perin eläimiltä. Näitä viruksia kiertelee yhä.

– Ne ovat ilmeisesti olleet olemassa niin kauan, että ne ovat sopeutuneet elämään ihmisessä ja aiheuttavat vain lieviä flunssia, Lotta-Riina Sundberg sanoo.

Sen sijaan hiljattain ihmiseen siirtyneet koronavirukset sars ja mers ovat olleet hyvin ärhäköitä.

Sars levisi vuosina 2002–2003. Siihen sairastui runsas 8 000 ihmistä, joista 774 eli 9,6 prosenttia kuoli. Mers havaittiin ensi kertaa vuonna 2012. Sen jälkeen tartuntoja on kirjattu runsas 2 500. Siihen on kuollut noin 860 ihmistä, eli useampi kuin joka kolmas sairastunut.

Uusi koronavirus on geneettisesti hyvin lähellä sarsia. Niillä on silti kaksi suurta eroa: uusi virus näyttää leviävän nopeammin mutta ei ole yhtä tappava.

Yhtäläisyyksistä on hyötyä, koska tutkimusta ei tarvitse aloittaa ihan nollasta. Tämä saattaa helpottaa rokotteen ja lääkkeiden kehitystyötä.

– Voidaan alkaa etsiä, löytyisikö jokin sopiva lääkeaine, joka estäisi sitoutumista näihin ACE2-reseptoreihin, Lotta-Riina Sundberg sanoo.

Antibiootit eivät auta tässä taistelussa. Ne tehoavat vain bakteeritulehduksiin, eivät virustauteihin. Antibiootteja voidaan kuitenkin käyttää, jos viruksen lisäksi tai jälkitautina iskee jokin bakteeritulehdus.

Miten koronavirukselle lopulta käy? Tietoa ei ole vielä tarpeeksi, jotta sitä voisi luotettavasti ennustaa. On kuitenkin erilaisia mahdollisuuksia.

Sars saatiin kitkettyä kokonaan pois torjuntatoimilla ja karanteeneilla. Epidemia loppui jo 2003, eikä uusia tapauksia ole raportoitu vuoden 2004 jälkeen.

– Mutta tällainen on harvinainen skenaario. Uusi koronavirus on levinnyt jo nyt niin laajalle, Tarja Sironen sanoo.

Sarsin etu oli, ettei se tarttunut kovin hyvin. Mers tarttuu vielä huonommin. Yksittäisiä mers-sairastumisia havaitaan kuitenkin kuukausittain, etenkin Saudi-Arabiassa, jossa ihmiset ovat saaneet tartuntoja dromedaarien kautta.

Koronavirus on vaarallisempi: se tarttuu herkemmin ja on jo levinnyt maailmaan eri kolkkiin. Se iskee moniin. THL:n arvion (20.3.) mukaan tartunnan saa noin 40 prosenttia suomalaisista, mutta heistä puolella tauti on lieväoireinen tai oireeton. 20 prosenttia saa siis flunssaoireita tai vakavamman taudin. Tartunnat tapahtuvat ajan myötä, eivät kaikki tänä keväänä.

Lisäksi THL arvioi, että kun 60 prosenttia on saanut tartunnan myötä vastustuskykyä, koronavirus alkaa näivettyä pois.

– Jonakin päivänä riittävän moni on sen sairastanut ja saanut vastustuskyvyn. Silloin virus ei voi enää tartuttaa vaan hiipuu pikkuhiljaa pois, Tarja Sironen sanoo.

Kuinka kauan tähän menee? Yleisellä tasolla voi sanoa, että paikallisesti kyse voi olla lyhyimmillään muutamasta kuukaudesta mutta myös paljon pidemmästä ajasta. Maailmanlaajuisesti menee kuukausia, ellei vuosia. Tähän vaikuttavat maiden toimet, viruksen itämisaika ja kuinka monta yksi sairastunut tartuttaa.

Koronavirus voi kuitenkin jäädä kiertämään maapalloa ja iskeä uudelleen, kun väestön vastustuskyky heikkenee. Näin voi käydä esimerkiksi, kun syntyy lapsia, joilla vastustuskykyä ei ole.

Virus voi myös muuntua, jolloin ihmisten vasta-aineet eivät enää tehoa. Tällöin voi tulla uusi epidemia.

Edellinen pandemia koettiin kymmenisen vuotta sitten. Huhtikuussa 2009 Meksikosta ja Yhdysvaltojen Kaliforniasta lähti leviämään uudenlainen influenssa, jossa virus oli kerännyt geeniperimää lintujen, sikojen ja ihmisen influenssaviruksilta. Sitä alettiin kutsua sikainfluenssaksi.

Se levisi nopeasti, kuten koronakin. Suomessa ensimmäinen tapaus paljastui jo toukokuussa. Tartunta oli saatu ulkomailta.

Varsinainen epidemia alkoi lokakuussa 2009, saavutti huippunsa muutamassa viikossa ja laantui. Varmistettuja sairastumisia oli alle 9100. Seuraavana talvena tuli vielä toinen aalto, joka jäi selvästi vaisummaksi. Mitä sikainfluenssalle lopulta tapahtui?

– Sille kävi ihan klassisesti, kuten kaikille influenssapandemian aiheuttaneille viruksille. Se muuttui ajan myötä ihan tavalliseksi kausi-influenssaksi, kertoo erityisasiantuntija Niina Ikonen THL:stä.

Sikainfluenssavirus kiertää siis yhä maapalloa. Suuri osa ihmisistä on saanut sille vastustuskyvyn joko sairastamalla taudin tai ottamalla rokotteen. Siksi virus ei enää aiheuta pandemiauhkaa.

Joka vuosi kausi-influenssarokotteessa on suoja myös sikainfluenssaa vastaan.

Koronavirukselta suojaavaa rokotetta joudutaan vielä odottamaan, vaikka ensimmäiset ihmiskokeet rokotteella on jo maailmalla aloitettu.

– Sen kehitystyössä menee arviolta

1,5–2 vuotta. Optimistisin arvio on yksi vuosi. Tämä on tosi nopeaa verrattuna aikaisempaan. Ennen kuin ihmisiä voi rokottaa, rokotteen teho ja turvallisuus pitää varmistaa. Myös rokotteen tuottaminen vie aikaa, Tarja Sironen sanoo.

Ajan myötä virustaudit usein lievenevät. Näin on käynyt niille vanhoille koronaviruksille, jotka aiheuttavat nykyään vain pientä flunssaa. Myös hiv on näyttänyt muuttuvan lievemmäksi vuosikymmenten saatossa.

Heikentyminen on viruksen kannalta järkevää.

– Viruksen ainoa tavoite on lisääntyä ja päästä eteenpäin. Silloin parasta on aiheuttaa lievä infektio. On viruksen etu, ettei se surmaa isäntäänsä, Sironen sanoo.

Lähteet: Historian influenssapandemiat (Duodecim 2006), Instituto Superiore di Sanità, South China Morning Post, Terveyskirjasto, WHO, Tilastokeskus, THL, Valtioneuvoston kanslia, Scientific Advissory Group for Emergencies (SAGE); IS.fi 2016. Sata vuotta sitten tähän sairauteen kuoli Suomessa yksi ihminen tunnissa; Jombart et al. 2020. Inferring the number of COVID-19 cases from recently reported deaths; Wikipedia; WHO; Center for Systems Science and Engineering at Johns Hopkins University; Spreeuwenberg et al. 2018. Reassessing the global mortality burden of the 1918 influenza pandemic. HS 19.3.2020. Kuinka moni joutuu koronaviruksen vuoksi tehohoitoon? THL:n luvut poikkeavat selvästi kansainvälisistä arvioista; Brookings Institution.