Коронавирус: всё что нужно знать

Бубнов Александр Владимирович

SARS-CoV-2 – это Betacoronavirus B, впервые выявленный 31 декабря 2019 года в результате анализа нуклеиновой кислоты у пациента с пневмонией, вызвал настоящую пандемию пневмонии нового типа COVID-19 и к весне 2020 года стал всемирной проблемой, в результате чего были закрыты многие границы и введены экстренные меры безопасности (карантин, строгая изоляция и так далее). Изначально именовался «китайским» вирусом, поскольку был обнаружен в г. Ухань КНР, затем мутировал в «итальянский» и «европейский» («испанский») штаммы, которые распространились по всему миру, в конце 2020 года появился новый штамм – «британский»,

в начале 2021 года – «южноафриканский».

Первыми геном вируса полностью расшифровали службы здравоохранения Китая, 10 января его сделали публично доступным. До 12 января 5 геномов были зарегистрированы в базе данных GenBank, к 26 января их количество выросло до 28. За исключением самого раннего генома, геномы находятся под эмбарго в GISAID. Филогенетический анализ доступен через Nextrain.

На данный момент в открытом доступе можно найти почти 300 000 последовательностей геномов SARS-CoV-2 (геном=набор генов), которые расставлены в филогенетическом дереве с 5 января 2020 года по сегодняшний день.

Длина РНК-последовательности коронавируса составляет около 30 000 нуклеотидов. РНК варианта Wuhan-Hu-1 (номер GenBank MN908947, RefCeq NC_045512) SARS-CoV-2 содержит 29 903 нуклеотида с нетранслируемыми участками длиной 281 и 325 нуклеотидов. Предполагаемые кодирующие области распределены по 10 белкам.

Размер вирионаSARS-CoV-2 составляет порядка 50-200 нанометров. Белковое моделирование, осуществлённое на основе расшифрованного генома вируса, показало, что рецептор-связывающий S-белок вируса может иметь достаточно высокую афинность белку человека ангиотензинпревращающий фермент 2 (АПФ2, англ. ACE2) и использовать его как точку входа в клетку. Именно АПФ2 является рецептором для вируса SARS-CoV-2, так же как и для вируса SARS-CoV. Вирус для проникновения в клетки человека использует белок SP, с помощью которого взаимодействует с белком басигином (CD147) заражаемой клетки человека

Генетически вирус на 80 % идентичен SARS-CoV. Однако, изучение аэрозолей продемонстрировало, что SARS-CoV-2 весьма эффективно распространяется даже в тех условиях, при которых SARS-CoV и MERS-СoV неактивны. Так, при температуре 23 градуса Цельсия и относительной влажности 53 процента SARS-CoV-2 сохраняется в аэрозольной суспензии 16 часов.

Индекс репродукции SARS-CoV-2, по данным Китайского центра по контролю и профилактике заболеваний, оценивается между 2 и 3, что по определению индекса соответствует количеству людей, которые заражаются от одного инфицированного, одно из исследований оценило среднее значение по состоянию на 22 января 2020 года в 2,2 (другое ранее проведённое исследование показывало диапазон 3,3–5,47).

Учитывая, что первые случаи заболевания COVID-19 были зарегистрированы в китайском городе Ухань, большинство заболевших было связано с местным оптовым рынком морепродуктов Хуанань, где продавались живые животные. На ранних этапах количество заражённых удваивалось примерно каждые 7,5 дней; к середине января 2020 года вирус проник и в другие провинции Китая – этому способствовал статус Уханя как важного транспортного узла и возросшее число поездок в связи с приближающимся китайским Новым годом. Зимой 2019–2020 годов большинство новых случаев заболевания и смертей приходилось на Хубэй – провинцию Китая, центром

которой является Ухань; однако уже 26 февраля количество новых случаев COVID-19 за пределами Китая превысило количество заражений в пределах этой страны. В конце января 2020 года ВОЗ присвоила распространению заболевания статус «чрезвычайной ситуации международного значения», а в марте охарактеризовала его как мировую пандемию.

По данным на декабрь 2020 года было подтверждено 68,92 млн случаев заражения и 1,56 миллиона летальных исходов. При этом средняя смертность по всему миру составляла около 6-7 %, по странам: в России – 1,2 %, в Испании – 3%, в Мексике – 13%, в Соединенном Королевстве и Италии – 14 %, во Франции – 15,3 %, в США и Бразилии – 6 %, одна из самых высоких смертностей была зарегистрирована в Йемене – 29%.

По данным Яндекс.Стат на 23 февраля 2021 года в мире зарегистрировано более 112 млн. зараженных коронавирусом нового типа SARS-CoV-2 (COVID-19), из них со смертельных исходом почти 2,5 млн. человек.

В целом по миру больше половины случаев заболевания пришлось на США, Индию, Бразилию, Францию и Россию.

3.2.Мутации коронавируса нового типа

Прежде, чем говорить о мутациях вируса, следует понять, что же такое мутация и каков её механизм.

Итак, при репликации вирусного генома часто случаются ошибки, обычно это точечные мутации – замены, перестановки букв генетического кода, удаления. Особенно это характерно для РНК-вирусов, к которым относится и SARS-CoV-2. Для исправления ошибок есть специальные ферменты, но они не всегда успешно срабатывают, так что вирусы постепенно эволюционируют.

Поскольку защитная система организма распознает в белке-шипе чужака и вырабатывает особые белки-антитела, нейтрализующие инфекцию, то изменения белка-шипа (или же мутации) могут приводить к ускользанию коронавируса от тестов, сформированного иммунитета и некоторых вакцин.

Поэтому исследователи с самого начала эпидемии выборочно секвенировали геном возбудителя, чтобы следить за его эволюцией. Результаты со всего мира загружают в базу GISAID. Сейчас там уже более полумиллиарда образцов.

С начала вспышки болезни в Китае до марта 2020 года, на основе анализа 103 публично доступных геномов SARS-CoV-2 было обнаружено не менее 149 изменений. Как показало исследование, коронавирус выделился в два подтипа (клайда): наиболее часто встречающийся L (70 %) и S (30 %).

Подтип L чаще встречался на ранних этапах вспышки в Ухане, однако к началу января 2020 года его частота снизилась. Человеческое вмешательство оказало сильное селективное давление на этот подтип, который может быть более агрессивен и распространяется быстрее.

С другой стороны, сравнительная распространённость подтипа S, который эволюционно старее и менее агрессивен, вероятно, возросла в силу более слабого селективного давления.

Чуть позже был выделен подтип или клайд О.

Первоначальное разделение вирусов SARS-CoV-2 на клайды базировалось на минорных мутациях в структуре генома, которые не имели значения для практического здравоохранения, поскольку не изменяли биологические свойства вируса (вирулентность, контагиозность, чувствительность к противовирусным препаратам).