המבנה והמספרים של וירוס הקורונה 
 COVID- 19 / SARS-CoV-2

צוות תרגום אנגלית עברית: גל וניב אנטונובסקי, אייל גאגין, יותם דוידוביץ, אורי מורן, מאיה רוטבאום נערך ע"י: רעיה זלצר אברוצקי

בעבור : חמ"ל הקורונה של מטה החדשנות


תקציר מגפת ה-SARS-CoV-2 הכלל עולמית היא תזכורת קשה לעובדה שבין אם בחולה בודד, או בגל הדבקות חוצה יבשות, מגיפה היא לעתים קרובות סיפור של מספרים. במאמר זה, מטרתנו היא לספק מקור גראפי מתועד מדעית המכיל מספרי-מפתח המסייעים לנו להבין את הנגיף העומד מאחורי המשבר העולמי הנוכחי. הדיון ערוך סביב שני נושאים נרחבים: 1- הביולוגיה של הנגיף עצמו ו-2- מאפייני ההדבקה בחולה יחיד. הסיכום המקוצר מספק את מספרי המפתח הנוגעים ל-SARS-CoV-2, בהתבסס על פרסומים מדעיים שעברו כמעט כולם ביקורת עמיתים. המספרים המדווחים בפורמט תמציתי נידונים לעומק במקורות המוזכרים מטה. הקוראים מתבקשים לשים לב שעדיין קיימת אי-ודאות רבה והידע אודות מגפה כלל עולמית זו והנגיף העומד מאחוריה מתפתח בקצב מהיר. בפסקאות להלן אנו מספקים חישובים 6 המדגימים את התובנות אליהן ניתן להגיע מידיעת כמה מספרי מפתח תוך שימוש בלוגיקה כמותית. חישובים אלו מסייעים לשיפור האינטואיציה שלנו אך אינם תחליף לניתוח אפידמיולוגי מפורט.



1. כמה זמן ייקח לנדבק בודד להדביק מיליון אנשים נוספים?

בתנאים בהם כולם מתנהגים כרגיל (ללא סגר), כמה זמן יקח למגפה להתפשט מנדבק בודד אל מיליון נדבקים נוספים? מספר ההדבקה הבסיסי- R0 של הנגיף מלמד כי בהעדר אמצעים מניעתיים כגון ריחוק חברתי, כל אירוע הדבקה יגרום באופן ישיר ל-2 עד 4 ארועי הדבקה נוספים. כאשר אדם נדבק בוירוס, משך הזמן שעובר עד שהוא הופך למדבק בעצמו נקרא התקופה הלטנטית. האמדן החציוני הטוב ביותר הקיים כיום לתקופה הלטנטית הוא כ-3 ימים, כאשר לאחריהם מגיעה תקופה של שיא רמת ההדבקה הנמשכת 4 ימים. משך הזמן המדויק משתנה מאדם לאדם וחלק מהתקופות המדבקות ארוכות בהרבה. אם נניח כי מספר ההדבקה הבסיסי של הנגיף הוא R0=4, מספר הנדבקים יוכפל כל 3 ימים. גידול של פי אלף במספר הנדבקים (למשל מהמקרה הראשון ועד 1000) יתרחש כעבור 10 תקופות הכפלה מאחר ו- 210 ≈ 103 ; מאחר וכאמור הכפלה אחת מתרחשת כל 3 ימים, אזי 10 הכפלות יתרחשו כעבור 30 יום, או בערך חודש. לפי החישוב הזה, נצפה לראות הכפלה פי אלף של מספר הנדבקים כל חודש בהם המגפה מתפשטת ללא הפרעה. בצורה דומה ניתן לראות כי המגפה תתפשט פי מיליון תוך חודשיים, ופי מיליארד תוך 3 חודשים. אף על פי שזהו חישוב פשטני מאוד, אשר אינו לוקח בחשבון ארועי super-spreaders, חסינות עדר ובדיקות חלקיות, הוא מדגיש את העובדה שהנגיף יכול להתפשט בקצב מסחרר באוכלוסיה כאשר לא נוקטים צעדי מנע מתאימים. דוגמא זו ממחישה מדוע הכרחי להגביל את התפשטות הנגיף באמצעות אמצעים כגון ריחוק חברתי. בחלק ״הגדרות״ נמצא דיון מקיף יותר אודות מספר ההדבקה הבסיסי, התקופה הלטנטית, והתקופה של שיא ההדבקה, כמו גם התייחסות לקצב ההתפשטות והנחות שונות הנעשות בחישוב.

2. מה ההשפעה של הריחוק החברתי? דוגמה כמותית מאוד מופשטת עוזרת להבהיר את הצורך בהתרחקות חברתית. נניח שנדבקת בנגיף ואתה פוגש כ 50 אנשים במהלך יום בו אתה עובד, משתמש בתחבורה ציבורית, מתרועע עם אנשים ועורך סידורים. בכדי לעגל את המספרים, נניח בנוסף כי יש לך סיכוי של 2% להעברת הנגיף בכל אחד מהמפגשים הללו, כך שבממוצע אתה צפוי להדביק אדם אחד חדש בכל יום. אם אתה מדבק במשך כ-4 ימים, אז אתה צפוי להדביק 4 אנשים אחרים בממוצע, בטווח העליון המוערך של R0 עבור SARS-CoV-2 בהעדר התרחקות חברתית. אם לחילופין אתה פוגש 5 אנשים בכל יום (ועדיף שנפגוש אפילו פחות) עקב התרחקות חברתית, אזי גם אם ההסתברות להעברת הנגיף למפגש לא ירדה ועדיין עומדת על 2% למפגש, אתה צפוי להדביק בממוצע רק 0.1 אנשים ליום, או 0.4 אנשים בשיא תקופת ההדבקה. המטרה הסופית של התרחקות חברתית היא להקטין את מספר ההדבקות של כל נשא אל מתחת ל 1 לכל אורך התקופה בה הוא מדבק.. מספר רבייה אפקטיבי נמוך (Re) הקטן מ 1 יבטיח כי מספר ההדבקות ידלדל בסופו של דבר ומספר החולים באוכלוסיה ידעך. חשוב ביותר להגיע במהירות ל Re < 1, והתרחקות חברתית היא הדרך הישימה ביותר.

3.למה תקופת הבידוד היא שבועיים?

משך הזמן בין הדבקה לבין הופעת סימפטומים נקרא תקופת האינקובציה. חציון תקופת הדגירה של נגיף ה-SARS-Cov-2 מוערך בכחמישה ימים. (Laure et al 2020). עדיין, ישנם הבדלים במשך זמן זה בין אנשים שונים. בערך 99% מהחולים שמראים סימפטומים יראו סימפטומים אלו לפני סיום 14 הימים, דבר שמסביר את תקופת הבידוד שהינה שבועיים. נתון חשוב נוסף, ניתוח זה מזניח את נשאי הנגיף שאינם מראים סימפטומים כלל. מאחר ונשאים ללא סימפטומים בדרך כלל אינם נבדקים, עדיין לא ברור כמה מהם קיימים באוכלוסיה ובמשך כמה זמן הם מדבקים.

4. כיצד מסכות N95 עוצרת את ה- SARS-CoV-2?

מסכות N95 עוצבו במטרה להסיר יותר מ95% מכל החלקיקים אשר בקוטר של לפחות 0.3 מיקרון ((NIOSH 42 CFR Part 84). למעשה, מדידות של יעילות סינון החלקיקים של מסכות N95 מראות כי הן מסוגלות לסנן ≈99.8% מהחלקיקים בקוטר של ~0.1 מיקרומטר (Regnasamy et al. 2017). SARS-CoV-2 הינו נגיף בעל מעטפת בקוטר של כ 0.1 מיקרומטר, לכן מסכות N95 מסוגלות לסנן את רוב הנגיפים המשוחררים, אך הן עושות יותר מכך. הכיצד? נגיפים מועברים לרוב דרך טיפות נשימתיות המיוצרות על ידי שיעול ועיטוש. טיפות נשימתיות בדרך כלל מחולקות לשני גדלים, טיפות גדולות ( בקוטר >5 μm) אשר נופלות במהירות לקרקע ולכן מועברות למרחקים קצרים, וטיפות קטנות (בקוטר 5 ≤ μm). טיפות קטנות יכולות להתאדות אל "גרעין טיפות", ולהישאר תלויות באוויר פרקי זמן משמעותיים בהם ניתן לשאוף אותן. נגיפים מסוימים, כגון חצבת, יכולים להיות מועברים על ידי גרעיני טיפות (Tellier et al. 2019). נכון לעכשיו אין ראיות ישירות המראות העברת SARS-CoV-2 על ידי גרעיני טיפות. במקום זאת, מאמינים כי טיפות גדולות יותר הן הגורם העיקרי להעברת SARS-CoV-2, לרוב על ידי התיישבות על משטחים בהם נוגעים ומהם מועברים דרך הידיים אל קרום הריר כמו העיניים, האף והפה (CDC 2020). הקוטר האופייני של טיפות גדולות המיוצרות דרך התעטשות הוא ~100 μm (Han J. R. Soc. Interface 2013), בעוד שהקוטר של גרעין טיפת המופק משיעול הוא בסדר גודל של ~1 μm (Yang et al 2007). לפיכך, מסכות N95 ככל הנראה מגינות מפני כמה מצבים של העברה ויראלית.


5. עד כמה דומה נגיף ה-SARS-CoV-2 לנגיפי ההצטננות והשפעת?

נגיף SARS-CoV-2 הוא נגיף קורונה מסוג בטא אשר הגנום שלו מקודד ברנ״א חד-גדילי באורך 30,000 בסיסים של חומצה ריבונוקלאית. מחלת השפעת נגרמת ממשפחה שונה לגמרי של נגיפי רנ״א המכונים נגיפי אינפלואנזה (influenza). לנגיפי השפעת גנומים קצרים יותר (14,000 בסיסים) אשר מקודדים על גבי 8 מקטע רנ״א נפרדים, והם מדביקים תאי אדם בצורה שונה מאשר וירוס קורונה. ״הצינון המצוי״ נגרם ע״י מגוון נגיפים, ובכלל גם נגיפי קורונה ו-rhinoviruses. נגיפי קורונה הגורמים לצינון (כדגומת זני הנגיף OC43 ו-229E) הינם דומים לנגיף SARS-CoV-2 באורך הגנום (סטייה של כ-10%) והתוכן הגנטי באופן כללי, אבל נבדלים מנגיף SARS-CoV-2 ברצף הגנטי עצמו (50% זהות רצף בלבד) וחומרת ההדבקה. עובדה מעניינת בנוגע לנגיפי קורונה היא שהם בעלי הגנום הארוך ביותר מכל נגיף רנ״א אחר (30,000 בסיסים). אורך הגנומים של נגיפי קורונה הובילו חוקרים לשער כי הנגיף מכיל מערכת ״תיקון שגיאות״ אשר יכולה להפחית את קצב המוטציות ולייצב את הגנום. אכן, נגיפי קורונה מכילים חלבון בקרת-שכפול הנקרא ExoN אשר קיומו יכול להסביר את קצב המוטציות הנמוך בנגיפי קורונה (~10-6 לאתר למחזור שכפול) ביחס לנגיפי אינפלואנזה (≈3×10-5 לאתר למחזור שכפול (Sanjuan et al. 2010)). קצב המוטציות הנמוך יחסי בנגיפי קורונה יהווה מוקד למחקרים עתידיים המנסים לחזות את המהירות בה נגיף הקורונה עלול לחמוק ממערכת החיסון האנושית.

6. כמה ידוע על הגנום והפרוטאום של SARS-CoV-2? נגיף הקורונה מכיל גנום רנ״א חד-גדילי (positive-sense) אשר מקודד ל-10 גנים המתבטאים ל-26 חלבונים, כך ע״פ המרכז הלאומי לאינפורמציה ביוטכנולוגית בארה״ב (NCBI). כיצד יתכן ש-10 גנים מבטאים יותר מ-20 חלבונים? גן אחד ארוך במיוחד, הנקרא orf1ab', מקודד פולי-חלבון אשר נחתך ל16 חלבונים שונים ע״י פרוטאזות, שגם הן מתבטאות כחלק מאותו פולי-חלבון עצמו. בנוסף לפרוטאזות, הפולי-חלבון מקודד רנ״א פולימרז וחלבוני עזר נוספים המסוגלים לשכפל את הגנום, חלבון המבצע בקרת איכות על התוצר המשוכפל (exonuclease), וחלבונים נוספים. שאר הגנים מקודדים בעיקר לרכיבים מבניים של הוירוס: (1) חלבון החוד אשר נקשר לקולטן המתאים בתאי המטרה באדם או בחיה. (2) חלבון קושר רנ״א אשר אורז את הגנום. (3) שני חלבונים חוצי ממברנה. למרות שעבודה רבה מתמקדת בהבנת תפקידם של חלבוני העזר במחזור החיים של הנגיף, אנו מעריכים כי כרגע ניתן לתאר תפקיד ביוכימי או מבני ברור לכמחצית מהתוצרים של הגנים המקודדים בוירוס הקורונה SARS-CoV-2.


7. מה אנו יכולים ללמוד משיעור המוטציה של הנגיף?

חוקרי אבולוציה של נגיפים משתמשים בשני מדדים על מנת לתאר את קצב השינוי הגנומי. הראשון הוא הקצב האבולוציוני, המוגדר כמספר השינויים הממוצע בבסיסי הרצף הגנומי שמתקבעות במשך שנה בזנים של הנגיף, ונמדד ביחידות של מוטציות לבסיס לשנה. השני הוא קצב המוטציה, שהוא ההסתברות לשינוי בבסיס ברצף הגנומי בכל מחזור שכפול. כיצד ניתן לקשר בין שני הערכים הללו? נתבונן על אתר יחיד ברצף הנגיף בסוף שנה. המדידה היחידה של קצב המוטציה בנגיף β-coronaviv מרמזת כי אתר זה יצבור 10-6 מוטציות בכל סבב שכפול. כל מחזור שכפול לוקח כ 10 שעות, וכך ישנם 103 מחזורים בשנה. כשנכפיל את קצב המוטציה במספר השכפולים, ונזניח את ההשפעות הפוטנציאליות של סלקציה אבולוציונית וסחיפה גנטית, אנו מגיעים ל 10-3 מוטציות באתר בשנה, מספר העומד בקנה אחד עם השיעור האבולוציוני שהתקבל מריצוף גנטי של נגיף הקורונה. מכיוון שההערכה שלנו עולה בקנה אחד עם השיעור הנמדד, אנו מסיקים כי הנגיף עובר שכפול כמעט רציף בטבע, ויוצר כל העת מוטציות חדשות המצטברות במהלך השנה. בעזרת הידע שלנו על שיעור המוטציה, אנו יכולים גם להסיק מסקנות לגבי הדבקות בודדות. לדוגמא, מכיוון שקצב המוטציה הוא ~ 10-6 מוטציות לכל אתר במחזור הדבק וכי מ״ל של [כיח] עשוי להכיל מעל 107 נגיפים, אנו מסיקים כי כל אתר עובר מוטציה יותר מפעם אחת בדגימות אלו.

8. כמה יציב ומדבק הנגיף על משטחים?

SARS-CoV-2 RNA התגלה על משטחים שונים מספר שבועות לאחר מגע אחרון

. (Moriarty et al. 2020). בהגדרות חידדנו את ההבדל בין זיהוי רנ״א נגיפי לבין נגיף פעיל המסוגל להדביק. ההסתברות להדבקה של אדם מחשיפה מסוג זה איננה ידועה שכן קיים קושי רב בקיום ניסויים לבחינה זו. אף על פי כן, משנה זהירות וצעדי מניעה הינם הכרחיים. אנו מעריכים שבמהלך התקופה המדבקת, חולה שאינו מאובחן נוגע במשטחים עשרות פעמים. בהמשך, משטחים אלו יבואו במגע עם מאות אנשים אחרים. מקבוע ההדבקה הבסיסי ( basic reproduction number R0) שעומד על כ 2-4 אנחנו מסיקים שלא כל מי שבא במגע ישיר עם המשטחים ידבק בהכרח. מחקר נוסף עדיין נדרש על מנת לחדד את ההבנה של סיכוני הדבקה כתוצאה ממגע עם משטחים.



עוד על הגדרות ושיטות מדידה

מספר ההתרבות הבסיסי, R0, מעריך את המספר הממוצע של הדבקות חדשות הנוצרים ישירות מאדם מדבק יחיד. סימון ה-0 מרמז כי זהו המספר לשלבים מוקדמים של המגפה, כאשר כל האנשים באזור בסיכון (כלומר עדיין אין חסינות) ולא ננקטו אמצעים נגדיים. מאחר וגיאוגרפיה ותרבות משפיעים על כמות האנשים שאנו פוגשים ביום, עד כמה אנו נוגעים בהם או אוכלים בחברותא, הערכות של R0 יכולות להשתנות בין מיקומים. בנוסף לכך, מאחר ו R0 מוגדר בהעדר אמצעי נגד וחסינות, לרוב אנו יכולים להעריך את ה R (Re) היעיל. בתחילת מגפה, לפני כל אמצעי נגד, Re ≈ R0. מספר ימים עוברים לפני שאדם שהודבק לראשונה הופך למדבק בעצמו. "תקופה סמויה" זו בדרך כלל גוררת אחריה מספר ימי הדבקה הנקראת "תקופת הדבקה". חשוב להבין כי הערכים המדווחים לכל הערכים הללו הם ממוצעי אוכלוסייה שמקורם במודלים אפידמיולוגיים המותאמים לספירת חולים נגועים, בעלי סימפטומים ומתים. מכיוון שהבדיקות תמיד אינן שלמות והתאמות הפרמטרים למודל אינה מושלמת, כמן כן גם בגלל שהנתונים ישתנו בין מיקומים שונים, ישנם אי דיוקים משמעותיים בנתונים המתועדים. בנוסף לכך, הערכים החציוניים או הממוצעים בעל הערכים המתאימים ביותר לא מתארים משתנים בין אדם לאדם. לדוגמא, RNA נגיפי ניתן היה לאיתור בחולים עם תסמינים מתונים במשך שבוע לפני הופעת הסימפטומים, ויותר משבועיים בחולים עם סימפטומים קשים (ECDC 2020). אף על פי שRNA שניתן לזהות אינו זהה לנגיף פעיל, ראיות אלו דורשות זהירות בשימוש בפרמטרים לא בטוחים לתיאור מגיפה. מדוע לא פורסמו הפצות מפורטות של פרמטרים אלו בין אנשים? מדידה ישירה של תקופות סמויות ותקופות הדבקה ברמה האישית היא מאתגרת ביותר, שכן זיהוי מדויק של זמן ההדבקה הינו קשה במיוחד.

מה ההבדל בין מדידות של נגיפי RNA לנגיפים זיהומיים?

מספר מתודולוגיות שנות משמשות לכימות ואבחון נגיפים. גישה נפוצה אחת היא כימות מספר הRNA הנגיפיים במגדם סביבתי (למשל משטח) או קליני (למשל כיח) באמצעות תגובת שרשרת פולימראז כמותי בשעתוק הפוך (RT-qPCR). שיטה זו מודדת את מספר ההעתקים של RNA נגיפי בדגימה. נוכחות RNA נגיפי אינה בהכרח מרמזת על נוכחות של נגיפים מדבקים, נגיפים יכולים להיות פגומים (למשל על ידי מוטציה) או בוטלו עקב תנאים סביבתיים. בכדי להעריך את ריכוז של נגיפים מדבקים, חוקרים מודדים בדרך כלל את "המינון המדבק של 50% תרבית רקמה" (TCID50). מדידת TCID50 כרוכה בהדבקת תרביות משוכפלות של תאים רגילים בנגיפים מדוללים וציון רמת הדילול בה חצי מהשכפולים הודבקו. ספירת נגיפים שדווחו על ידי TCID50 נוטים להיות נמוכים בהרבה ממדידות RT-qPCR, וזו יכולה להיות אחת מהסיבות לכך שמחקרים הנשענים על מדידות RNA (Moriarty et al. 2020) מדווחות על התמדה של RNA נגיפי על משטחים לזמן ממושך יותר מאשר מחקרים הנשענים על TCID50 (van Doremalen et al. 2020). חשוב לזכור את הערת האזהרה הזו כאשר מפרשים נתונים על עומסים נגיפים, למשל ד"ח המודד RNA נגיפי בצואת מטופל מספר ימים לאחר החלמה (We et al. 2020). עם זאת, עבור נגיפים רבים אפילו מנה קטנה של נגיפים יכולה להוביל להדבקה. בצינון, למשל, ~0.1 TCID50 מספיקים בכדי להדביק מחצית מהאנשים שנחשפו (Couch et al. 1966).


מה ההבדל בין שיעור התמותה למקרה ושיעור התמותה מזיהום?

סטטיסטיקות גלובליות על הדבקות חדשות ומתים מן המחלה זורמות ממדינות רבות, ומספקות לעיתים השקפות שונות על החומרה וההתקדמות של המגפה. הערכת חומרת המגיפה היא מכרעת עבור קביעת מדיניות ולכן נעשה מאמץ רב בכימות שלה. המדד הנפוץ ביותר לחומרת מחלה הוא שיעור התמותה. מידה אחת שמדווחת בדרך כלל היא שיעור התמותה למקרה (CFR), שהוא שיעור ההרוגים מתוך כלל המקרים המאובחנים. ה CFR המדווח במדינות משתנה באופן משמעותי, בין 0.3% עד לכ 10%. מספר גורמים משמעותיים משפיעים על הCFR. ראשית, הפרמטרים הדמוגרפיים ומנהגים הקשורים לעלייה או ירידה בסיכון משתנים באופן משמעות בין חברות שונות. לדוגמה, שכיחות העישון, הגיל הממוצע של האוכלוסייה ויכולת מערכת הבריאות. אכן, רוב לאנשים אשר מתו מ SARS-CoV-2 היו מצבים קיימים כמו מחלת לב וכלי דם או עישון (China CDC 2020). יש גם פוטנציאל להטיה בCFR. לדוגמה, נטיה לזהות יותר מקרים קשים (הטיית בחירה) תגרום להערכת יתר של הCFR. מצד שני, ישנו דרך כלל עיכוב בין הופעת התסמינים לשעת המוות, אשר יכולה להוביל לאמדן חסר של CFR בשלב הראשוני של התקדמות המגיפה. אפילו לאחר תיקון הגורמים הללו, הCFR אינו נותן תמונה מלאה מאחר ומקרים עם תסמינים קלים או ללא תסמנים אינם נבדקים. לפיכך, הCFR יטה להערכת יתר שיעור ההורגים ביחס לאדם שנדבק, גודל המכונה שיעור התמותה להדבקה (IFR). הערכת המספר הכולל של אנשים אר נדבקו מתבצע בדרך כלל על ידי בדיקת מדגם אקראי לנוגדנים אנטי- נגיפיים, שנוכחותם מצביעה על כך שהמטופל נדבק בעבר. נכון לזמן כתיבה זה, הערכות כאלו אינן זמינות באופן נרחב, ועל כן חוקרים נאלצים לבדוק מערכות נתוני פונדקאות שנוצרו על ידי בדיקת תושבים זרים אשר חזרו הביתה ממדינות נגועות (Verity et al. 2020), או מודלים אפידמיולוגיים המעריכים את מספר המקרים הלא מתועדים (Li et al. 2020). מתודולוגיות אלו מספקות הצצה ראשונית לחומרתה האמתית של המחלה.



מה גודל ההתפרצות וזמן ההעתקה של הנגיף? שני מאפיינים חשובים של מחזור החיים של הנגיף הם משך הזמן הלוקח לנגיף ליצור נגיפים מדבקים חדשים, ומספר הנגיפים הנוצרים בעקבות ההדבקה של תא אחד. כמות הנגיפים הנוצרת כתוצאה ממחזור ההדבקה של עבור כל תא נגוע מוגדרת היטב עבור נגיפים ליטיים (כדוגמת נגיפים המדביקים בקטריות, בקטריופאגים), מאחר ובתום תהליך ההדבקה דופן התא נפרצת ויחידות משוכפלות של הווירוס משתחררות ו-״פרץ״ של נגיפים חדשים משתחרר אל הסביבה. מספר הנגיפים המשתחררים בתרחיש זה נקרא ״גודל הפרץ״ (burst size). נגיף הקורונה (SARS-CoV-2) לא משחרר את צאצאיו המשוכפלים על ידי פריצת דופן התא ופירוקו אלא על ידי שחרור מתמשך של נגיפים משוכפלים מתוך התא (Park et al 2020).

למרות שבתסריט זה אין ״פרץ״ של נגיפים מתוך התא, עדיין ניתן לשערך את הממוצע של מספר יחידות הנגיף המשוכפלות אשר יוצרו במהלך ההדבקה של תא אחד. בפועל, מדידת משך הזמן הלוקח להשלמת מחזור שכפול של הנגיף בתוך תאים באדם חי היא מאתגרת. מסיבה זו, חוקרים רבים מעדיפים לבצע את המדידה בתרביות תאים חיים במעבדה. ישנן דרכים מגוונות לשערך את כמויות הנגיפים המשתכפלים בתרביות. דרך נפוצה ופשוטה היא שימוש ב"דינמיקת גידול של צעד אחד". העקרון המרכזי של שיטה זו הוא לוודא שאך ורק מחזור שכפול אחד התבצע. מטרה זו מושגת על ידי הדבקת התאים בכמות גדולה של יחידות הנגיף המשוכפלות ובצורה זו לוודא שכל התאים נדבקו בו זמנית, על ידי כך החוקר מוודא שלא התרחשו מחזורי הדבקה משניים לאחר ההדבקה.

מאחר והחוקר מניח כי משך הזמן של תהליך הכניסה של הנגיף אל תוך התא של הוא מהיר (כעשר דקות ל- SARS-CoV-2), משך הזמן הנדרש לייצור יחידות משופלות של הנגיף בתוך התא יכול להימדד על ידי מדידת המרווח שבין תחילת הניסוי (הוספת הנגיף אל התרבית) לבין הופעת נגיפים משוכפלים בתוך התא. משך זמן זה "תקופת הליקוי". תקופת הליקוי אינה כוללת גם את משך הזמן הנדרש לשחרור הנגיפים המשוכפלים מהתא הנגוע אל הסביבה. משך הזמן בין כניסת הנגיף לתא עד להופעת נגיפים חדשים מחוץ לתא נקרא גם "תקופת הדגירה / התקופה הסמויה" (שלא לבלבל עם המונח האפידמיולוגי תקופת הדגירה) והוא פרק הזמן אשר משערך את מלוא מחזור השכפול של הנגיף. מדידת כמות הנגיפים המשוכפלים הממוצעת ל״פרץ״ ניתנת לשערוך על ידי כימות יחידות הנגיף שנוצרו בסיום ההדבקה (כאשר מספר הנגיפים החדשים מגיע לרוויה) וחלוקה בסך מספר התאים שהודבקו בניסוי. בעוד שמשך הזמן שנמדד להשלמת מחזור השכפול של הנגיף, וגם כמות היחידות המשוכפלות המשוחררת בכל ״פרץ״, יכולים להשתנות משמעותית בין ניסוי בתרבית תאים לבין מה שמתרחש בפועל בייצור חי בעקבות השוני בסוגי התאים המודבקים, או פעילותה של מערכת החיסון בייצור חי, מספרים אלו מספקים לנו פרספקטיבה כמותית משוערכת על מחזור החיים של הנגיף ברמה התאית.


0 צפיות

הישארו מעודכנים

© Proudly created with WIX