Строение нового коронавируса. все о структуре sars-cov-2

Список литературы

1. Wu F., Zhao S., Yu B., Chen Y.M., Wang W., Song Z.G., et al. A new coronavirus associated with human respiratory disease in China. Nature. 2020; 579(7798): 265-9. DOI: http://doi.org/10.1038/s41586-020-2008-3

2. Zhou P., Yang X.L., Wang X.G., Hu B., Zhang L., Zhang W., et al. A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. Nature. 2020; 579(7798): 270-3. DOI: http://doi.org/10.1038/s41586-020-2012-7

3. Morse J.S., Lalonde T., Xu S., Liu W.R. Learning from the past: possible urgent prevention and treatment options for severe acute respiratory infections caused by 2019-nCoV. Chembiochem. 2020; 21(5): 730-8. DOI: http://doi.org/10.1002/cbic.202000047

4. Song W., Gui M., Wang X., Xiang Y. Cryo-EM structure of the SARS coronavirus spike glycoprotein in complex with its host cell receptor ACE2. PLoS Pathog. 2018; 14(8): e1007236. DOI: http://doi.org/10.1371/journal.ppat.1007236

5. He J., Tao H., Yan Y., Huang S.Y., Xiao Y. Molecular Mechanism of Evolution and Human Infection with SARS-CoV-2. Viruses. 2020; 12(4): 428. DOI: http://doi.org/10.3390/v12040428

6. Banerjee A., Kulcsar K., Misra V., Frieman M., Mossman K. Bats and coronaviruses. Viruses. 2019; 11(1): 41. DOI: http://doi.org/10.3390/v11010041

7. Tipnis S.R., Hooper N.M., Hyde R., Karran E., Christie G., Turner A.J. A human homolog of angiotensinconverting enzyme. Cloning and functional expression as a captopril-insensitive carboxypeptidase. J. Biol. Chem. 2000; 275(43): 33238-43. DOI: http://doi.org/10.1074/jbc.M002615200

8. Lambert D.W., Yarski M., Warner F.J., Thornhill P., Parkin E.T., Smith A.I., et al. Tumor necrosis factor-alpha convertase (ADAM17) mediates regulated ectodomain shedding of the severeacute respiratory syndrome-coronavirus (SARS-CoV) receptor, angiotensin-converting enzyme-2 (ACE2). J. Biol. Chem. 2005; 280(34): 30113-9. DOI: http://doi.org/10.1074/jbc.M505111200

9. Hamming I., Cooper M.E., Haagmans B.L., Hooper N.M., Korstanje R., Osterhaus A.D., et al. The emerging role of ACE2 in physiology and disease. J. Pathol. 2007; 212(1): 1-11. DOI: http://doi.org/10.1002/path.2162

10. Li M.Y., Li L., Zhang Y., Wang X.S. Expression of the SARSCoV-2 cell receptor gene ACE2 in a wide variety of human tissues. Infect. Dis. Poverty. 2020; 9(1): 45. DOI: http://doi.org/10.1186/s40249-020-00662-x

11. Li W., Moore M.J., Vasilieva N., Sui J., Wong S.K., Berne M.A., et al. Angiotensin-converting enzyme 2 is a functional receptor for the SARS coronavirus. Nature. 2003; 426(6965): 450-4. DOI: http://doi.org/10.1007/s00018-004-4242-5

12. Huang C., Wang Y., Li X., Ren L., Zhao J., Hu Y., et al. Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China. Lancet. 2020; 395(10223): 497-506. DOI: http://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30183-5

13. Chen N., Zhou M., Dong X., Qu J., Gong F., Han Y., et al. Epidemiological and clinical characteristics of 99 cases of 2019 novel coronavirus pneumonia in Wuhan, China: a descriptive study. Lancet. 2020; 395(10223): 507-13. DOI: http://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30211-7

14. Holshue M.L., DeBolt C., Lindquist S., Lofy K.H., Wiesman J., Bruce H., et al. First case of 2019 novel coronavirus in the United States. N. Engl. J. Med. 2020; 382(10): 929-36. DOI: http://doi.org/10.1056/NEJMoa2001191

15. Yan T., Xiao R., Lin G. Angiotensin-converting enzyme 2 in severe acute respiratory syndrome coronavirus and SARS-CoV-2: A double-edged sword? FASEB J. 2020; 34(5): 6017-26. DOI: http://doi.org/10.1096/fj.202000782

16. Kuba K., Imai Y., Rao S., Gao H., Guo F., Guan B., et al. A crucial role of angiotensin converting enzyme 2 (ACE2) in SARS coronavirus-induced lung injury. Nat. Med. 2005; 11(8): 875-9. DOI: http://doi.org/10.1038/nm1267

17. Ye M., Wysocki J., William J., Soler M.J., Cokic I., Batlle D. Glomerular localization and expression of Angiotensin-converting enzyme 2 and Angiotensin-converting enzyme: implications for albuminuria in diabetes. J. Am. Soc. Nephrol. 2006; 17(11): 3067-75. DOI: http://doi.org/10.1681/ASN.2006050423

18. Xiao L., Sakagami H., Miwa N. ACE2: The key molecule for understanding the pathophysiology of severe and critical conditions of COVID-19: demon or angel? Viruses. 2020; 12(5): 491. DOI: http://doi.org/10.3390/v12050491

19. Rico-Mesa J.S., White A., Anderson A.S. Outcomes in patients with COVID-19 infection taking ACEI/ARB. Curr. Cardiol. Rep. 2020; 22(5): 31. DOI: http://doi.org/10.1007/s11886-020-01291-4

Откуда появился коронавирус

К наиболее опасным для человека коронавирусам относятся:

• SARS-CoV (ТОРС) – тяжелый острый респираторный синдром, который впервые выявлен в 2002 г. в Китае. Природным резервуаром этого коронавируса являются летучие мыши (промежуточным хозяином могут быть мелкие млекопитающие, например, циветты). Случаи заболевания зарегистрированы в 29 странах (8437 случаев), летальность составляет 9,6%.
• MERS-CoV (коронавирус ближневосточного респираторного синдрома) – зоонозное заболевание, природным резервуаром для которого являются летучие мыши, а промежуточным хозяином – одногорбые верблюды. От человека к человеку передается при тесном контакте. Впервые выявлен в 2012 г. на Аравийском полуострове, зарегистрирован в 27 странах мира. Количество больных на 2019 г. составляет около 2500 случаев, летальность – 34,4%.
• SARS-CoV-2 (COVID-19), возбудителем которого стал новый штамм коронавируса. Природным резервуаром этого штамма в настоящее время считают летучих мышей, поскольку его РНК на 90% совпадает с коронавирусом, выявленным у летучих мышей. Промежуточный хозяин в настоящее время неизвестен. Генетическая последовательность нового коронавируса на 79% совпадает с генетической последовательностью вируса SARS-CoV. От человека к человеку передается воздушно-капельным путем, отличается длительным инкубационным периодом (1-14 дней), высокой контагиозностью (один больной может заразить от 2 до 4 человек) и возможностью бессимптомного носительства. Обнаруженный в конце декабря 2019 г. в китайской провинции Ухань COVID-19 быстро распространился по миру несмотря на карантинные меры, и уже 11 марта 2020 г. ВОЗ объявил, что новое заболевание приобрело характер пандемии. Количество больных по странам и смертность от коронавируса показывает статистика в реальном времени.

Эпидемиология

Основной источник инфекции – больной человек на всех этапах заболевания, включая инкубационный период. Вирус начинает выделяться за 48 часов до появления первых симптомов и достигает максимального количества в первые 3 дня болезни. При легком и умеренном течении заболевания выделение вируса происходит в течение 12 дней, в тяжелых продолжается более 2-х недель.

При близком контакте с больным риск заражения составляет 1-5% (в 75-85% случаев передача возбудителя происходит в семейном очаге).

Распространение инфекции происходит:

• воздушно-капельным путем при разговоре, чихании и кашле;
• контактно-бытовым путем (коронавирус сохраняется на медных и алюминиевых поверхностях в течение 2-8 часов, на медицинских перчатках – 8 ч, обработанные деревянные поверхности представляют опасность в течение 2-х суток, стеклянные поверхности и банкноты – до 4-х дней, бумага – до 3-х часов, нержавеющая сталь и пластик – до 7 дней, медицинские маски – 7 дней).

Согласно исследованиям гонконгских ученых, SARS-CoV-2 сохраняет высокую стабильность при температуре +4 градуса и при отсутствии дезинфекции начинает терять активность лишь спустя 14 дней. При температуре +70 коронавирус гибнет в течение 5 мин.

Фекально-оральный путь распространения вируса возможен (SARS-CoV-2 сохраняется в фекалиях), но на практике этот способ заражения в настоящее время не наблюдается.

Подтвержден лабораторно артифициальный механизм передачи (медицинские манипуляции) SARS-CoV-2 – заражение медицинского персонала, который оказывает помощь больным с коронавирусом, наблюдается во многих странах.

Поскольку SARS-CoV-2 – новый для человека возбудитель, к нему восприимчивы все группы населения. Легкая форма заболевания наблюдается у 80-85% пациентов.

Летальность составляет по сегодняшним оценкам 3-5,3%, но в настоящее время не известно точное количество случаев бессмптомного носительства и легких форм болезни (точные данные могут существенно изменить статистику).

К группам риска тяжелого течения COVID-19 относятся люди с:

• кардиологическими патологиями (подтвержденные случаи летального исхода у пациентов с данной патологией – 13,2%);
• диабетом (9,2%);
• хроническими респираторными заболеваниями (8,0%);
• гипертензией (8,4%);
• онкологическими заболеваниями (7,6%).

Риск тяжелого течения коронавируса при других хронических патологиях в настоящее время не известен.

Летальные исходы при коронавирусе чаще наблюдаются у мужчин, чем у женщин (подтвержденные случаи у мужчин составляют 4,7%, а у женщин – 1,7%). Такое соотношение может быть связано с курением, которое увеличивает риск респираторных осложнений и больше распространено среди мужчин.

Риск летального исхода также зависит от возраста. Он составляет:

• 21,9% для больных старше 80 лет;
• 8% для пациентов от 70 до 79 лет;
• 3,6% для возрастной группы от 60 до 69 лет;
• 1,3% для больных 50-59 лет;
• 0,4% для возрастной группы от 40 до 49 лет;
• 0,2% для пациентов от 10 до 39 лет.

COVID-19 считается безопасным для детей от 0 до 9 лет.

Патогенез заболевания в настоящее время до конца не изучен.

Профилактика против коронавируса SARS-CoV-2

Профилактика коронавирусной инфекции 2019/2020 включает соблюдение правил, сформулированных Всемирной организацией здравоохранения:

• Обязательное мытье рук с мылом или дезинфектантом, содержащим спирт;
• По возможности не контактировать с кашляющими и лихорадящими людьми;
• Вслучае кашля или чихания следует закрывать нос и рот рукой или салфеткой;
• В случае повышения температуры тела с кашлем, одышкой нужно незамедлительно обращаться за помощью к специалистам;
• По возможности не употреблять сырые, плохо прожаренные или проваренные мясо, рыбу;
• Регулярно производить влажную уборку и проветривание помещений.

По мере нарастания панических настроений среди населения, отмечен дефицит индивидуальных одноразовых масок в некоторых городах России и самом Китае. Это естественно, ведь аптеки не были готовы к такому спросу на это изделие. Кстати говоря, многие специалисты считают маски неэффективными от коронавируса, однако маска может предупредить заражение другими респираторными инфекциями, поэтому в сезон заболеваемости лишней не будет. Также примечательно, что в большинстве азиатских стран маски применяются не для индивидуальной профилактики, а чтобы не заразить окружающих.

Новый коронавирус, безусловно, опасен, однако поддаваться панике не стоит. В большинстве европейских стран он либо не зарегистрирован вовсе, либо известно лишь о считанных случаях заболевания. Смертей в развитых странах – единицы и в регистрируются они обычно у заболевших с сопутствующей хронической патологией. Для профилактики достаточно соблюдать простые правила гигиены, избегать посещения многолюдных мероприятий и помнить, что при любом подозрительном ухудшении самочувствия лучше сразу обратиться к специалисту.

Профилактика

Профилактика коронавируса 2019-nCoV (SARS-CoV-2), рекомендованная Всемирной Организацией Здравоохранения (ВОЗ) включает в себя:

• Соблюдение правил личной гигиены – обязательно мыть руки мылом и тщательно обрабатывать спиртовыми или иными дезинфицирующими средствами.
• Немытыми руками не трогайте свои глаза, нос, не касайтесь губ, и тем более рта;
• Избегайте тесного контакта с людьми, у которых присутствуют признаки ОРВИ – кашель, чиханье, лихорадка и прочие.
• Избегайте мест большого скопления людей, массовых мероприятий.
• Чтобы не заразить других людей, при чиханье или кашле прикрывайте рот или нос салфеткой или согнутым в локте местом, после чего руки все-равно не забудьте помыть. Помните, чиханье и кашель являются защитными механизмами организма от инородных веществ, с помощью которых тело как-бы очищается.
• При появлении первых признаков ОРЗ обратитесь к врачу за консультацией, ведь если Вы и подцепили инфекцию, своевременные выявление и терапия минимизирует риск осложнений болезни.
• Мясные продукты и яйца хорошо обрабатывайте термическим способом.
• Откажитесь от употребления в пищу «лакомств» жителей Китая – змей, летучих мышей, псов и т.д.;
• В жилом помещении и на работе не забывайте проводить влажную уборку с применением дезинфицирующих средств, хотя бы 2 раза в неделю.
• Укрепляйте свой организм дополнительным приемом витаминов и макро- микроэлементов (витаминно-минеральные комплексы), особенно в зимне-весенний период.

Все меры профилактики коронавируса от ВОЗ, Минздрава и других медучреждений (список пополняется)

Обратите внимание на то, что использование обычных бумажных масок не гарантирует безопасность от коронавирусных инфекций, поскольку они способны перемещаться в воздухе и проникать в дыхательные пути через щели, между маской и кожей

Вакцинация

Еще в начале 2020 года ученые по всему миру заявляли, что прививка от коронавируса выйдет в мир не ранее весны-лета 2021 года. Однако, повышенный спрос и активное участие в разработке вакцины от COVID-19 многими странами привело к запуску вакцинации населения некоторых стран уже в этом, 2020 года.

По состоянию на конец 2020 года уже получили разрешение на использование следующие виды вакцины от коронавируса SARS-CoV-2:

• Pfizer/BioNTech — совместная разработка двух компаний Pfizer (США) и BioNTech (Германия). Требуется 2х кратное введение вакцины. Согласно разработчикам, эффективность по отношению к SARS-CoV-2 достигает 90%. Относится к новым вакцинам mRNA, основывается на фрагменте генетического кода вирусно инфекции.
• Moderna — разработана американской фармацевтической компанией. Требуется 2х кратное введение вакцины. Согласно разработчикам, эффективность по отношению к SARS-CoV-2 достигает 94%.

Прямая трансляция карты распространения коронавируса и случаев заражения / смертей по странам

Стоит отметить, что коронавирусная инфекция — не такая уж редкость и в повседневности. На ее долю приходится около 12% всех ОРВИ, которые диагностируются у пациентов, нуждающихся в госпитализации,80% людей уже имеют антитела к вирусу, свидетельствующие о встрече с возбудителем в прошлом

структура коронавирусного вириона

Коронавирус SARS-CoV-2 содержит одну цепочку РНК, окруженную оболочкой из белка и липидов. Снаружи возбудитель снабжен своеобразными шипами, образующими подобие короны, с помощью которой он фиксируется на рецепторах мембран клеток-мишеней. Вирусные белковые «шипы» клетка ошибочно принимает за необходимые для ее метаболизма молекулы и связывается с ними, позволяя вирусу беспрепятственно ввести в клетку свою РНК.

Описанный механизм прослеживается не только у нового коронавируса, но и у других возбудителей этого семейства, вызывавших тяжелые респираторные нарушения ранее. Так, коронавирус атипичной пневмонии и нынешний фиксируются к одному и тому же рецептору клеточной мембраны. Новый вирус, в отличие от своего «собрата», отличается более высокой заразностью, но при этом смертность от него в разы ниже.

Благодаря своей «короне» вирус становится устойчивым к иммунитету, который расценивает его не как инфекцию, а нужную для обмена молекулу белка и потому не уничтожает. После внедрения РНК пораженная клетка-мишень начинает синтезировать вирусные протеины, обеспечивая стремительное размножение возбудителя. После выхода готового коронавируса из клетки, последняя гибнет.

В клетках человека коронавирус SARS-CoV-2 чувствует себя комфортно и в безопасности от иммунных реакций, однако во внешней среде он быстро погибает. Причина — все та же «корона» из белка, который быстро разрушается от действия кислорода. Устойчивость вирус приобретает при высушивании и хранении при температуре +4 градуса либо при глубокой заморозке. В воде он может прожить 9 суток, но от действия солнечных лучей погибает за четверть часа. Пагубно влияют на него растворители жиров, поверхностно активные обезжиривающие средства, высокая температура и этанол, убивающий коронавирус за полминуты после обработки кожи спиртовым антисептиком.

Вопрос устойчивости нового коронавируса важен не только с позиций лечения и профилактики заражения. Китай имеет обширные торговые связи, отправляя продукцию массового потребления в виде посылок во все уголки мира. В связи с эпидемией, вызванной китайским коронавирусом, было приостановлено авиасообщение с некоторыми областями страны, а также работа почты, что серьезно сказалось на экономике Китая, а в итоге – и мировой.

К счастью, коронавирус не выживает при пересылке чего бы то ни было почтой даже в том случае, если мокрота или слизь из носа при чихании заболевшего будет упакована вместе с товаром герметично. Спустя двое суток живого и заразного вируса в посылке не будет точно, поэтому риск заражения равен нулю, что подтверждает и Всемирная организация здравоохранения.

Почему так часто эпидемии начинаются в Китае?

Потому что высокая плотность населения в совокупности с высокой же концентрацией домашних животных, особенностями рациона и жилищных условий, посредственной экологической обстановкой, слабой гигиеной, климатическими и другими факторами способствуют быстрому распространению инфекций внутри Южной и Восточной Азии и Китая в частности. А значительный прогресс в сфере мобильности и коммуникаций современного Китая со всем миром позволил эпидемиям быстрее выходить за пределы региона.

Многие, скорее всего, уже слышали или читали о том, что новый коронавирус пытаются лечить всем подряд — от народных средств до дорогостоящих высокотехнологичных препаратов и экстракорпоральной мембранной оксигенации. Поэтому в качестве очередной профилактической меры на пути к здравомыслию и перед тем, как перейти к самой замысловатой, политэкономической части о противовирусных препаратах, считаю необходимым разобрать механизмы взаимодействия вируса с организмом. Поскольку только так можно адекватно оценить перспективы каждого предлагаемого фармакологического средства.

Как работает коронавирус: простое объяснение

Лечение коронавируса SARS-CoV-2 (2019-nCoV)

Оптимальную схему лечения нового коронавируса SARS-CoV-2 (заболевание COVID-19) врачи различных стран все еще разрабатывают. Некоторые ученые, например в Японии утверждают, что уже нашли сыворотку от данного вируса.

Однако, пока специфические противовирусные препараты разрабатываются, все сходятся во мнении, что прежде всего терапия должна быть направлена на поддержание функций жизненно-важных органов, т.е. применяется симптоматическое лечение.

1. Медикаментозное лечение

Министерство Здравоохранения РФ 03.02.2020 г. опубликовало временные методические рекомендации по лечению вирусной инфекции COVID-19, в которой указаны следующие противовирусные препараты против этого вируса – «Рибавирин», «Лопинавир/Ритонавир», «Рекомбинантный интерферон бета-1b».

Для контроля за температурой тела- если она повышается до критических отметок (40 °С и выше) или не проходит в течение нескольких дней, держась на уровне 38,5 °С у взрослых и 38 °С у детей, применяются жаропонижающие лекарства — «Парацетамол».

В начале вспышки болезни применяли лекарства из группы нестероидные противовоспалительные препараты (НПВС) – «Ибупрофен», «Нурофен», «Нимесил» и прочие, однако от них выявлен эффект усиления течения болезни и появления осложнений, поэтому Ибупрофен и прочие средства при лечении КОВИД-19 запрещен.

При средне-тяжелом и тяжелом поражении проводится дезинтоксикационная терапия, целью которой является очищение организма, в частности, крови от продуктов инфекционного поражения, состоящих из самих микробов, а также продуктов их жизнедеятельности в организме. Для детоксикации организма применяются растворы глюкозы («Декстроз»), электролитов (полиионные растворы), «Декстран», растворы кристаллоидов, «Гидрокарбоната натрия». После этих средств применяются диуретики (мочегонные средства) – «Фуросемид», «Маннитол».

Применение диуретиков также способствует снижению отечности в легких, частично профилактируя тем самым обструкцию дыхательных путей.

При сильном насморке и заложенности носа, выраженной отечности носовых ходов назначаются сосудосуживающие капли — «Фармазолин», «Отривин», «Нокспрей» и прочие.

При нарушении дыхательной функции применяют ИВЛ (искусственная вентиляция воздуха), а при необходимости делают интубацию трахеи.

Китайские медики также с успехом испробовали лечить пневмонию, вызванную SARS-CoV-2 экстракорпоральной оксигенацией, суть которого заключается в искусственном насыщении крови кислородом, тем самым улучшив дыхательную функцию организма.
Гормональные препараты (глюкокортикостероиды) при COVID-19 в отличие от пневмонии, вызванной SARS-CoV-1 и MERS-CoV применять не рекомендуется, т.к. замечен незначительный результат по снятию воспалительного процесса, но, в это же время, гормоны замедляли действие иммунитета по купированию нового коронавируса.

Антибиотики против вирусной инфекции также не назначаются, поскольку они не обладают против них никаким пагубным действием, а вот дополнительно понизить реактивность иммунитета при их применении вполне возможно. Назначение антибактериальных препаратов целесообразно лишь при вторичной бактериальной инфекции.

2. Диета при COVID-19

Цель диетического питания при коронавирусах – поддержать организм и аккумулировать его силы на борьбу с инфекцией.

При ОРВИ, пневмонии и других инфекционных заболеваниях дыхательной системы назначается диета №13 (стол №13).

При данной диете не рекомендуется к употреблению жирного, острого, жаренного, копченостей, крепкого чая, кофе, и конечно же, алкогольной продукции.

Характеристики и структура SARS-CoV-2

Вирион коронавируса SARS-CoV-2, как и большинство других Coronaviridae имеет шарообразную форму, с нуклеокапсидом и РНК внутри, а снаружи покрытым жировой (липидной) оболочкой. Длина РНК составляет до 30 000 нуклеотидов в последовательности, где также присутствуют нетранслируемые участки длиной 281 и 325 нуклеотида. Из липидной оболочки выступают булавовидные пепломеры гликопротеин S, гемагглютинин-эстераза (НЕ), белки М, Е.

Устойчивость во внешней среде

Согласно исследованиям2 итальянских ученых Filippo Ansaldi, P Morelli и прочих, капсид коронавируса (SARS-CoV), как и вируса группы А (Influenza A virus) повреждается при контакте с этанолом (70%), хлоргексидином (1%), гипохлоритом натрия (0,01%), что препятствует его дальнейшей репликации.

Другие дезинфекторы, которые убивают коронавирус в течение 1 минуты — этанол (80% и более), изопропанол (45%), н-пропанол (30%), мезетрония этилсульфат (0,2%).

Вирус разрушается на поверхности в случае воздействия на него температуры +33 °С в течение 16 часов, или +56 °С, в течение 10 минут.

Также инфекция разрушается при воздействии ультрафиолетовых лучей в течение 2-15 минут, это в случае обработки поверхности УФ-облучением от кварцевых ламп.

В воде коронавирусы способны сохранять свою активность в течение 9 суток. Столько же времени инфекция живет при комнатной температуре (около 22 °С) на следующих поверхностях — пластик, металл, стекло, бумага.

При охлаждении до +4 °С, особенно на фоне высокой влажности или замораживании температурой в −70 °С — в течение нескольких лет.

Выводы

На современном этапе развития науки не существует достоверного и безопасного метода неспецифического воздействия на иммунитет для противодействия коронавирусным инфекциям, за исключением здорового образа жизни, который работает не сиюминутно, а только в долгосрочной перспективе.

Единственный способ воздействовать на иммунитет специфически, то есть конкретно против этого инфекционного агента,  — вакцинация. Но разработка таких препаратов, как упоминалось выше, процесс долгий и дорогой, поэтому в ближайшем будущем ожидать появления вакцин против коронавирусов не стоит.