Заразність, мутації та імунна пам’ять COVID-19 Григоре Міхеску; УНІБУК
COVID-19: контагіозність, мутації та імунна пам’ять Григоре Міхеску
- 18 квітня 2020 р
- Категорія: Голос експертів UB - COVID 19, Новини, Дослідження, Новини
- Відключені коментарі щодо COVID-19: Контагіозність, мутації та імунна пам’ять | Григоре Міхеску
Проф. д-р Григоре Міхеску, про COVID-19, агента найбільшої пандемії за останні 100 років
COVID-19, агент найбільшої пандемії за останні 100 років, на сьогоднішній день спричинив понад 6000 смертей, безпрецедентну глобальну стурбованість та принципові зміни в наших соціальних та індивідуальних планах, принаймні на найближче майбутнє.
COVID-19 - це рибовірус (вірус геному РНК), який належить до сімейства CORONAVIRIDAE. Його назва походить від особливої появи інфекційних вірусних частинок (так званих віріонів), які мають помітні шипи глікопротеїну (S) на покриві, які утворюють коронку. Віріони корони мають сферичну форму, відносно великі (120-160 нм у діаметрі) і мають найбільший геном з усіх вірусів РНК-геному.!
Геном представлений єдиною несегментованою молекулою РНК (на відміну від вірусів грипу A, B, C, яка сегментована), пов'язаною з білком N. Два компоненти утворюють нуклеокапсид, який має спіральну симетрію. Нуклеокапсид покритий оболонкою (пеплос), яка бере початок у внутрішньоклітинних мембранах (ендоплазматичний ретикулум. Апарат Гольджі).
Коронавіруси викликають, насамперед, респіраторні інфекції у людей, але також і у домашніх тварин: гастроентерит у свиней, собак, котів, мишачий гепатит тощо. Деякі коронавіруси (вірус трансмісивного гастроентериту свиней - TGEV, коронавірус великої рогатої худоби - BCoV, вірус пташиного інфекційного бронхіту - IBV) мають ветеринарне значення.
У людини коронавіруси спричиняють 15-20% інфекцій верхніх дихальних шляхів (застуда), але можуть також брати участь у випадках пневмонії та міокардиту. COVID-19 вражає не тільки клітини дихальних шляхів, але і ентероцити, інфекція може бути пов'язана з діарейними розладами. У 2003 році новий коронавірус (ГРВІ-CoV) спричинив епідемію ГРВІ (важкий гострий респіраторний синдром).
COVID-19 є 7-м коронавірусом у списку інфекційних захворювань людини. Він має генетичну гомологію близько 80% з ГРВІ-VOC, що виправдало назву SARS-VOC-2. Після переходу від цивети циветиктис (індонезійська кішка) до людей, у 2003 році заразило понад 8000 людей, понад 800 смертей.
COVID-19 генетично дуже схожий на коронавірус кажанів. Вважається, що від кажанів коронавірус перейшов до панголіну, плацентарного ссавця, який високо цінується на шкірних лусках, інтенсивно продається в Китаї.
Природна інфекція проводиться з невеликою дозою вірусу, який інфікований організм усуває за допомогою аерозолів, вигнаних кашлем, чханням і навіть мовою (краплі Пфлюге).
Віріони приєднуються до поверхневих рецепторів епітеліальних клітин дихальних шляхів за допомогою S-шипів, інтерналізуються і розмножуються в цих клітинах.
Більшість респіраторних інфекцій є невидимими (субклінічними), оскільки неспецифічні клітини імунної системи (професійні фагоцити - нейтрофіли та макрофаги) руйнують вірус, а інтерферони викликають противірусний стан у клітинах, що прилягають до заражених.
Клінічні інфекції мають різний ступінь тяжкості, залежно від загального фізіологічного стану організму, але особливо функціональної ефективності механізмів імунного захисту.
Насправді неможливо відокремити функціонування захисних систем від загального фізіологічного стану.
Найвищий ризик тяжкої клінічної інфекції є у людей із основною патологією: захворюваннями легенів (хронічна обструктивна бронхопневмонія, туберкульоз, астма), нирковою недостатністю, ожирінням (завжди пов’язаним із хронічним запальним станом), імунодепресією, діабетом, аутоімунними захворюваннями. Люди похилого віку більш чутливі через фізіологічну імунодепресію, встановлену з віком. Куріння є фактором ризику, оскільки макрофаги та дендритні клітини легенів активуються димовою смолою та виділяють прозапальні інтерлейкіни.
Важкі клінічні прояви з дихальною недостатністю зумовлені нездатністю імунної системи нейтралізувати інфекційний процес у верхньому поверсі дихального дерева. Таким чином, інфекція COVID-19 опускається до глибокого дна дихального ствола та інфікує інтерстиціальні макрофаги та ті, що перебувають у стінці легеневих альвеол. Запальна реакція, пов’язана з інфекційним процесом, спричиняє ексудацію рідкого компонента крові та затоплення альвеоли, результатом чого є дихальна недостатність і, очевидно, необхідність проведення ШВЛ. Таким чином, патогенез пневмонії COVID-19, а також SARS-CoV, здається, зумовлений, насамперед, широкою, неконтрольованою запальною реакцією, посиленою цитокінами, а не специфічною імунною реакцією на вірусні антигени.
Іншим фактором патогенезу коронавірусів є стійкість інфекції: вірус зберігається у популяції тварин-господарів (свиней, великої рогатої худоби, собак, котів, мишей, щурів, кроликів, курей, індиків): у клінічно здоровому організмі заражені клітини залишаються життєздатними. протягом декількох десятків днів і вивільняє вірус, який носій поширює на чутливі організми.
Патогенез коронавірусів посилюється тим, що вірус обмежує вплив своїх антигенних компонентів на контакт з імунними клітинами: вірусна оболонка походить не з цитоплазматичної мембрани (як у більшості рибовірусів), а з внутрішньоклітинних мембран.
Чутливим та специфічним методом діагностики є ПЛР у реальному часі для виявлення вірусної РНК у зразках з дихальних шляхів, стільця, сироватки, сечі. Ендотрахеальний аспірат має найбільше вірусне навантаження. Враховуючи тривалий інкубаційний період (близько 14 днів), у перші 5 днів захворювання вірусне навантаження є низьким, а результат ПЛР може бути негативним. Вірусна РНК залишається виявляти в респіраторних секретах та калі протягом декількох тижнів після початку захворювання.
Перспективи контролю зараження COVID-19 шляхом вакцинації
Природне запитання хвилює всіх: коли пандемія згасне? Сформулювати певну відповідь неможливо.
Кожен коронавірус має велику кількість антигенних варіантів (серотипів), які не перехресно реагують, а це означає, що організм, імунізований проти серотипу, залишається сприйнятливим до зараження іншими серотипами того самого коронавірусу.
Велика кількість серотипів є результатом високої частоти мутацій, але також і подій рекомбінації. Мутація, як правило, є механізмом, який породжує нові антигенні варіанти, але лише обмежені зміни патогенного потенціалу. Мутації відбуваються під час циклу розмноження вірусу, оскільки РНК-полімераза, фермент, що бере участь у цьому процесі, схильна до помилок (неправильне включення азотистої основи в молекулу РНК відбувається з частотою близько 1/10 4) "Виправлено" за допомогою механізмів зчитування. Рекомбінація відбувається рідше, оскільки в якості обов’язкової передумови передбачає одночасне зараження чутливої клітини двома різними штамами вірусу, що сприяє обміну генетичною інформацією між молекулами РНК двох вірусів. Рекомбінація дає вірус з новими антигенними властивостями.
Для виробництва епі (пан) демії залишається лише одна умова: здатність до розповсюдження (заразність). Отже, поява нового вірусного штаму зумовлена його здатністю розмножуватися та поширюватися серед сприйнятливих організмів, що обґрунтовує необхідність раннього здійснення надзвичайних епідеміологічних заходів (ізоляція, карантин, обмеження пересування та контакт людей) для обмеження поширення епідемії.
Сподівання на успіх вакцинації великі, оскільки частота мутацій набагато нижча порівняно з тими, що відповідають за сезонні антигенні варіації вірусу грипу А.!
Вакцина стане рішенням обмежити розповсюдження епідемії, принаймні тимчасово, поки вірус через мутації, накопичені протягом декількох сезонів, не буде носити нову "антигенну оболонку": шипи, вбудовані в пеплос (особливо шип E2 (S) з часом через мутації набуватимуть нових антигенних специфік, але нові варіанти поширюватимуться лише в обмеженій мірі в популяції, яка буде імунізована COVID-19, імунна пам’ять якої буде зберігатися усіма вакцинованими.
Стаття підписана проф. Д-р Григоре Міхеску, викладач кафедри ботаніки та мікробіології біологічного факультету УБ.
Професор загальної мікробіології, імунобіології, клінічної імунології та медичної вірусології, професор Міхееску є автором багатьох міжнародних досліджень. Доктор біологічних наук, професор Григоре Міхеску, займається дослідженням нейросекреторних клітин ядер гіпоталамусу та реактивності селезінки в експериментальних умовах, вивчення взаємодії клітин вірус-тварина in vitro, отримання та регенерація бактеріальних протопластів, вивчення біологічної фіксації2 роль опсонінів у опосередкуванні взаємодії патогенних бактерій з клітинним субстратом або вивчення механізмів стійкості бактерій до дії антибіотиків та хіміотерапевтичних засобів.
Бібліографія:
Кетрін В. Холмс - коронавіриди та їх відтворення, у вірусології, друге видання, під ред. B. N. Fields, D. M. Knipe et al., Raven Press, Ltd., Нью-Йорк, 1990.
Сьюзен Р. Вайс та Соня Навас-Мартін - Патогенез коронавірусу та збудник важкого гострого респіраторного коронавірусу - MMBR, 2005, 69, 4, с. 635-664.
Леонард Норкін - Вірусні рецептори: наслідки для патогенезу та проектування противірусних засобів - Клін. MICR. Відгуки, 1995, 8, 2, с. 293-315.
С. М. Пейріс та Л. Л. М. Пун - важкий гострий респіраторний синдром (ГРВІ), в Енциклопедії вірусології, третє видання, 2008 р., Редактор Брайан В. Дж. Махі, Марк Х. В. Ван Регенмортел, А.П.