Схематическое изображение SARS-CoV-2
Сегмент S1 связывается с рецепторами клеточной мембраны.
Сегмент S2 способствует слиянию вируса с клеткой.
Значение спайк-белка: начальная связь протеолитическая активность слияние с мембраной. [230]
Receptor-binding domain (RBD) вируса SARS-CoV-2 имеет более высокую аффинность для связи с рецептором ACE2, чем вирус SARS-CoV (более эффективное проникновение в клетку). Однако, аффинность целого протеина S вируса SARS-CoV-2 к рецептору ACE2 похожая или даже ниже, чем у SARS-CoV. RBD вируса SARS-CoV-2, скорее всего, менее незащищенный (lying down position), тогда как RBD вируса SARS-CoV имеет standing up position. [230]
SARS-CoV-2 состоит как минимум из 14 ORF [231] (Open Reading Frames) с полной длиной 29 903 bp. [93] Его геном похож на SARS-CoV с порядком генов 5» -ORF1ab-S-E-M-N-3». [93] Содержит также РНК-зависимую РНК-полимеразу (RdRp).
SARS-CoV-2 считался генетически более стабильным, чем SARS-CoV и MERS-CoV. Однако, в публикации от 12 марта 2020 было сказано, что в геноме коронавируса SARS-CoV-2, который обнаружен у восьми госпитализированных пациентов в Сингапуре, зафиксирована делеция (потеря части генетического материала). [8] Как известно, позже произошло еще несколько делеций.
Геном SARS-CoV-2
2 больших ORF (open reading frames) кодируют 2 полипротеина (рр1а и рр1b), которые после протеолитической активности дают начало 16 неструктурным белкам (nsp).
Остальная часть состоит из interspersed open reading frames, которые кодируют добавочные и неструктурные белки, которые не являются существенными для репликации, но имеют иммуносупрессорную активность. [231]
Значение структурных составляющих вируса:
ORF1a вирусная транскрипция/репликация;
ORF1b вирусная транскрипция/репликация, рибосомальный сдвиг;
S прикрепление к клетке и слияние с ней;
E сборка вириона и морфогенез;
ORF7a активирует выброс провоспалительных цитокинов для вирусного патогенеза;
N сборка вирусного генома, транскрипция, сборка вириона.
Цикл репликации вируса в клетках дыхательных путей: прикрепление вируса к клетке хозяина и проникновение путем слияния с мембраной или эндоцитозом освобождение вирусного генома трансляция вирусного полимеразного протеина (рр1а и рр1b) репликация РНК субгеномная транскрипция трансляция вирусных структурных протеинов протеины S, E и М связываются с нуклеокапсидом образование зрелого вириона экзоцитоз. [232]
Комплекс репликации вирусной РНК состоит из неструктурных белков:
nsp12 (RdRp)
nsp7
nsp8 (I/II).
Популяционный генетический анализ 103 геномов SARS-CoV-2 показал, что в начале 2020 г. вирус эволюционировал в два основных типа (L и S). Тип L (70%) был более распространен, чем тип S (30%). Тип S эволюционно старше и менее агрессивен. [9] В сентябре 2021 года штаммов уже намного больше.
Gis aid. Сентябрь 2021 [228]
Генетически, SARS-CoV-2 примерно на 79% похож с SARS-CoV и примерно на 50% с MERS-CoV. Zhang et al, 2020, Kirtipal et al, 2020.
Другие коронавирусы, патогенные для человека: SARS-CoV, MERS-CoV, HCoV-HKU1, HCoV-NL63, HCoV-OC43 и HCoV-229E.
Штаммы SARS-CoV-2
Эволюция вируса была ожидаемой, и чем больше распространяется SARS-CoV-2, тем больше у него возможностей для развития и мутаций. Снижение передачи с помощью установленных и проверенных методов борьбы с болезнью, а также недопущение интродукции в популяции животных являются ключевыми аспектами глобальной стратегии по сокращению появления мутаций, которые имеют негативные последствия для общественного здравоохранения.
На Gis aid доступны данные 3960 геномов SARS-CoV-2. Сент. 2021 [228]
Так, замещение D614G в феврале 2021 года увеличивает инфекционность вируса (Plante et al, 2020). Volz et al, 2021 опубликовал данные о том, что D614G ассоциировалось с более высокой вирусной нагрузкой и более молодым возрастом заболевших.
20 декабря 2020 года в Соединенном Королевстве был выделен штамм SARS-CoV-2 Альфа (ранее VUI 202012/01, изначально назван британским). Основные мутации штамма: делеция 6970, делеция 144, N501Y, A570D, D614G, P681H, T716I, S982A, D1118H. Мутация N501Y произошла непосредственно в RBD.
Возможное происхождение штамма Альфа: длительное персистирование инфекции у иммунокомпрометированного пациента с возможным накоплением «escape mutations», либо вирус попал к животному, а от животного снова к человеку.
Ретроспективное когортное исследование (препринт) у людей с положительной реакцией на SARS-CoV-2 с помощью ОТ-ПЦР было проведено с использованием наборов медицинских данных в провинциях Онтарио и Альберта, Канада, которые были наиболее пострадавшими провинциями во время возобновления случаев заболевания в Канаде с февраля до мая 2021 года. За это время 30-дневные исходы для тех, кто был инфицирован VОС (n = 37902), из которых 91% (34 658/37 902) были инфицированы штаммом Alpha, показали более высокий риск смерти [скорректированное отношение шансов (aOR) 1,34 в Онтарио и 1,53 в Альберте] и госпитализации [aOR 1,57 в Онтарио и aOR 1,88 в Альберте] по сравнению с инфицированными не-VОС. [224]