У часи, коли інформаційний простір заповнено по самі вінця фейками, додумуваннями, хворобливими фантазіями “експертів з вірусології та епідеміології” (котрі ще вчора були експертами у політиці, міжнародних взаєминах та макроекономіці), суспільство потребує голосу здорового глузду. До Вашої уваги – текст автора найсвіжішого в Україні університетського підручника з вірусології, доцента нашої кафедри Сергія Шамрая.
У режимі самоізоляції-самоконсервації-самоліквідації зробив таке невеличке загально вірусологічне «есе» про коронавірус.
Спочатку хотів пісню написати, але нот не знаю. Тому пропоную це, можливо комусь цікаво. Переглядати тільки у віці після 18 років біологам, які хоч трохи пам’ятають вірусологію.
Let’s start. Коронавірус SARS-CoV-2 (від англ. Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2), спочатку відомий як 2019-nCoV (novel coronavirus 2019) належить до родини коронавірусів (Coronaviridae), підродини ортокоронавірусів (Orthocoronavirinae), роду бетакоронавірусів (Betacoronavirus), підроду сарбековірус (Sarbecovirus). Ці віруси мають геном з одноланцюговою позитивно-сенсовою РНК, віріони вкриті ліпідною оболонкою, плеоморфні і мають характерні вирости на оболонці. Нижче наведені зображення цього зловмисника з камер спостереження і портрет, намальований криміналістами зі слів очевидців.
Походження і еволюція. Декілька команд швидко встановили генетичну схожість SARS-CoV-2 і бетакоронавірусів підроду Sarbecovirus, який зустрічається на кажанах. Ідентичність послідовності SARS-CoV-2 і пов’язаного з SARS коронавірусу кажанів (SARSr-CoV; RaTG13) з провінції Юньнань, Китай, складає 96,2%. Цікаво, що новий вірус має не дуже велику подібність з коронавірусом атипової пневмонії (пам’ятаєте про такий?) SARS-CoV (близько 79%) і коронавірусом близькосхідного респіраторного синдрому MERS-CoV (близько 50%). Крім цього, критична ділянка гену, якій кодує білок виростів на поверхні віріонів, ідентична відповідній ділянці геному вірусів, виділених з панголінів. Але коли і як саме відбувся перехід вірусу кажан-панголін-людина, залишається невідомим.
Хоча була виявлена лише 4% варіабельність геномних нуклеотидів між SARS-CoV-2 та RaTG13, варіабельність з урахуванням нейтральних замін нуклеотидів складає 17%, що дозволяє припустити, що розбіжність між двома вірусами значно більша ніж раніше оцінювали. Виникнення нових варіацій функціональних ділянок у рецептор-зв’язуючому домені (RBD) виростів, що спостерігається у SARS-CoV-2 та вірусів панголіну SARSr-CoV, ймовірно, викликана мутаціями та природним відбором, крім рекомбінації. Популяційний генетичний аналіз 103 геномів SARS-CoV-2 показав, що ці віруси еволюціонували у два основні типи в залежності від амінокислоти, закодованої в певній ділянці геномів. Ці типи позначені як L (закодований лейцин) та S (закодований серин). Незважаючи на те, що тип L (∼70%) є більш поширеним, ніж тип S (∼30%), S тип виявився попереднім варіантом. Оскільки тип L був більш поширеним на ранніх стадіях спалаху в Ухані, частота типу L зменшувалася після початку січня 2020 року. Втручання людини може чинити більш сильний селективний тиск на тип L, який може бути більш агресивним і поширюватися швидше. З іншого боку, тип S, який еволюційно старіший і менш агресивний, міг би збільшити відносну частоту через відносно слабший селективний тиск.
Реплікація. Рецептором, з яким зв’язується віріон SARS-CoV-2, є ангіотензинперетворюючий фермент 2 (angiotensin-converting enzyme 2, ACE2). Можливо, є додаткові рецептори/корецептори. Цікаво, що цей же рецептор використовує і збудник атипової пневмонії SARS-CoV. Білкові вирости на віріонах обох вірусів мають дуже великий афінітет до ACE2. Надалі відбувається опосередкований рецептором ендоцитоз, злиття мембрани ендосоми і оболонки віріону і всі події, які трапляються з багатьма іншими (+)РНК-геномними вірусами, дивіться на малюнок нижче.Ключовим питанням є те, чому саме легені виявляються найбільш вразливим цільовим органом для вірусів. Однією з причин є те, що велика поверхня легені робить їх дуже чутливими до вірусів, що вдихаються, але є також біологічний фактор. Було продемонстровано, що 83% клітин, що експресують ACE2, є клітинами альвеолярного епітелію II типу (alveolar epithelial type II cells, AECII), що дозволяє припустити, що ці клітини можуть служити воротами для вірусної інвазії. Крім того, показано, що AECII, що експресують АСЕ2, мають високий рівень множинних процесів, які потрібні вірусу для реплікації. Це дозволяє припустити, що саме AECII, що експресують АСЕ2, полегшують реплікацію коронавірусу в легенях.
Експресія рецептора АСЕ2 також спостерігається у багатьох не легеневих тканинах, включаючи серце, нирки, ендотелій та кишковик. Важливо, що АСЕ2 сильно експресується на поверхні епітеліальних клітин кишечника, функціонуючи як ко-рецептор для поглинання поживних речовин, зокрема для резорбції амінокислот з їжею. Тому прогнозується, що кишечник також може бути основним місцем потрапляння в організм SARS-CoV-2 і що зараження могло бути ініційовано вживанням їжі з ринку Ухань, передбачуваним місцем спалаху. Чи дійсно SARS-CoV-2 може заразити епітелій кишечника людини, має важливе значення для фекально-оральної передачі та стримування поширення вірусу. Слід зазначити, що згідно з деякими нещодавніми публікаціями, чи людина може отримати SARS-CoV-2, торкаючись поверхонь або предметів, що мають на собі вірус, а потім торкаючись власних слизових оболонок, ще не підтверджено.