โรคไวรัสอีโบลาเกิดจากไวรัสสี่จากห้าชนิดที่จัดอยู่ในสกุล Ebolavirus วงศ์ Filoviridae อันดับ Mononegavirales ไวรัสสี่ชนิดนั้น ได้แก่ ไวรัสบันดิบูเกียว (Bundibugyo virus, BDBV) ไวรัสอีโบลา (Ebola virus, EBOV) ไวรัสซูดาน (Sudan virus, SUDV) และไวรัสป่าตาอี (Taï Forest virus, TAFV) สำหรับไวรัสชนิดที่ห้า ไวรัสเรสตัน (Reston virus, RESTV) คาดกันว่าไม่ได้ก่อโรคในมนุษย์ ระหว่างการระบาด ผู้ที่มีความเสี่ยงสูงสุด คือ เจ้าหน้าที่สาธารณสุขและผู้ใกล้ชิดกับผู้ป่วย[11]

การแพร่เชื้อ

ไม่เป็นที่ทราบทั้งหมดว่าอีโบลาแพร่อย่างไร[12] เชื่อว่าโรคไวรัสอีโบลาเกิดหลังไวรัสอีโบลาแพร่สู่มนุษย์ทีแรกโดยการสัมผัสกับสารน้ำร่างกายของสัตว์ที่ติดเชื้อ การแพร่เชื้อจากคนสู่คนเกิดได้ผ่านการสัมผัสกับเลือดหรือสารน้ำร่างกายจากผู้ติดเชื้อโดยตรง (รวมการฉีดดองศพผู้ตายที่ติดเชื้อ) หรือโดยการสัมผัสกับเวชภัณฑ์ที่ปนเปื้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเข็มและกระบอกฉีดยา[13] การแพร่เชื้อผ่านการสัมผัสทางปากและผ่านการสัมผัสทางเยื่อบุตาน่าจะเป็นไปได้[14] และยืนยันแล้วในไพรเมตที่ไม่ใช่มนุษย์[15] แนวโน้มการติดเชื้อโรคไวรัสอีโบลาเป็นวงกว้างนั้นถือว่าต่ำ เพราะโรคนี้แพร่เฉพาะโดยการสัมผัสโดยตรงกับสารคัดหลั่งจากผู้ป่วยที่มีอาการเท่านั้น[13] การเริ่มต้นอาการที่รวดเร็วทำให้การระบุผู้ป่วยและจำกัดความสามารถของบุคคลในการแพร่โรคด้วยการเดินทางง่ายขึ้น เนื่องจากศพผู้เสียชีวิตยังติดเชื้อได้ แพทย์บางคนจึงต้องใช้มาตรการเพื่อกำจัดศพในทางที่ปลอดภัยแม้ขัดต่อพิธีกรรมฝังศพของท้องถิ่น[16]

เจ้าหน้าที่การแพทย์ที่ไม่สวมเสื้อผ้าป้องกันที่เหมาะสมอาจสัมผัสเชื้อได้[17] ในอดีต การแพร่เชื้อที่ได้มาจากโรงพยาบาลเกิดในโรงพยาบาลในทวีปแอฟริกาเนื่องจากการใช้เข็มซ้ำและขาดการป้องกันสากล[18]

โรคไวรัสอีโบลาไม่แพร่เชื้อผ่านอากาศตามธรรมชาติ[19] ทว่าไวรัสยังแพร่เชื้อได้เพราะละอองที่สร้างจากห้องปฏิบัติการขนาด 0.8–1.2 ไมโครเมตรที่หายใจเข้าไปได้[20] เนื่องจากช่องทางติดเชื้อที่เป็นไปได้นี้ ไวรัสเหล่านี้จึงถูกจัดเป็นอาวุธชีวภาพหมวดเอ[21] ล่าสุด ไวรัสได้แสดงว่าแพร่จากหมูสู่ไพรเมตที่ไม่ใช่มนุษย์ได้โดยไม่ต้องสัมผัส[22]

ค้างคาวถ่ายเอาผลไม้และเนื้อที่กินแล้วบางส่วนออกมา แล้วสัตว์บกเลี้ยงลูกด้วยนมอย่างกอริลลาและไดเคอร์ (duiker) กินผลไม้ที่ตกลงมาเหล่านั้น ลูกโซ่เหตุการณ์นี้ทำให้เกิดวิธีการแพร่เชื้อโดยอ้อมที่เป็นไปได้ผ่านตัวถูกเบียนธรรมชาติสู่ประชากรสัตว์ ซึ่งนำไปสู่การวิจัยสู่การกำจัดไวรัสในน้ำลายของค้างคาว การผลิตผลไม้ พฤติกรรมของสัตว์ และปัจจัยอื่นที่ต่างกันไปในแต่ละเวลาและสถานที่อาจกระตุ้นให้เกิดการระบาดในหมู่ประชากรสัตว์[23]

ตัวเก็บเชื้อ

ค้างคาวถือว่าเป็นตัวเก็บเชื้อตามธรรมชาติ (natural reservoir) ที่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุด[24] นอกจากนี้ พืช สัตว์ขาปล้องและนกก็ถูกพิจารณาด้วย ทราบว่าค้างคาวอาศัยอยู่นอกโรงงานฝ่ายซึ่งผู้ป่วยรายแรก ๆ ของการระบาดครั้งปี 2519 และ 2522 ทำงานอยู่ และยังอาจเกี่ยวข้องกับการติดเชื้อไวรัสมาร์เบิร์กในปี 2518 และ 2523[25] จากพืช 24 ชนิด และสัตว์มีกระดูกสันหลัง 19 ชนิดที่ปลูกเชื้อด้วยไวรัสอีโบลา มีเพียงค้างคาวเท่านั้นที่ติดเชื้อ[26] การขาดอาการแสดงทางคลินิกในค้างคาวเหล่านั้นเป็นคุณสมบัติของสปีชีส์เก็บเชื้อ ในการสำรวจสัตว์ 1,030 ชนิด ซึ่งรวมค้างคาว 679 ชนิดจากประเทศกาบองและสาธารณรัฐคองโกในปี 2545–2546 พบว่า ค้างคาวผลไม้ 13 ชนิดมีชิ้นส่วนอาร์เอ็นเอของไวรัสอีโบลา[27] จนถึงปี 2548 มีการระบุว่า ค้างคาวผลไม้สามชนิด (Hypsignathus monstrosus, Epomops franqueti, และ Myonycteris torquata) ติดไวรัสอีโบลา ปัจจุบัน สงสัยว่าค้างคาวเหล่านั้นเป็นตัวแทนของตัวถูกเบียนเก็บเชื้อไวรัสอีโบลา[28][29]

ระหว่างปี 2519 ถึง 2542 ในบรรดาสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม นก สัตว์เลื้อยคลาน สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกและสัตว์ขาปล้อง 30,000 ชนิดที่สุ่มตัวอย่างจากพื้นที่ระบาด ไม่พบไวรัสอีโบลานอกเหนือจากร่องรอยทางพันธุกรรมที่พบบ้างในสัตว์ฟันแทะหกชนิด (Mus setulosus และ Praomys) และหนูผีหนึ่งชนิด (Sylvisorex ollula) ที่เก็บจากสาธารณรัฐแอฟริกากลาง[25][30] พบร่องรอยไวรัสอีโบลาในซากกอริลลาและชิมแพนซีระหว่างการระบาดในปี 2544 และ 2546 ซึ่งต่อมากลายเป็นแหล่งการติดเชื้อในมนุษย์ ทว่า อัตราตายสูงจากการติดเชื้อในสปีชีส์เหล่านี้ทำให้พวกมันไม่น่าเป็นตัวเก็บเชื้อตามธรรมชาติ[25]

การแพร่เชื้อระหว่างตัวเก็บเชื้อตามธรรมชาติและมนุษย์พบน้อย และการระบาดปกติติดตามได้ถึงผู้ป่วยเดี่ยวซึ่งจัดการกับซากกอริลลา ชิมแพนซีหรือไดเคอร์[31] ประชากรในบางส่วนของแอฟริกาตะวันตกยังกินค้างคาวผลไม้ ซึ่งมีการรมควัน ย่างหรือทำเป็นซุปเผ็ด[29][32]

วิทยาไวรัส

จีโนม

เช่นเดียวกับ mononegavirus ทุกชนิด วิริออน (virion) อีโบลามีจีโนมอาร์เอ็นเอไม่แพร่เชื้อ (non-infectious) เส้นตรงสายเดี่ยว ไม่เป็นปล้อง (nonsegmented) สภาพขั้วลบซึ่งมี inverse-complementary 3' และ 5' termini ไม่มี 5' cap ไม่พอลิอะดีนีเลชัน (not polyadenylated) และไม่เชื่อมกับโปรตีนด้วยพันธะโควาเลนต์[33] จีโนม ebolavirus ยาวประมาณ 19,000 คู่เบส และมีเจ็ดยีนตามลำดับดังนี้ 3'-UTR-NP-VP35-VP40-GP-VP30-VP24-L-5'-UTR[34] จีโนมของ ebolavirus ห้าชนิด (BDBV, EBOV, RESTV, SUDV, และ TAFV) ต่างกันที่ลำดับ จำนวนและตำแหน่งยีนทับซ้อนกัน

ขนาดและรูปร่าง

เช่นเดียวกับฟิโลไวรัสทุกชนิด วิริออนอีโบลาเป็นอนุภาคคล้ายเส้นด้ายที่อาจปรากฏในรูปตะขอคนเลี้ยงแกะหรือรูปตัว "U" หรือเลข "6" และยังอาจขดม้วน เป็นวงแหวนหรือแตกกิ่งก้านได้ โดยทั่วไป วิริออนอีโบลามีความกว้าง 80 นาโนเมตร แต่ความยาวค่อนข้างแปรผัน โดยทั่วไป ความยาวมัธยฐานของอนุภาค ebolavirus มีพิสัยระหว่าง 974 ถึง 1,086 นาโนเมตร (ซึ่งขัดกับวิริออนมาร์เบิร์ก ซึ่งความยาวมัธยฐานของอนุภาควัดได้ 795–828 นาโนเมตร) ทว่าเคยพบอนุภาคยาวถึง 14,000 นาโนเมตรในการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ[35]

วงจรชีวิต

วงจรชีวิตของ ebolavirus เริ่มด้วยการยึดกับตัวรับผิวเซลล์ที่จำเพาะของวิริออน ตามด้วยการเชื่อมเปลือกหุ้มวิริออน (virion envelope) กับเยื่อหุ้มเซลล์และการปล่อยนิวคลิโอแคปซิด (nucleocapsid) ของไวรัสสู่น้ำในเซลล์ (cytosol) ดำเนินร่วม เอ็นไซม์อาร์เอ็นเอพอลิเมอเรส (RNA polymerase) ของไวรัส ซึ่งเข้ารหัสโดยยีนแอล (L gene) เปิดนิวคลิโอแคปซิดบางส่วนแล้วถอดรหัสยีนเป็นเอ็มอาร์เอ็นเอสายบวก ซึ่งถูกแปลรหัสต่อไปเป็นโปรตีนโครงสร้างและโปรตีนไม่ใช่โครงสร้าง อาร์เอ็นเอพอลิเมอเรส (แอล) ของ ebolavirus ยึดกับโปรโมเตอร์ (promoter) เดี่ยวซึ่งอยู่ที่ปลาย 3' ของจีโนม การถอดรหัสจะยุติหลังจากยีนหนึ่งหรือดำเนินต่อไปยังยีนต่อไปตามลำดับอย่างใดอย่างหนึ่ง หมายความว่า ยีนที่อยู่ใกล้ปลาย 3' ของจีโนมจะถูกถอดรหัสออกมาปริมาณมากที่สุด ขณะที่ยีนที่อยู่ใกล้ปลาย 5' จะถูกถอดรหัสน้อยที่สุด ฉะนั้น ลำดับยีนจึงเป็นการกำกับการถอดรหัสที่เรียบง่ายแต่ทรงประสิทธิภาพ โปรตีนที่ผลิตมากที่สุด คือ นิวคลิโอโปรตีน (nucleoprotein) ซึ่งความเข้มข้นของนิวคลิโอโปรตีนในเซลล์ตัดสินว่าเมื่อใดยีนแอลเปลี่ยนจากการถอดรหัสยีนเป็นการถ่ายแบบจีโนม การถ่ายแบบทำให้มีแอนติจีโนม (antigenome) สายบวกเต็มความยาวซึ่งจะถูกถอดรหัสเป็นสำเนาจีโนมลูกหลานไวรัสสายลบต่อไป โปรตีนโครงสร้างที่สังเคราะห์ใหม่และการประกอบตัวเองของจีโนมและสะสมอยู่ใกล้ด้านในของเยื่อหุ้มเซลล์ วิริออนแตกหน่อ (bud) ออกจากเซลล์ โดยได้เปลือกหุ้มมาจากเยื่อหุ้มเซลล์ที่แตกหน่อออกมา แล้วอนุภาคลูกลานเต็มวัยจะติดเชื้อเซลล์อื่นเพื่อเริ่มวงจรซ้ำ[36]