Основные сведения о возбудителе новой коронавирусной инфекции (COVID-19)

Острое респираторное вирусное заболевание, вызванное новым коронавирусом (SARS-CoV-2), называется коронавирусной болезнью 2019 года или COVID-19 (2019-nCoV) (Corona Virus Disease 2019, ВОЗ, 11.02.2020). Этот вирус был впервые обнаружен в г. Ухань, провинция Хубэй, Китайская Народная Республика, и по состоянию на март 2020 года продолжает распространяться во всех странах мира, в том числе, в Российской Федерации.

Коронавирусы – большое семейство вирусов, которые распространены у многих видов животных, включая верблюдов, крупный рогатый скот, кошек и летучих мышей. Коронавирусы животных редко могут инфицировать человека, а затем распространяться среди людей. Это такие коронавирусы как MERS-CoV, SARS-CoV, а теперь и SARS-CoV-2 (вирус, который вызывает COVID-19).

Рис. 1. Вирус SARS-CoV-2 (вирус, который вызывает COVID-19). Электронная микроскопия. ФГБУН «Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор»» Роспотребнадзора. Размер частиц – 100-120 нм.

Вирус SARS-CoV-2 является вирусом рода Betacoronavirus, сходным с возбудителем SARS (тяжелый острый респираторный синдром [ТОРС] severe acute respiratory syndrome-related coronavirus, SARS-CoV) и возбудителем MERS (ближневосточный респираторный синдром, Middle East respiratory syndrome, MERS-Cov). Классифицируется вызванное вирусом состояние как «острый респираторный синдром, связанный с коронавирусом». Обозначается как SARS-CoV-2 («тяжелый острый респираторный синдром, вызванный коронавирусом 2») [28].

Сведения об эволюции патогенных микроорганизмов, в том числе и возбудителя COVID-19 (SARS-CoV-2), в режиме реального времени представлены на научном портале «Отслеживание эволюции патогенных микроорганизмов в режиме реального времени» (real-time) (Real-time Tracking of Pathogen Evolution [доступно по ссылке: https://nextstrain.org/]). Этот веб-сайт предназначен для предоставления в режиме реального времени вирусологам, эпидемиологам, должностным лицам общественного здравоохранения, практикующим специалистам и научным работникам картины эволюционирующих популяций патогенных микроорганизмов, а также для интерактивных визуализаций баз данных. Посредством интерактивной визуализации на портале постоянно обновляются базы данных, предоставляя собой новый инструмент эпидемиологического надзора для практикующих специалистов, представителей научных кругов и руководителей общественного здравоохранения [46].

Представленная на данном научном портале филогения показывает эволюционные связи вирусов hCoV-19 (или SARS-CoV-2) в продолжающейся новой пандемии коронавируса COVID-19. Эта филогения показывает первоначальное возникновение этого заболевания в г. Ухань, Китай, в ноябре-декабре 2019 года, после чего произошла устойчивая передача вируса от человека человеку, которая привела к возникновению конкретных заболеваний и их распространению.

Хотя генетические взаимосвязи среди отобранных вирусов достаточно ясны, существует значительная неопределенность в отношении оценок конкретных дат передачи и в реконструкции географического распространения вируса. Следует иметь в виду, что определенные предполагаемые схемы передачи являются только гипотезой.

Сейчас доступны тысячи полных геномов, и это число увеличивается на сотни каждый день. Представленная визуализация обрабатывает только приблизительно 3000 геномов в одном представлении по причинам ограничений производительности и «разборчивости» в оценках результатов.

Структура генома представлена на сайте «Wuhan-Hu-1/2019» в качестве ссылки-первоисточника (филогения отталкивается от относительно ранних образцов из г. Ухань) [60].

Эпидемиология, филогенез, пути передачи, структура, разновидности и полный геном вируса SARS-CoV-2 (Wuhan-Hu-1/2019) представлены на рис. 2-5.

Рис. 2. Филогенез, пути передачи и разновидности нового коронавируса SARS-CoV-2.

Рис. 3. Геномная эпидемиология нового коронавируса SARS-CoV-2. Глобальная выборка на конкретную дату (30.04.2020).

На рис. 4 изображен коронавирус SARS-CoV-2, попавший в легкие и окруженный слизью, секретируемыми антителами и несколькими белками иммунной системы. Вирус окружен мембраной, которая включает в себя белок S (шип), который будет обеспечивать прикрепление и проникновение в клетки, белок M (мембрана), который участвует в организации нуклеопротеина внутри, и белок E (оболочка), который является мембранным каналом и участвует в формировании вируса и может быть включен в вирион во время этого процесса. Нуклеопротеин внутри включает в себя множество копий белка N (нуклеокапсида), связанного с геномной РНК.

Рис. 4. Структурная схема коронавируса SARS-CoV-2. Молекулы белка, окружающие вирус, представляют собой молекулы белка (Mucin), лактоферрин (Lactoferrin), интерферон (Interferon), бета-дефензин (beta-defensin), антибактериальный пептид (Cathelicidin), иммуноглобулин А (Immunoglobulin A).

Рис. 5. Тяжелый острый респираторный синдром (SARS). Изолят коронавируса SARS-CoV-2 (Wuhan-Hu-1), полный геном [60].

Филогенетическая ситуация nCoV у SARS-связанных бета-коронавирусов и SARS-CoV-2 коронавируса представлена на рис. 6, 7.

Рис. 6. Филогенетическая ситуация nCoV у SARS-связанных бета-коронавирусов.

Рис. 7. Филогенетическая ситуация nCoV у коронавируса SARS-CoV-2 (12 геномов).

Интерактивные карты генотипирования коронавируса SARS-CoV-2 на конкретную дату и в конкретных регионах представлены на рис. 8, 9 (доступно по ссылке: https://bigd.big.ac.cn/ncov/haplotype/).

Рис. 8. Интерактивная карта генотипирования коронавируса SARS-CoV-2. Галотипы в мире. По состоянию на 30.04.2020.