Исследователи заметили, что некоторые коронавирусы , например коронавирус ближневосточного респираторного синдрома (MERS-CoV), никогда не вызывали пандемии,
в то время как другие, такие как коронавирус тяжелого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2), вызывают.
В новом исследовании ученые сосредоточились на разгадке того, почему одни коронавирусы могут вызывать пандемию, а другие нет. Исследование, которое доступно в качестве предварительного доказательства в PLOS Biology , важно, потому что оно обеспечит целостное понимание эволюции вирусного генома для усиления передачи на уровне населения.
За последние два десятилетия три коронавируса передались от животных и вызвали эпидемии. Коронавирус тяжелого острого респираторного синдрома (SARS-CoV-1), появившийся в 2002 году, унес сотни жизней, но в конечном итоге был локализован. Затем в 2012 году появился MERS-CoV, но в основном он оставался в Саудовской Аравии. Самый последний SARS-CoV-2 чрезвычайно заразен и оказал огромное влияние на мировую систему здравоохранения и экономику.
Характерная особенность вируса в момент распространения определяет перспективу пандемии. Например, когда были идентифицированы зоонозные резервуары SARS-CoV-1 и SARS-CoV-2, они не играли существенной эпидемиологической роли. Напротив, в то время, когда был идентифицирован зоонозный резервуар (верблюд) БВРС-КоВ, он играл значительную роль в возникновении периодических вспышек. Таким образом, процесс появления MERS-CoV отличается от SARS-CoV-1 и SARS-CoV-2.
Высокая скорость передачи SARS-CoV-2 среди людей объясняется приобретением правильных признаков во время циркуляции в зоонозном резервуаре до заражения людей. Некоторые из признаков, приобретаемых вирусом, представляют собой области последовательности РНК, которые вызывают сильные врожденные иммунные ответы, которые часто встречаются в геноме MERS-CoV, но редко встречаются в SARS-CoV-2. Более низкие отношения CpG помогли SARS-CoV-2 избежать врожденного иммунитета человека.
Повторяющееся распространение от верблюдов к человеку при БВРС-КоВ создало барьер для отбора для эффективной передачи по сравнению с коронавирусами с ограниченной частотой распространения. Повторяющиеся побочные эффекты приводят к скрытому иммунитету у людей, что делает их менее восприимчивыми к инфекции.
Роль хозяина в биологии и патогенезе
Несмотря на то, что условия, связанные с зоонозным резервуаром, не помогли MERS-CoV повысить скорость его передачи, короткие цепочки передачи от человека к человеку предоставили дополнительные возможности для отбора и адаптации. Биология внутри хозяина может влиять на скорость роста вируса и изменять вирусный тропизм.
Внутрихозяинный R-фактор, определяющий внутрихозяинную динамику вируса БВРС-КоВ на начальном этапе появления симптомов, был низким по сравнению с SARS-CoV-1 и SARS-CoV-2. Исследователи еще не определили связь между симптомами и ростом вируса внутри хозяина.
Несколько исследований указали на возможные определяющие факторы более медленного роста MERS-CoV внутри хозяина, которые включают менее эффективное уклонение от врожденного иммунитета, процесс с участием многих белков коронавируса, помимо шиповидного белка , и более низкую частоту вируса, генерируемого в каждой инфицированной клетке.
Ученые также заявили, что расположение инфицированных клеток может влиять на тяжесть заболевания и легкость распространения вируса. MERS-CoV использует дипептидилпептидазу 4 (DPP4) рецептора клеточной поверхности для заражения людей. Распространение DPP4 в дыхательных путях человека может играть важную роль в подавлении возникновения пандемии. Однако расположение DPP4 (нижние дыхательные пути) приводит к более тяжелому заболеванию, что привело к более высокому уровню смертности по сравнению с SARS-CoV-1 и SARS-CoV-2. Последние вирусы используют рецептор ангиотензинпревращающего фермента 2 (ACE2), присутствующий в верхних дыхательных путях.
Сравнение MERS-CoV и SARS-CoV-2
Ученые заявили, что характерные свойства хостов и вирусов определяют вирусную нагрузку. Они считают, что создание связанного с MERS-CoV и SARS-CoV-2 атласа, содержащего местоположение максимальной вирусной нагрузки и межвидовое разнообразие вирусных рецепторов, присутствующих в дыхательных путях хозяина и других частях тела, поможет понять связь между рецепторами. и передачи вируса.
Знание диапазона и географии пар хозяин-вирус может также пролить свет на пандемический потенциал патогенов. Разработка общей модели взаимодействия хозяина и вируса и сравнение их со всеми другими вирусными генами поможет охарактеризовать патогены с пандемическим потенциалом. Исследователи применили метод компьютерного моделирования, чтобы понять связь между факторами на уровне хозяина и факторами на уровне популяции, связанными с SAR-CoV, SARS-CoV-1 и SARS-CoV-2. В этой модели они использовали такие параметры, как фактор связывания рецепторов, иммунный ответ и вирусная передача.
Будущие перспективы
Исследователи заявили, что, хотя был достигнут значительный прогресс в расширении эпиднадзора за новыми патогенами, необходимы дополнительные исследования, чтобы лучше понять генетику патогенов и экологию вирусов MERS-CoV и SARS. Дополнительные исследования, посвященные различиям между MERS-CoV и SARS-CoV-2, могут помочь лучше понять и разработать теории о новых патогенах.
