Курс

Коронавирусы и COVID-19: первые итоги и новые вызовы

Впечателние

На фоне дичи, которую разносят Гали в инстаграме, курс спокойно и довольно системно объясняет основную информацию про коронавирусы. Оказывается, их дофига. Оказывается, про них знают уже несколько десятков лет.

Запишу основные моменты, чтобы быстро освежать.

История

Первым коронавирусом животных был коронавирус птиц. Сейчас это гаммакоронавирус. Когда обнаружили его (массовые эпидемии среди индюков, фазанов, кур, уток, гусей на фермах США), то разработали вакцины на основе технологии Луи Пастера. Сейчас всех птиц вакцинируют сразу после вылупления из яйца.

Далее открыли альфакоронавирусы кошек. Это произошло в начале 60-х годов. Там несколько видов и один из них вызывает инфекционный перитонит и очень опасен для породистых кошек. И против него есть вакцины :)

В начале 70-х в Германии выявили коронавирус у сторожевых собак. И против него есть вакцина. еще есть и коровы, буйволы, панголины, крокодилы

Первый коронавирус человека был открыт в середине 60-х годов в Великобритании (ученый Джун Алмейда, альфакоронавирус). Она назвала вирус по ассоциации с солнечной короной.

Следующие коронавирусы были открыты где-то через 40 лет после этих:

• Альфакоронавирус NL63 был открыт в Нидерландах в 2004-2005 годах (вызывает простуду)
• бетакоронавирус HKU1 был открыт в Гонконге тоже в эти же самые годы (вызывает простуду)
• SARS-COV. Вирус атичной пневмонии, или вирус тяжелого острого респираторного синдрома (ТОРС-коронавирус). Открыт в Китае в 2002-2003 г.
• Вирус ближневосточного респираторного синдрома (MERS). Открыт в Саудовской Аравии. Смертность около 34%, но зафиксировано за все время порядка 2600 больных. Причина в промежуточном хозяине - одногорбом верблюде.
• SARS-COV-2. Нынешний коронавирус. Вирус тяжелого острого респираторного синдрома номер 2. 2019 год. Китай. Исходными хозяевыми в природе являются различные виды летучих мышей и мелких/средних грызунов.

Рецептором для этих вирусов на клетках является в основном ангиотензинпревращающий фермент номер два (ACE2).

Для почти половины коронавирусов мы до сих пор не знаем, кто был промежуточным хозяином. Напрямую от летучих мышей на человека не мог передатся, слишком далеко мыши от нас.

говорят, что путем анализа цепочек генов, которые присущи практически всем организмам, удалось выяснить, что бактерии, археи, эукариоты - все имеют общего предка. Назвали его “Первый универсальный клеточный, или общий, предшественник” (LUCA). Почти что в честь апостола.

Аналогично выяснилось, что практически у всех РНК-вирусов есть общий предок. Это было сделано путем построения эволюционных картинок их геновом и сравнения их между собой.

Также мы знаем, что первым миром, организацией жизни на земле был мир РНК и белков, то есть не было Дезоксирибонуклиеновой кислоты. (ну, кстати, читаю сейчас Эгоистичного гена, и да, это так)

Классификация

Таксономия - классификация вирусов. Коронавирусов бывает 4 вида:

• Альфакоронавирусы
• Бета–
• Дельта–
• Гамма–

Наш любымий sars-cov-2 - это бета. К штаммам никого отношения не имеет. Сайт Международного комитета по таксономии вирусов

SARS-COV

Вызвал эпидемию в нескольких десятках стран. Смертность порядка 10%. Всего заболело порядка 10К человек. Источник попадания на человека - пальмовые циветты, которые начали массово разводить, и енотовидные собаки. Но и часть - напрямую от летучих мышей. По сути, это главный природный резервуар для этого вируса. Их уничтожили после этого в Китае. Первым описал ход течения заболевания - итальянский врач Карло Урбани. К сожалению, он сам умер от этой же инфекции. Отличия от остальных коронавирусов - в гене поверхностного белка. И в некоторых изолятах была обнаружена делеция 29 нуклеотидов в одном из генов этого вируса. Буквально десятка замен в геноме из почти 3000 нуклеотидов достаточно, чтобы вирус перекинулся с животного на человека. Кстати, этот вирус лучше всего обанруживался в фекалиях и мазках из анального отверстия, но в 2019 году почему-то забыли об этом. Удалось быстро наладить ПЦР-диагностику, потому что вирус легко культивируется. Легко разработать лабораторную модель. Началась разработка вакцин, но так как R0 было не сильно выше, чем у гриппа, вспышку остановили чисто противоэпидемическими мерами.

И разработку вакцины, к сожалению, прекратили. Если бы да кабы…

MERS

В 2012 году в Саудовской Аравии выявили новый вирус, сразу его вывесили на портал promed и об этом заболевании узнали все вирусологи мира. Вяявили, что передавался от одногорбых верблюдов (у них, оказалось, были антитела и среди них патоген циркулирует давно). А в 2015 в Ю.Корее заболело еще 150 человек, потому что подозрительного больного положили в общую палату в инфекционке. Всего было заболевших чуть больше 2500 и из них умерло 866 человек, то есть 34% Вакцины пока только кандидаты, в виду редкой встречаемости они пока не испытаны. Так что надо отслеживать сейчас все заболевания, которые проходят тяжело и связаны с респираторным путём распространения этой инфекции, потому что мы видим, что появляются новые такие инфекции, и они могу очень быстро распространиться по всему земному шару.

SARS-COV-2

он принадлежит подроду Sarbecovirus рода бетакоронавирусов, и ближайшими его родственниками на тот момент были как раз вот эти два изолята от летучих мышей. Отличие от других бетакоронавирусов - отсутствие фермента - белка гемагглютинин эстераза.

есть подозрение о том, что сам возбудитель возник на несколько месяцев раньше. 10-го января его геном был секвенирован и выставлен в GenBank — это международный банк данных по геномам живых организмов R0, — это, упрощенно говоря, безразмерный параметр, который характеризует, скольким людям в среднем один заболевший передаст инфекцию. Более точно это определение звучит так: число людей, которые будут заражены одним заболевшим, попавшим в полностью неимуннизированное окружение при отсутствии противоэпидемических мер, направленных на предотвращение распространения заболевания (например, карантина) корь — это самое контагиозное заболевание, имеет значение R0 от 12 до 18 Ветряная оспа тоже высококонтагиозное заболевание, и эта величина равна от 10 до 12 Краснуха имеет среднее репродуктивное число от 5 до 7, коклюш — 5.5 натуральная оспа (для нее было это измерено) — от 3.5 до 6 наш нынешний коронавирус, это заболевание имеет этот индекс от 1.4 до 5.7 (разброс связан с бессимтомностью многих заболеваний) Вирус атипичной пневмонии — от двух до пяти. Вирус гриппа в пандемии 2009 года — от 1.4 до 1.6. Сезонный грипп — от 0.9 до 2.1. Наконец, ближневосточный респираторный синдром — от 0.3 до 0.8 (поэтому в эпидемию и не превратилось!)

летальность — это такой показатель, который определяется как доля людей, умерших из всего числа зараженных людей. для нынешнего коронавируса — от 2 до 7 процентов смертность — это частота случаев смерти в совокупности людей, объединенных общим признаком.

средний инкубационный период здесь очень необычный для респираторных инфекций: в среднем это 5.7 дня. При гриппе это все-таки от 12 часов до двух суток, очень небольшой

Далее здесь наблюдается и зафиксирована бессимптомность с выделением вируса до двух недель, причем этих больных очень много. инфицированный человек может начинать выделять вирус за два дня до появления симптомов Маска все равно задерживает много очень вирусных частиц в виде аэрозоля, и это удлиняет инкубационный период для дышащего через нее человека, и соответственно, дает организму больше времени для выработки иммунитета Гомология геномов этих вирусов была довольно большая — 88 %, с двумя изолятами от вирусов летучих мышей, которые были выделены за 900 километров от самого Уханя, что сразу же оказалось сюрпризом. Кроме того, оказалось, что нынешний коронавирус довольно-таки близок — 79 % гомологии — с вирусом атипичной пневмонии 2002–2003 года Ну и наконец, оказалось, что гомология нынешнего коронавируса, его генома, с геномом вируса Ближневосточного респираторного синдрома существенно ниже — она составляет менее 50 %, и, таким образом, он, конечно, не является близким родственником нынешнего коронавирус

Геном

Состоит из белков:

• N - нуклеопротеин.
• S - белок оболочки, шип, булавовидные отростки
• E - белок оболочки, минорный. E - envelope
• M - белок мембраны

Белков M и E гораздо меньше, чем N и S. И они играют гораздо меньшую роль в иммунном ответе.

N-белок

образует комплекс с вирусной РНК в сердцевине вириона. РНК отрицательно заряжена, N белок - положительно, поэтому они образуют прочный комплекс. РНК имеет почти 30000 оснований, уложена в компактную структуру - примерно 120 нм. Для сравнения, мелкие энтеровирусы имеют размер генома всего 7.5, а у них размер - 22-25 нм. Так что у нашего вируса всего в 4 раза больше.

Две трети геном занимают всего два гена. Эти гены кодируют различные субъединицы РНК-зависимой РНК_полимеразы. Их два, потому что вирусу сначала надо удвоить количество РНК, сделать РНК, которая будет комплементарна, или соответствующая, другой цепи, - и для этого нужен один фермент. А кроме этого, надо синтезировать так называемые матричные РНК для синтеза белка, и для этого нужна несколько другая активность этого фермента. Вот поэтому их два.

Ряд генов еще проясняются. И если среди них окажутся вирус-специфичные ферменты, то станет ясно, как разрабатывать противовирусные препараты. Потому что, как правило, эффективные противовирусные препараты - это ингибиторы вриусных ферментов, которые по свойствам отличаются от ингибиторов хозяйских ферментов (или клеток хозяина).

---

Маркеры коронавирусных инфекций

tbc