Коронавирус 229е что это
Все за сегодня
Политика
Экономика
Наука
Война и ВПК
Общество
ИноБлоги
Подкасты
Мультимедиа
Наука
Forbes (США): тайная история первого коронавируса
В 2016 году в отделение неотложной помощи афинской больницы «Гигея» поступила 45-летняя школьная учительница. У некурящей женщины, которая никогда раньше на здоровье не жаловалась, были необычные симптомы — температура под сорок, сухой кашель и сильная головная боль. Врач скорой помощи осмотрел ее и отметил хрипы в нижней части левого легкого. Патологию подтвердил рентгеновский снимок грудной клетки.
Полагая, что имеют дело с бактериальной пневмонией, врачи прописали женщине антибиотики. Но в ближайшие два дня ее состояние ухудшилось, и лабораторный анализ пневмонии не обнаружил. Когда дыхание стало прерываться, ей дали кислород и новый набор лекарств. Параллельно у больной взяли анализы на широкий круг возможных патогенов, включая различные штаммы гриппа, легионеллу, коклюш и другие серьезные респираторные заболевания вплоть до тяжелого острого респираторного синдрома (ТОРС/SARS) и ближневосточного респираторного синдрома (БРС/MERS) — но ничего не обнаружили.
На самом деле положительным оказался лишь один анализ. Это было настолько поразительно, что врачи еще раз все перепроверили. Все подтвердилось: у больной обнаружилась знакомая, но таинственная инфекция под названием 229E — первый из обнаруженных коронавирусов.
Исследователей начала 1960-х, которые обнаружили 229E, тяжесть состояния школьной учительницы поразила бы. Они вообще-то искали, какой вирус вызывает простуду. К середине ХХ века появились методы для выделения отдельных вирусов, но срабатывали они не всегда: так, примерно у 35% пациентов с простудными заболеваниями обнаружились вирусы, которые не удалось идентифицировать.
В 1965 году исследовательница из Чикагского университета Дороти Хамре (Dorothy Hamre) приняла вызов и решила закрыть это слепое пятно. Изучая тканевые культуры студентов с простудными заболеваниями, она обнаружила новый вид вируса, который получил название 229E.
В то же время группа английских исследователей под руководством доктора Дэвида Тиррелла (David Tyrrell) изучала насморк. Они тоже изолировали в культуре тканей, как им показалось, новый тип вируса. Когда команда Тиррелла исследовала его под электронным микроскопом, то обнаружила, что он напоминает вирус, выделенный в 1930-х годах из кур, больных бронхитом. Это и был коронавирус — первый, про который известно доподлинно, что он заразил человека.
«У животных эти вирусы были всегда, — объясняет доктор Кен Макинтош (Ken McIntosh) из Гарвардской медицинской школы. — Вот, например, вирус инфекционного птичьего бронхита. Он давно известен в птицеводстве, и от него имеются вакцины».
Контекст
Жэньминь жибао: как не спутать коронавирусную пневмонию с простудой или гриппом?
Коронавирус, грипп или простуда? Обзор симптомов (Die Welt)
ЭКД!: китайские подштанники греют сердце и берегут здоровье
Во время открытий Хамре и Тиррелла доктор Макинтош входил в команду Национального института здравоохранения, которая тоже изучала причины простуды. («Совершенно независимо», — добавляет он, поскольку никаких исследований опубликовано так и не было). Команда доктора Макинтоша обнаружила так называемый OC43, еще один распространенный человеческий коронавирус, который вызывает респираторные инфекции и поныне. В 1968 году появился термин «коронавирус» — потому что под электронным микроскопом его поверхность напоминает внешние слои солнечной атмосферы, корону.
В то время открытие новых коронавирусов вроде 229E и OC43 привлекло бурный интерес со стороны прессы. В одной статье опрометчиво провозглашалось, что наука «утроила свой шанс побороть простуду». Однако Макинтош напоминает, что должного внимания исследованию коронавирусов научное сообщество не уделяло вплоть до появления ТОРС в 2003 году. Поскольку 229E и OC43 вызывали относительно легкие заболевания, врачи лечили их как обычную простуду: жаропонижающими, отхаркивающими и горячим куриным бульоном.
Затем в 2003 году грянула вспышка атипичной пневмонии. Она началась с коронавируса в Китае и в итоге поразила 29 стран. Хотя в конечном итоге вирус заразил всего 8 096 человек, ему приписали 774 смертельных исхода, — столь потрясающе высокий уровень смертности заставил исследователей взглянуть на него по-новому. «Когда появился ТОРС, мир коронавирусов внезапно изменился, — он стал намного шире, и добавилось технических подробностей», — вспоминает доктор Макинтош.
С тех пор обнаружилось еще два коронавируса, которые тоже вызывают простуду — NL63 и HKU1. И лишь в 2012 году — почти через 50 лет после его открытия — был окончательно секвенирован полный геном 229E. Тем временем сообщалось о случаях, когда 229E вызывал тяжелые респираторные симптомы у пациентов с ослабленным иммунитетом, — хотя большинство здоровых людей отделываются простудой.
Несмотря на тщательное изучение коронавирусов после вспышки ТОРС, пока не совсем ясно, почему три из них — SARS-CoV-1, MERS-CoV и SARS-CoV-2 (источник пандемии COVID-19) — вызывают более тяжелые симптомы и приводят к более высокому уровню смертности, в то время как другие известные четыре коронавируса человека гораздо слабее.
Однако одна общая черта у них все же имеется: летучие мыши. Все известные коронавирусы, которые заражают человека, по всей видимости, исходят от летучих мышей. Затем вирусы передались другому животному (благодатная среда для них — рынки дичи и продуктовые базары под открытым небом), и в конце концов дошли до человека. Так, OC43, судя по всему, циркулирует с XVIII века, а человеку передался от домашней скотины. MERS-CoV передался человеку от верблюдов. Животные-посредники подозреваются и в передаче человеку других коронавирусов вплоть до SARS-CoV-2.
Греческая учительница в итоге поправилась, — к счастью, искусственная вентиляция легких не понадобилась. Сканирование легких спустя два года после лечения показало, что они выздоровели и полностью восстановились. Тем не менее столь серьезные осложнения «обычной простуды» — одна из главных сложностей в борьбе с коронавирусами: они вызывают целый спектр симптомов разной степени тяжести.
«Если вы посмотрите на разброс заболеваний в ходе нынешней вспышки, прямо сейчас, — говорит научный сотрудник Института рака Даны Фарбер (Wayne Marasco) в Бостоне доктор Уэйн Мараско, специалист по ТОРС, БРС и COVID-19, — то у одних людей заболевание протекает вовсе бессимптомно, а другие умирают».
Доктор Макинтош подозревает, что коронавирусы будут и дальше сбивать исследователей с толку. Во-первых, они большие и сложные, а во-вторых, они могут относительно легко изменяться на генетическом уровне. Он отмечает, что еще эти вирусы сравнительно легко разбираются и собираются в одной и той же клетке. Как раз такие мутации, судя по всему, и вызвали как ТОРС, так и сегодняшнюю пандемию.
«У коронавирусов самый большой РНК-геном среди всех животных вирусов, — говорит доктор Макинтош. — Так что у них много секретов».
Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.
«У этого вируса много секретов»: почему коронавирусы пока что останутся загадкой для ученых?
В 2016 году в отделение скорой помощи больницы Hygeia в Афинах доставили 45-летнюю учительницу. Для человека, который никогда не курил и не имел серьезных проблем со здоровьем, у нее были странные симптомы: сухой кашель, сильная головная боль и температура, превышающая 39,4 ºС. Врач скорой помощи при прослушивании выявил хрипы в нижней части левого легкого пациентки. Рентгеновский снимок грудной клетки подтвердил наличие очагов поражения в легких.
Врачи пришли к выводу, что у пациентки развилась бактериальная пневмония, и назначили ей курс антибиотиков. Но в течение следующих двух дней женщине стало лишь хуже, а лаборатория сообщила, что тест на бактериальную пневмонию дал отрицательный результат. Когда у женщины начались проблемы с дыханием, ее подключили к аппарату искусственной вентиляции легких. Ей также назначили новый курс лекарств и взяли анализы на разнообразные потенциальные возбудители инфекции дыхательных путей — от различных штаммов вируса гриппа до легионелл, палочки коклюша и других патогенов, вызывающих респираторные заболевания. Результаты всех этих тестов тоже оказались отрицательными. Анализы также подтвердили, что это не атипичная пневмония (SARS) и не ближневосточный респираторный синдром (MERS).
Лишь один тест показал положительный результат. Это так удивило врачей, что они провели анализ повторно, однако результат остался неизменным. У пациентки оказалась хорошо знакомая, но все же остающаяся загадочной болезнь — респираторная вирусная инфекция, вызываемая коронавирусом HCoV-229E. За этой комбинацией букв и цифр скрывается первый известный ученым коронавирус, способный передаваться человеку.
В начале 1960-х годов тяжелое состояние греческой учительницы могло бы озадачить исследователей, которые открыли коронавирус HCoV-229E. Это связано с тем, что на самом деле они изначально проводили свое исследование, чтобы найти возбудителя обычной простуды. В то время ученые уже разработали методы выделения некоторых вирусов, но многие штаммы были недостаточно изучены. Примерно у 35% людей простуду вызывали вирусы, которые ученые не могли идентифицировать.
Это стало вызовом для Дороти Хамре из Чикагского университета. Она погрузилась в изучение культур тканей простуженных студентов и в 1965 году обнаружила новый вид вируса, который позднее стал известен под названием HCoV-229E.
В то же самое время в Великобритании группа ученых под руководством доктора Дэвида Тиррелла вела аналогичное исследование с целью более обстоятельно изучить причины возникновения простуды. Им также удалось выделить новый тип вируса. Когда ученые исследовали его под электронным микроскопом, они обнаружили, что он имеет сходство с вирусом, выделенным еще в 1930-х годах из тканей страдающих бронхитом куриц. Это был коронавирус. Ученым впервые удалось доказать, что он может передаваться человеку.
«Вирусы животных всегда были очень важны», — говорит доктор Кен Макинтош из Гарвардской медицинской школы. «У пернатых встречается птичий инфекционный бронхит. Это представляет собой большую угрозу для коммерческого птицеводства. Поэтому вакцины доступны — их наличие очень важно для отрасли», — рассказывает ученый.
В работе ученых Тиррелла особый интерес представляют их методы. Сегодня биологические исследования проводятся в условиях строгой изоляции и при соблюдении всех процедур техники безопасности. Однако более полувека назад все было совсем по-другому. Чтобы убедиться в том, что выделенный ими вирус изначально не присутствовал в тканях, в которых они планировали его культивировать, ученые пошли на необычный шаг. «Они поместили образцы среды в носоглотку 113 подопытным, добровольно согласившимся на участие в эксперименте. В конце концов только один из них заболел простудой. Эксперимент помог внести ясность», — описывал результаты исследований журналист одной из современных газет.
Параллельно с Хамре и Тирреллом причины простуды искали научные сотрудники Национального института здоровья США. «Это было независимое исследование», — подчеркивает принимавший в нем участие доктор Кен Макинтош, намекая на то, что к тому времени ни Хамре, ни британцы еще не успели опубликовать результаты своих изысканий. Его команда обнаружила HCoV-OC43 — еще один коронавирус, который может передаваться человеку и до сих пор вызывает у людей респираторные инфекции.
Термин «коронавирус» был придуман лишь в 1968 году. Это название напрямую связано со строением вируса, поскольку под микроскопом его шиповидные отростки напоминают солнечную корону — внешние слои атмосферы Солнца.
Открытие новых коронавирусов типа HCoV-229E и HCoV-OC43 вызвало большой интерес в средствах массовой информации. Автор одной из статей, посвященных этой теме, даже сделал смелое заявление о том, что «науке удалось утроить свои шансы на победу в борьбе с простудой». Тем не менее, доктор Макинтош вспоминает, что научное сообщество не уделяло активного внимания исследованию коронавирусов до тех пор, пока в 2003 году в Китае не началась вспышка атипичной пневмонии, также известной под названием тяжелый острый респираторный синдром. Поскольку у людей, заразившихся коронавирусами HCoV-229E и HCoV-OC43, болезнь протекала относительно легко, врачи лечили их примерно так же, как людей с простудой, вызванной другими вирусами. Они прописывали пациентам жаропонижающие препараты и средства от кашля, а также рекомендовали почаще пить куриный бульон.
Вспышка атипичной пневмонии, которая началась в Китае и в конечном итоге охватила 29 стран, была вызвана уже другим штаммом коронавируса, получившим название SARS-CoV-1. В мире было зафиксировано 8096 подтвержденных случаев заболевания, из них 774 — с летальным исходом. Из-за необычайно высокого уровня смертности ученые решили вновь изучить это семейство вирусов. «Когда началась вспышка SARS-CoV-1, все вдруг вспомнили о коронавирусах. Были обнаружены новые штаммы. Кроме того, их стали изучать гораздо тщательнее, в том числе и с точки зрения структуры», — вспоминает доктор Макинтош.
С тех пор ученые обнаружили еще два штамма коронавируса, которые считают возбудителями простуды. Они получили названия HCoV-NL63 и HCoV-HKU1. Геном коронавируса HCoV-229E был полностью расшифрован только в 2012 году, то есть спустя почти 50 лет после того, как ученые впервые его обнаружили. Исследователи пришли к выводу о том, что у пациентов с ослабленным иммунитетом респираторная инфекция, вызванная HCoV-229E, потенциально может протекать в достаточно тяжелой форме. Тем не менее, они сошлись во мнении о том, что у большинства здоровых людей болезнь проходит в форме обычной простуды.
Несмотря на то, что после вспышки атипичной пневмонии ученые начали активно изучать коронавирусы, они до сих пор не могут сказать, почему болезни, вызванные лишь тремя штаммами (SARS-CoV-1, MERS-CoV и, конечно, SARS-CoV-2, вызвавший пандемию COVID-19), протекают в тяжелой форме и приводят к высокому уровню смертности среди зараженных. В то же время другие четыре вида вызывают болезни, которые протекают гораздо мягче.
Всех их объединяет лишь одно — летучие мыши. Именно их считают первоисточником всех известных коронавирусов, поражающих человека. От летучих мышей вирус, как правило, передается другим животным. Крупные рынки мяса и морепродуктов и открытые продуктовые ларьки — это идеальная среда для распространения подобных вирусов среди животных. В конечном счете коронавирус рано или поздно передается человеку. Так, к примеру, вид HCoV-OC43 передался человеку от крупного рогатого скота. Некоторые ученые предполагают, что он был повсеместно распространен еще с XVIII века. Вирус MERS-CoV, в свою очередь, был передан человеку от верблюдов. Исследователи полагают, что животные так или иначе причастны к передаче человеку всех видов коронавирусов, в том числе и SARS-CoV-2.
В конечном итоге учительница из Греции оправилась от болезни и, к счастью, никогда больше не нуждалась в аппарате искусственной вентиляции легких. Спустя два года после экстренной госпитализации она сделала компьютерную томографию легких, по результатам которой стало понятно, что структура ее легочной ткани восстановилась, а сами легкие были полностью здоровы. Тем не менее, столь тяжелую реакцию организма на инфекцию, вызванную «обычной простудой», можно назвать одним из самых сложных аспектов борьбы с коронавирусами, которые вызывают широкий набор симптомов и влекут за собой множество последствий для здоровья всего населения.
«Если изучить формы современной коронавирусной инфекции, можно заметить, что у некоторых людей болезнь протекает бессимптомно. В то же время для других людей она становится смертельной», — отмечает Уэйн Мараско, работающий научным сотрудником бостонского Института онкологических исследований Дана–Фарбер и изучающий вспышки атипичной пневмонии, ближневосточного респираторного синдрома и COVID-19.
Доктор Макинтош предполагает, что коронавирусы пока что останутся загадкой для ученых. Во-первых, это связано с широким разнообразием всевозможных подвидов, основательно изучить которые достаточно сложно. Во-вторых, в штаммах коронавирусов постоянно происходит огромное количество изменений на генетическом уровне. Макинтош отмечает, что коронавирусы могут относительно легко рекомбинироваться внутри одной и той же клетки. По мнению ученого, подобные мутации, возможно, привели к возникновению вирусов SARS-CoV-1 и SARS-CoV-2, вызвавших вспышку атипичной пневмонии и пандемию COVID-19.
«У коронавирусов самая длинная РНК-последовательность среди всех вирусов животных. И она таит в себе множество секретов», — добавляет доктор Макинтош.
Москва на карантине: как выглядит опустевшая из-за коронавируса столица
Москва на карантине: как выглядит опустевшая из-за коронавируса столица
Коронавирусы человека, способные вызывать чрезвычайные ситуации
Полный текст:
Аннотация
Первый коронавирус HCoV-B814, выделенный от человека, был изолирован в 1965 г. и не сохранился до наших дней. Долгое время считалось, что коронавирусы не способны вызывать опасные для жизни заболевания. Они не входили в список особо опасных инфекций, а серьёзную проблему представляли исключительно в ветеринарии. Но с 2002 г., после вспышки тяжёлого острого респираторного синдрома, мнение ученых изменилось. Новый подтип коронавируса проник в популяцию людей и получил название SARS-CoV. В 2012 г. удалось открыть природные очаги Ближневосточного респираторного синдрома. Возникшая в конце 2019 г. эпидемия новой коронавирусной инфекции привлекла к себе внимание исследователей всего мира. Первоочередной задачей стало подробное и пристальное изучение всех разновидностей данного вируса. В данном обзоре описаны семь видов коронавирусов, способных вызывать чрезвычайные ситуации среди населения всего мира.
Ключевые слова
Для цитирования:
Кононенко А.А., Носков А.К., Водяницкая С.Ю., Подойницина О.А. Коронавирусы человека, способные вызывать чрезвычайные ситуации. Медицинский вестник Юга России. 2021;12(1):14-23. https://doi.org/10.21886/2219-8075-2021-12-1-14-23
For citation:
Kononenko A.A., Noskov A.K., Vodyanitskaya S.Yu., Podoynitsyna O.A. Human coronaviruses that can cause emergencies. Medical Herald of the South of Russia. 2021;12(1):14-23. https://doi.org/10.21886/2219-8075-2021-12-1-14-23
В 30-х гг. ХХ в. после многочисленных исследований коронавирусы были официально признаны патогенными для животных, а тридцать лет спустя были идентифицированы штаммы, способные вызывать респираторные заболевания у человека [1].
В настоящее время коронавирусы образуют самую большую группу порядка Nidovirales, включающую семейства Coronaviridae, Arteriviridae, Roniviridae и Mesoviridae. Семейство Coronaviridae состоит из двух подсемейств — Coronavirinae и Torovirinae. Коронавирусы подразделяются на четыре рода: Alphacoronaviruses, Betacoronaviruses, Gammacoronaviruses, Deltacoronaviruses. Первоначально внутри рода Betacoronavirus вирусы подразделялись на линии А, В, С и D, которые в дальнейшем были переименованы в Эмбековирус (предыдущая линия A), Сарбековирус (предыдущая линия B), Мербековирус (предыдущая линия С) и Нобековирус (предыдущая линия D) [2]. Эти четыре линии классифицируются в подроды Betacoronaviruses
Среди многочисленных представителей семейства известны семь коронавирусов, способных вызывать заболевания человека (табл. 1). Четыре вируса (HCoV229E, HCoV-NL63, HCoV-OC43 и HCoV-KHU1) являются этиологическими агентами респираторных вирусных инфекции (ОРВИ) лёгкой или среднетяжелой степени тяжести. Два вируса способны вызывать заболевания, приводящие к летальному исходу, — тяжёлый острый респираторный синдром коронавируса (SARS-CoV) и Ближневосточный респираторный синдром коронавируса (MERS-CoV). Седьмой вирус (SARS-CoV-2) — это новый коронавирус, первый случай заболевания которого диагностирован в Китае в конце 2019 г. В начале 2020 г. SARS-CoV-2 принял повсеместное распространение [3, 4].
Классификация вирусов Coronavirinae
Classification of Coronavirinae viruses
Коронавирусы человека HCoV-229E и HCoV-OC43
В 1965 г. учёные Д. Тирелл и М. Бино смогли впервые культивировать вирус, который был получен из дыхательных путей мальчика с обычной простудой путём пассажа в эмбриональных культурах органов трахеи человека [5][6]. А первая официальная научная публикация, посвящённая коронавирусам, датируется 16.11.1968 г., когда был представлен очередной выпуск журнала «Nature». В статье было предложено объединить эти вирусы в группу «coronaviruses» вследствие характерной морфологии вирионов 229E, OC43 с четко выраженным зубчатым (коронообразным) обрамлением (порядка 20 нм) округлых плейоморфных частиц (120–160 нм) [7].
По степени патогенности Coronaviridae были отнесены
По официальным данным, полученным в результате многочисленных опытов на добровольцах, которые входили в «здоровую группу», было установлено, что вирусы HCoV-229E и HCoV-OC43 приводят к обычной простуде [8][9], и с тех пор HCoVs считались условно патогенными респираторными вирусами.
Экспериментально было показано, что для HCoV229E и HCoV-OC43 характерен воздушно-капельный путь передачи. Инфицированные вирусом добровольцы выделяли его в течение 5 дней, начиная с 48 часов после заражения, что соответствовало времени появления первых симптомов заболевания [10].
Исследования показали, что заражение HCoV-229E происходило путем инокуляции слизистых оболочек дыхательных путей. Экссудация плазмы слизистой оболочки носа и повышенный уровень интерферона γ (IFNy) в образцах назофарингеального смыва напрямую зависел от тяжести симптомов [11].
Вирусная нагрузка дыхательных путей достигала максимума в течение первых трёх дней после инфицирования и резко снижалась через одну неделю, это связано с появлением приобретенного активного иммунитета у человека [12].
Начиная с 2000 гг., были обнаружены представители семейства Coronaviridae, способные вызвать тяжелые респираторные заболевания, в ряде случаев приводящие к смертельному исходу.
Коронавирус человека SARS-CoV
Первый случай заболевания, вызванного SARS-CoV, произошел в населенном пункте Шанлане, провинции Гуандун на Юге Китая в ноябре 2002 г. Передача инфекции происходила в основном в госпитальных условиях. Один больной в среднем заражал трёх-четырёх контактных лиц. Итальянский врач Карло Урбани, входивший в состав организации «Врачи без границ», первым идентифицировал наблюдаемое им заболевание как новое, не встречавшееся ранее. Карло Урбани заразился при лечении пациента с ТОРС и погиб. Штамм выделенного вируса получил название в его честь — вирус SARSrelated human coronavirus Urbani (SARS). Благодаря усилиям Карло Урбани и его коллег масштабного распространения тяжелого острого респираторного синдрома (ТОРС) удалось предотвратить [4].
В 2003 г. было показано, что возбудителем болезни является неизвестный ранее вариант коронавируса. Он был маркирован как SARS–CoV. Его геномная организация схожа с ранее изученными видами коронавирусов. Однако филогенетический анализ и сравнение последовательностей позволяют утверждать, что SARS–CoV не имеет сродства ни с одним из коронавирусов, охарактеризованным до него. Вирионы содержат плюс-цепь полиаденилированной РНК длиной 16–30 kb (коронавирусы обладают самым большим геномом, превосходящим геном других вирусов в три раза) [13]. SARS-CoV был отнесен ко III группе патогенности по классификации, принятой в РФ.
На основании проведённых исследований была выдвинута гипотеза о первичном проникновении вируса в популяции людей при употреблении в пищу мяса циветт, поскольку выделенный от этих животных коронавирус инактивировался сыворотками крови от больных SARS-CoV. [14][15].
В дальнейшем было установлено, что природные очаги вируса SARS-CoV, связаны с местами проживания отряда рукокрылых (Chiroptera), в первую очередь с летучими мышами. Также SARS-CoV-подобные вирусы были изолированы от подковоносов Rhinolophus, а также от видов, принадлежащих к другим родам в Азии (прежде всего в Китае), Африке, Австралии, Европе, Америке. Нельзя полностью исключить и прямую передачу инфекции людям через продукты жизнедеятельности летучих мышей, днёвки которых могут проходить на чердаках жилых домов [3][16].
Тяжесть болезни варьировалась от лёгкой формы до тяжёлой с летальным исходом. У большинства людей болезнь протекала в лёгкой или среднетяжёлой форме с признаками обычного ОРВИ, быстрым восстановлением организма и развитием специфического иммунитета. Однако у некоторых больных развивалась тяжёлая форма пневмонии, сопровождавшаяся острым респираторным синдромом [17][18].
Распространение заболевания было остановлено в 2003 г. высокоэффективными глобальными ответными мерами в области общественного здравоохранения, и в настоящее время SARS не циркулирует среди людей [19][20].
Но, как было отмечено ранее, коронавирусы способны эволюционировать и приспосабливаться к новым хозяевам. Вспышка атипичной пневмонии вернула коронавирусы в центр внимания, и благодаря возобновившемуся интересу к Coronaviridae были обнаружены ещё два представителя семейства, способные вызывать заболевания человека.
Коронавирусы человека HCoV-NL63 и HCoV-HKU1
В 2004 г. голландские исследователи в Нидерландах впервые выделили у семимесячного ребенка с бронхиолитом новый вирус HCoV-NL63 (Human coronavirus NL63), который был отнесён к IV группе патогенности [21][22][23].
В январе 2005 г. сотрудники Гонконгского университета выделили у 71-летнего пациента с острым респираторным заболеванием, осложнённым двусторонней пневмонией, новый коронавирус человека HKU1 (HCoV-HKU1 — Human coronavirus HKU1) [24]. Именно гонконгский университет (англ. Hong Kong University), положил начало использованию префикса HKU в классификации коронавирусов, с порядковым номером штамма, который встречается в названиях многих вирусов. Вирус HCoV-HKU1 был отнесён ко III группе патогенности.
HCoV-NL63 и HCoV-HKU1 представляли собой одноцепочечные положительные РНК-вирусы. У большинства заболевших вирусами наблюдались такие основные симптомы, как ринорея, лихорадка, кашель и свистящее дыхание, а проявления заболевания включали бронхиолит и пневмонию [25][26].
Первые случаи инфицирования здоровых людей вирусом HCoV-NL63 были зарегистрированы среди детей раннего возраста с тяжёлыми инфекциями нижних дыхательных путей в условиях стационара, в то время как
первые случаи заболевания вирусом HCoV-HKU1 были зафиксированы среди пожилых пациентов с основными сопутствующими заболеваниями в основном со стороны дыхательной и сердечно-сосудистой систем. В настоящее время вирус HCoV-HKU1 также регистрируется и у детей с острыми респираторными заболевания и с инфекциями верхних или нижних дыхательных путей [21][26].
Заболевания, вызванные вирусами HCoV-HKU1 и HCoV-NL63, как правило, не представляют угрозы для жизни, особенно у здоровых людей. Это позволило предположить, что HCoV-NL63 и HCoV-HKU1, как и HCoV-229E и HCoV-OC43 способны провоцировать заболевания с ярко выраженными клиническими симптомами лишь у детей, пожилых людей и тех, кто имели нарушения иммунной системы [27].
С 2006 по 2012 гг. продолжалось всестороннее изучение представителей семейства коронавирусов, и в июне 2012 г. мир узнал о новом, не менее опасном его представителе, который получил название MERS-CoV.
Коронавирус человека MERS-CoV
В июне 2012 г. в городе Джидда (Саудовская Аравия) врач-вирусолог Али Мохамед Заки впервые выделил новый коронавирус из мокроты пациента, погибшего от тяжелой вирусной пневмонии, осложненной острой почечной недостаточностью. По многим признакам выявленный возбудитель был сходен с SARS-CoV. Соответственно, новая инфекция получила название «Ближневосточный респираторный синдром».
Первоначально вирус MERS-CoV планировали назвать «вирус острого респираторного синдрома с почечной недостаточностью», однако быстро выяснилось, что почечная недостаточность не являлась ведущей патологией, и некоторое время использовалось не вполне удачное обозначение «новый коронавирус» (HCoVEMC/2012). В мае 2013 г. на заседании группы изучения коронавирусов при Международном комитете по таксономии вирусов было решено ввести современное номенклатурное название — MERS-CoV [28].
Несмотря на то, что передача вируса между людьми считалась не столь интенсивной, MERS-CoV вызвал две крупные вспышки — в Саудовской Аравии (в 2012 г.) и Южной Корее (в 2015 г.), где общее количество подтвержденных случаев превысило две тысячи при уровне летальности 35% [29]. У пожилых людей, особенно с сопутствующими патологиями, инфекция, вызванная MERS-CoV, имела более тяжёлое течение и нередко приводила к летальному исходу [28].
Вирус MERS-CoV представлял собой линейную несегментированную однонитевую положительную РHK. По степени патогенности вирус был отнесен ко ІI группе патогенности по классификации, принятой в Российской Федерации.
Была выдвинута гипотеза о том, что летучие мыши, возможно, являлись не единственным резервуаром MERS-CoV. Появились данные, подтверждающие возможность носительства вируса у Европейского ежа (Erinaceus europaeus). Также представляется вероятным, что резервуаром MERS-CoV могут являться верблюды [30].
Было установлено, что изолированные от верблюдов штаммы MERS-CoV были полностью идентичны таковым, выделенным от людей. Более того, специфические для MERS-CoV антитела очень часто обнаруживались у верблюдов в странах Ближнего Востока, Африки и Азии. Анти-MERS-CoV антитела были обнаружены в образцах сыворотки верблюдов, собранных еще в 1983 г., поэтому предполагается, что вирусы циркулируют у верблюдов более 30 лет.
Многие исследование официально подтвердили, что природным резервуаром MERS-CoV являлись летучие мыши (Chiroptera). Вирус, выделенный от одного из больных, оказался идентичным в молекулярно-генетическом отношении вирусу, полученному от могильного мешкокрыла (Taphozous perforatus) из семейства футлярохвостых (Emballonuridae) [31]. Летучие мыши выделяли вирус со слюной, мочой, фекалиями, которые могут стать источником заражения людей и других животных. Могильный мешкокрыл встречался не только на юге Аравийского полуострова, но также в Африке и в западной части полуострова Индостан, поэтому не исключено, что ареал природной очаговости MERS-CoV гораздо обширнее, чем принято считать. Было показано, что MERS-CoV способен репродуцироваться в первичных клеточных культурах, полученных от летучих мышей различных таксономических групп: короткохвостых листоносов (Phyllostomidae, Carollia), ночных крыланов (Pteropodidae, Rousettus) [32].
Исследователями из Саудовской Аравии была проведена серологическая разведка на территории Омана с целью обнаружения MERS-CoV в популяциях сельскохозяйственных животных, которая показала, что 100% одногорбых верблюдов (Camelus dromedarius) имеют антитела против субъединицы S1 спайкового белка MERSCoV. Затем были получены прямые доказательства циркуляции в организме верблюдов вариантов MERS-CoV, идентичных эпидемическим, и возможности заражения человека от этих животных [33]. Рукокрылые заражали верблюдов во время своих днёвок в загонах для сельскохозяйственных животных. Оказалось, что иммунная прослойка у MERS-CoV среди одногорбых верблюдов имеется в Африке, включая Канарские острова [32]. Вместе с тем специфические антитела к MERS-CoV отсутствовали у одногорбых верблюдов в Австралии [34], что свидетельствует о том, что эти животные не могут быть основным хозяином MERS-CoV. Специфические антитела-MERS были обнаружены у содержащихся в Катаре альпака (Vicugna pacos) [35]. Не исключено, что все мозоленогие (Artiodactyla: Tylopoda) имеют чувствительность к вирусу MERS-CoV и могут являться промежуточным хозяином и удобным индикатором для этого вируса при наличии природного резервуара — рукокрылых, содержащих вирус. Это предположение согласуется с отсутствием иммунной прослойки у двугорбых верблюдов (Camelus bactrianus) на неэндемичных для MERS-CoV территориях — в Казахстане [36], Монголии [37] и Cеверном Китае [38].
Несмотря на то, что поиск хозяев MERS-CoV среди других домашних животных (крупного рогатого скота, лошадей, коз, овец) не увенчался успехом в настоящее время, эти исследования существенно стимулировали изучение коронавирусов в популяциях млекопитающих помимо рукокрылых.
Имеются также свидетельства передачи MERS-CoV от человека к человеку, причём единственным известным источником инфекции является уже инфицированный человек. Однако передача MERS-CoV от человека к человеку, как правило, происходит только при тесном контакте с инфицированным, например, в медицинских учреждениях или при присоединении вторичной инфекции.
В настоящее время на территории Саудовской Аравии вирус MERS-CoV считается серьёзной угрозой здоровью населения, потому что миллионы верующих людей из 184 стран ежегодно совершают паломничество в данную территорию на Хадж или Умру, что может спровоцировать возникновение новой вспышки с более широким ареалом распространения данной инфекции. Последняя публикация о заболевании Ближневосточным респираторным синдромом была зарегистрирована в Катаре, Саудовская Аравия в феврале 2020 г. у пожилого мужчины с несколькими хроническими заболеваниями.
Коронавирусная инфекция SARS-CoV-2
Международным комитетом по таксономии вирусов 11 февраля 2020 г. новому коронавирусу присвоено название SARS-CoV-2. Генетическая последовательность SARS-CoV-2 сходна с последовательностью SARS-CoV, по меньшей мере, на 79 %.
Анализ генетической основы S-белка Spike, проведённый специалистами из ведущих научных центров США, Австралии и Великобритании, показал, что благодаря произошедшим в нём мутациям рецептор-связывающего домена (RBD) шиповидных белков SARS-CoV-2 в отличие от других коронавирусов появилась способность эффективно «цепляться» за специфический рецептор АСЕ2. Было высказано следующее предположение: для осуществления такого захвата рецептор ACE2 тоже должен был претерпеть определенные генетические изменения. Это свидетельствует о том, что появление у SARS-CoV-2 способности заражать человека — результат естественного отбора [39][40][41].
Первые случаи заболевания, предположительно, были связаны с посещением рынка морепродуктов в Ухане, на котором продавали мясо домашней птицы, а также экзотических животных (летучих мышей, змей, панголинов). Однако специалисты тропического ботанического сада при Китайской академии наук пришли к выводу о том, что рынок в Ухане, который изначально считали первичным очагом распространения заболевания, не являлся таковым, так как первые заболевания новым коронавирусом были зарегистрированные еще в ноябре 2019 г. и не были взаимосвязаны [42]. Также установлена эпидемиологическая связь больных с поездками в КНР из сопредельных стран. Наибольшее количество заболевших выявлено в юго-восточной части Китая — 84% общего числа случаев в КНР [43].
SARS-CoV-2 представляет одноцепочечный РНКсодержащий вирус. По классификации патогенности он относится ко II группе. SARS-CoV-2 включён в перечень заболеваний, представляющих опасность для окружающих.
Генетический анализ вируса, вызвавшего заболевания выявил схожесть с коронавирусами, распространёнными среди подковоносых летучих мышей, однако пока достоверно неизвестно, являются ли они изначальным источником инфекции. Сейчас же основным способом распространения вируса является передача от человека к человеку.
Учёным быстро удалось установить, что вирус SARS-CoV-2 высоко контагиозен и что он может оставаться жизнеспособным в окружающей среде до 2 часов, а на поверхностях — от нескольких часов до 2 суток [44]. Инкубационный период после заражения — до 14 дней. Все возрастные группы восприимчивы к вирусу, при этом пожилые пациенты с сопутствующими заболеваниями подвержены более тяжелому течению болезни. Основным источником инфекции являются больные люди, бессимптомные носители и больные, находящиеся в инкубационном периоде. До сих пор основными путями передачи инфекции считаются воздушнокапельный и контактный. Вертикальный путь передачи между матерью и младенцем заподозрен после того, как заражение новым коронавирусом подтверждено у новорожденного спустя 30 часов после появления на свет в детской больнице Уханя. Также предполагается, что инфекция попадает в организм через конъюнктиву глаза, поскольку конъюнктивальный эпителий может быть инфицирован аэрозолем или другими биологическими жидкостями, содержащими вирус [45].
В начале эпидемического распространения свойства вируса имели стабильный характер с клональной идентичностью вируса SARS-CoV-2. Массовое проведение скрининг-исследований позволило выявить начальное эволюционное изменения вируса в разных частях света. Все вирусы естественным образом мутируют с течением времени, и SARS-CoV-2 не является исключением.
В связи с тем, что SAR-CoV-2 уже распространился по всем континентам и количество заболевших людей продолжает расти, первоочередной задачей для здравоохранения всего мира является специфическая профилактика. По состоянию на декабрь 2020 г. различными медицинскими учреждениями и фармацевтическими компаниями велись разработки более 200 потенциальных вакцин.
В 2020 г. 11 августа в России была зарегистрирована вакцина «Гам-Ковид-Вак (Спутник V)», разработанная НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи.
Позднее, 13 октября 2020 г. Россия заявляет о регистрации еще одной вакцины — «ЭпиВакКорона», — разработанной Государственным научным центром вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора.
Ещё один перспективный вариант вакцины зарегистрирован 20 февраля 2021 г., разработанный Научным центром исследований и разработки иммунобиологических препаратов им. М.П. Чумакова (Москва).
По данным ВОЗ, в 2021 г. ведутся клинические исследования 63 вакцин-кандидатов во всем мире. Доказано, что для людей характерна высокая восприимчивость к коронавирусу: данному заболеванию подвержены все возрастные группы. Антигенная разнородность вирусов обусловливает высокую частоту повторного инфицирования.
Таким образом, появление новых представителей семейства коронавирусов подчеркивает актуальность дальнейшего всестороннего их изучения с целью выбора перспективных профилактических (противоэпидемических) мероприятий, совершенствования специфической профилактики и дальнейших разработок вакцин.
Современное поколение жителей планеты стало свидетелем беспрецедентной для нашего времени пандемии. Сегодня вся планета пытается выработать эффективные меры борьбы с COVID-19, вводит карантинные мероприятия и санкции за их нарушение. Всему человечеству ещё предстоит оценить и осмыслить масштабы нанесенного социально-экономического ущерба и последствия людских потерь. Каким будет наше общество после эпидемии COVID-19 — покажет время.
1. Kenneth McIntosh Coronavirus disease 2019 (COVID-19): Epidemiology, virology, and prevention
https://www.uptodate.com/contents/coronavirusdisease-2019-covid-19-epidemiology-virology-and-prevention
3. Электронный ресурс https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2775006
Список литературы
6. Tyrrell D.A., Bynoe M.L. Cultivation of a novel type of common-cold virus in organ cultures. // Br Med J. – 1965. – V.1. – P.1467-1470. DOI: 10.1136/bmj.1.5448.1467
7. Almeida J.D., Berry D.M., Cunningham C.H., Hamre D., Hofstad M.S., et al. Virology: Coronaviruses. // Nature. – 1968. – V.220. – P. 650. DOI: 10.1038/220650b0
8. Bradburne AF, Somerset BA. Coronative antibody tires in sera of healthy adults and experimentally infected volunteers. // J Hyg (Lond). – 1972. – V.70(2). – P.235-44. DOI: 10.1017/s0022172400022294
9. Hamre D, Procknow JJ. A new virus isolated from the human respiratory tract. // Proc Soc Exp Biol Med. – 1966. –V.121(1). – P. 190-3. DOI: 10.3181/00379727-121-30734.
10. Akerlund A, Greiff L, Andersson M, Bende M, Alkner U, Persson CG. Mucosal exudation of fibrinogen in coronavirus-induced common colds. // Acta Otolaryngol. – 1993. – V.113(5). – P. 642-8. DOI: 10.3109/00016489309135878
11. Linden M, Greiff L, Andersson M, Svensson C, Akerlund A, et al. Nasal cytokines in common cold and allergic rhinitis. // Clin Exp Allergy. – 1995. – V.25(2). – P.166-72. DOI: 10.1111/j.1365-2222.1995.tb01022.x
15. Woo P.C., Lau S.K., Lam C.S., Lau C.C., Tsang A.K., et al. Discovery of seven novel Mammalian and avian coronaviruses in the genus deltacoronavirus supports bat coronaviruses as the gene source of alphacoronavirus and betacoronavirus and avian coronaviruses as the gene source of gammacoronavirus and deltacoronavirus. // J Virol. – 2012. – V.86(7). – P.3995-4008. DOI: 10.1128/JVI.06540-11
16. Balboni A., Battilani M., Prosperi S. The SARS-like coronaviruses: the role of bats and evolutionary relationships with SARS coronavirus. // New Microbiol. – 2012. – V.35(1). – P. 1-16. PMID: 22378548.
18. Fouchier R.A., Hartwig N.G., Bestebroer T.M., Niemeyer B., de Jong J.C., et al. A previously undescribed coronavirus associated with respiratory disease in humans. Proc Natl Acad Sci U S A. 2004;101(16):6212-6. DOI: 10.1073/pnas.0400762101.
19. Lednicky J.A., Waltzek T.B., McGeehan E., Loeb J.C., Hamilton S.B., Luetke M.C. Isolation and genetic characterization of human coronavirus NL63 in primary human renal proximaltubular epithelial cells obtained from a commercial supplier, and confirmation of its replication in two different types of human primary kidney cells. // Virol J. – 2013. – V. 10. – P.213. DOI: 10.1186/1743-422X-10-213
20. Van der Hoek L., Pyrc K., Jebbink M.F., Vermeulen-Oost W., Berkhout R.J., et al. Identification of a new human coronavirus. // Nat Med. – 2004. – V. 10(4). – P. 368-73. DOI: 10.1038/nm1024
21. Woo P.C., Lau S.K., Chu C.M., Chan K.H., Tsoi H.W., et al. Characterization and complete genome sequence of a novel coronavirus, coronavirus HKU1, from patients with pneumonia. // J Virol. – 2005. – V. 79(2). – P. 884-95. DOI: 10.1128/JVI.79.2.884-895.2005
22. Lau S.K., Woo P.C., Yip C.C., Tse H., Tsoi H.W., et al. Coronavirus HKU1 and other coronavirus infections in Hong Kong. // J Clin Microbiol. – 2006. – V.44(6). – P.2063-71. DOI: 10.1128/JCM.02614-05
23. Sloots T.P., McErlean P., Speicher D.J., Arden K.E., Nissen M.D., Mackay I.M. Evidence of human coronavirus HKU1 and human bocavirus in Australian children. // J Clin Virol. – 2006. – V.35(1). – P.99-102. DOI: 10.1016/j.jcv.2005.09.008
24. Arden K.E., Nissen M.D., Sloots T.P., Mackay I.M. New human coronavirus, HCoV-NL63, associated with severe lower respiratory tract disease in Australia. // J Med Virol. – 2005. – V.75(3). – P.455-62. DOI: 10.1002/jmv.20288
25. Chiu S.S., Chan K.H., Chu K.W., Kwan S.W., Guan Y., et al. Human coronavirus NL63 infection and other coronavirus infections in children hospitalized with acute respiratory disease in Hong Kong, China. // Clin Infect Dis. – 2005. – V.40(12). – P.1721-9. DOI: 10.1086/430301
26. Vabret A., Dina J., Gouarin S., Petitjean J., Corbet S., Freymuth F. Detection of the new human coronavirus HKU1: a report of 6 cases. // Clin Infect Dis. – 2006. – V. 42(5). – P.634-9. DOI: 10.1086/500136
27. Bastien N., Anderson K., Hart L., Van Caeseele P., Brandt K., et al. Human coronavirus NL63 infection in Canada. // J Infect Dis. – 2005. – V.191(4). – P.503-6. DOI: 10.1086/426869
29. Müller M.A., Raj V.S., Muth D., Meyer B., Kallies S., et al. Human coronavirus EMC does not require the SARS-coronavirus receptor and maintains broad replicative capability in mammalian cell lines. // mBio. – 2012. – V.3(6). – P. e00515-12. DOI: 10.1128/mBio.00515-12
30. De Benedictis P., Marciano S., Scaravelli D., Priori P., Zecchin B., et al. Alpha and lineage C betaCoV infections in Italian bats. // Virus Genes. – 2014. – V.48(2). – P.366-71. DOI: 10.1007/s11262-013-1008-x
31. Gortazar C., Segalés J. Middle East respiratory syndrome (MERS) coronavirus: a new challenge for veterinarians? // Vet Pathol. – 2013. – V.50(6). – P.954-5. DOI: 10.1177/0300985813506391
32. Azhar E.I., El-Kafrawy S.A., Farraj S.A., Hassan A.M., AlSaeed M.S., et al. Evidence for camel-to-human transmission of MERS coronavirus. // N Engl J Med. – 2014. – V.370(26). – P.2499-505. DOI: 10.1056/NEJMoa1401505
33. Corman V.M., Jores J., Meyer B., Younan M., Liljander A., et al. Antibodies against MERS coronavirus in dromedary camels, Kenya, 1992-2013. // Emerg Infect Dis. – 2014. – V.20(8). – P.1319-22. DOI: 10.3201/eid2008.140596
34. Crameri G., Durr P.A., Barr J., Yu M., Graham K., et al. Absence of MERS-CoV antibodies in feral camels in Australia: Implications for the pathogen’s origin and spread. // One Health. – 2015. – V.1. – P. 76-82. DOI: 10.1016/j.onehlt.2015.10.003
35. Reusken C.B., Schilp C., Raj V.S., De Bruin E., Kohl R.H., et al. MERS-CoV Infection of Alpaca in a Region Where MERSCoV is Endemic. // Emerg Infect Dis. – 2016. – V.22(6). – P. 1129-31. DOI: 10.3201/eid2206.152113
36. Miguel E., Perera R.A., Baubekova A., Chevalier V., Faye B., et al. Absence of Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus in Camelids, Kazakhstan, 2015. // Emerg Infect Dis. – 2016. – V.22(3). – P.555-7. DOI: 10.3201/eid2203.151284
37. Chan S.M., Damdinjav B., Perera R.A., Chu D.K., Khishgee B., et al. Absence of MERS-Coronavirus in Bactrian Camels, Southern Mongolia, November 2014. // Emerg Infect Dis. – 2015. – V. 21(7). – P.1269-71. DOI: 10.3201/eid2107.150178
38. Liu R., Wen Z., Wang J., Ge J., Chen H., Bu Z. Absence of Middle East respiratory syndrome coronavirus in Bactrian camels in the West Inner Mongolia Autonomous Region of China: surveillance study results from July 2015. // Emerg Microbes Infect. – 2015. – V.4(12). – P.e73. DOI: 10.1038/emi.2015.73
39. Белоцерковская Ю.Г., Романовских А.Г., Смирнов И.П. COVID-19: респираторная инфекция, вызванная новым коронавирусом: новые данные об эпидемиологии, клиническом течении, ведении пациентов. // Consilium Medicum. – 2020. – Т. 22, №3. – С. 12–20. DOI: 10.26442/20751753.2020.3.200092
40. Xu X., Chen P., Wang J., Feng J., Zhou H., et al. Evolution of the novel coronavirus from the ongoing Wuhan outbreak and modeling of its spike protein for risk of human transmission. // Sci China Life Sci. – 2020. – V.63(3). – P.457-460. DOI: 10.1007/s11427-020-1637-5
41. Jaimes J.A., Millet J.K., Stout A.E., André N.M., Whittaker G.R. A Tale of Two Viruses: The Distinct Spike Glycoproteins of Feline Coronaviruses. // Viruses. – 2020. – V.12(1). – P. 83. DOI: 10.3390/v12010083
42. Wang W., Tang J., Wei F. Updated understanding of the outbreak of 2019 novel coronavirus (2019-nCoV) in Wuhan, China. // J Med Virol. – 2020. – V.92(4). – P.441-447. DOI: 10.1002/jmv.25689
44. van Doremalen N., Bushmaker T., Morris D.H., Holbrook M.G., Gamble A., et al. Aerosol and Surface Stability of SARS-CoV-2 as Compared with SARS-CoV-1. // N Engl J Med. – 2020. – V.382(16). – P.1564-1567. DOI: 10.1056/NEJMc2004973
45. Lu C.W., Liu X.F., Jia Z.F. 2019-nCoV transmission through the ocular surface must not be ignored. // Lancet. – 2020. – V.395(10224). – P. e39. DOI: 10.1016/S0140-6736(20)30313-5
Об авторах
Кононенко Анна Александровна, младший научный сотрудник лаборатории санитарной охраны территории
Носков Алексей Кимович, к.м.н. директор
Водяницкая Светлана Юрьевна, к.м.н., главный специалист (инфекционист) отдела лечебной помощи взрослому населению управления лечебно-профилактической помощи Минздрава РО
Подойницына Оксана Андреевна, к.б.н., научный сотрудник лаборатории микробиологии холеры
Для цитирования:
Кононенко А.А., Носков А.К., Водяницкая С.Ю., Подойницина О.А. Коронавирусы человека, способные вызывать чрезвычайные ситуации. Медицинский вестник Юга России. 2021;12(1):14-23. https://doi.org/10.21886/2219-8075-2021-12-1-14-23
For citation:
Kononenko A.A., Noskov A.K., Vodyanitskaya S.Yu., Podoynitsyna O.A. Human coronaviruses that can cause emergencies. Medical Herald of the South of Russia. 2021;12(1):14-23. https://doi.org/10.21886/2219-8075-2021-12-1-14-23