ЛЕКЦИЯ Вирусы семейства Coronaviridae
Лектор: Годовалов Анатолий Петрович
(доц. кафедры микробиологии и вирусологии)
Характеристика коронавирусной инфекции
В настоящее время известно примерно 6590 видов вирусов - облигатных внутриклеточных паразитов. По некоторым осторожным оценкам, только среди млекопитающих могут циркулировать сотни тысяч пока не описанных видов вирусов. Вероятно, неизвестные вирусы способны вызывать заболевания человека. К сожалению, даже при расшифрованной геномной последовательности вируса невозможно сказать, насколько опасен тот или иной вирус. Таким образом, неизвестно даже примерное число вирусов, потенциально способных приводить к эпидемиям или пандемиям.
В декабре 2019 года началась крупнейшая за последнее время пандемия. Это новая коронавирусная инфекция, что в латинизированной транскрипции выглядит как nCOVID-19 (new COronaVIrus Disease 2019).
NB! Пандемия (греч. πανδημία «весь народ») - необычайно сильная эпидемия, распространившаяся на территории стран, континентов; высшая степень развития эпидемического процесса. Другими словами, это эпидемия, охватывающая подавляющую часть мира. Согласно критериям ВОЗ, пандемия - распространение нового заболевания в мировых масштабах.
Судя по всему, появление nCOVID-19 было вызвано случайным, но в то же время закономерным попаданием в нашу популяцию из мира животных уже седьмого по счету коронавируса.
nCOVID-19 - это потенциально тяжёлая острая респираторная инфекция, вызываемая коронавирусом SARS-CoV-2 (2019-nCoV).
Эпидемиология
Наиболее вероятный путь передачи SARS-CoV-2 от человека к человеку - воздушно-капельный, а также контактная передача через загрязненные поверхности и руки.
Базовое репродуктивное число SARS-CoV-2 составляет не менее 2,2-3,4, что сопоставимо с аналогичными показателями SARS-CoV и вируса гриппа.
NB! Базовое репродуктивное число - количество людей, заразившихся от одного инфицированного человека; характеризует скорость распространения инфекции.
Летальность при COVID-19 примерно 5,7%; при SARS - 9,6%; при MERS- 34,4% (последняя цифра скорее всего завышена из-за невыявления легких форм инфекции).
Коронавирусы могут поражать разных позвоночных животных (куриц, индеек, собак, свиней, дельфинов, китов, грызунов, летучих мышей, верблюдов и других).
Связь с заболеванием человека
До настоящего времени неизвестно, какие из коронавирусов потенциально способны распространиться в нашей популяции, а какие — нет. Непонятна и доля уже обнаруженных коронавирусов.
Даже родственные коронавирусы могут распространяться между людьми с разной эффективностью. Так, SARS-CoV и SARS-CoV-2 принадлежат к одному виду коронавирусов.
SARS-CoV - это аббревиатура от Severe Acute Respiratory Syndrome CоronaVirus, то есть вызывающий тяжелый острый респираторный синдром коронвирус. После вспышки атипичной пневмонии 2002–2004 годов у диких животных обнаружили сотни вирусов, которые, согласно филогенетическому анализу, принадлежали к этому же виду. Совокупность таких патогенов обозначили как "родственные SARS-CoV".
К февралю 2020 года стало понятно, что ранее неизвестный представитель SARS-related coronavirus ("родственные SARS-CoV") вызывает человеческую респираторную инфекцию. ВОЗ и международный комитет по таксономии вирусов предложили назвать коронавирусную инфекцию, начавшуюся в 2019 году, аббревиатурой COVID-19 (Coronavirus disease 2019), а возбудителя болезни — SARS-CoV-2.
Два человеческих SARS-коронавируса (то есть два варианта одного вида) приводят к разным заболеваниям. В летучих мышах циркулируют другие представители этого вида, случаи заражения человека которыми пока не описали. Пандемический потенциал этих вызывающих SARS коронавирусов неясен, но вызывает серьезные опасения. Сейчас известно, что люди заражались коронавирусами животных как минимум семь раз.
Альфакоронавирусы NL63 и 229E, а также бетакоронавирусы HKU1 и OC43 вызывают до 30% случаев острых респираторных заболеваний человека. Чаще всего связанные с этими четырьмя коронавирусами болезни протекают легко и без серьезных последствий. К сожалению, иногда происходят осложнения.
SARS-CoV
В 2002–2004 годах в Китае случилась вспышка атипичной пневмонии. Это заболевание назвали SARS. Эпидемия началась в ноябре 2002 года в южной провинции Гуандун, откуда быстро распространилась на соседние территории. Последний случай первой вспышки SARS зафиксировали в июне 2003-го. Всего заболело примерно 8000 человек, 9% погибло. В конце 2003 года, спустя полгода после завершения эпидемии, в Китае произошли новые заражения SARS. Вторую вспышку быстро локализовали, заболели всего четыре человека.
Природным резервуаром SARS-CoV оказались летучие мыши. От летучих мышей заразились циветы — промежуточные хозяева коронавирусной инфекции, через контакт с которыми SARS-CoV попал в человеческую популяцию.
MERS-CoV
Второй случай возникновения способного к передаче от человека к человеку коронавируса произошел на Аравийском полуострове. Инфекцию назвали MERS, то есть Middle East Respiratory Syndrome, или ближневосточный респираторный синдром.
Эту болезнь вызывает коронавирус MERS-CoV. Конкретное время начала эпидемии остается загадкой: называют сроки от ноября 2009 года до апреля 2012 года. Всего, по данным ВОЗ, на 31 января 2020 года были лабораторно подтверждены 2519 случаев в 27 странах, в т.ч. 866 со смертельным исходом. Максимальное число заражений произошло в 2013-2015 годах, однако эпидемия продолжается до сих пор.
Заболевание протекает как бессимптомно, так и с развитием тяжелой пневмонии, септическим шоком и полиорганной недостаточностью, что приводит к смерти примерно в 36% случаев.
Естественным резервуаром предковых форм MERS-CoV оказались летучие мыши, а промежуточными хозяевами — одногорбые верблюды. Антитела к MERS-CoV у верблюдов обнаружили в архивном биологическом материале, собранном в 1983 году. Это значит, что не позднее 1983 года вирус попал в популяцию верблюдов, которые стали промежуточными хозяевами. Заражение человека от верблюда вирусом MERS-CoV происходило много раз, то есть MERS продолжает оставаться инфекцией зоологического происхождения (зоонозом). Передача вируса от человека к человеку тоже возможна, но считается недостаточно эффективной для развития пандемии. Тем не менее, при нарушении эпидемиологических норм возможно успешное распространение MERS-CoV в человеческой популяции.
Описаны случаи заражения при употреблении непастеризованного верблюжьего молока. Возможен аэрозольный путь передачи инфекции среди верблюдов, от верблюдов к человеку, а также от человека к человеку.
Сохраняется риск адаптации вируса и повышения контагиозности при передаче между людьми, что представляет потенциальную угрозу для глобального благополучия.
В России случаев заболеваний, вызванных MERS-CoV, не зарегистрировано.
SARS-CoV-2
Согласно филогенетическому анализу, SARS-CoV-2 попал в человеческую популяцию в конце ноября — начале декабря 2019 года. Это было единичное случайное событие.
SARS-коронавирусы чаще всего циркулируют в летучих мышах, которые являются естественными резервуарами этих патогенов.
Характеристика вируса
Семейство Coronaviridae включает в себя два подсемейства:
1. Подсемейство Letovirinae состоит из единственного вида Microhyla letovirus 1, который обнаружили в лягушках.
2. Подсемейство Orthocoronavirinae состоит из четырех родов:
- Alphacoronavirus (19 видов),
- Betacoronavirus (14 видов),
- Deltacoronavirus (7 видов),
- Gammacoronavirus (5 видов).
Остановимся подробнее на строении вируса SARS-CoV-2, который вызвал нынешнюю пандемию.
Это оболочечный вирус, имеющий большой несегментированный геном, представленный одноцепочечной (+)РНК.
Геномная (+)РНК коронавируса непосредственно служит матрицей для трансляции вирусных белков. В отличие от РНК многих других РНК-вирусов, РНК коронавирусов схожа с клеточной мРНК: имеет кэп-структуру на 5'-конце и полиадениловый хвост на 3'-конце.
Среди неструктурных белков основное значение имеют репликаза, протеазы и белки, подавляющие иммунный ответ хозяина.
Нуклеокапсид вируса представлен спирально свернутой геномной РНК в комплексе с белком N. Нуклеокапсид окружен фосфолипидной мембраной, в которую встроены белки E, M, S.
