коронавирусы подобные sars cov что это

Иммунный ответ на коронавирус SARS-CoV‑2 у больных COVID‑19

Академик Российской академии наук, д.м. н., президент
ФБГУ «НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России

В статье представлен анализ результатов исследований иммунного ответа и памяти к SARS-CoV‑2, включая все ветви адаптивного иммунитета, иммуноглобулины, В-клетки памяти, CD8+- и CD4+-T-клетки у больных в динамике в течение 6–8 месяцев после начала заболевания.

Гуморальное звено

У большинствабольшинства людей, инфицированных SARS-CoV‑2, отмечается сероконверсия спустя неделю после появления клинических признаков заболевания. На 2‑й неделе обнаруживаются антитела как к эпитопам шипа (RBD), или спайк-протеина (S), так и нукле- окапсида (NCP) коронавируса (рис. 1). Клас- сический вариант смены IgM → IgG → IgA нарушен. Первыми на 2‑й неделе определяются секреторные антитела класса А: на 7‑е сутки — у 75 %, на 10–12‑й день — у 100 % пациентов. За ними на 2‑й неделе повышаются макроглобулины (IgM) и на третьей неделе — Ig G.

Факт первичного иммунного ответа слизистых на COVID‑19 необычен и требует объяснения. Обсуждаются две гипотезы.

Первая: вирусы контаминируют слизистые дыхательных путей и ЖКТ за 7–14 дней до появления системного ответа и клинических проявлений инфекции, поражая клетки микробиоты — используют их для репродукции вируса.

Вторая: кросс-реактивная продукция антител, предпосылкой которой являются Spike-реактивные CD4+-Т-клетки, обнаруженные у большинства пациентов с COVID‑19 и более чем у 34 % неинфицированных людей. Это подтверждает существование общих эпитопов эндемичных коронавирусов, вызывающих банальные ОРВИ и COVID‑19.

Важно, что изотипы иммуноглобулинов (либо IgG, либо IgA) конкурировали за нейтрализующую активность по отношению к SARS-CoV‑2 в зависимости от локализации. Сывороточные антитела IgG сильно коррелировали с величиной IgG-ответа и тяжестью заболевания. У пациентов, например, с IgA-назальным ответом определялась высокая активность нейтрализации вирусов. Инфекция у таких больных протекала бессимптомно.

Это, с одной стороны, предполагает возможность нейтрализации вируса с помощью IgA слизистых без системного ответа, что имеет отношение к исходам заболевания. А с другой стороны, из-за множества корреляций, наблюдаемых между типами антител и их активностью в разных анатомических участках, клиническая интерпретация гуморального ответа существенно затруднена.

Кроме того, эти данные имеют важное значение для нашего понимания защиты вакцинации, индуцирующей системный ответ на вакцинные гены или белки коронавируса по классическому пути и обеспечивающей иммунный ответ слизистых оболочек на 3–6‑й неделе после вакцинации. В идеале вакцина должна не только защитить реципиента от неизбежной болезни, но и предотвратить бессимптомное носительство, что закрыло бы проблему бессимптомных носителей в популяции.

Интерес представляет динамика уровней специфических антител в течение заболевания и после выздоровления (рис. 2). Так, титры нейтрализующих антител SARS-CoV‑2 Spike IgG в исследовании ELISA были стабильными от 20 до 240 дней (хотя и неоднородными у разных пациентов) и колебались в диапазоне от 5 до 73 071 (медиана — 575). Период полувыведения (t1/2) составлял 140 дней. Кинетика SARS-CoV‑2 NCP IgG аналогична Spike IgG в течение 10 месяцев наблюдения (t1/2— 68 дней, разброс — от 50 до 160 дней) за выздоровевшими больными. В конечном итоге у 90 % пациентов присутствовали нейтрализующие антитела в титре более 20 через 6–9 месяцев после появления симптомов.

Титры Spike IgА и RBD IgА сохранялись на стабильном уровне на протяжении всего периода наблюдения t1/2— 210 дней, но у отдельных пациентов уровень специфических IgА-антител достоверно снижался через 90 дней.

Нельзя дать однозначный ответ в отношении серонегативных случаев COVID‑19. По-видимому, кроме протективного эффекта иммунитета слизистых, ответ напрямую связан с уровнем вирусной нагрузки SARS-CoV‑2. С одной стороны, высокие вирусные нагрузки связаны с более ранним ответом антител, в то время как у пациентов с низкой вирусной нагрузкой не может быть сероконверсии. С другой стороны, кинетика иммунного ответа может быть показателем скорости элиминации вируса у больного.

Идентификация специфичных В-клеток памяти к Spike, RBD и NCP с использованием флюоресцентно окрашенных зондов на IgD– и (или) CD27+ c последующей дифференцировкой по изотипам поверхностных IgM, IgG или IgA показала следующее. Количество специфических В-клеток увеличивалось в течение 120 дней после начала заболевания с последующим выходом на плато, в то время как Spike-специфические В-клетки памяти у людей, не заболевших COVID‑19, практически не встречались. RBD-специфические В-клетки появлялись на 16‑й день, и их количество увеличивалось в течение последующих 4–5 месяцев. Интересно, что только 10–30 % Spike-специфических В-клеток памяти было специфично для домена RBD через 6 месяцев после выздоровления больных.

NCP-специфичные В-клетки памяти также стабильно увеличивались в те же сроки и определялись спустя 5–6 месяцев после заболевания. Представленность изотипов иммуноглобулинов Spike-специфических В-клеток имела следующую динамику. В ранней фазе (20–60 дней) после заболевания IgM+ и IgG+ на В-клетках были представлены одинаково. В период после 60 дней до 240‑х суток преобладали IgG+ Spike-специфические В-клетки. Частота IgА+ Spike-специфических клеток составляла примерно 5 %, и они равномерно распределялись в течение всего периода наблюдения в 8 месяцев. Корреляция между сывороточным IgA и IgA слизистых оболочек не проводилась.

Сходная картина динамики наблюдалась и в случае IgG+, IgM+ и IgА+ к эпитопам RBD и NCP коронавируса. В то же время долгосрочное присутствие циркулирующих В-клеток памяти, направленных как против основных SARS-CoV‑2‑нейтрализующих таргетов (Spike и RBD), так и против не нейтрализующего таргета (NCP), свидетельствует о клеточной памяти, сохраняющейся после естественного воздействия вируса. Это может быть использовано для планирования ревакцинации. Тот факт, что почти все RBD- специфические IgG+-В-клетки памяти экспрессировали CD27, свидетельствует о долгосрочной иммунной памяти.

Анализ полученных данных говорит о том, что снижение нейтрализующих и других антител к SARS-CoV‑2 после клинического выздоровления вовсе мунитета. Просто с развитием и сохра- нением памяти В-клеток, способных активизироваться при встрече с новыми штаммами коронавируса, уровень антител в сыворотке снижается, в то время как IgА-ответ слизистых сохраняется на постоянном уровне в течении всего периода наблюдения.

Клеточный ответ

Процент больных с обнаруживаемыми циркулирующими CD8+-Т-клетками памяти через месяц после возникновения симптомов составил 70 %. К 6–9 месяцам клетки обнаруживались у 50 % выздоровевших пациентов. Фенотипические маркеры показали, что большинство SARS-CoV‑2‑специфичных CD8+-Т-клеток представлены терминально дифференцированными клетками памяти.

Циркулирующие SARS-CoV‑2‑специфичные CD4+-Т-клетки памяти через месяц после начала заболевания обнаруживались у 93 % пациентов. Через 6–9 месяцев уровень этих клеток был стабильным, а сами они выявлялись у более чем у 90 % пациентов, перенесших COVID‑19. Причем это касалось как Spike-специфичных, так и мембраноспецифичных CD4+-Т-клеток памяти.

Интересно, что при сравнении параметров иммунного ответа у больных с тяжелым и легким течением инфекции гуморальные показатели были более высокими у тяжелых больных, в то время как CD8+-Т-клетки были стабильными, а CD4+ — более низкими в тяжелых случаях заболевания. Объяснений этому феномену нет, важно, что слабый ответ Т-клеток наблюдается в острой фазе заболевания. Кроме того, важна и методология исследования клеточного им-мунитета.

Нарушения клеточного ответа проиллюстрированы дефицитом интерферонов I и II типов у пациентов с тяжелыми и среднетяжелыми формами COVID‑19 по сравнению с легкими и бессимптомными случаями заболевания. Это может быть связано с подавлением воспаления интерлейкином‑12 (IL‑12) и развитием вторичного дефекта клеточного иммунитета.

Иммунное взаимодействие

Большой интерес представляет изучение взаимодействия гуморального и клеточного ответа на SARS-Cov‑2. В исследованиях RBD-IgG, Spike IgА, RBD-В-клеток памяти, CD8+- и CD4+-Т-клеток в динамике у одних и тех же пациентов установлено, что у большинства из них (64 %) положительные показатели отмечались через 1–2 месяц после начала заболевания. Через 5–8 месяцев число реконвалесцентов, позитивных на пять тестов, снизилось до 43 %. В то же время как минимум три из пяти тестов были положительными спустя 6–9 месяцев. Важно отметить, что IgG на Spike дает на порядок больше положительных ответов, чем на RBD-антиген. Попытки связать гуморально- клеточные взаимодействия не привели к успеху из-за неоднородности участников исследования и методик оценки иммунного ответа.

Неопределенный результат

В метаанализе 22 исследований (4969 пациентов) установлены неблагоприятные признаки тяжелых форм болезни и летальных исходов, такие как лимфопения и нейтрофилез. Поскольку CD4+-Т-клетки необходимы для сбалансированного и эффективного иммунного ответа, неудивительно, что низкий уровень лимфоцитов может отражать гипервоспалительные процессы и способствовать более тяжелому течению заболевания и повышенной смертности.

Нейтрофилы как неотъемлемая часть врожденной защиты контролируют баланс микробиоты и элиминацию продуктов клеточной деструкции за счет производства активных форм кислорода и высвобождения нейтрофильных внеклеточных ловушек в венозном кровотоке. Лимфопения (менее 500 клеток в 1 мкл) указывает на повышение риска тяжелой формы заболевания и смертельных исходов при COVID‑19 в 3 раза. Стойкий нейтрофилез со сдвигом влево свидетельствует об истощении костномозгового резерва, а при сдвиге вправо отражает нарушения выхода клеток в ткани. Этот легко контролируемый анализом крови параметр указывает на более чем семикратное увеличение для пациента риска заболеть тяжело и погибнуть от COVID‑19.

Попытки выявить закономерности иммунного ответа на SARS-CoV‑2 оказались пока безуспешными.

Во-первых, можно сделать вывод, что переболевшие коронавирусной инфекцией сохраняют иммунную память в последующие 6–9 месяцев. Дальнейшие динамические исследования покажут, в какие сроки наступает снижение иммунного ответа, требующее профилактической вакцинации и (или) ревакцинации.

Во-вторых, и это очень интересно, каждый изученный компонент иммунного ответа и иммунной памяти демонстрирует различную кинетику. Это связано с индивидуальным ответом на инфекцию, наличием преморбида и частого превращения моноинфекции в смешанные инфекции SARS-CoV‑2 с активизировавшейся микробиотой больного.

В-третьих, неоднородность ответа может быть центральным признаком, характеризующим иммунную память к SARSCoV‑2. Биологические специфические IgG имеют 21 день периода полураспада, уровень антител с течением времени отражает продукцию короткоживущих, а потом и долгоживущих плазматических клеток. С точки зрения исчезновения возбудителя в течение нескольких дней после появления клиники, процесс наработки антител должен быть снижен к 6 месяцам, но, если SARS-CoV‑2 Spike и RBD IgG сохраняются дольше 8 месяцев, это означает, что вирус персистирует в организме хозяина или его микробиоте. Нельзя исключать и связь с пролонгированным иммунным ответом естественной реиммунизации циркулирующими эпидемическими альфа-коронавирусами, поддерживающими иммунный ответ.

В-четвертых, выявление и анализ SARSCoV‑2‑специфических В-клеток памяти потенциально могут применяться в качестве маркера гуморального ответа при вакцинации. Сейчас исследования поствакцинального иммунного ответа проводятся с использованием иммунофлуоресцентного анализа с оценкой IgM- и IgG-антител в качестве маркеров эффективности вакцины (рис. 3). Методы ИФА-диагностики, к сожалению, не стандартизованы едиными белками S, RBD, NCP, качество которых зависит от очистки антигена. Поскольку количество В-клеток памяти стабильно с течением времени, они могут представлять собой более надежный маркер продолжительности гуморальных иммунных реакций, чем иммуноглобулины сыворотки крови.

Таким образом, из результатов исследований иммунного ответа у больных COVID‑19 невозможно сделать какие-либо выводы о защитном иммунитете при новой коронавирусной инфекции. Ведь изучение антител и клеток памяти при этом заболевании пока еще не завершено. А значит, обсуждаемые механизмы защитного иммунитета против SARS-CoV‑2 у людей окончательно не определены.

Источник: Газета «Педиатрия сегодня» №6, 2021

Источник

«Нам повезло. SARS-CoV-2 — это вирус, с которым удобно работать»

Коронавирус будет продолжать циркулировать и в следующем году, а ситуация в мае 2022 года может ничем не отличаться от нынешней, считает ведущий научный сотрудник Федерального научного центра исследований и разработки иммунобиологических препаратов им. М.П. Чумакова РАН Любовь Козловская. Эксперт полагает, что чем раньше люди смирятся с существованием новой сезонной болезни, тем лучше. Также Любовь Козловская рассказала «Известиям» о том, почему «КовиВак» вызывает меньше побочных реакций, чем другие вакцины, быстро ли мутирует коронавирус и чем положенный в основу «чумаковской вакцины» промышленный штамм AYDAR-1 отличается от первоначального уханьского.

— Любовь, именно вы занимались выделением SARS-CoV-2 для того, чтобы получить промышленный штамм и на его основе создать инкативированную вакцину «КовиВак». Это было трудно?

— Нам повезло. SARS-CoV-2 — это вирус, с которым удобно работать. Он легко растет в культуре клеток. Далеко не все вирусы это делают, обычно приходится долго подбирать клетки, среду, температуру… Мы буквально из первой партии мазков смогли выделить достаточное количество изолятов (вариантов вируса, размноженных в культуре клеток в лабораторных условиях. — «Известия»), чтобы дальше с ними работать. И потом только накапливали штаммы, которые просто оценивали: «Может быть этот, а может вон тот лучше».

— Коронавирусы, которые берутся, допустим, от соседей по палате, сильно отличаются? Или это одна и та же генетическая последовательность?

— В основном нет. Это очень и очень похожие последовательности, иногда отличающиеся на один нуклеотид, иногда совсем одинаковые. Это не всегда означает, что люди друг друга перезаражали. Обычно у нормальных среднестатистических РНК-вирусов так не бывает, они могут отличаться довольно заметно у двух людей рядом. Здесь же наоборот. Коронавирусы ужасающе похожи. Если брать вирус, выделенный в начале пандемии в Ухане, то варианты, которые у нас есть сейчас, отличаются от него всего на 30 нуклеотидных позиций на 30-тысячный геном.

— Чем отличается вариант «Ухань-1», который в научных статьях называют коронавирусом начала пандемии, от AYDAR-1 — штамма, который лег в основу «КовиВака»?

— За первые 3–4 месяца, когда вирус пришел в Европу, он уже был не таким, как «Ухань-1». Патоген получил основные семь нуклеотидных мутаций, включая самую распространенную на сегодняшний день мутацию в спайке — D614G.

AYDAR-1 содержит ровно эти семь мутаций. У него есть и D614G, это как минимум на одну меньше, чем у всяких британских штаммов, американских, южноафриканских и прочих.

— Сколько у вас уже «Айдаров»?

— У нас не очень много штаммов, так как штамм — это закрепленный в клеточной культуре или на животных вариант вируса, который имеет строго определенные свойства. А вот изолятов у нас много. Изолят — это, по сути, мазок, взятый от больного человека, которым мы заразили клетки, а потом собрали вирусы в размноженном виде в культуральной жидкости. Это еще не штамм, он может меняться, приобретать замены, поскольку переходит из человеческого организма в культуру клеток. Изоляты носят просто порядковый номер, а вот штамм уже носит имя. В коллекции Института Чумакова, может, пара десятков штаммов, а вот изолятов — тысячи.

— Зачем нужно много штаммов?

— Мы вакцинируем одним штаммом, а проверяем, заразив животных другим штаммом. Это некий хороший тон. Когда вы делаете вакцину на одном штамме и проверяете на антитела к нему же, то очевидно, что они будут. Мы же хотим, чтобы препарат вообще против вируса работал и это не были специфичные только к этому штамму антитела.

— Чтобы вакцина потом работала даже при встрече с британским, южноафриканским и еще неизвестными будущими вариантами вируса?

— Да, это наша задача. Когда к нам приходит другой вирус, у него часть аминокислотной последовательности отличается. Соответственно, часть выработанных вакциной антител на него сядет, а часть — нет. Но надо понимать, что часть на него всё равно сядет. И относиться спокойно к тому, что в течение пандемии у SARS-CoV-2 появляются мутации.

— Вы смотрите все научные статьи, которые выходят по мутациям?

— Да, насколько успеваю.

— Откуда вы узнаете о новых мутациях?

— Из прессы, конечно. Я не успеваю проснуться, как мне уже сообщают о том, что в Индии всё ужасно.

— И дальше вы идете смотреть научную статью про индийский штамм? Смотрите базу геномов?

— Не иду, я просто жду, что будет дальше. Обычно пресса сообщает значительно быстрее, чем если я буду тратить время на просмотр сотни статей. У меня есть автоматическое оповещение о том, что выходит какое-то количество статей по SARS, оно мне присылает в день все ссылки, которые вышли в PubMed. Там у меня стоит в день ограничение — 370 (показывать не больше 370 статей в день. — «Известия»). Я успеваю посмотреть первые 100 заголовков, из которых 99 мне не нужны. Сейчас пресса, спасибо, следит за основными статьями Cell, Science, Nature, поэтому я жду, что мне расскажут, а уже потом иду читать исходную ссылку.

— Допустим, из прессы вы поняли, что индийский штамм вам интересен. Вы идете в международную базу смотреть, что это такое?

— Честно говоря, сегодня это бесполезно. В GISAID — базе, которая стала основной по коронавирусным последовательностям, их уже 1,5 млн. Каждый день туда добавляется еще несколько тысяч. Я даже с ними физически работать не могу, у меня компьютер виснет. Это уже такое количество последовательностей, что их даже выровнять нельзя, не то что посмотреть филогеографию, как они распространялись, кто от кого идет, где и сколько замен. Спасибо, есть Nextstrain (в переводе «следующий штамм». — «Известия») — это проект энтузиастов, который позволяет посмотреть, откуда происходит штамм. Раньше можно было, если ты выкладываешь последовательность, на следующий день посмотреть дерево и его корни, но они могут обработать в этом алгоритме за сутки не более 3,5–4,5 тыс. записей.

— Действительно ли нужно следить за каждым меняющимся нуклеотидом SARS—CoV-2?

— Конечно, нет. Когда вы нашли какую-то мутацию, вам еще надо доказать, что она действительно имеет какое-то значение. Например, что вирус стал действительно лучше распространяться. Однако убедиться в том, что вирус лучше распространяется именно из-за той или иной мутации, довольно трудно. Допустим, вы меряете показатель распространения патогена от человека к человеку и видите, что его трансмиссивность (передаваемость) резко возросла. Но она же могла вырасти и по какой-то другой причине. Возможно, то, что происходит сейчас в Индии, не связано со свойствами штамма. А связано с тем, что стало, например, теплее или улучшилась диагностика.

— Так получается, сравнивать мутации бесполезно?

— В них, наверное, надо разбираться. Например, смотреть именно значимые мутации: не нуклеотидные, а аминокислотные. С другой стороны, я абсолютно уверена, что есть локальные варианты SARS-CoV-2, например, в Африке, про которые мы никогда ничего не узнаем. Их там просто не секвенируют. А они, возможно, значительно вирулентнее (заразнее) либо значительно лучше распространяются, чем то, с чем мы имеем дело. Если поискать, возможно, и у нас в России есть какой-нибудь ямало-ненецкий штамм, который ужасен, но мы о нем пока ничего не знаем. А в базе лежат британские — 420 тыс., так как эта страна отсеквенировала нечеловеческое количество последовательностей.

Ведущий научный сотрудник Центра им. М.П. Чумакова Любовь Козловская

— SARS—CoV-2 мутирует не так, как остальные РНК-вирусы?

— По-другому. У SARS-CoV-2 часто мутация отбирается достаточно случайно: она появляется, а дальше из-за высокой точности полимеразы остается. Если она нелетальная, вирус с этой мутацией может спокойно жить, как жил.

— А обычно как бывает у РНК-вирусов?

— Обычно очень быстро развивается большое количество мутаций. У полиовирусов за год, думаю, 1–1,5% генома мутирует. В случае «короны» это было бы 3 тыс. нуклеотидов. А на сегодняшний день это примерно 30–50 мутаций. А ведь надо понимать, что у SARS-CoV-2 миллиарды передач, так как болеют привитые, переболевшие. Болеют легко, но они все-таки могут инфицироваться заново. Соответственно, никто в этой цепочке не исключен.

— Раз вирус так медленно мутирует, «КовиВак» будет еще долго актуален?

— Некоторые говорят, что «КовиВак» безопаснее «Спутника V». Это действительно так?

— Они обе безопасны, но «КовиВак» вызывает меньше побочных эффектов после вакцинации. «КовиВак» — это вакцина на платформе, которую удобно использовать для рутинной иммунизации, когда вы просто прививаете всех и не задумываетесь над этим. Вам, в общем, безразличны хронические заболевания. А «Спутник V» создан как вакцина быстрого реагирования, она проникает в клетки и вызывает выработку интерферона, что приводит к повышению температуры. Сами разработчики говорят: «Спутник» — это вакцина «первого эшелона». Препарат для медицинских работников, которые пойдут работать в «красную зону», для ликвидаторов пандемии. А дальше нужно уже разрабатывать вакцину, которую можно было бы применять рутинно.

— Что вы думаете по поводу третьей, четвертой волн COVID-19 в России?

— Я считаю, что коронавирус станет сезонным. У нас будет спад летом, и в октябре мы опять «накроемся». Если мы не привьем всех единомоментно, как в Израиле, Сан-Марино и Чили, значимого эффекта от вакцинации видно не будет. Такая сезонность всегда наблюдается именно в странах с умеренным климатом. И я не знаю, почему сезонные инфекции — дело загадочное. Например, до сих пор ученые не могут доходчиво объяснить, почему нет гриппа летом. Ведь, по идее, он воздушно-капельный, и ему всё равно, холодно или тепло.

— Что будет через год? В мае 2022-го?

— Думаю, всё будет точно так же. Я боялась признаться себе в этом в 2020 году. И я боюсь признаться себе в этом сейчас. У вакцинированных COVID-19 будет проходить как сезонная «корона» — небольшая простуда. У кого-то он будет вызывать пневмонию. Вирус будет продолжать циркулировать. И нам надо научиться жить с этим.

Источник

Новый коронавирус SARS-CoV-2 в аспекте глобальной эпидемиологии коронавирусных инфекций

Автор: Михаил Васильевич Супотницкий.

Федеральное государственное бюджетное учреждение

«27 Научный центр» Министерства обороны Российской Федерации

(27 НЦ МО РФ), 105005, Российская Федерация,

Москва, Бригадирский переулок, д. 13

Поступила 30.03.2020 г. Принята к публикации 10.04.2020 г.

Ключевые слова: альфакоронавирус; атипичная пневмония; бетакоронавирус; дыхательные пути; зооноз; компьютерная томография; коронавирус; межвидовая передача; патогенез; COVID-19; SARS-CoV-2.

Кажущаяся внезапность эпидемии коронавирусной пневмонии в китайском городе Ухань в конце 2019 г., вызванная никому ранее не известным вирусом[1], ее масштаб и постепенное перерастание в пандемию, стали толчком к появлению различных апокалиптических слухов и подозрений в ее искусственном происхождении[2]. Однако проблема коронавирусных заболеваний дыхательных путей существовала и раньше, но из-за их легкого течения не считалась опасной. Вспышки тяжелого острого респираторного синдрома (SARS)[3] в 2002-2003 гг. и ближневосточного респираторного синдрома (MERS) в 2012 г. сопровождались большим количеством летальных исходов среди заболевших, но, все же, имели локальный характер. С пандемическим распространением SARS-CoV-2 ситуация радикально изменилась. Стало ясно, этот вирус является только частью опасного незнания как тех природных резервуаров, где поддерживаются, возможно, еще более опасные коронавирусы, так и механизмов, по которым они образуются, а затем вовлекаются в эпидемические процессы.

У млекопитающих инфекционные процессы вызывают альфакоронавирусы и бета- коронавирусы. Перед вспышкой в Ухани были известны шесть видов коронавирусов, вызывающих инфекционный процесс в дыхательных путях человека (human coronavirus, HCoV). Два высокопатогенных для человека вируса, SARS-CoV и MERS-CoV, как и SARS-CoV-2, относятся к бетакоронавирусам. Они инфицируют нижние отделы легких и вызывают тяжелый острый респираторный синдром. Остальные четыре (HCoV-NL63, HCoV-229E, HCoV-OC43 и HKU1) становятся причиной легких заболеваний верхних дыхательных путей у иммунокомпетентных взрослых людей и тяжелых у детей. Были идентифицированы случайно, как следствие активизации усилий по эпиднадзору.

Гаммакоронавирусы и дельтакоронавирусы в основном обнаруживают у птиц. Источником коронавирусов для людей считаются животные (рисунок 3). Основные патогенные для людей и животных коронавирусы перечислены в таблице 1.

Исследование генома SARS-CoV-2 не показало чего-то необычного. Первые 10 последовательностей генома SARS-CoV-2, полученные от 9 пациентов, оказались идентичными (99-98 %). При сравнении с геномами других коронавирусов наибольшее сходство с SARS-CoV-2 обнаружено у SARS-подобных вирусов летучих мышей bat-SL-CoVZC45 и bat-SL-CoVZXC21 (88 % идентичность), выделенных в 2018 г. в провинции Чжоушань (восточный Китай). При сравнении с геномами SARS-CoV и MERS-CoV, геномное сходство оказалось меньшим (

79 и 50 % соответственно). Филогенетический анализ также обнаружил сходство SARS-CoV-2 с bat-SL-CoVZC45 и bat-SL-CoVZXC21, а также его значительное отличие от SARS-CoV [9].

Легкие инфекции верхнего респираторного тракта

Легкие инфекции верхнего респираторного тракта

Диарея со 100 % летальностью среди поросят менее 2-х недельного возраста

Тяжело протекающая диарея

Тяжелая и острая диарея, острая рвота

Синдром острой диареи у свиней (Swine acute diarrhea syndrome)

Респираторный коронавирус собак (Canine respiratory coronavirus). Диарея, легкие клинические признаки

Camel alpha-coronavirus isolate camel/Riyadh

Feline infectious peritonitis virus

Лихорадка, васкулит и серозит, с выпотами или без них

Легко протекающие инфекции респираторного тракта

Тяжелый острый респираторный синдром (Severe acute respiratory syndrome). В 2002-2003 гг. заболело не менее 8 тыс. человек, 10 % летальность среди заболевших

Ближневосточный респираторный синдром (Middle East respiratory syndrome). Не менее 2249 лабораторно подтвержденным случаев инфекции в 27 странах. Первые случаи зарегистрированы в Саудовской Аравии в 2012 г. Летальность среди заболевших 37 %

Крупный рогатый скот

Лихорадка, анорексия, лейкопения

Острая пневмония и тяжелая легочная недостаточность

Beluga Whale CoV/SW1

Легочная патология, острая печеночная недостаточность

Вирус инфекционного бронхита (Infectious bronchitis virus). Острая пневмония

Bulbul coronavirus HKU11

Sparrow coronavirus HKU17

Бессимптомно. Коронавирус ежа Erinaceus amurensis HKU31 (Erinaceus amurensis hedgehog coronavirus HKU31), генетически тесно связан с MERS-CoV

Тяжело протекающая диарея у поросят менее 2-недельного возраста

* За основу взята таблица из работы Yu. Chen с соавт. [7].

В распространении таких коронавирусов доминирующую роль играют летучие мыши. Это многочисленная группа млекопитающих порядка Chiroptera, второй по величине отряд млекопитающих, на который приходится около пятой части всех видов млекопитающих[7].

Разнообразие видов и высокая плотность поселений летучих мышей на юге Китая предопределяют разнообразие клеток и клеточных рецепторов, необходимых для размножения и рекомбинации вирусов, а также отбора их новых вариантов. Уникальные механизмы репликации вирусной РНК, сопровождающиеся высокой частотой вирусной рекомбинации, привели к большому генетическому разнообразию среди вирусов обоих родов, что, в свою очередь, потребовало их дальнейшего классифицирования на подроды (subgenus) (рисунок 6).

Б. Азиатская циветта (лат. Viverra zibetha). Ареал охватывает Лаос, Малайский полуостров, Таиланд, Вьетнам, Камбоджу, южный Китай, северо-восточную Индию, Мьянму, Непал, Бутан, Сингапур (URL: https://zen.yandex.ru/media/jivotnyemira/civetta-zverek-poedaiuscii-daje-strihnin- 5d82455079c26e00adf29583; дата обращения: 01.02.2020)

Скрининг более 5 тыс. насекомоядных летучих мышей из Ганы, Украины, Румынии, Германии и Нидерландов показал, что MERSCoV-подобные вирусы встречаются у 24,9 % летучих мышей видов Nycteris bats (Щелеморды), обитающих в Африке, на Ближнем Востоке, в Юго-Восточной Азии; и у 14,7 % вида Pipistrelle bats (Нетопыри-карлики), обитающего на Европейском континенте [21]. Наиболее опасные бетакоронавирусы SARS-CoV и MERS-CoV попали в человеческие популяции от подковоносых летучих мышей (рисунок 8).

Приведенные выше данные показывают, что коронавирусные инфекции среди людей не появляются внезапно и из ниоткуда. Обычно их вспышкам предшествует период распространения HCoV среди летучих мышей и животных других промежуточных резервуаров, пропущенных эпидемиологами из-за отсутствия необходимых знаний и эпидемической настороженности. За пять лет до вспышки ближневосточного респираторного синдрома в 2012 г. в Гонконге от летучих мышей были выделены бетакоронавирусы Ty-BatCoV HKU4-1 (летучая мышь Tylonycteris pachypus) и Pi-BatCoV HKU5-1 (летучая мышь Pipistrellus abramus), имеющиетесную генетическую связь с MERS-CoV. Однако вспышка атипичной пневмонии, погубившая сотни людей на Ближнем Востоке, была воспринята, как неожиданная [20]. За год до появления SARS-CoV-2, в расположенной поблизости провинции Чжоушань (восточный Китай) были обнаружены почти идентичные ему (88 % идентичность) SARS-подобные вирусы летучих мышей bat-SL-CoVZC45 и bat-SL-CoVZXC21 [9].

Автор данной работы не исключает, что первичным резервуаром коронавирусов являются почвенные простейшие и гидробионты. При целенаправленном изучении природных резервуаров исследователи обнаруживают не только известные среди животных, но и неклассифицированные виды коронавирусов. X-Y. Ge с соавт. [22] в 2012-2013 гг. исследовали коронавирусы у летучих мышей, обитающих в заброшенной шахте в округе Мудзян китайской провинции Юньнань. Все шесть видов летучих мышей (Rhinolophus sinicus, Rhinolophus affinis, Hipposideros pomona, Miniopterus schreibersii, Miniopterus fuliginosus и Miniopterus fuscus), обнаруженные в шахте, были инфицированы охарактеризованными видами альфакоронавирусов и двумя ранее неизвестными видами бетакоронавирусов, оказавшихся SARS-подобными.

При обследовании методами молекулярной диагностики пациентов с воспалительными заболеваниями дыхательных путей можно обнаружить скрыто протекающие вспышки коронавирусных инфекций. Y. Zhu. с соавт. [23] в период с ноября 2014 г. по ноябрь 2016 г. обследовали в 13 больницах материкового Китая 2721 ребенка с признаками респираторной инфекции верхних дыхательных путей и пневмониями. У 42 из них (1,5 %) из носоглоточной области они выделили новый рекомбинант известного с 1960-х гг. бетакоронавируса HCoV-OC43.

Nspl (гаммакоронавирусы ген nsp1 не содержат)

Деградация клеточной мРНК, блокирование интерферонового сигнала

Димеризация и связывание РНК

Не имеет известных или прогнозируемых функций

Каркасный белок (scaffold protein) для Nsp14 и Nsp16

PLP (протеаза), расщепление полипептидов, блокирование врожденного иммунного ответа хозяина, стимулирование экспрессии цитокинов

Формирование двойной мембранной везикулы (DMV, double-membrane vesicles)

Праймер-зависимая RdRp (РНК- зависимая РНК полимераза; RNA- dependent RNA polymerase)

Антагонист интерферона. Ограничение аутофагосомной экспансии, т.е. доставки вируса внутрь лизосом клетки и его последующей деградации, образование DMV

Кофактор для Nsp8 и Nsp12

Эндорибонуклеаза, Уклонение от сенсоров двухцепочечной РНК (дцРНК), в результате клетка не воспринимает РНК-вирус как чужой, тем самым предотвращается ранняя индукция интерферона

Кофактор для Nsp7 и Nsp12, праймаза (РНК-полимераза, которая создает праймер, необходимый для синтеза РНК)

2′-О-МТаза (2′-O-methyltransferase); вирусная РНК избегает распознавания рецепторами типа MDA5 (англ. Melanoma Differentiation-Associated protein 5); снижает чувствительность вируса к интерферону

* По работе Yu. Chen с соавт. [7].

Эти полипептиды процессируются [13] вирусной химотрипсинподобной протеазой (chymotrypsin-like protease, 3CLpro) или основной протеазой (main protease, Mpro), и одной или двумя папаин-подобными протеазами (papain-like protease, PLP). Участок генома, прилегающий к 3′-концу, кодирует структурные протеины, включающие оболочечные гликопротеиновые спайки, т.е. шипы (envelope glycoproteins spike, S), оболочку (E), мембрану (M) и нуклеокапсид (N). В дополнение к генам, кодирующим структурные протеины, в геноме вируса содержатся видоспецифичные гены-помощники (accessory genes), такие как белок HE (hemagglutinin esterase protein; найдена только у бетакоронавирусов подрода Embecovirus), белок 3a/b и белок 4a/b. Репликаза [14] коронавируса кодируется двумя большими перекрывающимися ORF (ORF1a и ORF1b), занимающими около двух третей генома, и напрямую транслируется из геномной РНК. Структурные и вспомогательные гены транслируются из субгеномных РНК (sgRNAs), генерируемых во время транскрипции/репликации генома (рисунок 10).

В таблице 2 приведены данные по известной функции 16 неструктурных протеинов, кодируемых участком генома, прилегающим к 5′-концу генома вируса.

Цикл репликации коронавируса происходит в несколько этапов: прикрепление и проникновение в клетку, трансляция вирусной РНК-репликазы, транскрипция и репликация генома, трансляция структурных белков, сборка и высвобождение вириона (рисунок 11).

Репликация коронавируса в клетке хозяина начинается со связывания его спайк-белка S с рецептором(ами) поверхности клетки. Белок S состоит из двух функциональных субъединиц: подверженной мутационным изменениям S1 (bulb; луковица) для связывания с рецептором (receptor-binding subunit) и высококонсервативной S2 (stalk; ножка) для слияния вируса с мембраной (fusion subunit). Специфическое взаимодействие между S1 и родственным рецептором вызывает конформационное изменение в субъединице S2, приводящее к слиянию между вирусной оболочкой и клеточной мембраной и высвобождению нуклеокапсида в цитоплазму. Связывание с рецептором определяет для коронавируса возможный диапазон хозяина и тканевой тропизм. Расщепление S1/S2 S-белка коронавируса осуществляется одной или несколькими эндопротеазамиклетки-мишени.

После сбрасывания оболочки геномная РНК коронавируса служит транскриптом для трансляции ORF1a. Клеткой синтезируется полипротеин pp1a и благодаря сдвигу рамки считывания трансляция продолжается на ORF1b с образованием более длинного полипротеина pp1ab. При аутопротеолитическом расщеплении pp1a и pp1ab образуется 15-16 неструктурных белков (Nsps) с различными функциями. Все вместе они образуют гигантский репликазный комплекс, участвующий в репликации РНК-генома, процессинга субгеномной РНК и упаковки «зародышевых вирионов» (см. таблицу 2).

Активность РНК-зависимой РНК-поли- меразы кодируется в nsp12, тогда как активность папаин-подобной протеазы (PLPro) и основной протеазы (Mpro) кодируется в nsp3 и nsp5 соответственно. Белки Nsp3, 4 и 6 также индуцируют перестройку клеточной мембраны с образованием двухмембранных везикул (double-membrane vesicles, DMV) или сферул (spherules), где собирается транскрипционный комплекс репликации коронавируса (replication transcription complexes, RTCs) [5, 28].

Используя геномную РНК в качестве матрицы, РНК-репликаза синтезирует полноразмерный отрицательносмысловой антигеном (negativesense antigenome) коронавируса, который, в свою очередь, служит матрицей для синтеза новой геномной РНК. РНК-репликаза может переключать матрицу во время прерывистой транскрипции генома в специфических сайтах, называемых регулируемыми транскрипцией последовательностями. Большинство sgRNAs коронавируса являются функционально моноцистронными. Трансмембранные структурные белки (S, HE, M и E) и некоторые связанные с мембраной вспомогательные белки транслируются в эндоплазматическом ретикулюме (ER). Большинство структурных белков коронавируса подвергается посттранс- ляционным модификациям, определяющим их функции в жизненном цикле вируса [5].

Сборка частиц происходит в промежуточном компартменте ER-Golgi (ERGlC) [15] и управляется белком М. Гомотипическое взаимодействие белка М обеспечивает основу для морфогенеза вирионов, тогда как взаимодействия M-S и M-N облегчают рекрутирование структурных компонентов в место сборки. Белок Е способствует сборке частиц, взаимодействуя с белком М и вызывая изгиб мембраны. Наконец, частицы коронавируса, поступающие в ERGIC, транспортируются в везикулах с гладкой стенкой (smooth-walled vesicles) и переправляются по секреторному пути для высвобождения путем экзоцитоза [5].

Пластичность генома коронавирусов. Обеспечивается спонтанными мутациями, гомологичной рекомбинацией с другими геномами коронавирусов и искусственным путем. Скорость возникновения мутаций в геноме CoVs варьирует в тех же пределах, как и у других одноцепочечных РНК-вирусов

Наибольшую пластичность геному CoV, лежащую в основе проявления внутривидовой изменчивости, межвидового «прыжка хозяина» («host jump») и образования новых видов CoVs, создает возможность гомологичной рекомбинации [17] с геномами других коронавирусов, циркулирующих в одних и тех же хозяевах. В основе такой рекомбинации лежит сложный жизненный цикл коронавирусов, осуществляющийся через образование набора субгеномных РНК (см. рисунок 11) и возможность переключения матриц разных коронавирусов. По этой причине геном циркулирующих в природных резервуарах коронавирусов всегда является мозаичным, а сами коронавирусы поддерживаются в виде квазивидовых пулов.

Например, вирус NL63 является рекомбинантом. Рекомбинационные сайты находятся в двух участка гена белка S и заняты вставками из коронавируса Amsterdam 496. Рекомбинационные события характерны для различных генотипов вируса HKU1. Рекомбинационные сайты обнаружены у вирусов генотипов B и C в генах nsp6-nsp7 и nsp16-HE соответственно. Также было показано, что HKU1 способен рекомбинировать в генах nsp3, nsp4, nsp6, nsp7, nps9 и nsp10 с бетакоронавирусами животных, такими как MHV. SARS-CoV имеет рекомбинантную историю с линиями альфа- и гамма-CoV. В РНК-зависимой РНК-полимеразе (RDRP, ген nsp12) были идентифицированы рекомбинационные сайты и большое количество рекомбинантных областей в следующих участках: нуклеотиды 13392-13610,15259-15342 и 15974-16108 на основе последовательностей штамма SARS-CoV TOR2. Участки рекомбинации были также определены в генах nsp9, nsp10 (в 12613-13344), nsp14 (18117-18980). Другое исследование, анализирующее геном штамма SARS-CoV CV7, показало семь предполагаемых мест рекомбинации между SARS-CoV и шестью другими коронавирусами: PEDV, TGEV, BCV, 229E, MHV и IBV. Это наблюдение говорит о том, что SARS-CoV возник через последовательную горизонтальную передачу и генетическую рекомбинацию, усиливая процесс адаптации к своему новому хозяину [31, приведен фрагмент схемы]

Либо передача вируса происходит между летучими мышами и людьми без предварительной адаптации к промежуточному хозяину. Вспышка болезни среди людей происходит в обоих случаях после формирования эпидемического штамма, т.е. после адаптации вируса к новому хозяину.

(В) Предполагается, что образование химерных SARS-подобных вирусов происходит тогда, когда в квазивидовых пулах, циркулирующих в сообществах летучих мышей, содержатся вирусы, способные заражать клетки человека (красные кружки), но для своего поддержания в природе не нуждающиеся в человеке. Возникновение эпидемии, вызванной «новыми вирусами», происходит в результате случайной адаптации во вторичных резервуарах или человеческих популяциях их рекомбинантов с вирулентными для летучих мышей вирусами (кружки с зелеными контурами), приобретшими, благодаря мутации в гене, кодирующем субъединицу белка шипа S1, способность узнавать рецепторы-мишени (их ортологи) у человека [32]

Ускорить внутривидовую изменчивость и при этом достигнуть межвидового «прыжка хозяина» не случайным образом, а в выбранный экспериментатором вид, возможно путем вмешательства в геном коронавируса, используя методологию обратной генетики [18] [32].

9-О-ацетилированная сиаловая кислота

Дивергировал от BCoV в 1890 г.

Клетки реснитчатого эпителия дыхательного пути, макрофаги в культуре, нейроны

Инфекция верхних дыхательных путей, инфекция желудочно-кишечного тракта, пневмония

Расхождение с NL63 в XI в.

Не реснитчатый эпителий дыхательных путей, моноциты человека, нейроны

Расхождение между 1200 и 1500 гг. Открыт в 2004 г.

Клетки реснитчатого эпителия дыхательного пути

Инфекция верхних и нижних дыхательных путей, связанная с крупом у детей

9-О-ацетилированная сиаловая кислота

Инфекция верхних дыхательных путей и пневмония, кишечные симптомы

Эпителиальные клетки, реснитчатые клетки, пневмоциты второго типа

Инфекции нижних дыхательных путей, пневмония, диффузное повреждение альвеол (diffuse alveolar damage, DAD) и респираторный дистресс- синдром (respiratory distress syndrome, ARDS) )

Эпителиальные клетки дыхательных путей, эпителиальные клетки почек, дендритные

Появился в конце 2019 г.

Клетки легочного эпителия, клетки Vero E6 и Caco-I I

Инфекция нижних дыхательных путей, пневмония

* L.E. Gralinski, R.S. Baric [32]; ** R. Lu, X. Zhao, J. Li с соавт. [9].

Попытка изготовить ослабленную живую вакцину на основе HC014-MA15 также оказалась неудачной. Ее использование давало незначительную перекрестную защиту от заражения SARS-CoV, что подтверждало наличие общих консервативных эпитопов, но возникли проблемы с безопасностью вакцинации. В тех дозах, которые обеспечивали некоторый защитный эффект от заражения SARS-CoV, вакцина сама вызывала патологический процесс у экспериментальных животных [32]. В целом эксперименты по получению из не представляющего опасности для людей коронавируса его генетически измененного варианта дали много эпидемиологической науке. Они позволили понять существующий в природе механизм межвидового «прыжка» коронавирусов от летучих мышей к людям. Пришлось избавиться и от иллюзии, что распространение в человеческих популяциях новых видов коронавирусов, образующихся в результате рекомбинаций, может быть сдержано вакцинами, созданными в отношении уже циркулирующих в природе[25].

Молекулярная патология коронавирусов.

Инфекционный процесс у человека начинается с прикрепления HCoV к родственному клеточному рецептору на поверхности клетки-мишени.

Некоторые HCoV используют мембранные протеолитические ферменты клеточной поверхности в качестве рецепторов, такие как дипептидил- пептидаза 4 (DPP4) для MERS-CoV; аминопептидаза N (APN) для HCoV-229E; ангиотензинпревращающий фермент 2 (ACE2) для HCoV-NL63, SARS-CoV, NL 63, SHC014-MA15 и SARS-CoV-2. HCoV-OC43 и HCoV-HKU1 в качестве рецептора используют 9-О-ацетилированную сиаловую кислоту (таблица 3).

Для формирования цепочки зоонозной передачи HCoV от источника среди летучих мышей к людям необходимо, чтобы рецепторы-мишени у них и у промежуточных хозяев были общими. Клиника болезни зависит от локализации этих рецепторов. Проведенный W. Widagdo с соавт. [10] анализ последовательностей DPP4 летучих мышей и исследования инфекции in vitro с линиями клеток летучих мышей позволил предположить, что несколько видов летучих мышей чувствительны к MERS- и MERS-like-CoVs благодаря DPP4, имеющемуся и у людей (рисунок 15).

Этот рецептор по-разному распределяется в дыхательных путях человека и других восприимчивых домашних животных, включая одногорбых верблюдов. Экспрессия гена [26] DPP4 в носовом эпителии верблюда, ламы и свиньи позволяет развиться инфекции верхних дыхательных путей у животных при интраназальной инокуляции MERS-CoVs, делая их источником инфекции для людей.

У человека DPP4 экспрессируется исключительно в эпителии нижних дыхательных путей, что приводит к тяжелой острой пневмонии в нижних отделах легких, являющейся основным клиническим исходом инфицирования MERS-CoV, но значение заболевших людей для эпидемического распространения вируса не было однозначно установлено (рисунок 16).

Прогрессирование ARDS от отека альвеол до диффузного альвеолярного повреждения (diffuse alveolar damage) не зависит от интенсивности репликации вируса и достижения им высоких титров. Инфекция приводит к пиковым вирусным титрам через 1-2 суток после заражения, наряду с денудацией дыхательных путей и образованием клеточного дебриса, закупоривающего мелкие бронхи (одна из причин, затрудняющая обнаружение вируса в верхних дыхательных путях). Тяжелые поражения паренхимы легких, в том числе инфильтраты, кровоизлияния, альвеолярный отек и образование гиалиновой мембраны[28], типичные для экссудативной стадии диффузного альвеолярного повреждения, появляются на 4-7 сутки после заражения, когда вирусные нагрузки в паренхиме легких быстро падают и/или становятся ниже предела обнаружения (рисунок 17) [29].

Устойчивость коронавирусов в окружающей среде и в аэрозолированном состоянии. Для разных HCoV устойчивость на объектах окружающей среды и в аэрозоле изучены с разной детализацией. Стабильность MERS-CoV в окружающей среде изучали путем помещения капли, содержащей вирус, на пластмассовые и металлические поверхности. Затем их помещали в соответствующие условия. Параллельно проводился сравнительный эксперимент в аналогичных условиях с вирусом гриппа A/Mexico/4108/2009 (H1N1). Выживаемость вирусов определяли при t = 20 °С и 40 % относительной влажности; t = 30 °C и относительной влажности 30 %; t = 30 °C и относительной влажности 80 %. MERS-CoV показал значительно большую устойчивость в окружающей среде чем вирус гриппа. В условиях низкой температуры/низкой влажности MERS-CoV сохранял инфекционность через 48 ч. Тогда как вирус гриппа A/Mexico/4108/2009 (H1N1) погибал через 4 ч. MERS-CoV также показал высокую стабильность в аэрозоле при t = 20 °C и 40 % относительной влажности (аэрозольный генератор AeroMP, производитель Biaera Technologies, США; дисперсность частиц не указана). Быстрое снижение жизнеспособности вируса наблюдалось при t = 20 °C и 70 % относительной влажности, что было сопоставимо с таковым у вируса гриппа A/Mexico/4108/2009 (H1N1) [40].

Аналогичные результаты получены и в отношении SARS-CoV. Высушенный вирус на гладких поверхностях сохранял свою жизнеспособность в течение более 5 сут при t = 22-25 °C и относительной влажности 40-50 %, т.е. в типичныхкондиционированных помещениях. Однако жизнеспособность вируса быстро терялась при более высоких температурах и относительной влажности (например, t = 38 °C и относительной влажности >95 %). Стабильность SARS-CoV при низкой температуре и низкой влажности окружающей среды может способствовать его эпидемической передаче в субтропической зоне (например, в Гонконге) весной и в кондиционированных средах. Это обстоятельство объясняет, почему в некоторых азиатских странах в тропической зоне (таких, как Малайзия, Индонезия или Таиланд) с высокой температурой и высокой относительной влажностью окружающей среды не было крупных вспышек MERS-CoV [41].

Особенности ответа иммунной системы на коронавирусную инфекцию. Подходы к созданию вакцин в отношении таксономически и структурно сходных SARS-CoV и MERS-CoV в значительной степени похожи. И нет оснований считать, что при создании SARS-CoV-2-вакцины они будут чем-то отличаться. В целом кандидаты на вакцины против MERS-CoV и SARS-CoV основаны на использовании в качестве антигена белков S (его отдельных субъединиц и доменов, например, рецептор-связывающего домена, рекомбинантных тримеров и др.) и белка N, которые проявляют выраженный антигенный эффект[29] и способны вызывать кроме гуморальных еще и Т-клеточные ответы[30] [46]. Исследования в данном направлении также выполнялись с использованием в качестве антигенов белков оболочки (E) и неструктурного белка 16 (Nsp16), но без особого успеха [47]. Так как только белок S индуцирует нейтрализующие в условиях in vitro антитела, выбор антигенов у разработчиков вакцин не велик и не прост.

Потенциальные CoV-вакцины-кандидаты классифицированы на шесть типов: вакцина на основе вирусного вектора (обычно им являются аденовирус, вирус бешенства), ДНК-вакцина, субъединичная вакцина, вакцина на основе наночастиц, вакцина на основе инактивированного цельного вируса и вакцина на основе ослабленного штамма вируса. Среди них наибольшие надежды исследователи возлагают на вакцины на основе вирусного вектора и субъединичные вакцины [47].

Основным препятствием на пути создания CoV-вакцин, о котором их разработчики иногда стесняются упоминать, является феномен антитело-зависимого усиления инфекции (antibody-dependent enhancement, ADE), развивающийся в ответ на белок S коронавируса. Он заключается в усилении инфекционного процесса специфическими к возбудителю инфекционной болезни антителами. Такие антитела образуют комплексы с возбудителем инфекционной болезни посредством Fс-фрагмента антитела и взаимодействуют либо со специфическим к Fc-фрагменту рецептором (Fc- receptor, FcR), либо с рецептором комплемента (complement receptor, CR) на поверхности фагоцитирующих клеток. Происходит не только усиление инфекционного процесса в результате размножения микроорганизма в фагоцитирующих клетках, но и изменение тропности коронавируса. SARS-CoV на начальной стадии инфекционного процесса не инфицирует моноциты/макрофаги, связываясь с рецептором ACE2 в нижних отделах легких [32]. Но антитела к шипу (белок S) оболочки SARS-CoV, по-степенно вырабатываемые иммунной системой человека в ответ на инфекцию, способствуют проникновению SARS-CoV в моноциты и макрофаги через FcyRIIA-рецептор и утяжеляют течение болезни [48, 49].

Феномен ADE обнаружен M.S. Yip с соавт. [50] через 8 лет после идентификации SARS-CoV в 2003 г., когда исследования по созданию SARSCoV-вакцин уже свелись к демонстрации «принципиальной возможности» их создания. Еще через год M. Jaume с соавт. [51] продемонстрировали, что «не нейтрализующие антитела» (nonneutralizing antibodies, как их тогда деликатно называли), индуцированные полноразмерным S-белком SARS-CoV, в низких концентрациях облегчают проникновение вируса в клетки-хозяева через FcyR-зависимый путь. Отало понятно, почему спешно созданные в 2004-2005 гг. на основе полноразмерного S-белка кандидатные вакцины против SARS-CoV индуцировали выработку антител, не предотвращавших заражение этим вирусом экспериментальных животных. Напротив, они вызывали у них развитие гепатита и утяжеляли инфекционный процесс 53.

Таким образом, феномен ADE является критической проблемой при разработке CoV- вакцин, в том числе и против sARS-CoV-2. В условиях эксперимента путем оптимально подобранной схемы вакцинации и в контролируемых условиях можно добиться на короткое время протективного эффекта даже такими антителами, если их концентрация в сыворотке крови позволит блокировать большинство спайк-белков CoV[31]. Однако при падении со временем концентрации антител до субнейтрализующих, неизбежно проявит себя ADE. И те остаточные количества антител к эпитопам белка S, которые будут присутствовать в сыворотке крови на протяжении десятилетий, станут своего рода триггером, запускающим тяжелый инфекционный процесс при повторной встрече иммунной системы человека с CoV.

Несмотря на то, что с 2004 г. было сообщено о многих многообещающих CoV-вакцинах-кандидатах, на 2019 г. только три потенциальных кандидата на вакцины против MERS-CoV прошли I стадию клинических исследований[32] [47].

Деление проблемы создания вакцины против SARS-CoV-2 на множество мелких проблем (подбор адъюванта для субъединичной вакцины на основе домена S1; подбор условий инактивации вируса для создания цельнови- рионной инактивированной вакцины или условий выращивания вируса для получения ослабленной вакцины; разработка очередной системы экспрессии для получения вирусоподобных частиц; варьирование длиной внеклеточного домена белка S1 при создании ДНК- вакцин; замена рекомбинантного человеческого аденовируса типа 5 на собачий парвовирус при создании вакцины на основе вирусного вектора и др.) позволит изобразить видимость бурной работы и освоить немало бюджетных средств, но вакцина, защищающая от SARS-CoV-2, создана не будет из-за особенностей иммунного ответа на вирус, о которых сказано выше.

Эпидемиология. Первые случаи заражения SARS-CoV-2 людей в Китае произошли в ноябре 2019 г., но не были распознаны[35]. Китайские врачи осознали, что имеютдело с новой инфекционной болезнью только к концу декабря 2019 г. после того, как в госпиталь Цзинь Инь-Тан в Ухане (Jin Yin-tan Hospital of Wuhan) с 18 по 29 декабря 2019 г. поступили 5 пациентов, страдающих от лихорадки, кашля и одышки, сопровождающихся осложнениями острого респираторного дистресс-синдрома. Рентгенография грудной клетки показала диффузные помутнения и уплотнения в легочной ткани. Один из пациентов умер. Результаты исследования последовательностей РНК вируса, выделенных из бронхо-альвеолярного лаважа, показали наличие ранее не известного в-CoV у всех пяти пациентов с идентичностью нуклеотидов 99,8-99,9 % [36] [57].

Возбудитель таинственной пневмонии в Ухане по результатам секвенирования и этиологических исследований по крайней мере пятью независимыми лабораториями КНР [37] в начале января 2020 г. идентифицирован как новый коронавирус (SARS-CoV-2). Поскольку первые случаи болезни, вызванной SARS-CoV-2, были связаны с посещением оптового рынка морепродуктов Хуанань в Ухане, то передача вируса от человека к человеку не считалась основным механизмом распространения инфекции. Тем не менее, последующие случаи не были связаны с этим рынком. Поэтому китайскими эпидемиологами был сделан вывод о том, что вирус также может передаваться от человека к человеку, а люди с симптомами заболевания являются наиболее частым источником распространения SARS-CoV-2. Передачу вируса до появления симптомов можно только предполагать. Как и в случае с другими респираторными патогенами, включая грипп и риновирус, передача вируса происходит через капельки мокроты, возникающие при кашле и чихании в закрытых помещениях при тесном контакте между людьми.

Перелом в распространении SARS-CoV-2 в Китае пришелся на начало февраля 2020 г. [38]

Количество новых случаев COVID-19 стало неуклонно снижаться (рисунок 18)[39].

Анализ первых 425 случаев, зарегистрированных в Ухане, показал, что средний возраст пациентов составлял 59 лет, в диапазоне от 15 до 89 лет. При большой выборке не обнаружено существенных гендерных различий (56 % мужчин). Бессимптомные случаи болезни составляли не более 1 % от всех, диагноз ставился при обнаружении вирусной РНК. Общий коэффициент летальности (по подтвержденным случаям) составил 2,3 %. Смертельными исходами болезнь завершилась в основном у пожилых пациентов, в частности, тех, кто был старше 80 лет (около 15 % от умерших) и от 70 до 79 лет (8,0 %). Приблизительно половина (49,0 %) тяжелых пациентов страдали диабетом, хроническими респираторными, сердечно-сосудистыми и онкологическими болезнями. Около 1 % пациентов были в возрасте 9 лет или моложе, смертельных случаев в этой группе не было [58].

Само появление SARS-CoV-2 как результат мутаций в белке шипа вируса (S1) летучей мыши, придающих ему тропность к ACE2 в качестве рецептора-мишени и обеспечивающих его «перескок» в популяции людей [9, 59], объяснимо на основе уже имеющихся данных по генетической изменчивости коронавирусов (см. совместную американо-китайскую работу [32]). Построенное филогенетическое древо показало, что SARS-CoV-2 достоверно кластеризовался с SARS-подобным коронавирусом летучей мыши, выделенным в 2015 г., но не был ему идентичен[40]. Также были обнаружены мутации поверхностных белков, таких как белок S (шип) и белок N (нуклеокапсид), придающие устойчивость вирусной частице к факторам окружающей среды и способность заражать людей, проявляя при этом пониженную вирулентность в сравнении с SARS-CoV и MERS-CoV. Эти особенности могут объяснить зоонозную передачу SARS-CoV-2 [9, 59]. Но на их основе гораздо сложнее оказалось дать ответы на вопросы, почему контагиозность SARS-CoV-2 оказалась выше, чем у SARS-CoV и MERS-CoV, и почему вспышка болезни на ее начальном этапе проявила себя столь тяжелыми клиническими формами у китайского населения в сравнении с европейским.

Для ответа на первый вопрос S. Angeletti с соавт. [60] был проанализирован белок, кодируемый в пределах открытой рамки считывания ORF1ab SARS-CoV-2 (см. рисунок 10). Он обратил на себя внимание тем, что отличался от такого же у наиболее похожего на SARS-CoV-2 коронавируса летучей мыши SARS Bat (QHR63299) на 103 аминокислотных остатка, 64 из которых являются консервативными[41]. Исследователями было показано наличие аминокислотных изменений в Nsp2 и Nsp3, участвующих в механизме проникновения вируса в клетку и его размножении (репликации). Неструктурный белок 2 (Nsp2)[42] SARS-CoV-2 отличается от такого у SARS Bat на11 остатков, тогда как Nsp3 на 64 остатков, из которых 44 консервативные[43]. Ими установлено, что внутри областей nsp2 и nsp3 имеется негомологичный ORF1ab сегмент, который они идентифицировали как соответствующий такому же участку из вируса птичьего бронхита (avian infectious bronchitis virus, PDB 3ld1) (рисунок 19).

Что касается положения 723 (543 в белке Nsp3), то у SARS-CoV-2 имеется сериновый остаток (Ser), но у коронавирусов SARS-like и SARS Bat, глициновый. Благодаря этому усилена локальная жесткость полипептидной цепи как для стерического эффекта, так и для способности образовывать водородные связи. Более того, Ser может действовать как нуклеофил[45] в определенных структурных средах, таких как среды активных сайтов фермента.

Таким образом, большая контагиозность (заразность) SARS-CoV-2 для людей, чем отмечена у SARS-Сov, может быть объяснена более стабильной структурой Nsp2, обеспечивающей эффективное проникновение вируса в эндосомы клетки; а также более эффективной работой репликационно-транскрипционного комплекса и системы противодействия врожденному защитному ответу клетки, обеспечиваемым белком Nsp3, совместно обеспечивающих высокое воспроизводства вируса клеткой.

Тяжесть течения инфекции у жителей Ухани, вызванной SARS-CoV-2, стала тем фактором, который обратил на нее внимание врачей в начале эпидемии, когда летальные исходы составляли 15 % от количества заболевших [14]. То, что вирус взаимодействует с рецептором ACE2 на поверхности пневмоцитов I и II типов человека, было установлено почти сразу, однако одновременно обнаружили и то, что сила связывания между SARS-CoV-2 и ACE2 была слабее, чем между SARS-Cov и ACE2, и она лишь намного превышала пороговое значение, требуемое для инфицирования клетки [64].

Чтобы лучше понять, что лежит в основе тяжелого течения COVID-19 у местных жителей, Y. Zhao с соавт. [14] с использованием технологии секвенирования РНК одной клетки (single-cell RNA sequencing technology, scRNA-Seq) проанализировали экспрессию ACE2 в 43 тыс. клеток 8 доноров разных рас и национальностей. Исследовались пневмоциты I (AT1) и II типов (AT2), эпителиальные клетки дыхательных путей, фи- бробласты, эндотелиальные клетки и макрофаги. Было установлено, что у всех доноров ACE2 экспрессируется в 0,64 % клеток легкого человека. Большинство клеток, экспрессирующих ACE2 (в среднем 83 %), являются клетками AT2. Экспрессия ACE2 сконцентрирована в особой популяции AT2, экспрессирующей многие другие гены, благоприятствующие процессу распространения вируса (приведены в рассматриваемой статье), т.е. вирус управляет этими клетками для своего размножения. AT1, эпителиальные клетки дыхательных путей, фибробласты, эндотелиальные клетки и макрофаги экспрессируют ACE2, но в значительно меньшем количестве.

Обильная экспрессия ACE2 в популяции AT2 объясняет тяжелое альвеолярное повреждение при инфицировании легких SARS-CoV-2[46]. Кроме того, было установлено, что ACE2 более широко распространен у мужчин-доноров, чем у женщин: по крайней мере 5 различных типов клеток в мужском легком экспрессируют этот рецептор, в то время как в женском легком только 2-4 типа клеток экспрессируют этот рецептор. Этот результат согласуется с данными эпидемического исследования, показывающего, что большинство подтвержденных пациентов, инфицированных на начальной стадии эпидемии в 2019 г. SARS-CoV-2, были мужчинами (30 против 11 на 2 января 2020 г.). Y. Zhao с соавт. [14] установлено, что донор-азиат (мужчина) имеет гораздо более высокое соотношение клеток, экспрессирующих АСЕ2, чем доноры белых и афроамериканцев (2,50 % против 0,47 % всех клеток, т.е. в 5,3 раза). Это объясняет сделанное наблюдение, что новая пандемия коронавируса и предыдущая пандемия SARS-Cov сконцентрированы в азиатском регионе и почему вспышка болезни проявила себя столь тяжелыми клиническими формами у местного китайского населения[47].

Выделение SARS-CoV-2. Для выделения SARS-CoV-2 использовали образцы секрета верхних и нижних дыхательных путей от предполагаемых больных COVID-19 (тяжело протекающая рентгенологически подтвержденная пневмония, кашель, лихорадка). Их инокулировали в клетки Vero E6 или Caco-II и наблюдали с 24-часовым интервалами. Цитопатические эффекты проявлялись через 3 суток после инокуляции. Инокулированные клетки собирали на 4-е сутки, когда более 80 % клеток проявляли цитопатические эффекты. Репликация вируса подтверждалась использованием обратной-транскриптазной полимеразной цепной реакции в реальном времени (real-time reverse transcriptase, RT-PCR)[48] с РНК, выделенной из среды для культивирования клеток (рисунок 20).

Идентификацию вируса проводили с использованием RT-PCR, полного секвенирования генома и электронной микроскопии. Работа с культурами SARS-CoV-2 осуществлялась в учреждениях, обеспечивающих уровень биобезопасности BSL3 [68].

Наиболее информативными оказалось рентгенологическое исследование (рентгенография грудной клетки и компьютерная томография). У 99,3 % при рентгенологическом исследовании поступивших в госпиталь лихорадящих пациентов обнаруживали двусторонние множественные лобулярные и сегментарные затемнения в сочетании с непрозрачностью типа «матовое стекло» (ground-glass opacities)[49] и двухсторонней консолидацией[50]. Нарастание количества очагов затемнений, появление картины «белого легкого» обычно говорят о приближении летального исхода болезни (рисунки 21 и 22).

Возможно относительно бессимптомное состояние. Пожилые мужчины с сопутствующими заболеваниями чаще страдают дыхательной недостаточностью из-за тяжелого альвеолярного повреждения.

Начавшись, болезнь может быстро прогрессировать вплоть до развития шока, острого респираторного дистресс-синдрома, сердечной и почечной недостаточности, приводящих к смерти [68].

Результаты анализа клеток крови пациентов в день госпитализации обычно показывали норму у большинства пациентов. Лимфопения была распространена у 5,4 % пациентов.

Было отмечено, что более половины этих пациентов страдало эозинопенией. Другие лабораторные данные включали более высокую концентрацию С-реактивного белка (91,9 %), сывороточного амилоида А (90,2 %) и D-димера (продукт распада фибрина) (43,2 %), в то время как повышенная концентрация сывороточного прокальцитонина (34,7 %) и креатинкиназы (6,7 %) встречались реже [67]. Постоянное снижение количества лимфоцитов крови (нарастание лимфопении), увеличение концентраций D-димера, амилазы являются негативными прогностическими признаками [58].

С. Huang с соавт. [69] на основе своих наблюдений за течением COVID-19 у 41 пациента составили временную шкалу развития основных симптомов болезни (рисунок 23).

Степень тяжести COVID-19 определяли на основании дыхательных функций при поступлении пациента по одному из следующих критериев: частота дыхания >30/ мин, насыщение кислородом 0 С (без лечения), с кашлем или без кашля, без одышки, без удушья, без хронических заболеваний). Нет рентгенологического подтверждения пневмонии

Лихорадка, респираторные симптомы, рентгенологическое обнаружение пневмонии

Любой из следующих признаков:

А. Респираторный дистресс, частота дыхания >30 раз/мин.

Б. SpO 2 (насыщение кислородом) 2 /FiO 2 50 %) на КТ в течение 24-48 ч следует считать тяжелыми

Любой из следующих признаков:

А. Дыхательная недостаточность, требующая механической вентиляции легких.

В. Внелегочная органная недостаточность, требующая помещения в блок интенсивной

Примечание. По Z. Zu с соавт. [71].

Условия для постановки диагноза

Для предположения диагноза должны совпасть по крайней мере два условия из перечисленных: i. Лихорадка и/или симптомы со стороны респираторного тракта (например, кашель, тошнота, миалгия).

ii. Рентгенологические признаки вирусной пневмонии. iii. Нормальное или низкое количество лейкоцитов в крови или сниженное количество лимфоцитов (на ранней стадии болезни)

И один или более симптомов, которые развились в течение 14 сут после предполагаемого контакта с инфицированным:

2. Тесный контакт с пациентом с лабораторно подтвержденным диагнозом COVID-19 (положительный тест на нуклеиновую кислоту вируса).

3. Тесный контакт с людьми с лихорадкой и респираторными симптомами, прибывшими из Ухани, его региона или населенных пунктов.

4. Весь блок (Cluster onset) Пациенты без возможной экспозиции в анамнезе должны отвечать условиям, перечисленным i, ii и iii

Клинически подтвержденный случай (убран из 6 издания)

Типичная рентгенологическая картина пневмонии (только для пациентов из провинции Хубэй)

Имеется по крайней мере одно из следующих доказательств этиологии болезни:

i. Положительный тест RT-PCR на нуклеиновую кислоту SARS-CoV-2 в пробе крови или выделениях из респираторного тракта.

ii. Нуклеотидная последовательность вируса, выделенного из пробы крови или выделений из респираторного тракта, высоко гомологична SARS-CoV-2

Примечание. По Z. Zu с соавт. [71].

Обычная простуда (Common cold)

Заложенный нос, насморк, чиханье

Нет выраженного дискомфорта

Заложенный нос, насморк, боль в горле и сухой кашель

Высокая температура, боли в мышцах, недомогание

Небольшие области с непрозрачностью типа «матовое стекло» и затемнения, распределенные субплеврально или перибронхиально

Лихорадка, озноб, боли в мышцах, головная боль

Субплевральная непрозрачность типа «матовое стекло», затемнения нижней доли легкого, интерлобулярные и интралобулярные септальные утолщения

Боль в горле, сухой кашель, одышка

Лихорадка, озноб, оцепенение

Билатетеральное,базилярное и субплевральное снижение прозрачности по типу «матовое стекло», редкие септальные утолщения и плевральные выпоты

COVID-19 легкой степени тяжести

Возможен кашель, боли в горле

Мультифокальные затемнения типа «матовое стекло» с субплевральным распределением

COVID-19 в тяжелом проявлении

Пациент задыхается, респираторная недостаточность

Лихорадка, ломота в мышцах, головная боль, спутанность сознания

Диффузное гетерогенное затемнение по типу «матовое стекло»

По Z. Zu с соавт. [71].

Пневмонию COVID-19 могут имитировать пневмонии другой этиологии. В таблице 6 приведены их типичные клинические и рентгенологические признаки.

По опыту китайских врачей рентгенография грудной клетки на ранней стадии инфекции не столь чувствительна к обнаружению очагов типа «матовое стекло», как КТ. Пневмония COVID-19 не имеет специфических особенностей при КТ грудной клетки. Обычно КТ грудной клетки обнаруживает мультифокальные двусторонние очаги типа «матовое стекло» с выраженным периферическим суб-плевральным распределением и склонностью располагаться в частях легких, близких к спине или в нижней доле. КТ позволяет обнаружить пневмонический очаг раньше, чем с помощью RT-PCR будет установлена этиология болезни и ярко проявятся клинические признаки болезни, однако без подтверждения RT-PCR диагноз COVID-19 не ставится (рисунок 24 и 25).

Хотя результаты КТ грудной клетки неспецифичны для выявления COVID-19, этот метод диагностики был рекомендован Национальной комиссией по здравоохранению и здравоохранению Китая в качестве основного подтверждения клинического диагноза в провинции Хубэй. RT-PCR, положительная для COVID-19, остается эталонным стандартом этиологической диагностики, но на результаты RT-PCR могут влиять ошибки выборки и низкая вирусная нагрузка, недостаток чувствительности в течение первых пяти суток болезни. Опыт диагностики COVID-19 показал, что КТ грудной клетки обнаруживает пневмонию тогда, когда RT-PCR мазков из носоглотки или мазков из горла дают отрицательный результат. Тонкослойная КТ грудной клетки проста в исполнении и выявляет раннюю пневмонию COVID-19 с высокой чувствительностью, предоставляя ценную информацию для дальнейшей диагностики, помогая при профилактике и контроле COVID-19 [71].

Информация о конфликте интересов

Автор заявляет, что исследования проводились при отсутствии любых коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Сведения о рецензировании

Статья прошла открытое рецензирование двумя рецензентами, специалистами в данной области. Рецензии находятся в редакции журнала.

1. Berry D.M., Cruicktank J.G., Chu H.P., Dells R.H.J. The structure of infectious bronchitis virus // Virology. 1964. V. 23. P. 403-408.

2. Tyrrell D.A.J., Almeida J.D. Direct electron microscopy of organ cultures for the detection and characterization of viruses // Arch. Gesamte Virusforsch. 1967. V.22. P. 417-425.

3. Siddell S.G., Wege H., ter Meulen V. The biology of coronaviruses // J. Gen. Virol. 1983. V. 64. P. 761-776.

4. Sturman L.S., Holmes K.V. The molecular biology of coronaviruses // Adv. Virus Res. 1983. V. 28. P. 35-112.

6. Cui J., Li F., Shi Zheng-Li. Origin and evolution of pathogenic coronaviruses //Nature Reviews. MiCRobiology. 2019. V. 17. P. 181-192

7. Chen Yu., Liu O., Guo D. Emerging coronaviruses: genome structure, replication, and pathogenesis. 2020, 22 January. https://doi.org/10.1002/jmv.25681

8. Wong A.C.P., Li X., Lau S.K.P. et al. Global Epidemiology of Bat Coronaviruses // Viruses. 2019. V. 11. P. 174. https://doi.org/10.3390/v11020174

9. Lu R., Zhao X., Li J. et al. Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: implications for virus origins and receptor binding // Published online January 29, 2020. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30251-8

10. Widagdo W., Begeman L., Schipper D. et al. Tissue distribution of the MERS coronavirus receptor in bats // Sci. Reports. 2017. 1193. https://doi.org/10.1038/s41598-017-01290-6

11. van den Brand J., Smits S.L., Haagmans B.L. Pathogenesis of Middle East respiratory syndrome coronavirus // J. Pathol. 2015. V. 235. P. 175-184. https://doi.org/10.1002/path.4458

12. Kuba K., Imai Y., Rao S. et al. A crucial role of angiotensin converting enzyme 2 (ACE2) in SARS coronavirus-induced lung injury // Nature Medicine. 2005. V. 11. P. 875-879.

13. Fan Y., Zhao K., Shi Z-L., Zhou P. Bat coronaviruses in China // Viruses. 2019. V. 11. 210. https://doi.org/10.3390/v11030210

14. Zhao Y., Zhao Z., Wang Y. et al. Single-cell RNA expression profiling of ACE2, the putative receptor of Wuhan 2019-nCov // BioRxiv. 2020. Jan. 26. https://doi.org/10.1101/2020.01.26.919985

15. Towner J.S., Amman B.R., Sealy T.K. et al. Isolation of genetically diverse Marburg viruses from Egyptian fruit bats // PLoS Pathog. 2009. V. 5. № 7. e1000536. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1000536

16. Wang L.F., Cowled C. Bats and Viruses: A New Frontior of Emerging Infectious Diseases; John Wiley Sons Inc.: Hoboken, NJ, USA. 2015.

17. Lau S.K., Li K.S., Huang Y. et al. Ecoepidemiology and complete genome comparison of different strains of severe acute respiratory syndrome- related Rhinolophus bat coronavirus in China reveal bats as a reservoir for acute, self-limiting infection that allows recombination events // J. Virol. 2010. V. 84. P. 2808-2819.

18. Yang X.L., Tan C.W., Anderson D.E. et al. Characterization of a filovirus (Mengla virus) from Rousettus bats in China // Nature Microbiology. 2019. V. 4. P. 390-395. https://doi.org/10.1038/s41564-018-0328-y

19. Zhou P., Tachedjian M., Wynne J.W. et al. Contraction of the type I IFN locus and unusual constitutive expression of IFN-alpha in bats // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2016. V. 113. P. 2696-2701.

20. Woo P.C., Lau S.K., Li K.S. et al. Genetic relatedness of the novel human group c betacoronavirus to tylonycteris bat coronavirus HKU4 and pipistrellus bat coronavirus HKU5 // Emerg. Microbes Infect. 2012. V. 1. https://doi.org/10.1038/emi.2012.45

22. Ge X-Y., Wang N., Zhang W. et al. Coexistence of multiple coronaviruses in several bat colonies in an abandoned mineshaft // Virologica Sinica. 2016. V. 31, № 1. P. 31-40. https://doi.org/10.1007/s12250-016-3713-9

23. Zhu Y., Li Ch., Chen L. et al. A novel human coronavirus OC43 genotype detected in mainland China // Emerging Microbes & Infections. 2018. V. 7. 173. https://doi.org/10.1038/s41426-018-0171-5

24. Corman V.M., Kallies R., Philipps H. et al. Characterization of a novel betacoronavirus related to middle East respiratory syndrome coronavirus in European hedgehogs // J. Virol. 2014. V. 88. P. 717-724.

25. Monchatre-Leroy E., Boue F., Boucher J.M. et al. Identification of alpha and beta coronavirus in wildlife species in France: Bats, rodents, rabbits, and hedgehogs // Viruses. 2017. V. 9. № 12. 364. https://doi.org/10.3390/v9120364

26. Saldanha I.F., Lawson B., Goharriz H. et al. Extension of the known distribution of a novel clade C betacoronavirus in a wildlife host // Epidemiology and Infection. 2019. V. 147, e169. P. 1-8. https://doi.org/10.1017/ S0950268819000207

27. Lau S.K.R., Luk H., Wong A.S.P. et al. Wong Identification of a Novel Betacoronavirus (Merbecovirus) in Amur Hedgehogs from China // Viruses. 2019. V. 11. 980. https://doi.org/10.3390/v11110980

29. Pyrc K., Dijkman R., Deng L. et al. Mosaic structure of human coronavirus NL63, one thousand years of evolution // J. Mol. Biol. 2006. V. 364. P. 964973. https://doi.org/10.1016/j.jmb.2006.09.074

30. Cavanagh D. Mawditt K., Adzharet A. al. Does IBV change slowly despite the capacity of the spike protein to vary greatly? // Adv. Exp. Med. Biol. 1998. V. 440. P. 729-734.

31. Su S., Wong G., Shi W. et al. Epidemiology, Genetic Recombination, and Pathogenesis of Coronaviruses // Trends in Microbiology. 2016. V. 24, № 6. https://doi.org/10.1016/j.tim.2016.03.003

29. Gralinski L.E., Baric R.S. Molecular pathology of emerging coronavirus infections // J. Pathol. 2015. V. 235. P. 185-195. https://doi.org/10.1002/path.4454

30. Zhao J., Li K., Wohlford-Lenane C. et al. Rapid generation of a mouse model for Middle East respiratory syndrome // Proc Natl Acad Sci USA. 2014. V. 111. P. 4970-4975. https://doi.org/10.1073/pnas.1323279111

31. Su S., Wong G., Shi W. et al. Epidemiology, Genetic Recombination, and Pathogenesis of Coronaviruses // Trends in Microbiology. 2016. V. 24, №P. 490-502. http://dx.doi.org/10.1016/j-.tim.2016.03.003

32. Menachery V.D., Yount B.L., Debbink K. et al. SARS-like cluster of circulating bat coronavirus pose threat for human emergence // Nat. Med. 2015. V. 21, № 12. P. 1508-1513. https://doi.org/10.1038/nm.3985/

33. Sheahan T. Rockx B., Donaldson E. et al. Mechanisms of zoonotic severe acute respiratory syndrome coronavirus host range expansion in human airway epithelium // J. Virol. 2008. V. 82. P. 2274-2285. https://doi.org/10.1128/JVI.02041-07

34. Li F. Structure, Function, and Evolution of Coronavirus Spike Proteins // Annu Rev Virol. 2016. V. 29; P. 237-261. https://doi.org/10.1146/annurev-virology-110615-042301

35. Bolles M., Deming D., Long K. et al. A double-inactivated severe acute respiratory syndrome coronavirus vaccine provides incomplete protection in mice and induces increased eosinophilic proinflammatory pulmonary response upon challenge // J. Virol. 2011. V. 85. P. 12201-12215. https://doi.org/10.1128/JVI.06048-11

36. Chen N., Zhou M., Dong X. et al. Epidemiological and clinical characteristics of 99 cases of 2019 novel coronavirus pneumonia in Wuhan, China: a descriptive study // www.thelancet.com Published online January 29, 2020 https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30211-7

37. Fehrenbach H. Alveolar epithelial type II cell: defender of the alveolus revisited // Respir. Res. 2001. V. 2, № 1. P. 33-46. https://doi.org/10.1186/rr36

38. Chambers R.C., Scotton C.J. Coagulation cascade proteinases in lung injury and fibrosis // Proc. Am. Thorac. Soc. 2012. V. 9. P. 96-101.

39. Smits S.L., van den Brand J.M., de Lang A. et al. Distinct severe acute respiratory syndrome coronavirus- induced acute lung injury pathways in two different nonhuman primate species // J. Virol. 2011. V. 85. P. 4234-4245. https://doi.org/10.1128/JVI.02395-10

40. Van Doremalen N., Bushmaker T., Munster V.J. Stability of Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV) under different environmental conditions // Euro Surveill. 2013. V. 18, № 38. https://doi.org/10.2807/1560-7917.es2013.18.38.20590

41. Chan K.H., Peiris J.S.M., Lam S.V. et al. The Effects of Temperature and Relative Humidity on the Viability of the SARS Coronavirus // Adv. Virol. 2011. Published online 2011/ Oct 1. https://doi.org/10.1155/2011/734690

42. McKinney K.R., Gong Y.Y., Lewis T.G. Environmental transmission of SARS at Amoy Gardens // J. Environ. Health. 2006. V. 68, № 9. P. 26-30.

43. Mullis L, Saif L.J., Zhang Y. et al. Stability of Bovine Coronavirus on Lettuce Surfaces Under Household Refrigeration Conditions // Food Microbiol. 2012. V. 30, № 1. P. 180-186. https://doi.org/10.1016/j-fm.2011.12.009

44. Casanova L., Rutala W.A., Weber D.J., Sobsey M.D. Survival of surrogate coronaviruses in water // Water Res. 2009. V. 43, № 7. P. 1893-1898. https://doi.org/10.1016/j.watres.2009.02.002

45. FAO/WHO. Viruses in food: scientific advice to support risk management activities: Meeting Report. 2008.

46. Muthumani K., Falzarano D., Reuschel E.L. et al. A synthetic consensus anti-spike protein DNA vaccine induces protective immunity against middle east respiratory syndrome coronavirus in nonhuman primates // Sci. Trans. Med. 2015. V. 7. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.aac7462

47. Yong C.Y., Ong H.K., Yeapetal. Recent S.K. et al. Advances in the Vaccine Development Against Middle East Respiratory Syndrome-Coronavirus // Front Microbiol. 2019. V. 10. 1781. Published online 2019. Aug 2. https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.01781

48. Yip M.S., Leung N.H.L., Cheung C.Y. et al. Antibody-dependent infection of human macrophages by severe acute respiratory syndrome coronavirus // Virol. J. 2014. V. 11. 82 p. https://doi.org/10.1186/1743-422X-11-82

49. Jaume M., Yip M.S., Cheung C.Y. et al. Anti- Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus Spike Antibodies Trigger Infection of Human Immune Cells via a pH- and Cysteine Protease-Independent FcR Pathway // J. Virol. 2011. V. 85, № 20. P. 10582-10597. https://doi.org/doi:10.1128/JVI.00671-11

50. Yip M.S., Cheung C.Y., Li P.H. et al. Investigation of antibody-dependent enhancement (ADE) of SARS coronavirus infection and its role in pathogenesis of SARS // BMC Proc. 2011. V. 5 (Suppl. 1). P. 80.

51. Jaume M., Yip M.S., Kam Y.W. et al. SARS CoV subunit vaccine: antibody-mediated neutralisation and enhancement // Hong Kong Med. J. 2012. V. 18 (Suppl. 2). P. 31-36.

52. Weingartl H., Czub M., Czub S. et al. Immunization with modified vaccinia virus ankara- based recombinant vaccine against severe acute respiratory syndrome is associated with enhanced hepatitis in ferrets // J. Virol. 2004. V. 78. P. 12672-12676. https://doi.org/10.1128/JVI.78.22.12672-12676

53. Czub M., Weingartl H., Czub S. et al. Evaluation of modified vaccinia virus ankara based recombinant SARS vaccine in ferrets // Vaccine. 2005. V. 23. P. 22732279. https://doi.org/10.1016/j-.vaccine.2005.01.033

54. Wang S.F., Tseng S.P., Yen C.H. et al. Antibody- dependent SARS coronavirus infection is mediated by antibodies against spike proteins // Biochem Biophys Res Commun. 2014. V. 451. P. 208-214. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2014.07.090

55. Takada A., Kawaoka Y. Antibody-dependent enhancement of viral infection: molecular mechanisms and in vivo implications // Reviews in medical virology. 2003. V. 13, № 6. P. 387-398. https://doi.org/10.1002/rmv.405

56. Kuba K., Imai Y., Rao S. et al. A crucial role of angiotensin converting enzyme 2 (ACE2) in SARS coronavirus-induced lung injury // Nature Medicine. 2005. V. 11. P. 875-879.

57. Ren L.L., Wang Y.M., Wu Z.Q. et al. Identification of a novel coronavirus causing severe pneumonia in human: a descriptive study // Chin. Med. J. (Engl). 2020. V. 30. https://doi.org/10.1097/CM9.0000000000000722 [Epub ahead of print]

58. Cascella M., Rajnik M., Cuomo A. et al. Features, Evaluation and Treatment Coronavirus (COVID-19) [Updated 2020 Mar 8]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2020 Jan-. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK554776/.

59. Benvenuto D., Giovannetti M., Ciccozzi A. et al. The 2019-new coronavirus epidemic: evidence for virus evolution // J. Med. Virol. 2020. V. 92, № 4. P. 455-459. https://doi.org/10.1002/jmv.25688

60. Angeletti S., Benvenuto D., Bianchi M. et al. COVID-2019: The role of the nsp2 and nsp3 in its pathogenesis // J. Med Virol. 2020. 1-5. https://doi.org/10.1002/jmv.25719

61. Gadlage M.J., Graham R.L., Denison M.R. Murine Coronaviruses Encoding nsp2 at Different Genomic Loci Have Altered Replication, Protein Expression, and Localization // J. Virol. 2008 V. 82. P. 11964-11969. https://doi.org/10.1128/JVI.01126-07

62. Saikatendu K., Joseph J., Subramanian V. et al. Structural Basis of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus ADP-ribose-1»-phosphate Dephosphorylation by a Conserved Domain of nsP3 // Structure. 2005. V. 13. № 11. P. 1665-1675. https://doi.org/10.1016/j.str.2005.07.022

63. Lei J., Kusov Y., Hilgenfeld R. Nsp3 of Coronaviruses: Structures and Functions of a Large Multi-Domain Protein // Antiviral Res. 2018. V. 149. P. 58-74. https://doi.org/10.1016/j-.antiviral.2017.11.001

64. Xu. X.-T., Chen P., Wang J. et al. Evolution of the novel coronavirus from the ongoing Wuhan outbreak and modeling of its spike protein for risk of human transmission // Science China Life Sciences. 2020. V. 63. № 3. Р. 457-460. https://doi.org/10.1007/s11427-020- 1637-5

65. Molecular Identification of Betacoronavirus in Bats From Sardinia (Italy): First Detection and Phylogeny // Virus Genes. 2019. V. 55. P. 60-67. https://doi.org/10.1007/s11262-018-1614-8

66. Rizzo F., Edenborough K.M., Toffoli R. et al. Coronavirus and Paramyxovirus in Bats From Northwest Italy // BMC Vet Res. 2017. V. 13, № 1. https://doi.org/10.1186/s12917-017-1307-x

67. Giovanetti M., Benvenuto D., Angeletti S., Ciccozzi M. The First Two Cases of 2019-nCoV in Italy: Where They Come From? // J. Med. Virol. 2020. V. 92, № 5. P. 518-521. https://doi.org/10.1002/jmv.25699

68. Kim J-M., Chung Y-S., Jo H.J. et al. Identification of Coronavirus Isolated from a Patient in Korea with COVID-19 // Osong Public Health and Research Perspectives. 2020. V. 11. № 1. P. 3-7. https://doi.org/10.24171/j.phrp.2020.11.1.02

69. Corman V.M., Landt O., Kaiser M. et al. Detection of 2019 novel coronavirus (2019-nCoV) by real-time RT-PCR. Euro Surveill. 2020. V.25. No 3:pii=2000045. https://doi.org/10.2807/1560-7917.

70. Zhang J-J., Dong X., Cao Y-Y. et al. Clinical characteristics of 140 patients infected with SARS- CoV-2 in Wuhan, China // Allergy. 2020. 00. P. 1-12 (17 Februar). https://doi.org/10.1111/all.14238

71. Zu Z., Jiang M-D., Xu P=P. et al. Coronavirus Disease 2019 (COVID-19): A Perspective From China // Radiology. 2020. Feb 21 [Online ahead of print]. https://doi.org/10.1148/radiol.2020200490

72. Huang С., Wang Y, Li X. et al. Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China // www.thelancet.com. Published online 2020. January 24. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30183-5

Федеральное государственное бюджетное учреждение «27 Научный центр» Министерства обороны Российской Федерации, 105005, Российская Федерация, г. Москва, Бригадирский переулок, д. 13. Супотницкий Михаил Васильевич. Главный специалист, канд. биол. наук, ст. науч. сотр.

Контактное лицо: Супотницкий Михаил Васильевич; 27nc_1@mil.ru

Novel coronavirus SARS-CoV-2 in the context of global epidemiology of coronavirus infections

Federal State Budgetary Establishment «27 Scientific Centre» of the Ministry of Defence of the Russian Federation,

Brigadirskii Lane 13, Moscow 105005, Russian Federation

The seemingly unexpected appearance of SARS-CoV-2 in China and its subsequent rapid spread throughout the world make us think seriously about the coronavirus threat emanating from natural foci in the territory of our country. The aim of this work is to study SARS-CoV-2 in the context of real global epidemiology of coronavirus infections. The data of Chinese scientists, published in English- language scientific journals, has been used during the preparation of the article. Their analysis showed the vast spread of viruses of this taxon among bats and hedgehogs in the natural ecosystems of Europe as well. To date the host of SARS-CoV-2 virus, intermediate between bats and humans, as well as the intermediate coronavirus, the direct predecessor of SARS-CoV-2, have not been detected. The bulk of the coronavirus genome is conservative, but it appears to be extremely prone to genetic recombination in vivo, so the virus can be redirected both in natural and artificial conditions from wild animals to humans by changing the structure of the S1 protein. The pathogenesis of coronavirus infections in humans that causes severe acute respiratory syndrome (SARS), include the specific recognition of receptors on target cells in the lower parts of human lungs, the penetration of the virus into the target cells, viral replication, generation of cytokine responses, that destroy the lower parts of the lungs, and the appearance of the phenomenon of antibody-dependent enhancement of the infection, that results in generalized spread of the virus. The virulence of SARS-CoV-2 for humans is significantly lower than that of the coronaviruses that caused SARS in 2002-2003 in China and the Middle East respiratory syndrome in the Middle East in 2012. However, due to the higher stability of the virus when penetrating the endosomes of the cell and the effectiveness of the replication/transcription complex, the virus replicates to large enough numbers to transmit easily from ill people to healthy. Different ethnic groups have different sensitivity to SARS-CoV-2 because of the different amounts of ACE2 receptors on the surface of type II pneumocytes. The article also sketches certain clinical observations made by Chinese researchers during an outbreak of coronavirus infection caused by SARS-CoV-2. The author states, that effective and timely diagnosis of COVID-19 is possible only by the combination of molecular diagnostics of SARS-CoV-2 and the detection of characteristic pneumonic foci by computed tomography.

Key words: Alphacoronavirus; atypical pneumonia; Betacoronavirus; respiratory tract; zoonoses; computer tomography; coronavirus; interspecies transmission; pathogenesis; COVID-19; SARS-CoV-2.

For citation: Supotnitskiy M.V. Novel coronavirus SARS-CoV-2 in the context of global epidemiology of coronavirus infections // Journal of NBC Protection Corps. 2019. V 4. № 1. P. 32-65. https://doi. org/10.35825/2587-5728-2020-4-1-32-65

Conflict of interest statement

The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationship that could be construed as a potential conflict of interest.

Peer review information

The article has been peer reviewed by two experts in the respective field. Peer reviews are available from the Editorial Board.

Federal State Budgetary Establishment «27 Scientific Centre» of the Ministry of Defence of the Russian Federation. Brigadirskii Lane 13, Moscow 105005, Russian Federation.

Mikhail Vasilyevich Supotnitskiy. Senior Researcher. Chief Specialist. Candidate of Biological Sciences.

Contact person: Mikhail Vasilievich Supotnitskiy; 27nc_1@mil.ru

[1] Название новой болезни и вызвавшего ее вируса было определено ВОЗ 11.02.2020 г. следующим образом:

возбудитель болезни – коронавирус острого респираторного синдрома 2 (severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-CoV-2). Болезнь – коронавирусное заболевание 2019 (Coronavirus Disease 2019, COVID-19). В тексте название вируса выделено жирным шрифтом. Распространение SARS-CoV-2 с указанием количества заболевших (с подтвержденным диагнозом), выздоровевших, находящихся на лечении и погибших по странам отражается в реальном времени на ресурсе Университета Джонса Хопкинса (США) – Coronavirus COVID-19 Global Cases by Johns Hopkins CSSE. URL: https://gisanddata.maps.arcgis.com/apps/opsdashboard/index.html#/bda7594740fd40299423467b48e9ecf6 (дата обращения: 29.02.2020).

[2] Такой точки зрения придерживаются в Иране – см. Сoronavirus may be a product of US ‘biological attack’aimed at Iran & China, IRGC chief claims. URL: https://www.rt.com/news/482405-iran-coronavirus-us-biological-weapon/?utm_source=miximedia&utm_medium=miximedia&utm_campaign=Miximedia (дата обращения: 07.03.2020).

[3] Тяжелый острый респираторный синдром (Severe acute respiratory syndrome, SARS; «атипичная пневмония») – обнаруженное в 2002 г. в южно-китайской провинции Гуандун тяжелое заболевание легких человека. Источником заражения людей стали циветты – дикие хищные зверьки семейства виверровых, внешне похожие одновременно на кошку, енота и гиеновидную собаку. Масса животного достигает 12 кг. Мясо циветт широко употребляется в пищу в Южном Китае и странах Юго-Восточной Азии. Как новую и опасную инфекционную болезнь ТОРС описал итальянский врач Карло Урбани (итал. Carlo Urbani; 1956–2003), умерший 29 марта 2003 г. в Бангкоке от этой болезни.

[4] Спаренные основания – пара двух азотистых оснований нуклеотидов на комплементарных цепочках нуклеиновых кислот (противоположных ДНК или одинаковых РНК), соединенная с помощью водородных связей. Как единицы измерения название обычно сокращается до «bp» (от англ. base pair). В русскоязычной литературе иногда также используется сокращение п.н. – пара нуклеотидов. Кроме того, применяются производные единицы: т.п.о. (т.п.н.; kilobase, kb) – тысяча пар оснований.

[5] Когда эта статья версталась, вышла обстоятельная статья М.Ю. Щелканова с соавт. История изучения и современная классификация коронавирусов (Nidovirales: Coronaviridae). https://doi.org/10.15789/2220-7619-HOI-1412

[6] Ангиотензинпревращающий фермент 2 (аngiotensin converting enzyme 2, ACE2; АПФ2; КФ:3.4.17.23) – экзопептидаза, аналог АПФ-трансмембранного белка. Катализирует превращение ангиотензина I в ангиотензин 1-9 и ангиотензина II в ангиотензин 1-7, пептида, оказывающего действие, противоположное действию АПФ. АПФ – центральный компонент системы ренин-ангиотензин, регулирующей артериальное давление. Ингибиторы АПФ (эналаприл, каптоприл, лизиноприл, периндоприл, моноприл и др.) широко используются в качестве гипотензивных препаратов.

[7] Известно не менее 1,3 тыс. видов летучих мышей.

[8] Из-за развития промышленности в дельте Жемчужной реки в провинции Гуандун на юге Китая разведение циветт в последние годы увеличилось в 50 раз. Их покупают живыми и держат в подсобном помещении ресторанов с традиционной китайской кухней. И, видимо, они еще не раз станут источником новых коронавирусов для местного населения. URL: https://www.lefigaro.fr/sciences/l-emergence-du-nouveau-coronavirus-un-phenomene-naturel-favorise-par-les-activites-humaines-20200324 (дата обращения: 25.03.2020).

[9] Zhang Сh. et al. Protein Structure and Sequence Reanalysis of 2019-nCoV Genome Refutes Snakes as Its Intermediate Host and the Unique Similarity between Its Spike Protein Insertions and HIV-1 // J. Proteome Res. 2020. 20 марта. URL: https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jproteome.0c00129 (дата обращения: 30.03.2020).

[11] Размер генома SARS-CoV-2, выделенного в КНР от первых больных, находится в пределах 29,8 т.п.н.

[19] Работа в конце 2015 г. вызвала дебаты по поводу безопасности описанных экспериментов. Саймон Уэйн- Хобсон (Simon Wain-Hobson), вирусолог из Института Пастера в Париже (Pasteur Institute in Paris), отметил, что исследователи создали новый вирус, который «замечательно хорошо растет» в клетках человека. «Если вирус вырвется, никто не сможет предсказать траекторию». См. URL: https://www.nature.com/news/engineered-bat-virus-stirs-debate-over-risky-research-1.18787 (дата обращения: 01.03.2020). Еще менее надежно можно «предсказать траекторию», если не проводить такие эксперименты. Однако участие китайского вирусологического центра в Ухани в этих исследованиях породило в США конспирологическую теорию, что якобы SARS-CoV-2 создан китайскими учеными и распространился по миру, «вырвавшись» из лаборатории в Китае. Первый англоязычный твит, в котором изложена эта «теория», был опубликован в американских социальных сетях 20.01.2020 г. См. URL: https://www.washingtonpost.com/outlook/2020/04/02/yes-russia-spreads-coronavirus-lies-they-were-made-america/ (дата обращения: 02.04.2020).

[20] Работы проводились в условиях уровня биобезопасности BSL3. Применяется для работы с микроорганизмами, которые могут вызвать потенциально смертельные заболевания при вдыхании аэрозоля. Более подробно об уровнях биобезопасности см. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Biosafety_levelfBiosafety_level_3 (дата обращения: 04.03.2020).

[21] Гомологичные последовательности называют ортологичными, если к их разделению привел акт видообразования.

[22] Более подробно о структуре, функции и эволюции белка S можно прочитать в работе F. Li [34].

[23] По уменьшению количества бляшек на клетках Vero E6 после совместного инкубирования мАТ и вируса.

[24] Почему это происходит, рассмотрим в разделе «Особенности ответа иммунной системы на коронавирус- ную инфекцию».

[25] Интересен и состав исследовательских организаций: Departments of Epidemiology, University of North Carolina at Chapel Hill, Chapel Hill, NC (США); Microbiology and Immunology, University of North Carolina at Chapel Hill, Chapel Hill, NC (США); National Center for Toxicological Research, Food and Drug Administration, Jefferson, AR (США); Department of Cell Biology and Physiology, University of North Carolina at Chapel Hill, Chapel Hill, NC (США); Marsico Lung Institute/Cystic Fibrosis Center, University of North Carolina at Chapel Hill, Chapel Hill, NC (США); Institute for Research in Biomedicine, Bellinzona, Switzerland Institute of Microbiology, ETH Zurich, Zurich (Швеция); Department of Cancer Immunology and AIDS, Dana-Farber Cancer Institute (США); Department of Medicine, Harvard Medical School, Boston Massachusetts (США); Key Laboratory of Special Pathogens and Biosafety, Wuhan Institute of Virology, Chinese Academy of Sciences (Юхань, КНР). Клетки Vero E6, использованные для конструирования химерного вируса SHC014-CoV, получены из USAMRIID (U.S. Army Medical Research Institute of Infectious Diseases, Форт Детрик, штат Мэриленд, США).

[27] MERS-CoV вызывает у людей ARDS по аналогичному механизму, но взаимодействуя с рецептором DPP4 [29].

[28] Гиалин – это фибриллярный белок. При иммуногистохимическом исследовании в нем обнаруживают белки плазмы крови, фибрин, компоненты иммунных комплексов (иммуноглобулины, фракции комплемента), липиды.

[29] В работе не используется понятие «иммуногенный» применительно к антигенам коронавирусов из-за того, что термин «иммунитет» (лат. Immunitas – освобождение, избавление от чего-либо) означает невосприимчивость, сопротивляемость организма к инфекции. В данном случае ничего похожего в ответ на коронавирусную инфекцию не происходит.

[30] Т-клеточный ответ – иммунный ответ клеточного типа базируется на активности Т-лимфоцитов. Деструкцию и элиминацию чужеродного антигена осуществляют цитотоксические лимфоциты и активированные иммунной системой лейкоциты воспалительной реакции. В-клеточный ответ – гуморальный иммунный ответ, определяется участием сывороточных антител. Это два звена приобретенного иммунитета с разным составом участников и различным предназначением, но имеющие одну общую цель – устранение чужеродного антигена. Для противовирусных вакцин важно индуцировать оба звена иммунитета.

[31] Более подробно о зависимости феномена нейтрализации вирусов и усиления инфекции от концентрации специфических антител см. в работе A. Takada и Y. Kawaoka [55].

[33] Для CoV-вакцин и этот этап очень дорогостоящий, но так как недорогих экспериментальных моделей (мыши, хомяки) не существует, его провести можно только на специально созданных трансгенных животных (например, имеющих рецепторы ACE2 у пневмоцитов I и II типов), а завершить – на макаках.

[35] Руководство КНР считает, что вспышка коронавирусной инфекции началась еще летом 2019 г. в США, что подтверждает выступление главы американского Центра по предупреждению и контролю заболева- ний Роберта Редфилда (Robert R. Redfield, 1951 г.р.) в Палате представителей Конгресса. Редфилд сообщил Конгресу, что у нескольких умерших американцев, которым диагностировали грипп, при посмертном обследовании был обнаружен коронавирус. Видео см. URL: https://twitter.com/zlj517/status/1238111898828066823?fbclid=IwAR1-J9ndyOxnzYer-RfnnLLqZbNUdzjJd9qKLhd1cxMwBf9k3CmNzzsCN8A (дата обращения: 20.03.2020). Однако доказательств того, что вспышки в США и Китае были вызваны одним вирусом, китайскими специалистами не было приведено.

[36] 31.12.2019 г. в региональное бюро ВОЗ в КНР было впервые сообщено об эпидемии случаев необъяснимых инфекций нижних дыхательных путей в Ухане. Поскольку китайские врачи не смогли сразу определить возбудителя, эти первые случаи были классифицированы как «пневмония неизвестной этиологии». Китайский центр по контролю и профилактике заболеваний (CDC) и местные CDC разработали программу интенсивного расследования вспышек.

[38] Первым днем, когда в Китае не было установлено ни одного нового заболевшего COVID-19, считается 18.03.2020 г. Новые заболевшие есть, но все они заразились за рубежом. Летальность зараженных снизилась до однозначных чисел. Общее число китайцев, заразившихся на эту дату SARS-CoV-2, составило 80 928 человек, более 70 тыс. выздоровели. China ‘still at risk of second wave of coronavirus cases’ despite first day with no domestic cases/South China Morning Post. 19.03.2020. URL: https://www.scmp.com/news/china/society/article/3075872/zero-new-domestic-coronavirus-cases-china-first-time-epidemic (дата обращения: 19.03.2020). Однако вирус уже проник через границы страны, и большое количество подтвержденных случаев в других странах подтолкнуло ВОЗ 11.03.2020 г. объявить распространение COVID-19 глобальной пандемией. По состоянию на 23 марта в мире насчитывалось не менее 332 930 пациентов с подтвержденным диагнозом COVID-19, из них 14 510 умерли (

[40] См. раздел «Таксономия и происхождение коронавирусов».

[41] Все Nsp являются высококонсервативными белками [6].

[42] Nsp2 – белок с ММ 65 кДа, имеет минимальную идентичность или сходство последовательностей среди различных групп коронавирусов. Функция не понятна, но варианты SARS-CoV с нефункционирующим мутантным геном nsp2 демонстрируют снижение пикового титра на 90 % и снижение синтеза вирусной РНК на 50 % [61].

[43] Nsp2 – белок с ММ 65 кДа, имеет минимальную идентичность или сходство последовательностей среди различных групп коронавирусов. Функция не понятна, но варианты SARS-CoV с нефункционирующим мутантным геном nsp2 демонстрируют снижение пикового титра на 90 % и снижение синтеза вирусной РНК на 50 % [61].

[44] Аминокислоты, содержащие полярные группы, сильно взаимодействующие с водой, называют гидрофильными аминокислотами (Asp, Gly, Lis, His, Arg, Gly, Ser, Thr). Такие аминокислотные звенья обычно располагаются на поверхности частиц белка. Аминокислоты, имеющие неполярные боковые заместители, не несут парциальных зарядов и не сольватируются заметно водой (проявление гидрофобности) – глицин и аланин. Они преимущественно располагаются внутри белковой молекулы, сводя тем самым к минимуму их соприкосновение с водой. То есть замена полярной (гидрофильной) аминокислоты на неполярную (гидрофобную) серьезно сказывается на конформации белковой молекулы.

[45] Нуклеофил – реагент, образующий химическую связь с партнером по реакции (электрофилом) по донорно-акцепторному механизму, предоставляя электронную пару, образующую новую связь.

[46] Выборка Y. Zhao с соавт. [14] недостаточна для обнаружения связи между количеством клеток, экспрессирующих ACE2, и возрастом пациента. Возможно, что такая связь существует и более тяжелое течение инфекции SARS-CoV-2 у пожилых людей обусловлено большим количеством экспрессируемых в популяции AT2 рецепторов ACE2.

[47] Параллельно с Китаем, c 19.01.2020 г. злокачественная эпидемия коронавирусной инфекции развивается в Италии. В этой стране, особенно в ее северной части и в Сардинии, несколько лет назад были выявлены инфицированные коронавирусами летучие мыши: Rhinolophus ferrumequinum, Plecotus auritus и Tadarida teniotis. Филогенетические анализы, основанные на последовательностях РНК-зависимой РНК-полимеразы (RdRp), связывают обнаруженных CoV с SARS-подобными CoV летучих мышей [65]. Обнаружено и совместное сосуществование в летучих мышах Италии P. pipistrellus CoV и парамиксовирусов [66, 67]. Поэтому можно предположить, что причиной этой вспышки на Апеннинском полуострове и Сардинии могли стать собственные природные очаги коронавирусов.

[48] Детальное описание применения RT-PCR для диагностики SARS-CoV-2 см. в работе V.M. Corman с соавт. [69].

[49] Симптом «матового стекла» – неспецифический радиологический симптом, отражающий различные патологические изменения в легочной ткани на уровне альвеол. Визуализируется при компьютерной томографии как туманное, матовое снижение прозрачности легочной ткани с дифференцируемым рисунком сосудов и бронхов на этом фоне. Может быть обусловлен частичным снижением воздушности легочных альвеол (транссудативной, экссудативной или иной природы), их частичным спадением (гиповентиляцией) или утолщением их стенок.

[50] Легочная консолидация (легочное опеченение) – уплотнение легочной ткани за счет заполнения воздушных в норме альвеол жидкостями (экссудатом, транссудатом, кровью, водой и т.д.). При рентгенографии, или компьютерной томографии легочная консолидация представляет собой участки легких, непроницаемые для рентгеновских лучей, на фоне которых не прослеживается сосудистый рисунок легочной ткани (в отличие от менее выраженного снижения воздушности по типу «матового стекла»). Консолидация наиболее типична для сформировавшейся зоны пневмонического очага.

Источник