Коронавирусы (лат. Coronaviridae) — это семейство вирусов, включающее на январь 2020 года 40 видов РНК-содержащих вирусов, объединённых в два подсемейства[2], которые поражают человека и животных.

Коронавирусы

Коронавирусы (лат. Coronaviridae) — это семейство вирусов, включающее на январь 2020 года 40 видов РНК-содержащих вирусов, объединённых в два подсемейства^[2], которые поражают человека и животных. Название связано со строением вируса, шиповидные отростки которого напоминают солнечную корону^[3]. Назначение «короны» у коронавирусов связано с их специфическим механизмом проникновения через мембрану клетки путём имитации «фальшивыми молекулами» молекул, на которые реагируют трансмембранные рецепторы клеток. После того как рецептор захватывает фальшивую молекулу с «короны», он продавливается вирусом в клетку и за ним РНК вируса входит в клетку.^[4][5].

К коронавирусам относят:

Коронавирусы вызывают заболевания млекопитающих (у кошек, собак, свиней, крупного рогатого скота) и птиц.

Пандемия коронавируса COVID-19 сопровождается очень высоким уровнем смертности среди старшего поколения, тогда как для младших поколений смертность примерно на уровне гриппа

Коронавирус человека впервые был выделен в 1965 году от больных ОРВИ. В последующее время коронавирусы почти не привлекали внимание исследователей, пока в Китае в 2002—2003 годах не была зафиксирована вспышка атипичной пневмонии или тяжёлого острого респираторного синдрома (ТОРС, SARS). Заболевание было вызвано вирусом SARS-CoV. В результате болезнь распространилась на другие страны, всего заболело 8273 человека, 775 умерло (летальность 9,6 %). Вирус MERS-CoV является возбудителем ближневосточного респираторного синдрома (MERS), первые случаи которого были зарегистрированы в 2012 году^[6]. В 2015 году в Южной Корее произошла вспышка ближневосточного респираторного синдрома, в ходе которой заболело 183 человека, умерло 33. В декабре 2019 года в Китае началась вспышка пневмонии, вызванная свежеобнаруженным вирусом 2019-nCoV. Вскоре она распространилась на другие страны. Источниками коронавирусных инфекций могут быть больной человек, животные. Возможные механизмы передачи: воздушно-капельный, воздушно-пылевой, фекально-оральный, контактный. Заболеваемость растёт зимой и ранней весной. В структуре ОРВИ госпитализированных больных коронавирусная инфекция составляет в среднем 12 %. Иммунитет после перенесённой болезни непродолжительный, как правило, не защищает от реинфекции. О широкой распространённости коронавирусов свидетельствуют специфичные антитела, выявленные у 80 % людей^[7][8]. Некоторые коронавирусы заразны до проявления симптомов^[9][10].

Наличие «короны» из S-белков обуславливает сравнительно низкую живучесть вируса в открытом пространстве. Свободный доступ кислорода и других окислителей приводит к денатурации S-белков, также вирус сильно повреждает дегидрация.

Пандемия COVID-19 по регионам. Общее число зараженных и погибших на дату. Обозначения:China - в Китае, ROW - остальной мир

Применение антисептиков для защиты поверхностей и кожи

Во внешней среде инактивируются с поверхностей при +33 °С за 16 часов, при +56 °С за 10 минут.^[8]

Различные исследования воздействия антисептиков на коронавирусы показывают несколько варьирующиеся результаты. Исследование итальянских учёных показывает, что 70 % этанол,  гипохлорит натрия 0,01% и хлоргексидин 1% очень быстро (менее 2 минут) повреждают капсид вируса и он не может размножаться.^[11] В другом исследовании^[12] тестировались популярные обеззараживатели рук на основе 45 % изопропанола, 30 % н-пропанола и 0,2 % мезетрония этилсульфата; на основе на 80 % этанола; гель на основе 85 % этанола; антивирусный гель на основе 95 % этанола. Все средства обработки рук в течение 30 секунд уничтожали вирус ниже порога обнаружения. Таким образом, использование средств для обеззараживания рук эффективно против коронавирусов. ВОЗ рекомендует использовать спиртосодержащие антисептики для рук против коронавирусов.^[13] Также ВОЗ отмечает, что против коронавирусов эффективно тщательное мытье рук с мылом, так как вирусы эффективно смываются с кожи механическим путем.^[14]

Защита от аэрозолей с коронавирусом

Новые заболевшие COVID-19 каждый день. Обозначения: Hubei - Ухань, China - Китай без Уханя, Rest of World - остальной мир, Total - всего.

Сохраняются в составе аэрозоля 8—10 часов, в воде — до 9 суток^[8].

Против аэрозолей коронавируса и для удаления его с поверхностей предметов эффективно УФ-облучение «кварцевыми лампами». Для уничтожения вирусов с одноцепочечной РНК как коронавирусы необходима доза облучения 339—423 мкВт*с/см2 ультрафиолета с длиной волны 254 нм, что даёт 90 % дезинфекцию воздуха^[15]. Таким образом, время уничтожения вируса УФ лампой зависит от её мощности и обычно составляет от 2 до 15 минут^[11][8]. При этом ВОЗ отмечает, что использование УФ ламп применимо против коронавирусов, только если люди покинули помещение на время «кварцевания». Попадание ультрафиолетового излучения на кожу может вызывать её эритему^[14].

Погибающие от COVID-19 каждый день. Обозначения: Hubei - Ухань, China - Китай без Уханя, Rest of World - остальной мир, Total - всего.

По мнению ВОЗ способный инфицировать других аэрозоль распространяется только в радиусе 1 метра вокруг заражённого человека и коронавирусы не способны переноситься в аэрозоле на большее расстояние. Существенным фактом является также то, что маски малоэффективны против коронавирусов, так как намокают от дыхания и вирус проникает по влаге в маске.^[14] Рекомендация по ношению масок связана с тем, что они эффективны для тех кто уже заразился коронавирусом и это снижает вероятность заражения окружающих, так как препятствует распылению аэрозоли при кашле и чихании больного.^[16] По мнению врачей-инфекционистов против коронавирусов для здоровых людей обычные маски неэффективны также из-за недостаточного прилегания к лицу и тонкого материала и врачам работающим с больными рекомендуется маска-респиратор N95. Однако большинство обывателей не обучены правильно её надевать и поэтому респиратор будет также неэффективен.^[17] Кроме этого, проведенные исследования по поражению самих медиков воздушно-капельными инфекциями установили повышение эффективности защиты правильно надетыми респираторами только на 20 % относительно обычных масок^[18].

В Европейском союзе введены классы защиты масок и не все из них эффективны против коронавирусов. Маски класса FFP1 (Filtering Face Piece) защищают только от пыли, но неэффективны против вирусов. Маски класса FFP2 обеспечивают защиту от вирусов заражающих через аэрозоли и обычно используются населением, однако фильтрация их не абсолютна — 94 %. Против особоопасных вирусов рекомендуются маски класса FFP3, используемые обычно военными для защиты от радиоактивной пыли. Такие маски дают очистку 99 % и более эффективны против коронавирусов. Однако все маски бесполезны без специальных защитных очков, так как коронавирусы проникают через глаза, а также при несоблюдении правил гигиены (постоянное мытьё рук)^[19].

Из-за дефицита масок и респираторов многие обыватели начали использовать их повторно путем стирки или применения антисептиков для удаления вируса возможно попавшего на фильтр. По мнению ВОЗ данный метод «восстановления» масок и респираторов неэффективен, так как не гарантируется полное уничтожение вируса непрофессиональной стерилизацией и возможно повреждение фильтра маски со снижением его защитных свойств^[14].

Поражённые коронавирусом ткани легких. Зелёные точки показывают инфицированные клетки

Устойчивость вируса в почтовых отправлениях

Важным вопросом является резистентность коронавируса в посылках, миллионами доставляемых из Китая. Если носитель вируса во время кашля выделит вирус в качестве аэрозоля на предмет и он будет после этого герметично упакован в посылку, то время жизни вируса может быть в самых благоприятных условиях до 48 часов^[20]. Однако время доставки посылок по международной почте намного больше, поэтому ВОЗ и Роспотребнадзор считают, что посылки из КНР полностью безопасны вне зависимости от того, имелся с ними контакт инфицированных коронавирусом лиц или нет^[21][22].

Лабораторное хранение вируса

Коронавирусы сохраняют инфекционную активность в течение нескольких лет в лиофилизированном состоянии (при +4 °С), в замороженном состоянии (при −70 °С).^[8]

Геном представлен одноцепочечной (+)РНК. Нуклеокапсид окружён белковой мембраной и липосодержащей внешней оболочкой, от которой отходят булавовидные шиповидные отростки, напоминающие корону, за что семейство и получило своё название. Культивируют на культуре тканей эмбриона человека.

Момент прикрепления коронавируса к рецептору клетки: сцепка S-белка «короны» вируса и рецептора

Коронавирусы имеют весьма специфический способ проникновения в клетки, что снижает эффективность обычной защиты мембран клеток против вирусов^[4][5].

Жизненный цикл коронавируса

Коронавирусы не проникают через мембрану клетки в произвольных местах, как многие другие вирусы. «Корона» у коронавирусов служит для атаки на трансмембранные рецепторы клеток путём имитации важных для жизнедеятельности клеток молекул S-протеинами, закреплёнными на «короне», что также усложняет и распознание самого вируса системой иммунитета, так как корона вируса имитирует полезные для организма вещества.

Процесс окончания сборки коронавируса в цитоплазме инфицированной клетки. Вокруг РНК вируса идет построение капсида

Конкретно коронавирусы с помощью S-протеинов на короне имитируют молекулу, которые распознают трансмембранные рецепторы ACE2 (цель вируса SARS-CoV, возбудителя атипичной пневмонии) и DPP4 (цель вируса MERS-CoV, возбудителя ближневосточного респираторного синдрома). Циркулярный рецептор ACE2 распознает у клетки молекулы ангиотензинпревращающего фермента 2. Сотовый рецептор DPP4 распознает у мембраны клетки молекулы дипептидилпептидазы-4. Новая мутация коронавирусов 2019-nCoV использует S-белок на короне для прикрепления к рецептору ангиотензинпревращающего фермента 2 (ACE2), как и вирус SARS-CoV (атипичной пневмонии)^[23]. Отличие 2019-nCoV от SARS-CoV, что он более устойчив и более легко прикрепляется к рецептору, то есть более заразен, но менее фатален, чем «атипичная пневмония» в плане смертности^[24].

Вне зависимости от типа коронавируса, далее жизненный цикл их протекает одинаково. «Обманутые» рецепторы клетки сами надёжно прикрепляют вирус к мембране клетки, сцепляясь с фальшивыми молекулами из S-протеинов «короны». Затем коронавирус «открепляет» рецептор от мембраны и продавливает его внутрь клетки, затем РНК вируса впрыскивается в цитоплазму клетки.

РНК вируса имеет 5'-метилированное начало и 3'-полиаденилированное окончание. Это позволяет вирусу инициировать сборки своих белков и копий в рибосоме клетки, которая не в состоянии определить это РНК вируса или РНК для белков самой клетки.

Коронавирусы имеют РНК около 26—30 килобаз, это означает, что коронавирусы обладают крупнейшей несегментированной РНК среди всех известных вирусов, то есть являются сложнейшими по структуре среди известных вирусов. Геном вируса состоит из более чем 20 000 нуклеотидов и кодирует два репликативных полипротеина pp1a и pp1ab^[25][26], из которых в следующий проход репликации/трансляции формируется копия РНК вируса, а также 8 отдельных мРНК-шаблонов для белков вирусов, которые бесконечно их генерируют. Генерация белков вируса из мРНК происходит в эндоплазматическом ретикулуме и аппарате Гольджи.

После получения РНК вируса и необходимых его белков вирусные нуклеокапсиды собираются из геномной РНК вируса и N-белка в цитоплазме. Вирионы затем высвобождаются из инфицированной клетки через экзоцитоз. После выхода вирионов из клетки она погибает.

У людей коронавирусы вызывают острые респираторные заболевания, атипичную пневмонию и гастроэнтериты. У детей возможны бронхиты и пневмония. Особо опасны для человека вирусы рода Betacoronavirus.

3D модель Alphacoronavirus 1

Семейство коронавирусов (лат. Coronaviridae) включает в себя 2 подсемейства и около 40 видов^[27]:

подсемейство Letovirinae

• Alphaletovirus
  • Milecovirus

подсемейство Orthocoronavirinae

• Alphacoronavirus
  • Colacovirus
  • Decacovirus
    • Bat coronavirus HKU10
    • Rhinolophus ferrumequinum alphacoronavirus HuB-2013
  • Duvinacovirus
  • Luchacovirus
    • Lucheng Rn rat coronavirus
  • Minacovirus
    • Ferret coronavirus
    • Mink coronavirus 1
  • Minunacovirus
    • Miniopterus bat coronavirus 1
    • Miniopterus bat coronavirus HKU8
  • Myotacovirus
    • Myotis ricketti alphacoronavirus Sax-2011
  • Nyctacovirus
    • Nyctalus velutinus alphacoronavirus SC-2013
  • Pedacovirus
    • Porcine epidemic diarrhea virus
    • Scotophilus bat coronavirus 512
  • Rhinacovirus
    • Rhinolophus bat coronavirus HKU2
  • Setracovirus
    • Human coronavirus NL63
    • NL63-related bat coronavirus strain BtKYNL63-9b
  • Tegacovirus
• Betacoronavirus
• Deltacoronavirus
  • Andecovirus
  • Buldecovirus
    • Bulbul coronavirus HKU11
    • Coronavirus HKU15
    • Munia coronavirus HKU13
    • White-eye coronavirus HKU16
  • Herdecovirus
    • Night heron coronavirus HKU19
  • Moordecovirus
    • Common moorhen coronavirus HKU21
• Gammacoronavirus
  • Cegacovirus
    • Beluga whale coronavirus SW1
  • Igacovirus

Схема строения вириона коронавируса в разрезе

Просмотры: