De lichamelijke impact van covid-19: het virus is erger dan u dacht

Het coronavirus lijkt in staat om zowat alle functies in ons lichaam te ontregelen. Dat maakt de strijd tegen covid-19, de ziekte die het veroorzaakt, zo veel moeilijker. Maar de wetenschap geeft het niet op. Al wordt vooral duidelijk dat het virus zijn gang laten gaan geen realistisch scenario is.

Wat aanvankelijk een griepachtig virus leek dat de luchtwegen infecteert, groeide uit tot een biologisch enigma dat virusjagers met stomheid slaat. Het is amper een miljardste van een meter groot en het telt slechts 15 genen met informatie over niet meer dan 29 eiwitten. En toch is het coronavirus in staat een menselijk lichaam compleet te ontregelen. Hoe langer wetenschappers ernaar kijken, hoe indrukwekkender het arsenaal aan ontwrichtende functies in ons lichaam wordt dat het virus schijnbaar moeiteloos lijkt te kunnen uitrollen.

‘Een wrede en ongewone ziekte’, kopte het vakblad New Scientist boven een opsomming van wat covid-19, de ziekte veroorzaakt door het coronavirus, in een mensenlichaam kan aanrichten. Het noemde het virus ‘een alles overweldigende vijand die kan doden in een tweeledige aanval, door zowel onze afweer te provoceren als onze bloedklontering te ontregelen’.

De lijst van symptomen die het virus uitlokt, groeit met de dag. Het gaat om veel meer dan verkoudheid, hoofdpijn en koorts die kunnen uitmonden in coma. Patiënten raken compleet uitgeput, gevoelloos (fysiek én mentaal), krijgen last van diarree en extreem gewichtsverlies, en van huid- en hersenaandoeningen. Mensen die tijdens de virale infectie zelf alleen bescheiden symptomen hebben, kunnen weken later ineens zwaar ziek worden, vooral door hun afweer die op hol slaat omdat die de gevolgen van de infectie niet onder controle krijgt.

Geen enkel orgaan in het menselijk lichaam is veilig voor het virus. Het is niet langer louter een probleem van kwetsbare longen en zware longontstekingen, maar ook van beroertes, lever- en nierfalen en hevige spierpijnen. Een studie in New England Journal of Medicine zorgde voor grote beroering door aan te tonen dat het coronavirus zelfs diabetes (type 1) kan veroorzaken. Het was bekend dat mensen met diabetes gemakkelijker slachtoffer worden van het virus, maar het nieuws dat het virus de ziekte zelf triggert stuurde een schokgolf door het diabeteswereldje. Het virus zou in de pancreas de cellen infecteren die instaan voor de productie van insuline en glucagon, hormonen die het suikergehalte in het bloed regelen. Door de infectie loopt de suikerregulatie in het honderd.

Speekseldruppels op feesten

Nature gaf recent een overzicht van de grootste vraagtekens over de biologie van het coronavirus. Die lijst begon met de vaststelling dat het bij verschillende mensen uiteenlopende ziektebeelden oproept. Sommige besmette mensen merken amper iets van de infectie, anderen worden bijna meteen doodziek. Mensen met milde symptomen van de besmetting kunnen maanden later nog last hebben, terwijl er ook zwaar zieke patiënten zijn die relatief snel hun normale leven weer opnemen. Niemand heeft er ook maar enig zicht op vanwaar die opvallende verschillen komen.

Volgens sommige preliminaire studies zou amper een derde van de besmette personen merkbare symptomen vertonen. Dat is een ramp voor het indijken van een virale uitbraak, want het impliceert dat je de meerderheid van de besmette mensen over het hoofd ziet. Een verslag in Proceedings of the National Academy of Sciences concludeerde dat als je alle mensen met symptomen zou isoleren, je de ziekte toch niet onder controle kunt houden, omdat je de symptoomlozen mist. Je moet minstens een derde van die symptoomlozen in quarantaine kunnen zetten om een effect op een uitbraak te hebben.

De studie ging ervan uit dat meer dan de helft van de besmettingen gebeurt door mensen zonder symptomen (ook al krijgen ze die later misschien wel). Superverspreiders van het virus – mensen die uiterst besmettelijk zijn – spelen een belangrijke rol in het voeden van de pandemie. Amper 20 procent van de besmette personen zou instaan voor liefst 80 procent van de nieuwe besmettingen. Dat gebeurt vooral op feesten en in bars, waar mensen dicht op elkaar staan en lawaai maken, wat gepaard gaat met de lancering van speekseldruppels die vol virussen kunnen zitten. Vandaar ook de sterke focus op feesten en evenementen in de bestrijding van het virus.

Veel slachtoffers rapporteren als eerste symptomen een verlies van geur- en smaakvermogen en van het hongergevoel. Maar het kan ook anders: zelfs relatief jonge mensen met zwakke symptomen van een infectie kunnen plots een hartaanval of een beroerte krijgen. Sommige beroertes resulteren in meetbare hersenschade, zo bleek uit een analyse in het vakblad Neuron. Het is onduidelijk of die schade permanent is – daarvoor is het virus nog niet lang genoeg onder ons.

In New Scientist getuigde een prominente Britse infectioloog, die tijdens zijn werk al besmet raakte met tropische virussen, over zijn coronavirusinfectie. Hij sprak over periodes van extreme vermoeidheid tot lang nadat het virus uit zijn lichaam was verdwenen. En over de groeiende onzekerheid omdat je voelt dat de ziekte komt en gaat. Als je denkt dat het eindelijk gedaan is, steekt ze ineens in een andere gedaante weer de kop op. Dat semipermanente karakter van de ziekte in een aantal patiënten baart veel wetenschappers zorgen.

Tot dusver lag de focus van de strijd tegen de ziekte vooral op het vermijden van sterfgevallen, maar er komt noodgedwongen meer aandacht voor de langetermijneffecten op patiënten die de virale aanval overleven. Liefst 20 procent van de mensen die een zware coronabesmetting overleefden, zou daar blijvende longschade aan overhouden – er zijn zelfs mensen bij die nooit kunstmatige beademing kregen. De schade zou alleen te compenseren zijn door het constant oefenen van de longen. In extreme gevallen is een longtransplantatie wenselijk – een risicovolle ingreep die extra bemoeilijkt wordt door een chronisch tekort aan transplantatielongen.

Biologische camouflage

Half juli verscheen in Nature een indrukwekkende, maar bijna wanhopig stemmende studie over de manieren waarop de 29 coronaviruseiwitten in het menselijk lichaam interageren met onze eiwitten. De studie legde liefst 332 interacties bloot, wat betekent dat er minstens 332 manieren zijn waarop virale eiwitten onze gezondheid kunnen hypothekeren – hoewel het niet zeker is dat alle interacties tot problemen leiden. Het illustreert de verbluffende biologische veelzijdigheid van het virus.

Zo blijkt het virus te interfereren met eiwitten die nodig zijn voor onze DNA-vermenigvuldiging, voor het reguleren van welke genen wanneer tot expressie worden gebracht, voor het transport van celblaasjes met informatie voor andere cellen, voor het vetmetabolisme en andere functies uit onze stofwisseling, voor de opbouw en energievoorziening van cellen. Daarenboven kan het een normale werking van essentiële componenten van onze afweer hinderen, wat kan verklaren waarom bij zo veel patiënten de afweer tilt slaat als gevolg van de infectie.

Een studie in Nature Communications suggereerde zelfs dat het virus over een soort camouflage beschikt om te verhinderen dat het snel door de menselijke afweer gedetecteerd wordt. Zijn ontregelende capaciteiten lezen als een catalogus van de kwetsbaarheid van ons lichaam. Om het helemaal te gek te maken komen er indicaties dat het virus eveneens zou ingrijpen op onze darmflora – vandaar mogelijk de symptomen van diarree en gewichtsverlies. Geen enkel aspect van ons lichaam wordt gespaard.

Een prangende vraag die wetenschappers bezighoudt, is hoelang een besmette persoon antistoffen tegen het virus in zijn lichaam houdt, en in welke mate die een tweede infectie kunnen tegenhouden. Het virus verbergt zijn eventuele zwakke plekken goed voor de virusjagers. De hoeveelheid antistoffen in een lichaam zou ongeveer drie weken na de eerste symptomen pieken. De piek zou hoger zijn voor mensen met zwaardere symptomen. Maar drie maanden na de piek zou slechts 17 procent van de mensen nog meetbare hoeveelheden antistoffen in hun bloed hebben. Dat is een verontrustend laag percentage.

Het vakblad Science benadrukt dat het van primordiaal belang is voor de strijd tegen het virus dat bekend wordt hoelang antistoffen bescherming bieden. Als dat maar voor een korte periode is, heeft dat limiterende effecten op het succes van een vaccin, want dat werkt volgens dezelfde principes. Maar de hoop groeit dat andere aspecten van ons immuunsysteem helpen in de strijd tegen het virus. Een preliminaire studie detecteerde een verrassend hoge zogenaamde ‘T-cel immuniteit’ in Zweedse patiënten. Het kan erop wijzen dat die minder bekende component van ons immuunsysteem efficiënter is in de strijd tegen het virus dan de antistoffen. En dat zou een beetje goed nieuws zijn.

Kwetsbare kale mannen

Wetenschappers speuren ook naarstig naar eventuele genetische eigenschappen die maken dat sommige mensen beter beschermd zijn tegen het virus dan andere. Vooralsnog heeft die zoektocht niet veel succes. Italiaanse onderzoekers meldden op een online wetenschappelijk congres dat ze drie genen detecteerden die een (kleine) invloed hebben op de ontwikkeling van covid-19. Het is niet veel, maar het is een begin. Verrassend was dat ze geen onderscheid vonden voor genen met informatie over de fameuze celreceptor ACE2 op onze cellen, die het virus gebruikt om ze te infecteren. Ook hier doet het virus niet wat onderzoekers hadden gedacht (of gehoopt).

Chinese onderzoekers rapporteerden in Nature Machine Intelligence dat ze door middel van artificiële intelligentie uit een grote dataset drie biologische merkers hebben geïsoleerd die verband houden met het risico op overlijden aan covid-19. Een eerste is lactaatdehydrogenase, een stof die vrijkomt bij zware weefselschade. Een tweede is een tekort aan witte bloedcellen (lymfocyten). Een derde betreft een stof die te maken heeft met ontstekingen in de longen. De combinatie van deze drie merkers in het bloed opsporen, zou tien dagen voorsprong geven in het bepalen van welke patiënten een hoog risico op overlijden hebben, zodat ze extra aandacht kunnen krijgen.

Intrigerend is dat mannen veel meer te lijden hebben van covid-19 dan vrouwen. Volgens Science zou wereldwijd meer dan driekwart van de patiënten man zijn. Dat komt volgens het blad omdat mannelijke geslachtshormonen het virus een handje helpen. Gegevens uit Spanje geven aan dat mannen met een genetische vorm van vroegtijdige kaalheid extra gevoelig zijn voor het virus, omdat ze veel geslachtshormonen hebben. De hoofdschuldige zou een door de hormonen geproduceerd eiwit zijn, dat het virus bijstaat in het binnendringen van cellen.

In Nature wezen acht vrouwelijke wetenschappers er fijntjes op dat mannen misschien wel meer ziek worden, maar vrouwen dragen meer gevolgen van de maatschappelijke maatregelen tegen het virus. Ze verliezen gemakkelijker hun job, draaien vooral op voor de thuisblijvende kinderen en worden slachtoffer van seksueel geweld door hun ‘opgesloten’ mannen. Bovendien moeten veel vrouwen de thuiszorg opnemen van hun ziek geworden partners.

Artificiële miniorgaantjes

Virologen zoeken koortsachtig naar manieren om het coronavirus gemakkelijker te kunnen bestuderen. Een groep meldt in Cell Host & Microbe dat ze een hybride gemaakt heeft van het coronavirus en een onschadelijk virus dat veel in laboratoriumonderzoek gebruikt wordt. Ze hebben het gen voor het fameuze stekeleiwit, dat het coronavirus nodig heeft om zich aan gastcellen vast te hechten, in het andere virus ingebracht. Op die manier kunnen ze de stekel beter bestuderen zonder de extreme veiligheidsmaatregelen rond mogelijke virale infectie.

Een studie in Nature Structural & Molecular Biology toonde overigens aan dat een piepkleine verandering in het genetisch materiaal van het virus ertoe geleid heeft dat het zijn stekeleiwit duizend keer gemakkelijker aan de menselijke ACE2-receptor kan binden dan de stekel uit het vleermuisvirus dat waarschijnlijk de voorloper van ons virus was. We hebben veel pech gehad dat net deze mutatie via een nog niet ontdekt tussenstation in onze maatschappij terecht is gekomen.

Wetenschappers bestuderen het virus niet alleen in cellijnen, maar ook in artificiële miniorgaantjes, zoals piepkleine longen, pancreassen en nieren. Ze hopen zo meer zicht te krijgen op wat het virus in diverse weefsels doet. In Cell werd zo aangetoond dat het virus probleemloos in de wand van bloedvaten dringt, zodat het in de bloedbaan terecht kan komen en door het lichaam kan reizen, tot in de hersenen toe. Onderweg lokt het aan de lopende band bloedklontervorming uit. Een verslag in The Lancet rapporteerde bloedklonters in alle organen van gestorven coronapatiënten bij wie een autopsie werd uitgevoerd. Bloedklontervorming zou trouwens al optreden nog voor patiënten zichtbare symptomen van de ziekte ontwikkelen.

Science maakte een uitgebreide analyse van de proefdieren die het meest geschikt zijn om het virus te bestuderen. Muizen worden er amper ziek van, dus zijn ze geen goede kandidaat, tenzij ze genetisch zo gemodificeerd worden dat ze vatbaarder worden voor het virus. Hamsters, die in proeven aan de KU Leuven gebruikt worden, zouden het meeste uitzicht bieden op goede, want op de mens toepasbare resultaten. Ook apen zijn al ingeschakeld, onder meer in Nederland. Ze reageren op het inspuiten van het virus, maar ze worden er niet ziek van, waardoor het niet duidelijk is of ze nuttig zijn als onderzoeksinstrument. Daarenboven is het virus vooral dodelijk voor oudere mensen, terwijl proefdieren meestal jongere dieren zijn.

Onrealistisch scenario

Sommige mensen die de maatregelen beu zijn en de economische ravage vrezen, pleiten ervoor dat we het virus op zijn beloop laten. Dat we het als maatschappij letterlijk uitzieken, zodat we er sneller vanaf zijn. Het is een mogelijkheid, maar wel een met consequenties. Als we bescherming door de fameuze ‘groepsimmuniteit’ willen bereiken, moet twee derde van de wereldbevolking met het virus geïnfecteerd raken, zo concludeerde een analyse in het vakblad Immunity. Dat zou resulteren in 30 miljoen coronadoden, waarvan 6 miljoen in China en 1 miljoen in de VS (en naar schatting 60- tot 100.000 in ons land). De doden als gevolg van het instorten van de gezondheidssystemen zijn niet meegerekend in die analyse.

Ter vergelijking: momenteel zijn we wereldwijd op weg naar 700.000 (geregistreerde) coronadoden (in ons land naar 10.000). De vele coronadoden in een scenario van laat-het-virus-maar-los zouden amper een effect hebben op de globale mensenaantallen, dus als correctie op de overbevolking moeten we het niet doen. Het is overigens onwaarschijnlijk dat een mensenmaatschappij normaal blijft functioneren als haar gezondheidszorg ingestort is. Het virus zijn gang laten gaan is om vele redenen geen realistische optie.