Откуда появились человеческие коронавирусы?

Историческая справка

Впервые коронавирус был выявлен в относительно недалеком 1965 году, при обследовании больного с признаками острой респираторной вирусной инфекции (ОРВИ). С того момента выявили схожие виды вирусов, которые проявлялись не только у людей, но и у животных.

Течение ОРВИ, обусловленных коронавирусами в преимущественном большинстве имели легкое и среднее течение и не угрожали жизни живых организмов. Но так было до 2002 года, когда мир встревожили неоднократные смертные случаи от осложнения ОРВИ. Как выяснилось, возбудителем стал новый вид короновируса — SARS (SARS-CoV, Severe acute respiratory syndrome-related coronavirus). SARS-CoV провоцировал развитие тяжелого острого респираторного синдрома (ТОРС, «атипичная пневмония», «пурпурная смерть»). Инфекция вызывала разрушение клеток альвеол легких, что приводило к смертности у 9% с ТОРС.

Следующим шагом в популяризации Coronaviridae стал MERS (MERS-CoV, Middle East respiratory syndrome), вызывающий ближневосточный респираторный синдром (БВРС), от которого также зафиксировано множество смертных исходов.

И вот 2019—2020 год, обнаружен COVID-19, который в начале вспышки назвали «2019-nCoV», или т.н. Китайский коронавирус (Ухань), от которого по состоянию на 11.02.2020 уже умерло 170 человек.

Что интересного в этих трех видах вирусов? Все 3 впервые зафиксированы в Китае, резервуаром всех троих считают летучих мышей и частично, змей. Именно эти представители животного мира спокойно входят в пищевой рацион многих жителей Востока.

Особенности профилактики, диагностики и лечения КОВИД-19

Мировые правительства работают над созданием контрмер, чтобы остановить разрушительные последствия. Специалистами было подсчитано, что своевременно введенные строгие ограничения могли спасти 3 млн жизней в 11 европейских странах. 

Медицинские организации координируют информационные потоки и регулярно издают директивы и руководства для максимального смягчения воздействия угрозы. В то же время ученые всего мира работают не покладая рук, благодаря чему информация о механизмах передачи, клиническом спектре болезней, новых диагностических средствах, а также стратегиях профилактики и лечения быстро развивается. 

Но до сих пор остается много неясностей как в отношении взаимодействия вируса с хозяином, так и в отношении развития пандемии, особенно в отношении времени, когда она достигнет своего пика.

Предполагаемый репродуктивный цикл 2019-nCoV

На данный момент терапевтические стратегии по борьбе с этой инфекцией носят только поддерживающий характер. Поэтому лучшее оружие – профилактика снижения передачи инфекции в обществе. Пример – агрессивные меры в Китае, обеспечившие постепенное сокращение случаев инфицирования. 

Из Китая болезнь распространилась на Европу. В Италии, болезнь сначала атаковала географические регионы на севере, а затем и весь полуостров. Политические органы и медики приложили невероятные усилия, чтобы сдержать ударную волну, которая серьезно испытала систему здравоохранения. 

После этого COVID-19 быстро пересек океан, и по состоянию на 20 июня 2020 года в США было зарегистрировано около 2282000 случаев (121000 смертей). Очень пострадала Бразилия, где зарегистрировано более 1000000 случаев и около 50000 смертей. 

Хотя со временем уровень летальности COVID-19 стал ниже, чем при эпидемиях SARS и MERS, зараженность SARS-CoV-2 намного выше, чем у предыдущих вирусов, с гораздо большим общим числом смертей. Было подсчитано, что примерно каждый пятый человек во всем мире подвергается повышенному риску тяжелого заболевания COVID-19 из-за основных заболеваний.

В разгар кризиса ученые решили использовать платформу Statpearls, представляющую собой инструмент, позволяющий делать обновления в режиме реального времени. Таким образом, цель состоит в том, чтобы собрать информацию и научные доказательства, а также предоставить обзор темы, который будет постоянно обновляться.

Зачем корона вирусу

Избирательность вирусов во многом связана с механизмом проникновения в клетки хозяина.

Например коронавирусы — а это четыре десятка возбудителей разных заболеваний, от легких простуд и ОРВИ до птичьего гриппа и атипичной пневмонии — получили своё название из-за отростков белковой оболочки.

Торчащие во все стороны шипы имитируют питательные вещества, необходимые для жизни клеток. Обманутые клетки сами притягивают к себе вирус. Корона помогает вирусу спрятаться и от иммунной системы. Поэтому коронавирусы отличаются высокой заразностью и широким распространением: их следы можно найти у 80% людей.

Форма шипов напомнила учёным ореол вокруг Солнца — корону. За это сходство всё семейство коронавирусов и получило своё название.

Что такое вирус

Вирус — это не микроб, бактерия или яд.Вирус — это биологическая программа.

Команды вируса записаны в виде молекулы ДНК или РНК. Когда такая молекула попадает в живую клетку, клетка не распознаёт подвох и начинает выполнять программу. Цель программы — распространиться, сделав как можно больше своих копий. Инфицированная клетка пускает все ресурсы на создание новых молекул вируса. Когда ресурсы кончаются, клетка гибнет. Молекулы вируса выходят наружу, чтобы инфицировать новые клетки.

Вирусы часто путают с бактериями. Бактерии — это живые организмы. Они состоят всего из одной клетки, но умеют самостоятельно размножаться, искать питательные вещества и переваривать их. Бактерии в десятки раз меньше толщины волоса, но их можно обнаружить с помощью простого микроскопа.

Вирус — не живой организм. Изначально, это обрывки и обломки генов, которые уцелели после гибели клетки. У вируса нет своего обмена веществ. Вирусы не воспринимают сигналы окружающей среды и не реагируют на них. Вирусы не умеют самостоятельно передвигаться. Без других клеток вирусы не способны даже размножаться.

Вирусы меньше бактерий в сотни раз. Они короче, чем длина волны видимого света, поэтому вирусы невозможно рассмотреть в обычный микроскоп. Для изучения вирусов используют электронные микроскопы, поэтому первое фото удалось сделать только в 1934 году.

Некоторые вирусы приспособились паразитировать на бактериях — их называют «бактериофаги» или просто «фаги». Это самый многочисленный вид: их примерно столько же, сколько самих бактерий. Фаги крайне важны для экосистемы — они сдерживают рост популяции бактерий. Фаги иногда применяют в медицине как замену антибиотикам, например для борьбы с кишечными инфекциями и дизентерией. Такие вирусы атакуют только бактерии и не вредят другим клеткам. Почему?

Дело в том, что все вирусы — специалисты узкого профиля. Каждый из них может атаковать только один вид клеток: вирус гепатита проникает исключительно в клетки печени, корь размножается в слизистых, а ВИЧ разрушает лейкоциты.

Это свойство вирусов называется избирательностью. Более того, у разных животных клетки, которые выполняют схожие функции, заметно отличаются — поэтому ВИЧ не грозит собакам и кошкам, а возбудитель болезни Каре (в народе её называют «собачьей чумкой») совершенно безопасен для человека. Поэтому ни у одной из десяти кошек Фредди Меркьюри не было проблем с иммунитетом.

Крайне редкие удачные мутации вирусов иногда всё же позволяют паразиту найти нового хозяина. В 2002-м вирус, ранее поражавший только клетки азиатских цивет, научился поражать лёгкие человека. Это стало началом эпидемии атипичной пневмонии.

Похожая ситуация сложилась и с эпидемией в Ухане. Судя по геному, новый вирус перешёл к человеку от летучих мышей.

Такие переходы опасны тем, что организм сталкивается с новым типом вируса и не сразу способен быстро выработать подходящий механизм противодействия.

Эпидемиология

Данные, предоставленные отчетом ВОЗ по чрезвычайным ситуациям в области здравоохранения, рассказывают о 8 525 042 подтвержденных случаях COVID-19, включая 456 973 смертельных случая (по состоянию на 13:38 CEST, 20 июня 2020 г.).

На сегодняшний день случаи болезни обнаруживались в 215 странах:

• Европе – более 2 509 750; 
• Америке – 4 163 813; 
• Восточном Средиземноморье – более 878 428; 
• Западной части Тихого океана – 203 490; 
• Юго-Восточной Азии – 206 200; 
• Африке – 208 000 человек.

Максимум смертельных исходов были зарегистрированы в США (121 130), за которыми следуют Бразилия (49 156) и Великобритания (42 589).

Последние сведения эпидемиологии этой пандемии можно найти в следующих источниках:

• Ситуационный совет ВОЗ по новому коронавирусу (COVID-19).
• Центр системных наук и инженерии Джонса Хопкинса, посвященный глобальным случаям коронавируса COVID-19, использующий открытые источники для отслеживания распространения эпидемии.

Таблица «Структура семейства коронавирусов»

Структура семейства коронавирусов

Семейство	Подсемейство	Род	Хозяева	Прототипный вирус
Coronaviridae	Coronavirinae	Alphacoronavirus	Млекопитающие, в т.ч. человек	Альфакоронавирус 1 (AlphaCoV 1 — alphacoronavirus 1)
Betacoronavirus	Млекопитающие, в т.ч. человек	Коронавирус мышиных (MCoV — murine coronavirus)
Gammacoronavirus	Млекопитающие, птицы	Коронавирус птиц (ACoV — avian coronavirus)
Deltacoronavirus	Млекопитающие, птицы	Коронавирус соловьев HKU11 (BuCoV HKU11 — bulbul coronavirus HKU11)
Torovirinae	Torovirus	Млекопитающие, в т.ч. человек	Торовирус лошадей (EToV — equine torovirus)
Bafinivirus	Рыбы	Вирус густер (WBV — white beam virus)

На сегодня наиболее опасными для человека считаются три штамма Coronaviridae:

• SARS-CoV-1 (в конце 2002 вызвал эпидемию ТОРС);
• MERS-CoV (в 2012 году вызвал всплеск респираторного синдрома Среднего Востока);
• SARS-CoV-2 (в конце 2019 года вызвал COVID-19) .

Вплоть до 2002 года эпидемиология определяла коронавирусы как сравнительно безопасные для человека – которые не вызывают тяжелых заболеваний, а если летальные исходы на фоне заражения и случаются, то крайне редко. Но в 2002 году человечество узнало о существовании SARS-CoV-1 – возбудителе атипичной пневмонии. Данный вирус является представителем рода Betacoronavirus, а его главные переносчики – летучие мыши, верблюды и гималайские циветты (виверры). За период эпидемии было зафиксировано свыше 8000 случаев заражения SARS-CoV-1, в том числе 774 – летальных. Но начиная с 2004 года, ни одного факта атипичной пневмонии, вызванной данным вирусом, не фиксировали .

Коронавирус MERS (MERS-CoV), также из рода Betacoronavirus, вирусологи обнаружили в 2012 году. Его природный источник – верблюды. Большинство случаев заражения (82%) были зафиксированы в Саудовской Аравии. Начиная с 2012 года, инфекция поразила около 2,5 тыс. человек. На сегодня вирус все еще продолжает циркулировать в мире, вызывая новые случаи заболевания .

Новый коронавирус SARS-CoV-2, который спровоцировал пандемию 2019-2020 гг., как и два предыдущих, является представителем Beta-CoV B. Специалисты предполагают, что это рекомбинантный (гибридный) вирус, основой для которого послужили два вида коронавируса: летучих мышей и другой, пока неизвестный по происхождению. Генетически возбудитель COVID-2019 как минимум на 70% имеет схожесть с SARS-CoV-1 .

Коронавирусы человека

Коронавирусы человека являются, как правило, возбудителями острых заболеваний верхних дыхательных путей, однако известны случаи бронхитов и пневмоний коронавирусной этиологии (у детей). Точное установление роли этого вируса в сопоставлении с эпидемиологическими данными является чрезвычайно сложной задачей в связи с широкой вариабельностью штаммов и трудоемкостью метода диагностики.

К. обычно выделяют из носового секрета, соскобов и промывных вод носоглотки, используя соответствующие клеточные или органные культуры. Эффективность выделения К. относительно невелика. Диагностика базируется на вирусологических (электронная микроскопия инфицированных культур, а также цитопатическое действие, выявляемое в соответствующей монослойной клеточной культуре) и серологических (нарастание в сыворотке крови больного количества антител к комплементсвязывающему антигену К. человека, штамм 229 Е, и антител к гемагглютинину штамма OC 43) методах (см. Вирусологические исследования).

В большинстве случаев Коронавируса вызывают заболевания людей в период с января по март. Распространение заболевания преимущественно внутрисемейное.

Вакцинопрофилактика и химиотерапия коронавирусных заболеваний не разработаны.

См. также Вирусы, Респираторные вирусные болезни.

Библиография: Закстельская Л. Я. и Щеболдов А. В. Коронавирусы человека и животных, М., 1977, библиогр.; Mc Intоsh К. Coronaviruses, Curr. Top. Microbiol. Immunol., v. 63, p. 86, 1974; Tyrrell D. A. a. o. Coronaviruses, Nature (Lond.), v. 220, p. 650, 1968; Tyrrell D. A. a. o. Coronaviridae, Intervirology, y. 5, p. 76, 1975; Viral infections of humans, ed. by A. S. Evans, N. Y., 1976.

Классификация коронавирусов (Coronaviridae) по ICTV:

1. Letovirinae (летовирусы)

1.2. Alphaletovirus (Альфалетовирус)

1.2.1. Milecovirus

Microhyla letovirus 1

2. Orthocoronavirinae (ортокоронавирусы)

2.1. Alphacoronavirus (Альфакоронавирус)

2.1.1. Colacovirus

Bat coronavirus (CDPHE15)

2.1.2. Decacovirus

• Bat coronavirus HKU10
• Rhinolophus ferrumequinum alphacoronavirus HuB-2013

2.1.3. Duvinacovirus

Human coronavirus 229E (HCoV 229E)

2.1.4. Luchacovirus

Lucheng Rn rat coronavirus

2.1.5. Minacovirus

• Ferret coronavirus
• Mink coronavirus 1

2.1.6. Minunacovirus

• Miniopterus bat coronavirus 1
• Miniopterus bat coronavirus HKU8

2.1.7. Myotacovirus

Myotis ricketti alphacoronavirus Sax-2011

2.1.8. Nyctacovirus

Nyctalus velutinus alphacoronavirus SC-2013

2.1.9. Pedacovirus

• Porcine epidemic diarrhea virus
• Scotophilus bat coronavirus 512

2.1.10. Rhinacovirus

Rhinolophus bat coronavirus HKU2

2.1.11. Setracovirus

• Human coronavirus NL63
• NL63-related bat coronavirus strain BtKYNL63-9b

2.1.12. Tegacovirus

Alphacoronavirus 1

2.2. Betacoronavirus (Бетакоронавирус)

2.2.1. Embecovirus

• Betacoronavirus 1
• — Human coronavirus OC43

• China Rattus coronavirus HKU24
• Human coronavirus HKU1
• Murine coronavirus

2.2.2. Hibecovirus

Bat Hp-betacoronavirus Zhejiang2013

2.2.3. Merbecovirus

• Hedgehog coronavirus 1
• Middle East respiratory syndrome-related coronavirus (MERS-CoV)
• Pipistrellus bat coronavirus HKU5
• Tylonycteris bat coronavirus HKU4

2.2.4. Nobecovirus

• Rousettus bat coronavirus GCCDC1
• Rousettus bat coronavirus HKU9

2.2.5. Sarbecovirus

• SARS (Severe acute respiratory syndrome-related coronavirus, SARS-CoV);
• SARS-CoV-2 (Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2), ранее — 2019-nCoV (2019-Novel Coronavirus).

2.3. Deltacoronavirus (Дельтакоронавирус)

2.3.1. Andecovirus

Wigeon coronavirus HKU20

2.3.2. Buldecovirus

• Bulbul coronavirus HKU11
• Coronavirus HKU15
• Munia coronavirus HKU13
• White-eye coronavirus HKU16

2.3.3. Herdecovirus

Night heron coronavirus HKU19

2.3.4. Moordecovirus

Common moorhen coronavirus HKU21

2.4. Gammacoronavirus (Гаммакоронавирус)

2.4.1. Cegacovirus

Beluga whale coronavirus SW1

2.4.2. Igacovirus

Avian coronavirus

Как передаётся вирус

Вне организма-хозяина коронавирусы живут сравнительно недолго. Кислород окисляет белковую оболочку, «корона» распадается и вирус теряет способность проникать внутрь клеток. В воде коронавирусы могут оставаться опасными до 9 суток; в каплях, образовавшихся при чихании и кашле гораздо меньше — всего 8-9 часов.

Когда больной чихает, мелкие капли разлетаются на 2-3 метра и оседают на предметы вокруг человека. Другие люди могут прикоснуться к таким предметам, а затем — к своему носу, рту или потереть глаза. Так вирус может попасть на слизистые и проникнуть в организм.

Заразиться коронавирусами можно и вдохнув мелкие капли, которые висят в воздухе. Поэтому эксперты Всемирной Организации Здравоохранения рекомендуют не подходить к чихающим людям ближе чем на метр. Тяжёлые капли быстро оседают — такой способ заражения менее вероятен, чем предыдущий.

Хорошие новости, что коронавирусы практически не передаются через укусы насекомых, слюну домашних животных и через фекалии. Но всё равно, не забывайте мыть руки после посещения туалета, там хватает других опасных инфекций.

Маски

Отдельно стоит рассказать об использовании защитных масок. Мнения об их эффективности диаметрально противоположные. Давайте разберёмся.

Первой научной публикацией об эффективности масок b респираторов в условиях эпидемии коронавируса стало исследование, опубликованное в «Ланцете» ещё в 2002 году.

Авторы пришли к выводу, что хоть какую-то защиту от атипичной пневмонии могут обеспечить только четырёхслойные хирургические маски и респираторы класса N95. Они снижали вероятность заражения от слюны, разлетающейся при чихании больных людей.

В России официально найти респираторы N95 крайне сложно. Это чисто американский стандарт. Средства защиты, сертифицированные в нашей стране, имеют иную маркировку, по европейским стандартам. Поэтому аналогами защиты N95 — это классы FFP2 и FFP3. Первые отфильтруют до 92% аэрозольных капель, вторые — до 95%. Респираторы легко отличить по цвету: у FFP2 синие ремешки или клапаны, а у FFP3 — красные.

Эффективность масок крайне зависит от времени использования. Не стоит носить одну маску больше 2,5-3 часов, иначе из средства защиты она превратится в угрозу вашему здоровью. Внутри маски скопится тёплый конденсат — идеальная среда для транспортировки вируса.

В то же время, маски и респираторы совсем не защищают глаза. Поэтому если вы используете такую маску, не забудьте надеть очки.

Тонкие двух- и трёхслойные маски не оказывают статистического влияния на риск заразиться вирусом. Зато их стоит применять, чтобы ограничить распространение инфекции. Такие маски следует носить уже заболевшим людям, чтобы ограничить «разлёт» вируса при чихании и кашле.

С фильтрацией аэрозольных смесей эффективно справляются фильтры HEPA. Обычно они применяются в системах кондиционирования воздуха и пылесосах — для захвата мелких аллергенов. В последнее время, такие фильтры появились и в средствах индивидуальной защиты.

Диагностика коронавирусной инфекции

Клинический анализ крови выявляет реакции иммунитета. При коронавирусной инфекции наблюдаются признаки стандартного вирусного заболевания: снижение уровня лейкоцитов (вплоть до абсолютной лейкопении) или нормальный размер эритроцитов, снижение уровня нейтрофилов, эозинофилов и тромбоцитов, увеличение числа лимфоцитов и моноцитов.

Общий анализ мочи, как правило, без изменений. При развитии тяжёлых форм заболевания наблюдается протеинурия и цилиндрурия (появление в моче белка и цилиндров).

Биохимический анализ крови оценивает функциональную активность органов. Возможно повышение АЛТ, АСТ, С-реактивного белка, креатинина, провоспалительных цитокинов, молочной кислоты и прокальцитонина — маркера сепсиса (прогностически указывает на неблагоприятное течение заболевания).

РИФ — реакция иммунофлюоресценции на выявление антигена. Материалом для исследования служат мазки-отпечатки слизистой носа или отделяемого носоглотки, которые берутся с помощью специального стерильного тампона.

ИФА — иммуноферментный анализ на выявление специфических антител (IgM и IgG). Для исследования кровь из вены берётся дважды с интервалом в 10-14 дней.

Интерпретация результатов теста:

• отрицательны оба класса антител — вероятнее всего, человек пока не болел коронавирусной инфекцией, но может заболеть (нужны повторные тесты);
• положительны только IgM — в настоящий момент пациент переносит острую инфекцию;
• положительны оба класса антител — человек болеет уже длительное время;
• положительны только IgG — обследуемый переболел давно и имеет иммунитет.

Ставить утвердительный диагноз только на основании результатов ИФА не стоит.

ПЦР диагностика позволяет определить тип вируса с помощью выявления РНК. В случае с SARS-CoV-2 материал для диагностики (мазок) берётся из полости носа и ротоглотки, реже используется кровь, моча и фекалии. Результаты теста будут известны через 3-4 часа .

Оценивать результаты ПЦР следует совместно с ИФА:

• если ПЦР положительна, то с высокой вероятностью в настоящий момент человек переносит заболевание (нужен карантин);
• если ПЦР отрицательна и при этом выявлены антитела IgM и IgG (или только IgG), то можно говорить о перенесённом ранее заболевании и отсутствии эпидемиологической опасности (не нужен карантин).

Иногда контрольная ПЦР после получения отрицательного результата ПЦР в подтверждённом ранее случае коронавирусной инфекции показывает положительный результат. Это возможно в небольшом количестве случаев: когда в организме действительно присутствуют вирусные частицы, причём их концентрация будет намного меньше предыдущей (когда человек был в разгаре болезни), либо когда тест-система реагирует на нежизнеспособный вирус. Такие люди, вероятнее всего, не представляют явной опасности для окружающих, но для однозначных выводов пока недостаточно данных.

Культивирование вируса на культуре клеток мышей — выделение вируса в специализированных лабораториях.

Рентгенологическое исследование позволяет обнаружить инфильтраты в лёгочной ткани при пневмонии, например по типу «матового стекла».

Компьютерная томография также может выявить пневмонические изменения, в т. ч. на начальных этапах .

Медицинское обследование на новый коронавирус SARS-CoV-2 обязательно должны пройти люди, которые прибыли из неблагополучных по заболеванию районов, контактировали с больными или имеют симптомы ОРЗ. Это можно сделать в аккредитованной поликлинике по месту жительства.

Дифференциальная диагностика

Никаких специфичных симптомов, отличающих коронавирусную инфекцию от других ОРЗ, не существует. Значение имеет лишь совокупность симптомов с эпидемиологической ситуации по коронавирусной инфекции в регионе, фактом контакта с больными людьми и посещением страны, неблагополучной по данному заболеванию.