Вирусолог предлагает научный контекст для продолжающейся вспышки коронавируса

Курт Уильямсон – вирусолог, доцент кафедры биологии William & Mary, специализирующийся на изучении вирусов. Он предлагает некоторый научный контекст для продолжающейся вспышки COVID-19.

Прежде всего, что подразумевается под «коронавирусом»?

«Коронавирус» является одним и семейства генетически родственных вирусов . Название происходит от того, как частицы выглядят при электронной микроскопии. Частицы окаймлены ручкообразными выступами, напоминающими корону («Корона» на латыни означает «корона»).

Чем коронавирусы отличаются, скажем, от вирусов гриппа или простуды?

Все три являются так называемыми РНК-вирусами (их геномы состоят из РНК, а не ДНК), и все три являются респираторными вирусами. Но все три отличны с точки зрения их генетики, как частицы соединены, и в серьезности болезни, которую они могут вызвать. Вирусологи используют ряд характеристик для классификации вирусов.

Например, коронавирусы и гриппозавирусы имеют липидную оболочку (мембрану) вокруг капсида (белковая оболочка) и риновирусы, которые не вызывают простуду. Вот краткое изложение некоторых других отличий.

У коронавиусов есть геномы РНК, которые состоят из одной цепи РНК в том, что называется положительным смыслом. Это означает, что вирусный геном может быть немедленно превращен в вирусный белок с помощью клеточной машины, производящей белок, рибосомы.

У гриппозных вирусов также есть РНК-геномы, но он состоит из восьми отдельных частей одноцепочечной РНК с отрицательным смыслом. Это означает, что вирус должен принести свой собственный набор ферментов для преобразования частей генома с отрицательным смыслом в положительный смысл, чтобы вирусная РНК могла транслироваться в белки посредством рибосом клетки.

Геномы риновирусов состоят из одного куска позитивного смысла, одноцепочечной РНК, аналогичной коронавирусам. Геном упакован в белую оболочку, которая является икосаэдрической, напоминающей 20-гранный кубик, используемый в настольных играх.

Являются ли коронавирусы зоонозами – инфекциями, передающимися от животных к человеку?

Да, коронавирусы, как правило, являются зоонозами. Источник зоонозной болезни называется резервуарным видом. В 2002 году вспышка атипичной пневмонии (тяжелого острого респираторного синдрома), возникшая в Китае, была вызвана коронавирусом, и позже было установлено, что резервуаром являются циветы и, в конечном счете, летучие мыши. Зоонозы могут распространяться более чем одним промежуточным хозяином, прежде чем попасть в человеческие популяции .

MERS (респираторный синдром на Ближнем Востоке) возник в 2012 году в Саудовской Аравии и вызван другим штаммом коронавируса, а водохранилище, опять же, в конечном счете летучие мыши, является посредником верблюда. Этот новый коронавирус COVID-19 вызывает респираторные симптомы, сходные с этими предыдущими вспышками, и предполагается, что это еще одно зоонозное заболевание, но источник или источник этой последней вспышки еще предстоит подтвердить. Летучие мыши снова подозреваются.

Почему коронавирусы имеют тенденцию быть зоонозами?

На это есть пара моментов:

  1. Рецепторы, кажется, легко меняются. Многие вирусы имеют рецепторы, которые распознают определенные клеточные белки (например, ключ в замке), и поэтому вирус может проникать только в определенные виды клеток. Это ограничивает, какие хозяева могут быть заражены (например, люди или летучие мыши), и какие ткани в хозяине могут быть заражены (например, кожа или легкие). Для коронавирусов, по-видимому, относительно небольшие изменения в последовательности генов рецепторного белка могут привести к большим изменениям в белках рецептора вируса, что позволяет коронавирусам взаимодействовать с белками клеточной поверхности, которые обнаружены у нескольких видов, что облегчает им прыжок от животных до людей.
  2. РНК-вирусы быстро меняются. Фермент для копирования РНК по своей природе является неаккуратным по сравнению с ферментом для копирования ДНК. Наши клетки будут делать почти идеальные копии наших хромосом каждый раз, когда клетка делится. Но из-за этого неаккуратного фермента для копирования РНК вирусы РНК совершают как минимум одну «ошибку» на копию. Умножьте это на количество вирусных геномов в зараженной клетке и количество клеток в зараженном организме, а затем на количество зараженных организмов в популяции … и эти ошибки начинают складываться. Эта вариация предоставляет новые возможности для отбора и эволюции – например, новые мутанты могут легче заражать людей-хозяев.
  3. Механизм копирования генома коронавируса странный и порождает еще больше вариаций. Коронавирусы используют этот причудливый механизм, когда они могут начать копирование с одного шаблона генома, а затем переключиться на другой шаблон в середине процесса. В клетках, зараженных одним штаммом вируса, этот механизм интересен, но он мало что дает. Но этот механизм становится большой проблемой при коинфекции: когда один организм одновременно заражен более чем одним штаммом (разновидностью) одного и того же вируса. Когда две разные версии вируса присутствуют в одной и той же ячейке, это переключение шаблонов позволяет генерировать новые варианты с гибридными свойствами даже быстрее, чем механизм мутации, который я упоминал в предыдущем пункте. Таким образом, вирус может смешивать свойства, скажем, штамма летучей мыши со свойствами человеческого штамма,
  4. Высокая плотность людей и животных, способных поддерживать вирус. Плотность возможных хозяев (или людей) высока в большинстве городов. Люди, живущие в непосредственной близости от животных и / или посягающие на среду обитания животных посредством таких действий, как расчистка лесов для ведения сельского хозяйства, увеличивают вероятность передачи вируса от животного к человеку. Это также увеличивает шансы коинфекции и генерирования новых вариантов. Это также увеличивает шансы передачи от человека человеку и выбирает варианты, которые становятся все лучше и лучше и воспроизводятся (и передаются) людям.

Этот «новый коронавирус» теперь имеет собственное имя, очень похожее на SARS. Как это событие COVID-19 сравнивается с другими вспышками, такими как SARS?

Вкратце, по данным CDC, SARS превысил примерно 8 400 случаев во время вспышки 2003 года. COVID-19, как его называют, уже насчитывает 47 100 лабораторно подтвержденных случаев (по состоянию на 12 февраля) на основании данных ВОЗ. И это не сделано. COVID-19 имеет более широкое глобальное распространение в большем количестве стран, чем SARS.

Есть ли различия в распространении инфекций?

SARS в основном распространяется среди работников здравоохранения или через них, в то время как распространение COVID-19 от человека к человеку, по-видимому, происходит быстрее среди населения в целом.

Есть идеи, как объяснить разницу?

«Коронавирус» описывает семейство генетически связанных, но не идентичных вирусов. Существует четыре рода коронавирусов с различными штаммами, которые, как известно, заражают летучих мышей, крыс, хорьков, свиней, мышей, ежей, верблюдов, птиц и людей.

Некоторые из различий между SARS и COVID-19 можно объяснить тем, откуда взялся вирус: каким был резервуар и каким был исходный штамм. Некоторые из различий будут объясняться конкретными мутациями, которые произошли после того, как этот вирус совершил прыжок в человека, – мутациями, которые позволяют вирусу хорошо реплицироваться в человеческих хозяевах и обеспечивают более эффективную передачу вируса от человека к человеку.

Совет для широкой публики?

Я не думаю, что кто-то в США должен помещать себя в карантин или жить в страхе перед выходом на публику. Но те, кто работает в сфере общественного здравоохранения и здравоохранения по всему миру, должны сесть и заметить. Не ясно, насколько большим это станет. В связи с быстрым воздушным путешествием и тем фактом, что случаи COVID-19 уже были перевезены в США и другие страны, существует очень реальный риск того, что вирус будет распространяться дальше, прежде чем он будет в конечном итоге локализован.

Наиболее сильные воздействия и наиболее быстрое распространение, по-видимому, происходят вблизи эпицентра вспышки в Китае. В США я не думаю, что есть причина для паники, но к этому следует относиться очень серьезно. Лучшее, что можно сделать, чтобы предотвратить инфекционное заболевание, – часто мыть руки с мылом и теплой водой. Кашель и чихание в локоть, а не в руки. Старайтесь не касаться вашего лица (глаза, рот, нос) как можно больше.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Варикоз: симптомы, лечение и профилактика заболевания
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector