USA ligger på randen av en ny virusepidemi ett virus som inte var där för tio år sedan men som nu är oroande tjänstemän. Chikungunya, som orsakar oförmåga feber, sprids via Aedes myggor och brukar hittas över Afrika och Eurasien. Men det är nu det senaste exemplet på ett framväxande virus - virus som snabbt ändrar sin geografiska fördelning och / eller deras förekomst.

Andra framväxande virus som Ebolaviruses - som fortsätter att orsaka ebola hemorragisk feber - och svår akut respiratorisk syndrom coronavirus (SARS-CoV), är mindre vanliga medan andra som skräpvirus återkommer efter en period av relativ frånvaro på västra halvklotet. Dessa virus uppstår, ofta oväntat, mitt i något mysterium om var de kommer ifrån och varför de sprider sig. Deras ursprung är mer komplext än vad de kan uppstå.

Arbovirus påverkas av klimat

Virus som chikungunya som sprids av artropoder (insekter och araknider, som fästingar) är kända som arbovirus (från arthropod borne) och påverkas av klimatförändringar och global uppvärmning, vilket direkt underlättar deras framväxt. Den globala uppvärmningen påverkar fördelningen av leddjur, som fungerar som vektorer för viruset och ökar kapaciteten för att virusen växer inom dem.

Ett utbrott av bluetongue virus - en infektion av får och nötkreatur som sprids av Culicoides midges - började i Nordeuropa i 2006, där det aldrig hade sett förut, och smittade fler djur än tidigare inspelade.

Nu skulle Chikungunya-virus verkar sprida sig över USA, så mycket som West Nile-viruset gjorde efter det visade sig i New York i 1999 - och vilket visas fortfarande. Men inte alla nya virus är lika förutsägbara som arbovirusen.

Zoonotiska virus

En betydande del av nya virus är zoonotiska virus, som sprids från djur. Dessa virus är det mest oförutsägbara, vilket innebär att samverkan mellan djur och människa är avgörande för deras "spill-over" i människor. Domesticeringen av boskap har gjort flera arter - var och en med sina egna virus - att komma i nära kontakt, som har skapat de rätta förutsättningarna för zoonos.

Höns och grisar är kända för en generation av nya nya influensavirus. Det var dock också grisbruksgårdar som slutligen resulterade i de första fallen av Nipah virus i Malaysia i 1999. Även om de fanns av flygande rävar spred sig viruset till grisar och sedan till människor orsakar runt 100 dödsfall.

Mänsklig intrång i nya miljöer och störningar av vilda djur kan också leda till människor som utsätts för djur och deras virus. Utbrott av ebolavirus hemorragisk feber i afrikanska byar är ofta förknippade med bushmeathandeln.

Ett reproduktionsnummer

De myriade exemplen på virusframkomst kan förstås med hjälp av begreppet det grundläggande reproduktiva antalet, annars känd som R0, vilket är ett mått på det genomsnittliga antalet nya infektioner som ett virus produceras från en enda infektion. En R0 av en betyder att i genomsnitt en ny infektion kommer att uppstå från en annan, medan ett virus med en R0 på mer än en kommer att spridas effektivt i hela befolkningen. Om ett virus har en R0 på mindre än en kan det så småningom dö ut, eftersom det inte genererar tillräckligt med nya infektioner över tiden - om inte den kontinuerligt återintroduceras.

Processer som påverkar detta nummer påverkar uppkomsten. Så medan nya virus med en R0 på mindre än en kan misslyckas att effektivt infektera och överföra inom en ny befolkning kan klimatförändringar och mänskligt beteende påverka ett virus R0-poäng i ett visst geografiskt område. Också viktiga är virus-värd-interaktioner på nivån av celler, vilket är en process som styrs av evolutionen. Vad som gör virus som chikungunya så oroande är att de inte behöver någon vidare utveckling för att infektera människor.

En lämplig värd

Virus, som obligatoriska, intracellulära parasiter som behöver värdar för att sprida, är sammansatta av ett protein eller lipidskikt som skyddar virusgenomet, vilket kodar instruktionerna för att göra de virala proteinerna som behövs för infektion. Dessa proteiner måste tillåta inträde av viruset i värdcellen; göra nya kopior av sig själva spridas till fler celler och undviker ditt immunsystem. Skillnader i effektiviteten i dessa steg kan alla påverka R0.

Ett virusgenom kan påverka passningen mellan virus- och värdproteiner. ett virus med bättre passform kan väljas för och öka frekvensen - som vi kan se som uppkomst.

Vissa virus anpassar och sänder lätt, som SARS-CoV och influensa (tills vi stoppar dem), medan andra misslyckas med att ändra överföring, som ebolavirus och den senaste Östlig andningssyndrom (MERS) -CoV.

En konstant oro är att ett framväxande virus kan utvecklas för att effektivt överföra inom den mänskliga befolkningen, men vi har medel för att förhindra virusuppkomst. Intensiv övervakning av förändringar i virusfördelning och nya mänskliga / djursinfektioner ligger i centrum för vår strategi för att bekämpa nya virus.

För chikungunya och dess släktingar kan inriktningen på myggor som hjälper till att sprida och minska belastningen av klimatförändringarna i riskområdena innehålla spridning till nya regioner. Utvecklingen av effektiva antivirala läkemedel och vacciner kan också säkerställa viruskontroll. En utmaning ligger emellertid i att förutsäga vilka virus som är viktigaste och svåra på en global arena av fortsatt komplexitet och osäkerhet.

Verkligheten är att vi tidigare har levt med detta med hiv / aids och spöken av en gång framväxande men nu etablerade virus. Detta borde fortsätta att pique vårt intresse för att hantera nya som visas.

Författarna arbetar inte för, konsulterar, äger aktier i eller får finansiering från något företag eller en organisation som skulle dra nytta av denna artikel. De har inte heller några relevanta tillhörigheter.

Den här artikeln publicerades ursprungligen den Avlyssningen. Läs ursprungliga artikeln.

Om Författarna

Andrew Shaw är forskarforskare vid University of Glasgow

Connor Bamfordis en forskarassistent vid University of Glasgow