1. Резолюція конференції «Інновації в алергології та імунології»

2. Діарея та втрата ваги в дитини:  чи завжди це безпечний і минущий стан?

   О. А. Ошлянська, Т. Г. Надточій, М. Ф. Денисова, Л. І. Омельченко, Л. Ф. Слєпова, Н.М. Музика, А. Г. Арцимович

3. Інноваційне вирішення проблеми назальної обструкції у вагітних

   Ю.В. Шукліна

4. Новий коронавірус: структура геному, реплікація та патогенез

   Yu Chen, Qianyun Liu, Deyin Guo

5. Різдвяні читання у Львові: інновації в алергології та імунології

6. Інфекції та імунітет: актуальні питання діагностики, лікування та профілактики інфекційних захворювань

7. Хвороба Лайма NICE | The National Institute for Health and Care Excellence

8. Лікування хронічної кропив’янки в дітей: клінічні рекомендації

   Carlo Caffarelli, Francesco Paravati, Maya El Hachem et al.

9. Дворічний курс специфічної імунотерапії та тривале лікування антигістамінними препаратами забезпечують зворотний розвиток еозинофільного запалення при тяжкому хронічному алергічному риніті

   M. Lauriello, P. Muzi, L. Di Rienzo et al.

Зміст статті:

• Структура вірусного геному та реплікація
• Роль неструктурних і структурних білків у реплікації CoV
• Різноманітність патогенезу CoV-інфекції
• Лікування та профілактика

Коронавіруси (CoV) відіграють значущу роль як збудники хвороб людини та хребетних тварин. Вони можуть уражати дихальний і травний тракт, печінку та центральну нервову систему людини, худоби, птахів, кажанів, мишей та інших диких тварин [1–3]. Спалахи тяжкого гострого респіраторного синдрому (Severe acute respiratory syndrome; SARS) у 2002–2003 рр. і Близькосхідного респіраторного синдрому (Middle East respiratory syndrome; MERS) у 2012 р. продемонстрували можливість передачі нових CoV від тварини до людини та від людини до людини [4, 5].

Спалах незвичної пневмонії в Ухані, що почався в грудні 2019 р., привернув величезну увагу всього світу. Китайський уряд і дослідники вживають швидких заходів для контролю спалаху та проведення етіологічних досліджень. Збудник загадкової пневмонії був визначений як новий коронавірус (nCoV) за допомогою глибокого секвенування та етіо­логічних досліджень принаймні 5 незалежними лабораторіями Китаю (www.virological.org та www.gisaid.org). 12 січня 2020 р. Всесвітня організація охорони здоров'я (ВООЗ) тимчасово назвала його новим коронавірусом 2019 року (2019-nCoV) (11 лютого 2020 р. ВООЗ визначилась з офіційною назвою – COVID-19, що є скороченням від Coronavirus disease. – Прим. ред.).

Спорадичне виникнення нових типів CoV і обумовлених ними спалахів нагадують, що CoV становить серйозну глобальну загрозу для здоров'я. Дуже ймовірно, що у зв'язку зі змінами клімату, екології, а також збільшенням взаємодії людини з тваринами нові спалахи цієї інфекції неминучі. Таким чином, виникає нагальна потреба в розробці ефективних методів терапії та профілактики CoV-інфекції.

Структура вірусного геному та реплікація

CoV належить до підродини Coronavirinae родини Coronaviridae порядку Nidovirales. До цієї підродини належать 4 роди: Alphacoronavirus, Betacoronavirus, Gammacoronavirus і Deltacoronavirus. Геном CoV являє собою одноланцюгову позитивну РНК (+ssRNA) (~30 тис. пар нуклеотидів; т.п.н.) з 5'-метильованим кепом і 3'-полі-A-хвостом. Геномна РНК виступає матрицею для прямої трансляції поліпротеїну 1a/1ab (pp1a/pp1ab), який кодує неструктурні білки (nsp), що утворюють реплікаційно-транскрипційний комплекс (RTC) у везикулах, утворених двошаровою мембраною [6]. Далі за допомогою RTC шляхом переривчастої транскрипції синтезується вкладений набір субгеномних РНК (сгРНК) [7]. Ці субгеномні месенджерні РНК (мРНК) мають спільні 5'-лідерні та 3'-термінальні послідовності. Припинення транскрипції та формування лідерної РНК відбувається на регуляторних послідовностях транскрипції, розташованих між відкритими рамками зчитування (open reading frames; ORF). Ці мінус-ланцюги РНК слугують шаблонами для утворення субгеномних мРНК [8, 9].

Геном і субгеноми типового CoV містять щонайменше 6 ORF. Перші ORF (ORF1a/b) становлять приблизно дві третини довжини геному, кодують 16 неструктурних білків (nsp1–16), за винятком гаммакоронавірусу, в якого nsp1 відсутній. Між ORF1a і ORF1b існує –1 зсув рамки зчитування, що забезпечує утворення двох поліпептидів: pp1a та pp1ab. З цих поліпептидів під впливом вірусної хімотрипсиноподібної протеази (3CLpro) або основної протеази (Mpro) та однієї або двох папаїноподібних протеаз утворюються 16 неструктурних білків [10, 11]. Інші ORF, що займають третину геному біля 3′-кінця, кодують щонайменше 4 основні структурні білки: шип (S), мембрану (M), оболонку (E) та нуклео­капсидні білки (N). Крім цих 4 основних структурних білків різні CoV кодують спеціальні структурні та допоміжні білки, такі як HE, 3a/b, 4a/b. Усі структурні та допоміжні білки утворюються за допомогою трансляції з сгРНК [7].

Вирівнювання геномної послідовності різних CoV демонструє 58% ідентичність на ділянці, що кодує nsp, 43% ідентичність на ділянці кодування структурних білків і 54% – на рівні всього геному, що свідчить про те, шо nsp є консервативнішими, а структурні білки – різноманітнішими, бо мають адаптуватись до нових хазяїв. Оскільки частота мутацій під час реплікації РНК-умісних вірусів значно вища, ніж ДНК-умісних, довжина геному РНК-умісних вірусів зазвичай становить менше ніж 10 т.п.н. Однак довжина геному CoV набагато більша, приблизно 30 т.п.н., у порівнянні з найвідомішими РНК-умісними вірусами. Підтримання такої довжини геному CoV може забезпечуватись завдяки особливим властивостям RTC, який містить ферменти, що забезпечують процесинг РНК, зокрема 3'-5'-екзорибонуклеазу nsp14.

Екзорибонуклеаза 3'-5' є унікальною для CoV і не виявляється в інших РНК-умісних вірусів. Вона, ймовірно, забезпечує корекційну функцію RTC [12–14]. Аналіз послідовності показує, що 2019-nCoV має типову структуру геному і належить до кластеру бетакоронавірусів, до якого належать CoV кажанів – Bat-SARS-like (SL)–ZC45, Bat-SL ZXC21, – а також SARS-CoV і MERS-CoV. Виходячи з філогенетичного дерева CoV, 2019‐nCoV тісніше пов'язаний з Вat-SL–CoV ZC45 і Вat-SL–CoV ZXC21 та більш віддалено – з SARS-CoV.

Роль неструктурних і структурних білків у реплікації CoV

Більшість nsp1–16 беруть участь у реплікації CoV. Однак функції деяких nsp невідомі або вивчені недостатньо.

Основними для збирання віріонів і інфікування є 4 структурні білки. Гомотримери білків S утворюють на поверхні вірусу шипи і відповідають за приєднання до рецепторів хазяїна [53]. М-білок має три трансмембранні домени, відповідає за форму віріону, сприяє формуванню вигинів мембрани та утворює зв'язки з нуклео­капсидом [52, 53]. Білок Е бере участь у збиранні та виході вірусу, а також у патогенезі вірусної інфекції [54, 55]. Білок N має два домени, обидва з яких за допомогою різних механізмів можуть зв'язувати геном вірусної РНК. Повідомляють, що N-білок може зв'язуватися з nsp3, сприяючи приєднанню геному до RTC і упакуванню інкапсидованого геному у віріони [56–58]. Білок N також є антагоністом інтерферону (INF) і репресором інтерференції РНК, що, очевидно, є сприятливим для реплікації вірусу [59].

Різноманітність патогенезу CoV-інфекції

Різні CoV мають різноманітний спектр хазяїв і тропні до різних тканин. Зазвичай альфакоронавіруси та бетакоронавіруси вражають ссавців. Гаммакоронавіруси та дельтакоронавіруси вражають птахів і риб, але деякі з них можуть вражати і ссавців [4, 60]. До 2019 р. було відомо лише 6 CoV, здатних інфікувати людину та спричинювати респіраторні захворювання.

HCoV-229E, HCoV-OC43, HCoV-NL63 і HKU1 спричинюють легкі захворювання верхніх дихальних шляхів, в рідкісних випадках деякі з них можуть спричинювати тяжку інфекцію у немовлят, дітей молодшого та осіб похилого віку. SARS‐CoV і MERS‐CoV можуть вражати нижні дихальні шляхи та спричинювати тяжкий респіраторний синдром людини [56, 61]. Деякі CoV можуть вражати худобу, птахів, кажанів, мишей, китів і багатьох інших диких тварин, що може обумовлювати значні економічні втрати. Наприклад, у 2016 р. CoV кажанів HKU2, пов'язаний з синдромом гострої діареї свиней, спричинив масштабний спалах смертельного захворювання у Південному Китаї. Загинуло понад 24 000 поросят [62]. Це перший документально підтверджений випадок поширення CoV кажанів, що спричинив тяжкі захворювання у худоби [4, 63].

Новий CoV, 2019-nCoV, який на основі аналізу послідовності відносять до бетакоронавірусів, також може вражати нижні дихальні шляхи та спричинювати пнев­монію в людини, але, очевидно, з легшим перебігом, ніж у випадку SARS і MERS.

Спочатку багато хворих мали прямий чи опосередкований зв'язок з оптовим ринком морепродуктів Huanan в м. Ухань, який, як вважають, є початковим місцем спалаху 2019 р. Однак передача 2019-nCoV від риб до людини малоймовірна. 2019‐nCoV і CoV білуги – Beluga Whale CoV/SW1 – належать до різних родів і, очевидно, мають різний спектр хазяїв. Оскільки ринок морепродуктів в Ухані продає і інших тварин, природнього хазяїна 2019-nCoV ще належить ідентифікувати.

У зв'язку з можливістю передачі вірусу від тварини до людини слід постійно контролювати CoV-інфекцію серед свійської худоби та інших тварин, у тому числі кажанів і диких тварин, що продаються на ринку. Крім того, з'являється все більше свідчень, що 2019-NCoV передається від людини до людини, оскільки інфекція розвивається в людей, які не відвідували Ухань, але мали тісний контакт з членами сім'ї, які відвідали і були інфіковані (www.cctv.com).

Основні патогенні CoV наведено в таблиці.

Таблиця. Основні патогенні CoV

Лікування та профілактика

На сьогодні не існує специфічної противірусної терапії CoV-інфекції, основні методи лікування є підтримувальними. Рекомбінантний інтерферон з рибавірином виявляє обмежений ефект проти CoV [64]. Після епідемії SARS і MERS були спрямовані великі зусилля на розробку нових противірусних препаратів, які б діяли на протеази, полімерази, метилтрансферази та білки злиття CoV, проте жоден з них не продемонстрував ефективість у клінічних випробуваннях [65–67]. Запропоновані для застосування плазма та антитіла, отримані від реконвалесцентів [68].

Крім того, розроблено вакцини з використанням інактивованих вірусів, живих атенуйованих вірусів, вакцини на основі вірусних векторів, субодиничні вакцини, з використанням рекомбінантних білків і ДНК, але дотепер їх досліджували лише на тваринах [69, 70].

У зв'язку з відсутністю ефективної терапії та вакцини нині найкращими заходами є контроль джерел інфекції, рання діагностика, звітність, ізоляція, підтримувальне лікування та своєчасне інформування про епідемію задля уникнення зайвої паніки. Засоби особистої профілактики – належна гігієна, правильно підігнана маска, вентиляція та уникнення місць скупчення людей – допоможуть запобігти зараженню CoV.

Реферативний огляд статті Yu Chen «Emerging coronaviruses: Genome structure ,  replication, and pathogenesis», J Med Virol. 2020;92:418–423,
підготувала Євгенія Канівець.

Повну версію статті дивіться на сайті: https://onlinelibrary.wiley.com/journal/10969071