Убей вирус! (Часть 11)
Надежда Маркина
(«ХиЖ», 2020, №)

Коронавирусы: в семье не без урода


Возбудитель пандемии COVID-19, новый коронавирус SARS-CoV-2, относится к семейству коронавирусов, в котором насчитывается 40 видов. Все они имеют схожее строение, о котором мы уже писали. Но не лишне и повторить. Это РНК-вирусы с довольно крупными по размеру вирусными частицами (вирионами) – 100-120 нм. В центре вириона находится генетический материал – молекула РНК в комплексе с белком (нуклеокапсид). Молекула РНК у них тоже крупная – около 30 тысяч нуклеотидов. Белковая оболочка, капсид, у коронавирусов ощетинивается шипами «короны». Шипы образованы S-белком (или спайк-белком), именно он связывается с рецептором на клеточной мембране и обеспечивает проникновение вируса в клетку. Поверх белкового капсида коронавирусы снабжены дополнительной оболочкой – суперкапсидом из двойного слоя липидов.

Коронавирусы размножаются в клетках млекопитающих и птиц, а некоторые – в клетках человека, причем по степени патогенности для человека они очень отличаются. Большинство коронавирусов вызывают у человека обычную острую респираторную инфекцию (ОРВИ), как и множество других вирусов из разных семейств. Таковы коронавирусы HCoV-229E, HCoV-NL63, HCoV-OC43, HCoV-HKU1 (буква H в названии означает, что они «человеческие»). По разным оценкам, коронавирусы становятся причиной от 12% до 20% ОРВИ.  

На них никто особенно не обращал внимания, пока в 2002 году в Китае не случилась вспышка атипичной пневмонии (TOPC). Ее возбудителем был коронавирус SARS-CoV. Как следует из названия, он весьма похож на возбудителя нынешней пандемии COVID-19. Для проникновения в клетку он использует тот же рецептор АС2. До того, как возбудитель атипичной пневмонии стал заражать человека, его хозяевами были летучие мыши. Атипичная пневмония в 2003 году распространилась на другие страны и континенты; эпидемией были охвачены 29 стран, болезнь диагностирована у 8098 людей, 774 из них умерли. Если сравнить ее с нынешней пандемией COVID-19, то заболевших было несопоставимо меньше, но смертность достигала почти 10%, что гораздо выше, чем сейчас.

В 2012 году случилась вспышка ближневосточного респираторного синдрома в Саудовской Аравии, ее возбудитель – коронавирус MERS-CoV. К 2015 году эпидемия охватила 23 страны. Заболевания, вызванные MERS-CoV, продолжаются, всего в мире зарегистрировано около 2500 случаев, умерли около 900 человек. Как и с атипичной пневмонией, мы видим, что, по сравнению с COVID-19, число заболевших гораздо меньше, а смертность гораздо выше. MERS-CoV находится в меньшем родстве с новым коронавирусом, чем возбудитель атипичной пневмонии: так для проникновения в клетку он использует другой рецептор, DPP4.

На распространение заболевания и смертность от него влияют множество свойств вируса, которые у возбудителя COVID-19 еще недостаточно изучены: вирулентность, механизмы передачи, инкубационный период, способность к бессимптомной передаче, выработка иммунитета и пр. Сейчас во всем мире секвенируют геномы SARS-CoV-2, чтобы оценить скорость и особенность его эволюции, что очень важно для создания вакцины. Пока что ясно, что он эволюционирует не очень быстро, скорость возникающих в нем мутаций меньше, чем у вируса гриппа.

Интересное исследование, в котором на молекулярном уровне сравнивали разные коронавирусы, провел эволюционный биолог и вирусолог Евгений Кунин, сотрудник Cold Spring Harbor Laboratory, эта работа опубликована в виде препринта. Евгений Кунин и его коллеги задались вопросом, есть ли отличия на уровне генов и белков у коронавирусов с высокой патогенностью (SARS-CoV, MERS-CoV и SARS-CoV-2) от менее опасных вирусов того же семейства. Для сравнения тех и других ученые привлекли метод нейронных сетей. Этим методом им удалось найти 11 участков в геномах, которые отличают высокопатогенные коронавирусы от менее патогенных, из них 4 вызывают изменения в белках вируса.

Эти участки были достаточно большими – не замены отдельных нуклеотидов, а вставки фрагментов нуклеотидов, инсерции. И эти отличия в геноме вызывали изменения в двух белках вируса. Один белок входит в состав нуклеокапсида (в комплексе с РНК), и смысл его изменений пока не очень понятен. Ученые выяснили, что у высокопатогенных вирусов нуклеокапсидный белок помогает вирусу проникнуть в ядро клетки, хотя пока исследователи не понимают, зачем это надо, и как это может быть связано с патогенностью. Второй белок – это S-белок, в нем происходят изменения, которые облегчают вирусу узнавание рецептора AC2 и слияние вирусной мембраны с клеточной мембраной. Это относилось и к вирусам SARS, и к вирусу MERS, хотя они используют разные клеточные рецепторы. Наконец, у SARS-CoV-2 обнаружилась еще одна вставка, которая позволяет ему узнавать клеточную протеазу (фермент, расщепляющий белок) под названием фурин. Эта самая протеаза фурин расщепляет S-белок на две части – одна часть служит для узнавания рецептора, другая – для проникновения в клетку. И обнаруженная вставка повышает эффективность этого процесса.

Таким образом, найдены молекулярные отличия более патогенных коронавирусов от менее патогенных. Пока не вполне ясно, как эти отличия работают. Но возможно, идя по этому пути, ученые поймут, почему настолько похожие инфекционные агенты приводят к таким разным последствиям для человека.

Еще по теме

Как дезинфицирующие средства убивают коронавирус?

Каждый из нас может внести свою посильную лепту в борьбу с вирусом, используя доступные подручные средства, чтобы мыть и протирать руки и всякие поверхности.


>>

Водка работает!

Продолжаем отслеживать, что говорит наука о способах уничтожения коронавируса, прежде всего – на руках.


>>

Куда девается вирус?

Мы уже писали, что коронавирус может удерживаться на разных поверхностях от трех часов до нескольких суток. Но что происходит с вирусом потом – после истечения этих часов-суток, если за это время ему не подвернулись клетки хозяина? Что с ним происходит и куда он девается?

>>

Что уничтожает вирус внутри нас?

Ответ – иммунная система. Она борется с любым вирусом, попавшим в организм. Вирус запрограммирован на размножение, но делать это он может только внутри живой клетки. Для коронавируса SARS-CoV-2, возбудителя пандемии COVID-19, мишенями служат клетки легких.

>>

Как помочь иммунной системе?

У одних людей иммунная система лучше справляется с вирусом, у других хуже. К стимуляции иммунитета при помощи иммуномодуляторов современная медицина относится скептически. Но рекомендации больше двигаться, бывать на свежем воздухе и правильно питаться при всей их банальности довольно эффективны.

>>

Как иммунная система «сходит с ума», и чем пытаются лечить COVID-19?

Как мы знаем, у многих пациентов вирус SARS-CoV-2 вызывает пневмонию, у некоторых тяжелую, требующую интенсивной терапии. Причина тяжелого состояния не обязательно означает, что иммунная система не борется с вирусом. Напротив, иногда она борется с ним слишком сильно, и это само по себе становится опасным для организма.

>>

Солнце и вирус 

Согласно учению о солнечно-земных связях А.Л.Чижевского, солнечный цикл играет важнейшую роль в глобальных событиях на планете. Чижевский проанализировал эпидемии гриппа за полтысячи лет и выяснил, что, как правило, они наблюдались в районе максимума солнечной активности, точнее, на 2,3 года опережали либо отставали от него. Такие эпидемии быстро становятся глобальными пандемиями.

>>

Тесты на коронавирус: больше вопросов, чем ответов

Практически каждый день появляется новая информация о пандемии COVID-19, и часто она меняет прежние представления специалистов о характере нового коронавируса.

>>

Снижает ли БЦЖ смертность от коронавируса?


Пандемия COVID-19 охватила весь мир, но страны различаются по числу заболевших, по скорости распространения вируса и по показателям смертности. Ученые пытаются анализировать данные и строить гипотезы, объясняющие эти различия. В числе прочих появилась гипотеза, что смертность ниже в тех странах, где население было массово привито от туберкулеза вакциной БЦЖ.


>>

Коронавирус в интерьере

Даже когда острая фаза пандемии COVID-19 закончится и меры карантина больше не будут нужны, сам вирус никуда не денется, а продолжит жить среди нас. Один из способов дальнейшей борьбы с ним – совершенствование принципов конструирования зданий и сооружений. Так сказать, создание архитектуры и интерьеров посткоронавирусной эпохи.

>>