Разновидности коронавируса

CORONAVIRUS GENOME ARCHITECTURE

SPIKE PROTEIN OF HCoV-NL63 AND HCoV-HKU1

The N-terminal part of the S protein of HCoV-NL63 contains a unique 179-amino-acid domain that is not present in other coronaviruses, including its closest relative, HCoV-229E. This domain of the HCoV-NL63 S protein contains several potential glycosylation sites (Fig. ) and, in fact, represents the most-variable region of the complete HCoV-NL63 genome, suggesting a role in immune evasion (). On the other hand, strains of MHV that differ in virulence and tissue tropism have deletions of different sizes in the N-terminal domain of S (). Furthermore, the difference between transmissible gastroenteritis virus (TGEV; an enterotropic porcine virus) and porcine respiratory coronavirus (PRCoV; a respiratory porcine coronavirus) is also pinpointed to a 200-amino-acid deletion in the N-terminal region of S (). Thus, the N-terminal region of NL63-S might also be a determinant of cell tropism and the pathogenicity of the virus.

Some group II and group III coronaviruses possess a furin-specific cleavage site between the S1 and S2 domains. A furin cleavage site is lacking in HCoV-NL63. This is not unusual, as none of the group I coronaviruses harbors a furin cleavage site between the S1 and S2 domains. The S1 domain contains the receptor-binding region (see Cell Tropism and Receptor Usage, below), and the S2 domain is involved in fusion of viral and cellular membranes. The S2 domain contains two heptad repeat regions: HR1 (residues 949 to 1064) and HR2 (residues 1234 to 1293). As in the other group I coronaviruses, the NL63-HRs are longer than those of group II or III coronaviruses (Fig. ) (). Both HRs of HCoV-NL63 contain a 14-amino-acid insert (two extra helical turns). After binding of a virus to its target cell, the HR regions change their conformation, which is required for membrane fusion. The HR1 and HR2 peptides eventually assemble into the hexameric form, the very stable six-helix bundle (). An NL63-HR2 peptide can efficiently block HCoV-NL63 infection, which confirms that HR1 and HR2 interactions are vital during HCoV-NL63 replication ().

It is not very clear whether HCoV-NL63 entry occurs via fusion with the plasma membrane or via endocytosis and subsequent fusion with the endosomal membrane. HCoV-NL63 entry is not very sensitive to lysosomotropic agents (, ). Incubation with bafilomycin A only mildly affects HCoV-NL63 S-mediated entry, indicating that internalization of HCoV-NL63 into its host cell is less dependent on low pH than are SARS-CoV and HCoV-229E entry. It is possible that HCoV-NL63 uses the endosomes but is not strictly dependent on pH-dependent cleavage or that fusion can occur via the plasma membrane.

Происхождения

Как защититься от коронавируса

Вирусы передаются как респираторные заболевания — воздушно-капельным путем: при чихании, кашле, разговоре, дыхании. Капли аэрозоли могут попасть на руки и предметы, а затем занесены человеком в носоглотку при касании лица, рта, носа, глаз — контактным путем. Точной статистики заражения не существует. Однако, проведенное исследование об эффективности мер защиты против коронавирусов свидетельствует о следующем:

  • Маски защищают примерно на 68 %;
  • тщательное мытье рук более 10 раз за день на 55 %;
  • полная защита (мытье рук, ношение масок, перчаток, халатов) предотвращает инфицирование в 91% случаев.

К социальным мерам защиты относятся: самоизоляция, карантин, дистанционная работа и обучение, социальное дистанцирование, ношение масок, перчаток, соблюдение гигиены

Важно при выходе из дома больше не касаться лица до тех пор, пока вы не сможете тщательно вымыть руки

Какую дистанцию необходимо соблюдать?

Возбудители респираторных заболеваний выделяется с капельками аэрозоли размером от 7 до 200 мкм

  • При разговоре до 210 частиц диаметром до 100 мкм (расстояние 1,5 — 2 метра),
  • при кашле около 10 — 50 тыс. диаметром менее 100 мкм (расстояние 3 — 4 метра),
  • при чихании от 100 до 800 тыс., диаметром около 100 мкм (расстояние 6 — 8 метров).

Крупные и средние капли быстро оседают, они не способны держаться в потоке воздуха. Крупный аэрозоль отлетает от источника в пределах 1 метра, способен попадает только носоглотку. Мелкий аэрозоль более заразен, проникает сразу в бронхи и альвеолы, создавая больший риск развития смертельной пневмонии. Частицы менее 10 микрон могут отлетать на расстояние более чем 1 метра и зависать в воздухе в среднем на 3 часа

Новый коронавирус SARS-CoV-2 (COVID-19) мелкими каплями аэрозоля при разговоре разлетается на расстояние 2 метра. Поэтому ношение масок не менее важно, чем соблюдение дистанции (а ее не всегда можно выдержать в условиях большого города)

Лечение атипичной пневмонии

Для лечения случаев атипичной пневмонии используются этиотропное, патогенетитческое и симптоматическое лечение.

Этиотропное лечение

Достоверные данные о клинической эффективности противовирусных препаратов при лечении ТОРС и БВРС, полученные в рамках контролируемых исследований, отсутствуют. Предполагается, что эффективными в лечении могут быть противовирусные средства с широким спектром действия — Рибавирин или Ингавирин. Подавление патологического действия коронавирусов достигалось путем применения препаратов на основе ИФН — Альфаферона, Бетаферона и Веллферона.

Патогенетическое и симптоматическое лечение

В случаях среднетяжелого и тяжелого течения проводится интенсивная дезинтоксикационная терапия. С этой целью применяется реополиглюкин, гемодез и др. в объеме, не превышающем 400 — 800 мл в сутки.

С целью предупреждения развития отека легких назначаются диуретики. Показано введение донорского иммуноглобулина с высоким титром антител к коронавирусам. Для восстановления поверхностного натяжения в альвеолах при развитии острого респираторного дистресс-синдрома применяются препараты сурфактанта. Показано введение таких глюкокортикоидов, как преднизолон или гидрокортизон. При тяжелом течении заболевания внутривенно вводится метилпреднизолон. Респираторная поддержка больных осуществляется путем искусственной вентиляции легких. С целью профилактики развития бактериальной пневмонии назначаются антибиотики.

Причины коронавирусной инфекции

Причиной всех коронавирусных инфекций, как бы это не банально звучало, является проникновение в организм какого-либо коронавируса.

Возбудитель коронавирусной инфекции COVID-19 – коронавирус SARS-CoV-2 (Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2).

Возбудитель коронавирусной инфекции БВРС (MERS) – коронавирус MERS-CoV (Middle East respiratory syndrome-related coronavirus).

Возбудитель коронавирусной инфекции ТОРС (SARS) – коронавирус SARS-CoV (Severe acute respiratory syndrome coronavirus).

Все три относятся к роду бетакоронавирусы (Betacoronavirus).

Как происходит заражение коронавирусной инфекцией

Воздушно-капельный путь – передача инфекции производится при попадании на слизистые микрокапелек слюны носителя коронавируса, что может произойти при его чиханьи, кашле или разговоре с «брызгами». Именно за счет этого ВОЗ и прочие медучреждения в качестве профилактики настоятельно рекомендуют все носить маски, которые способны, если не полностью, то хотя бы частично предотвращать выброс во внешнюю среду вирусных частичек в слюне своего «хозяина». Инфекция также может переноситься по воздуху с частичками пыли, заражая людей, находящихся в зоне поражения.

Контактно-бытовой путь – заражение происходит при контакте человека в зараженной поверхностью, коими могут быть рукопожатия, ручки транспорта или магазина, деньги, посуда и прочие, после которых человек случайно касается этой же рукой носа, рта, глаз и прочих частей лица.

Пищевой путь – заражение происходит через употребление зараженной пищи. Собственно, этот путь по мнению большинства ученных является основной отправной точкой в эпидемиях и нынешней коронавирусной пандемии. Это связано с тем, что «нулевые» пациенты употребляли продукты животного происхождения – летучих мышей (первый и второй SARS), а также верблюдов, которые также подхватили коронавирус от летучих мышей (MERS).

Здесь сразу на память приходят слова из Священных Писаний (Библия), когда через пророка Исаию Господь в 66 главе 17 стихе говорит о гибели людей, употребляющих в пищу мышей. Правда там, конечно, еще и свиньи упоминаются, так что читайте и делайте выводы.

Факторы риска

Существует ряд факторов, которые усиливают выраженность коронавирусной инфекции, делая ее течение более болезненным и опасным для жизни. Среди таких факторов можно выделить:

  • Наличие хронических болезней органов дыхания – бронхиальная астма, ХОБЛ, синдром респираторного расстройства у взрослых (ОРДС);
  • Иммунодефицитные состояния — снижение реактивности иммунной системы, к чему могут привести наличие первичных и/или хронических инфекций (ВИЧ-инфекция, вирусы гриппа и парагриппа, РСВ, ротовирусы, пневмококки и прочие стрептококки), стрессы, гиповитаминозы, переохлаждение организма, злоупотребление алкоголем и некоторыми лекарствами;
  • Эндокринные расстройства/болезни – ожирение, сахарный диабет;
  • Заболевания сердечно-сосудистой системы — гипертония, аритмии, сердечная недостаточность.

Заразность коронавирусов

Если сравнивать контагиозность (заразность) коронавируса по отношению к прочим вирусным инфекциям, то, на примере SARS-CoV-2 картина примерно следующая: возбудитель COVID-19 в 3 раза заразнее от вируса гриппа, но в то же самое время в 3-5 раз менее заразен вируса кори.

DISEASES ASSOCIATED WITH HCoV-NL63 AND HCoV-HKU1 INFECTIONS

After the discovery of HCoV-NL63 and HCoV-HKU1, several groups reported infections by these viruses in different countries, illustrating that these viruses have spread worldwide (, , , , , , , , , , , ). The viruses can be detected in 1 to 10% of patients with acute respiratory tract infections, and double infections with other respiratory viruses are common (). The first described cases of HCoV-NL63 infections were in young children with severe lower respiratory tract infections (LRTIs) in hospital settings (, ). Another study reported one HCoV-NL63-infected elderly Canadian patient who died 5 days after the onset of disease (), showing that the severity of the respiratory disease can be substantial. On the other hand, several of the HCoV-NL63-infected patients showed relatively mild symptoms like fever, cough, sore throat, and rhinitis ().

A clear link between HCoV-NL63 and respiratory diseases was established in the German prospective population-based study on LRTI in children less than 3 years of age (, ). Of the children with HCoV-NL63 infections, 45% had laryngotracheitis (croup) compared to only 6% in the control group. Multivariate analysis demonstrated that the chance of croup is 6.6 times higher in HCoV-NL63-positive children than in HCoV-NL63-negative children (). Croup is a common manifestation of LRTIs in children. The cause was generally assumed to be a respiratory virus, e.g., one of the parainfluenza viruses, but now it is apparent that HCoV-NL63 also plays a major role in this disease.

HCoV-NL63 has also been associated with Kawasaki disease (). Kawasaki disease is one of the most common forms of childhood vasculitis (). It presents with prolonged fever and a polymorphic exanthem, oropharyngeal erythema, and bilateral conjunctivitis. A number of epidemiological and clinical observations previously suggested that an infectious agent might be the cause of Kawasaki disease (reviewed in reference ). That there may be a link between HCoV-NL63 and Kawasaki disease is fascinating, but multiple groups recently questioned this association. These groups screened for HCoV-NL63 in respiratory material from Kawasaki disease patients, but none were able to confirm the link between HCoV-NL63 and Kawasaki disease (, , , ).

The first described HCoV-HKU1 cases were among elderly patients with major underlying diseases, in particular of the respiratory and cardiovascular systems. Of 10 patients with HCoV-HKU1 infections, 2 patients (aged 66 and 74), both with another serious underlying disease, died (). Another Hong Kong study described 11 infected children, all with upper or lower respiratory tract infections, of which the majority had an underlying illness (8 of 11). A third Hong Kong study identified 13 HKU1-infected children with acute respiratory tract infections (). Of these, eight had an underlying illness. In the United States, HCoV-HKU1 was identified in nine children with upper or lower respiratory tract infections; five of them had an underlying disease (). In France, three of six HCoV-HKU1 infections were observed in patients with an underlying disease (). These studies suggest that HCoV-HKU1 infection may aggravate the conditions of persons with an underlying disease, thus requiring hospitalization.

The respiratory symptoms accompanying a HCoV-HKU1 infection are usually rhinorrhea, fever, coughing, and wheezing, and disease manifestations include bronchiolitis and pneumonia (, ), but Vabret et al. suggested that HCoV-HKU1 might also be involved in gastrointestinal disease (). They described six HCoV-HKU1 infections in France, of which the majority included upper respiratory tract illness, but three patients were admitted to the hospital because of acute enteric disease. The fact that HCoV-HKU1 was detected in stool samples from two of the patients supports the idea that this virus may also play a role in gastrointestinal disease. A large study of children with acute respiratory tract infections demonstrated an interesting association between HCoV-HKU1 and febrile seizures (). These symptoms were more frequently observed in HCoV-HKU1-infected children than in HCoV-OC43-infected children.

Особенности внутриклеточной борьбы

О том, что у нее внутри орудует вирус, клетка может догадаться по неполадкам с внутренними мембранами — мы помним, что коронавирусы фрагментируют мембраны, чтобы дать опору своим белкам, синтезирующим РНК, и сами вирусные частицы прихватывают себе куски мембран. Кроме того, вирусные белки накапливаются в эндоплазматической сети и вызывают так называемый ЭР-стресс, то есть стресс эндоплазматического ретикулума. ЭР-стресс заставляет клетку остановить синтез белков (что, несомненно, бьет по вирусу — ведь он зависит от клеточной белоксинтезирующей машины) и активирует сигнальные молекулярные пути, которые включают программы клеточного суицида. Наконец, клетка может понять по вирусной РНК, что внутри у нее поселилась инфекция, и в ответ начать синтез интерферона первого типа. Это сигнальный белок, который выходит из клетки и оповещает всех об инфекции, в результате здоровые клетки готовятся защищаться от своей соседки, а иммунные клетки стремятся уничтожить зараженную клетку.

Но у вирусов, к сожалению, есть способы заставить клетку жить подольше. Например, белок Е вируса атипичной пневмонии SARS-CoV подавляет апоптоз — значит, клетка будет производить вирусные частицы до полного истощения. В зависимости от состояния белков, участвующих в сигнальных путях, эти сигнальные пути могут либо включать программу суицида, либо, наоборот, поощрять клетку жить дальше, и коронавирусы могут переключать сигнальные пути в пользу жизни. И еще коронавирусы умеют подавлять интерфероновую защиту и воспалительную реакцию: некоторые их белки скрывают от клетки вирусную РНК, не дают защитной системе эту РНК увидеть. Защитный механизм не включается, про инфекцию не знают ни соседи больной клетки, ни иммунитет, и вирус размножается все сильнее и сильнее. Не все коронавирусы умеют так делать, и те, против которых интерфероновая защита срабатывает вовремя, вызывают лишь слабую простуду. А вот знаменитые SARS-CoV и MERS-CoV как раз хорошо умеют отключать интерфероновую систему тревоги, и считается, что во многом из-за этого они вызывают очень тяжелые симптомы. Если организм пропустил начало инфекции, то потом, когда он все равно ее обнаружит, ему придется иметь дело с огромным числом вирусов и зараженных клеток. Коронавирусы же не только подавляют воспаление — некоторые из их белков как раз воспаление сильно стимулируют. Поэтому говорят, что осложнения от коронавирусных инфекций во многом возникают из-за очень сильного иммунного ответа.

Об опасных хитростях коронавирусов можно рассказать еще много. Например, они нашли себе разных молекулярных помощников: кроме поверхностных ферментов, которые помогают вирусу проникнуть в клетку, внутри клетки еще есть множество белков, помогающих вирусу на всех этапах его жизни — в копировании генома, в синтезе вирусных белков, в сборке вирусных частиц и т. д. А некоторые вирусные белки наносят дополнительный вред клеткам, создавая в клеточных мембранах лишние отверстия — ионные каналы, из-за чего в клетке нарушается распределение ионов и, как следствие, меняются многие молекулярные процессы. Но хотя все это звучит довольно пугающе, нельзя не признать, что про жизнь и устройство коронавирусов мы знаем уже очень много. Остается надеяться, что наши знания в ближайшем будущем найдут практическое применение и помогут справиться не только с текущей пандемией, но и понять, что делать с будущими коронавирусами.

Патогенез коронавирусной инфекции

Входные ворота — эпителий верхних дыхательных путей, эпителиальные клетки желудка и кишечника. Коронавирус проникает в клетки, имеющие рецепторы ангиотензинпревращающего фермента II типа (ACE2), там он накапливается и размножается. Из носоглотки вирус распространяется по кровеносным сосудам, поражая клетки нижних дыхательных путей, желудка, кишечника, проникая глубже в ткань. В большинстве случаев данный процесс самостоятельно ограничивается, что приводит к полному выздоровлению по мере формирования запаса защитных антител в организме.

При инфекции COVID-19 вирусы могут продолжать выделяться даже спустя некоторое время после их исчезновения из дыхательных путей. Это указывает на вероятность более позднего фекально-орального механизма передачи заболевания.

При одновременном отсутствии иммунитета к инфекции и наличии иммунодефицита на фоне сопутствующих заболеваний вирус может прорвать иммунную защиту и массивно распространиться по тканям организма. Так, например, происходит при заражении новым штаммом SARS-CoV-2. Распространение инфекции ведёт к каскаду патологических реакций, в ходе которых прогрессирует поражение альвеол, возникает тяжёлая дыхательная недостаточность и наступает смерть. Схематично это можно представить следующим образом:

  • в ответ на воспалительный процесс образуются провоспалительные факторы, которые активируют альвеолярные нейтрофилы и макрофаги — клетки, пожирающие чужеродные и ненужные субстанции;
  • нейтрофилы прикрепляются к внутренней поверхности лёгочных капилляров и вызывают цитокиновый шторм: они высвобождают цитотоксические факторы (в том числе агрессивные соединения кислорода), которые повреждают стенки мелких альвеолярных сосудов .
  • из-за повреждения сосудов воспалительная жидкость (экссудат) проникает в само воздушное лёгочное пространство, что ведёт к гипоксии — кислородному голоданию;
  • также из-за повреждения клеток нарушается выработка сурфактанта — вещества, препятствующего спаданию альвеол.
  • на фоне спадения альвеол усиливается гипоксия, снижается жизненная ёмкость лёгких. В результате в лёгочной артерии образуются тромбы, развивается лёгочная гипертензия — повышение давления в малом круге кровообращения. Тяжёлая лёгочная гипертензия может привести к сердечной недостаточности и летальному исходу .

Вирус одинаково влияет на организм человека независимо от возраста. Опасность для пожилых и ослабленных людей заключается лишь в разбалансировке работы организма и ухудшении уже имеющихся хронических заболеваний. Подобное происходит и при других возбудителях респираторных инфекций, например при гриппе. Однако опасность нового коронавируса заключается в более частом развитии осложнений из-за полной неспособности иммунитета противостоять неизвестному для него патогену.

Виром Манхэттена

Виром — совокупность вирусов, как геном — совокупность генов. Виром есть и у каждого человека, и у мест, например нью-йоркского района Манхэттен. Ученые делали анализы пациентам педиатрических отделений неотложной помощи и их сопровождающим, посетителям достопримечательностей, а также набрали 214 волонтеров, которые полтора года сообщали о симптомах болезни в специальном приложении (вдобавок у них еженедельно брали мазок из носоглотки).

Результаты получились такие:

  • В феврале, в пик сезона гриппа, каждый девятый человек заражался, но с гриппом обращались к врачу только 22% больных, а с коронавирусными инфекциями — всего 4%. Поскольку большинство не учтено, часто невозможно восстановить цепочку распространения вирусов. Команда «Вирома Манхэттена» вместе с другими учеными рассчитала, что до введения карантина в Ухане в январе 2020 года 86% заражений остались незамеченными.
  • Во время сезонов гриппа 137 человек заразились одним из «простудных» коронавирусов, 12 из них заболели повторно в течение 4–48 недель. Объяснений может быть два: либо иммунитет быстро слабеет, либо коронавирусы мутируют и проскальзывают незамеченными. Как обстоит дело с SARS-CoV-2, пока непонятно, а это один из главных вопросов в пандемию.
  • Другие коронавирусы, в том числе HCoV-OC43 и HCoV-HKU1, похожие на SARS-CoV-2, — сезонные, то есть их распространение зависит от времени года. Но пока нельзя сказать, таков ли новый коронавирус. Руководитель «Вирома Манхэттена» в этом сомневается.

Скоро команда проекта рассчитывает опубликовать статьи с новыми результатами, касающимися и SARS-CoV-2.

Подготовил Марат Кузаев

Инфекции в других животных

Коронавирусы были признаны вызывающие патологические состояния в ветеринарной медицине с 1930-х годов. Они заражают различные животные, включая свиней, крупного рогатого скота, лошадей, верблюдов, кошек, собак, грызунов, птиц и летучих мышей. Большинство связанных с животным коронавирусов инфицировать желудочно-кишечном тракте и передается с помощью фекально-оральным путем.

Значительные исследовательские усилия были сосредоточены на выяснении вирусного патогенеза этих животных коронавирусы, особенно вирусологов заинтересованы в ветеринарных и зоонозных болезней.

Птицы

Вирус инфекционного бронхита (IBV) вызывает птичьего инфекционного бронхита.

Турция коронавирус (ТГК) причины энтерита у индеек.

В Кур, вируса инфекционного бронхита (IBV), коронавирус, цели не только дыхательных путей, но и мочеполовой системы. Вирус может распространиться на различные органы всей курицы.

Свиней

В HKU2, связанных с битой коронавирус под названием синдрома острой свиной диареи синдрома (грусть-ков) вызывает диарею у свиней.

Вирус эпидемической диареи свиней (ЭДС или PEDV), стала по всему миру.

Коронавирус свиней (для трансмиссивный гастроэнтерит коронавирусами, ТГЕ/TGEV) приводит к диареи у молодых животных.

Кошки

Коронавирус кошек: две формы, кошек кишечные коронавирус является возбудитель незначительное клиническое значение, но спонтанная мутация этого вируса может привести к инфекционный перитонит кошек (ФИП), болезнь с высокой смертностью.

Хорьки

Существует две разновидности коронавируса, который заражает хорьков: хорек кишечные коронавирус вызывает желудочно-кишечный синдром, известный как эпизоотический катаральный энтерит (ЕЭК), и более смертоносное системная версия вируса (как ФИП у кошек) известна как хорек системного синдрома (ЛПС).

Собаки

Существует два типа собачьего коронавируса (CCoV), который вызывает легкое заболевание желудочно-кишечного тракта и один, который был найден, чтобы вызвать респираторные заболевания. Пневмотропными собачий коронавирус.

Крысы

Вирус Sialodacryoadenitis (сдав) очень заразен коронавирус лабораторных крыс, которые могут передаваться между людьми при непосредственном контакте и косвенно аэрозоля. Острых инфекций обладают высокой заболеваемости и тропность к слюнной, слезной и harderian желез.

Мышей

Вирус гепатита мыши (МХВ) — это коронавирус, который вызывает эпидемию болезни мышей с высокой смертностью, особенно среди колонии лабораторных мышей. До открытия торс-ков, МХВ был наиболее изученных коронавирус как внутри-Vivo и в vitro , а также на молекулярном уровне. Некоторые штаммы МХВ вызывают прогрессирующие демиелинизирующие энцефалита у мышей, которая была использована в мышиную модель рассеянного склероза.

Кролики

Кролик кишечные коронавирус вызывает острое заболевание желудочно-кишечного тракта и диареи у молодых европейских кроликов. Смертность высока.

Этимология

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector