SARS-CoV-2

Informacje genomowe
	genomu izolatu Wuhan-Hu-1, najwcześniejszej zsekwencjonowanej próbki SARS-CoV-2
Identyfikator genomu NCBI
Rozmiar genomu	29 903 baz
Rok ukończenia	2020
	( UCSC )

Koronawirus zespołu ostrej niewydolności oddechowej 2
	Kolorowa transmisyjna mikrografia elektronowa wirionów SARS-CoV-2 z widocznymi koronami
● Niebieski:	koperta
● Turkus:	kolczasta glikoproteina (S)
● Czerwony:	białka otoczki (E)
● Zielony:	białka błonowe (M)
● Pomarańczowy:	glikan
Klasyfikacja wirusów
(nierankingowe):	Wirus
królestwo :	Rybowiria
Królestwo:	Orthornawirusy
Gromada:	Pisuviricota
Klasa:	Pisoniviricetes
Zamówienie:	Nidowirusy
Rodzina:	Koronawirusy
Rodzaj:	Betakoronawirus
Podrodzaj:	sarbekowirus
Gatunek:	Koronawirus związany z zespołem ostrej niewydolności oddechowej
Wirus:	Koronawirus zespołu ostrej niewydolności oddechowej 2
Godne uwagi warianty
	Alfa (B.1.1.7); Beta (B.1.351); Gamma (str. 1); Delta (B.1.617.2); Omikron (B.1.1.529); Pełna lista;
Synonimy
	2019-nCoV ;

Koronawirus 2 zespołu ostrej ostrej niewydolności oddechowej ( SARS-CoV-2 ) to szczep koronawirusa , który powoduje COVID-19 (choroba koronawirusowa 2019), chorobę układu oddechowego odpowiedzialną za trwającą pandemię COVID-19 . Wirus miał wcześniej tymczasową nazwę , nowy koronawirus 2019 ( 2019-nCoV ), i był również nazywany ludzkim koronawirusem 2019 ( HCoV-19 lub hCoV-19 ). Po raz pierwszy zidentyfikowany w m Wuhan , Hubei , Chiny, Światowa Organizacja Zdrowia ogłosiła wybuch epidemii stanem zagrożenia zdrowia publicznego o zasięgu międzynarodowym w dniu 30 stycznia 2020 r., a pandemią w dniu 11 marca 2020 r. SARS-CoV-2 to jednoniciowy wirus RNA o dodatniej czułości który jest zaraźliwy dla ludzi.

SARS‑CoV‑2 to wirus z gatunku koronawirusa związanego z zespołem ostrej niewydolności oddechowej (SARSr-CoV), spokrewniony z wirusem SARS-CoV-1 , który spowodował epidemię SARS w latach 2002–2004 . Pomimo bliskiego pokrewieństwa z SARS-CoV-1, jego najbliższymi znanymi krewnymi, z którymi tworzy grupę siostrzaną, są pochodne wirusy SARS BANAL-52 i RaTG13. Dostępne dowody wskazują, że najprawdopodobniej jest odzwierzęcego i ma bliskie podobieństwo genetyczne do koronawirusów nietoperzy, co sugeruje, że wyłonił się z wirusa przenoszonego przez nietoperze . Badania trwają co do tego, czy SARS-CoV-2 pochodzi bezpośrednio od nietoperzy, czy też pośrednio przez żywicieli pośrednich. Wirus wykazuje niewielką różnorodność genetyczną , co wskazuje, że zdarzenie rozprzestrzeniania się SARS-CoV-2 na ludzi prawdopodobnie miało miejsce pod koniec 2019 r.

epidemiologiczne szacują, że w okresie od grudnia 2019 r. do września 2020 r. każda infekcja skutkowała średnio 2,4–3,4 nowymi infekcjami, gdy żaden członek społeczności nie jest odporny i nie są podejmowane żadne środki zapobiegawcze . Jednak niektóre kolejne warianty stały się bardziej zakaźne. Wirus przenosi się drogą powietrzną i rozprzestrzenia się głównie między ludźmi poprzez bliski kontakt oraz aerozole i kropelki oddechowe , które są wydychane podczas mówienia, oddychania lub w inny sposób, a także te, które powstają podczas kaszlu i kichania. Wchodzi _ ludzkich komórek poprzez wiązanie się z enzymem konwertującym angiotensynę 2 (ACE2), białkiem błonowym, które reguluje układ renina-angiotensyna.

Terminologia

Znak z prowizoryczną nazwą „2019-nCoV”

Podczas początkowej epidemii w Wuhan w Chinach używano różnych nazw dla wirusa; niektóre nazwy używane przez różne źródła obejmowały „koronawirus” lub „koronawirus Wuhan”. W styczniu 2020 r. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) zaleciła „nowy koronawirus 2019” (2019-nCoV) jako tymczasową nazwę wirusa. Było to zgodne z wytycznymi WHO z 2015 r. dotyczącymi używania lokalizacji geograficznych, gatunków zwierząt lub grup ludzi w nazwach chorób i wirusów.

11 lutego 2020 r. Międzynarodowy Komitet Taksonomii Wirusów przyjął oficjalną nazwę „koronawirus zespołu ostrej niewydolności oddechowej 2” (SARS-CoV-2). Aby uniknąć pomylenia z chorobą SARS , WHO czasami odnosi się do SARS‑CoV‑2 jako „wirusa COVID-19” w komunikatach dotyczących zdrowia publicznego, a nazwa HCoV-19 pojawiała się w niektórych artykułach naukowych. Nazywanie COVID-19 „wirusem Wuhan” zostało opisane jako niebezpieczne przez urzędników WHO i jako ksenofobiczne przez wykładowcę azjatycko-amerykańskiego Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, Harveya Donga.

Infekcja i przenoszenie

Przenoszenie SARS‑CoV‑2 z człowieka na człowieka zostało potwierdzone 20 stycznia 2020 r. podczas pandemii COVID-19 . Początkowo zakładano, że przenoszenie odbywa się głównie przez kropelki oddechowe podczas kaszlu i kichania w odległości około 1,8 metra (6 stóp). Eksperymenty z rozpraszaniem światła laserowego sugerują, że mówienie jest dodatkowym sposobem transmisji i to dalekosiężnym, w pomieszczeniach, przy niewielkim przepływie powietrza. Inne badania sugerują, że wirus może być również przenoszony drogą powietrzną , a aerozole potencjalnie mogą przenosić wirusa. Podczas transmisji z człowieka na człowieka od 200 do 800 zakaźnych SARS-CoV-2 wiriony inicjują nową infekcję. Jeśli zostanie to potwierdzone, przenoszenie aerozolu ma wpływ na bezpieczeństwo biologiczne, ponieważ głównym problemem związanym z ryzykiem związanym z pracą z pojawiającymi się wirusami w laboratorium jest wytwarzanie aerozoli w wyniku różnych czynności laboratoryjnych, które nie są natychmiast rozpoznawalne i mogą mieć wpływ na innych pracowników naukowych. Inną możliwą przyczyną infekcji jest kontakt pośredni poprzez zanieczyszczone powierzchnie . Wstępne badania wskazują, że wirus może pozostać żywotny na plastiku ( polipropylen ) i stali nierdzewnej ( AISI 304 ) do trzech dni, ale nie przetrwa na tekturze dłużej niż jeden dzień ani na miedzi dłużej niż cztery godziny. Wirus jest inaktywowany przez mydło, które destabilizuje jego dwuwarstwę lipidową . Wirusowe RNA wykryto również w próbkach kału i nasieniu zakażonych osób.

Stopień, w jakim wirus jest zakaźny w okresie inkubacji, jest niepewny, ale badania wykazały, że gardło osiąga szczytowe miano wirusa około cztery dni po zakażeniu lub w pierwszym tygodniu objawów, a następnie spada. Czas trwania wydalania RNA SARS-CoV-2 wynosi na ogół od 3 do 46 dni od wystąpienia objawów.

Badanie przeprowadzone przez zespół naukowców z University of North Carolina wykazało, że jama nosowa jest najwyraźniej dominującym początkowym miejscem infekcji, a następnie za pośrednictwem aspiracji wirus rozsiewa się do płuc w patogenezie SARS-CoV-2. Stwierdzili, że istniał gradient infekcji od wysokiego w proksymalnych do niskich w dystalnych kulturach nabłonka płuc, z ogniskową infekcją w komórkach rzęskowych i pneumocytach typu 2 odpowiednio w drogach oddechowych i obszarach pęcherzyków płucnych.

W badaniach zidentyfikowano szereg zwierząt – takich jak koty, fretki, chomiki, naczelne inne niż ludzie, norki, ryjówki drzewne, jenoty, nietoperze owocożerne i króliki – które są podatne i tolerują zakażenie SARS-CoV-2. Niektóre instytucje zalecają osobom zakażonym SARS-CoV-2 ograniczenie kontaktu ze zwierzętami.

Transmisja bezobjawowa i przedobjawowa

W dniu 1 lutego 2020 r. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) wskazała, że „przenoszenie z przypadków bezobjawowych prawdopodobnie nie jest głównym motorem przenoszenia”. Jedna metaanaliza wykazała, że 17% infekcji przebiega bezobjawowo, a osoby bezobjawowe miały o 42% mniejsze prawdopodobieństwo przeniesienia wirusa.

Jednak model epidemiologiczny początku epidemii w Chinach sugerował, że „przedobjawowe wydalanie może być typowe wśród udokumentowanych infekcji” i że infekcje subkliniczne mogły być źródłem większości infekcji. To może wyjaśniać, jak z 217 osób znalazło się na pokładzie statku wycieczkowego , który zacumował w Montevideo , tylko 24 ze 128 osób, które uzyskały pozytywny wynik testu na wirusowe RNA, wykazywało objawy. Podobnie w badaniu obejmującym dziewięćdziesięciu czterech pacjentów hospitalizowanych w styczniu i lutym 2020 r. oszacowano, że pacjenci zaczęli wydalać wirusa na dwa do trzech dni przed pojawieniem się objawów i że „znaczna część transmisji prawdopodobnie nastąpiła przed pierwszymi objawami w przypadku indeksu ” . Autorzy opublikowali później poprawkę, która wykazała, że wydalanie rozpoczęło się wcześniej niż początkowo szacowano, cztery do pięciu dni przed pojawieniem się objawów.

Ponowna infekcja

Nie ma pewności co do reinfekcji i długoterminowej odporności. Nie wiadomo, jak powszechna jest ponowna infekcja, ale raporty wskazują, że występuje ona ze zmiennym nasileniem.

Pierwszym zgłoszonym przypadkiem reinfekcji był 33-letni mężczyzna z Hongkongu, u którego pierwszy wynik testu był pozytywny 26 marca 2020 r., został wypisany 15 kwietnia 2020 r. po dwóch negatywnych testach i ponownie uzyskał wynik pozytywny 15 sierpnia 2020 r. (142 dni później) , co zostało potwierdzone przez sekwencjonowanie całego genomu, pokazując, że genomy wirusowe między epizodami należą do różnych kladów . Odkrycia sugerują, że odporność zbiorowa może nie wyeliminować wirusa, jeśli reinfekcja nie jest rzadkim zjawiskiem, a szczepionki mogą nie być w stanie zapewnić ochrony przed wirusem na całe życie.

Inne studium przypadku dotyczyło 25-letniego mężczyzny z Nevady, u którego wynik testu na SARS-CoV-2 był pozytywny w dniach 18 kwietnia 2020 r. i 5 czerwca 2020 r. (rozdzielone dwoma negatywnymi testami). Ponieważ analizy genomiczne wykazały znaczące różnice genetyczne między wariantem SARS‑CoV‑2 pobranym w tych dwóch terminach, autorzy studium przypadku ustalili, że była to reinfekcja. Druga infekcja mężczyzny była objawowo cięższa niż pierwsza infekcja, ale mechanizmy, które mogłyby to wyjaśnić, nie są znane.

Zbiornik i pochodzenie

Transmisja SARS-CoV-1 i SARS-CoV-2 ze ssaków jako biologicznych nosicieli na ludzi

Nie zidentyfikowano naturalnego rezerwuaru SARS-CoV-2. Przed pojawieniem się SARS-CoV-2 jako patogenu zakażającego ludzi, miały miejsce dwie poprzednie epidemie koronawirusa oparte na chorobach odzwierzęcych , wywołane przez SARS-CoV-1 i MERS-CoV .

Pierwsze znane infekcje SARS-CoV-2 wykryto w Wuhan w Chinach. Pierwotne źródło przenoszenia wirusa na ludzi pozostaje niejasne, podobnie jak to, czy wirus stał się patogenny przed, czy po zdarzeniu rozlania . Ponieważ wielu wczesnych zarażonych było pracownikami targu owoców morza Huanan , zasugerowano, że wirus mógł pochodzić z rynku. Jednak inne badania wskazują, że odwiedzający mogli wprowadzić wirusa na rynek, co następnie ułatwiło szybką ekspansję infekcji. W raporcie zwołanym przez WHO w marcu 2021 r. Stwierdzono, że najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem jest przenoszenie się człowieka przez pośredniego żywiciela zwierzęcego, a następnie najbardziej prawdopodobne jest bezpośrednie przenoszenie się przez nietoperze. Wprowadzenie przez łańcuch dostaw żywności i rynek owoców morza Huanan uznano za inne możliwe, ale mniej prawdopodobne wyjaśnienie. Analiza przeprowadzona w listopadzie 2021 r. wykazała jednak, że najwcześniejszy znany przypadek został błędnie zidentyfikowany, a przewaga wczesnych przypadków związanych z rynkiem Huanan przemawiała za tym, że to on jest źródłem.

SARS-CoV-2 wykryto w retroaktywnym badaniu próbek pobranych przed rozpoznanym początkiem pandemii. Te wykrycia pozostają kontrowersyjne ze względu na możliwość uzyskania fałszywie dodatnich . Region Lombardii we Włoszech był znaczącym epicentrum wybuchu epidemii na początku 2020 r. Chociaż pierwszy rozpoznany przypadek we Włoszech miał miejsce 20 lutego 2020 r., śledzenie kontaktów wykazało, że wirus krążył w styczniu. Próbki ścieków pobrane w Mediolanie i Turynie począwszy od czerwca 2019 r., od 18 grudnia 2019 r. wykryto wirusowe RNA. Przeciwciała przeciwko SARS-CoV-2 wykryto w próbkach krwi pochodzących z września 2019 r., a wirusowe DNA było obecne w próbce skóry pobranej w Mediolanie 12 września 2019 r. Dowody te nie zaprzeczają pochodzeniu wirusa z Chin, ale sugerują, że SARS-CoV-2 był zakaźny dla ludzi i krążył poza Chinami wcześniej niż hipotetyczne pochodzenie w listopadzie 2019 r. Niektórzy naukowcy odrzucili te wykrycia jako fałszywe alarmy; jednak niektóre wyniki zostały potwierdzone za pomocą fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ i sekwencjonowania RNA .

W przypadku wirusa nabytego niedawno w drodze transmisji międzygatunkowej oczekuje się szybkiej ewolucji. Szybkość mutacji oszacowana na 6,54 × 10-4 ^podstawie wczesnych przypadków SARS-CoV-2 wynosiła na miejsce rocznie. Koronawirusy na ogół mają wysoką plastyczność genetyczną , ale ewolucja wirusa SARS-CoV-2 jest spowalniana przez zdolność mechanizmu replikacji do sprawdzania RNA . Dla porównania, stwierdzono, że wskaźnik mutacji wirusowych in vivo SARS-CoV-2 jest niższy niż w przypadku grypy.

Badania nad naturalnym rezerwuarem wirusa, który spowodował wybuch SARS w latach 2002–2004 , zaowocowały odkryciem wielu podobnych do SARS koronawirusów nietoperzy , z których większość pochodzi od podkowcowatych . Zdecydowanie najbliższym dopasowaniem, opublikowanym w Nature (czasopismo) w lutym 2022 r., były wirusy BANAL-52 (96,8% podobieństwa do SARS-CoV-2), BANAL-103 i BANAL-236, zebrane u trzech różnych gatunków nietoperzy w Feuang , Laos. Wcześniejsze źródło opublikowane w lutym 2020 r. zidentyfikowało wirusa RaTG13 , zebranego u nietoperzy w Mojiang , Yunnan, Chiny, jest najbliżej SARS-CoV-2, z 96,1% podobieństwem. Żaden z powyższych nie jest jego bezpośrednim przodkiem.

Próbki pobrane od Rhinolophus sinicus , gatunku podkowcowatych , wykazują 80% podobieństwa do SARS-CoV-2.

Nietoperze są uważane za najbardziej prawdopodobny naturalny rezerwuar SARS-CoV-2. Różnice między koronawirusem nietoperza a SARS-CoV-2 sugerują, że ludzie mogli zostać zarażeni przez żywiciela pośredniego; chociaż źródło wprowadzenia do ludzi pozostaje nieznane.

Chociaż początkowo zakładano rolę łuskowców jako żywiciela pośredniego (badanie opublikowane w lipcu 2020 r. sugerowało, że łuskowce są żywicielami pośrednimi koronawirusów podobnych do SARS-CoV-2), późniejsze badania nie potwierdziły ich wkładu w rozprzestrzenianie się. Dowody przeciwko tej hipotezie obejmują fakt, że próbki wirusa łuskowca są zbyt odległe od SARS-CoV-2: izolaty uzyskane z łuskowców przechwyconych w Guangdong były tylko w 92% identyczne pod względem sekwencji z genomem SARS-CoV-2 (dopasowania powyżej 90% mogą wydawać się wysokie, ale w kategoriach genomicznych jest to duża luka ewolucyjna). Ponadto, pomimo podobieństw w kilku krytycznych aminokwasach, próbki wirusa łuskowca wykazują słabe wiązanie z ludzkim receptorem ACE2.

Filogenetyka i taksonomia

SARS‑CoV‑2 należy do szerokiej rodziny wirusów znanych jako koronawirusy . Jest to jednoniciowego RNA (+ssRNA) o dodatniej czułości, z pojedynczym liniowym segmentem RNA. Koronawirusy zakażają ludzi, inne ssaki, w tym zwierzęta hodowlane i towarzyszące, oraz gatunki ptaków. Ludzkie koronawirusy mogą powodować choroby, od zwykłego przeziębienia po cięższe choroby, takie jak bliskowschodni zespół oddechowy (MERS, śmiertelność ~ 34%). SARS-CoV-2 jest siódmym znanym koronawirusem, który zaraża ludzi, po 229E , NL63 , OC43 , HKU1 , MERS-CoV i oryginalny SARS-CoV .

Podobnie jak koronawirus związany z SARS, który miał związek z wybuchem epidemii SARS w 2003 r., SARS‑CoV‑2 należy do podrodzaju Sarbecovirus ( linia beta-CoV B). Koronawirusy ulegają częstej rekombinacji. Mechanizm rekombinacji w niesegmentowanych wirusach RNA, takich jak SARS-CoV-2, polega na ogół na replikacji z wyborem kopii, w której materiał genowy przełącza się z jednej cząsteczki matrycy RNA na drugą podczas replikacji. Sekwencja RNA SARS-CoV-2 ma długość około 30 000 zasad , stosunkowo długo jak na koronawirusa, który z kolei ma największe genomy spośród wszystkich rodzin RNA. Jego genom składa się prawie wyłącznie z sekwencji kodujących białka, co jest cechą wspólną dla innych koronawirusów.

Transmisyjna mikrografia elektronowa wirionów SARS‑CoV‑2 (kolor czerwony) wyizolowanych od pacjenta podczas pandemii COVID-19

Cechą wyróżniającą SARS-CoV-2 jest wbudowanie miejsca wielozasadowego rozszczepianego przez furynę , co wydaje się być ważnym elementem zwiększającym jego zjadliwość. Zasugerowano, że nabycie miejsca cięcia furyny w białku S SARS-CoV-2 było niezbędne do przenoszenia odzwierzęcego na ludzi. Proteaza furyny rozpoznaje kanoniczną sekwencję peptydową R X [ R / K ] R ↓ X, gdzie miejsce cięcia jest oznaczone strzałką skierowaną w dół, a X oznacza dowolny aminokwas . W SARS-CoV-2 miejsce rozpoznawane jest przez wbudowaną sekwencję nukleotydową o 12 kodonach CCT CGG CGG GCA, która odpowiada sekwencji aminokwasowej PRRA . Sekwencja ta znajduje się powyżej argininy i seryny, które tworzą miejsce cięcia S1/S2 ( PRRAR ↓ S ) białka wypustki. Chociaż takie miejsca są powszechną naturalnie występującą cechą innych wirusów z podrodziny Orthocoronavirinae, pojawia się w kilku innych wirusach z Beta -CoV rodzaj i jest unikalny wśród członków swojego podrodzaju dla takiej strony. Miejsce cięcia furyny PRRAR↓ jest bardzo podobne do miejsca u kociego koronawirusa , szczepu alfakoronawirusa 1 .

Dane o sekwencji genetycznej wirusów mogą dostarczyć krytycznych informacji o tym, czy wirusy oddzielone czasem i przestrzenią mogą być powiązane epidemiologicznie. Przy wystarczającej liczbie zsekwencjonowanych genomów możliwe jest zrekonstruowanie drzewa filogenetycznego historii mutacji rodziny wirusów. Do 12 stycznia 2020 r. pięć genomów SARS‑CoV‑2 zostało wyizolowanych z Wuhan i zgłoszone przez Chińskie Centrum Kontroli i Zapobiegania Chorobom (CCDC) i inne instytucje; liczba genomów wzrosła do 42 do 30 stycznia 2020 r. Analiza filogenetyczna tych próbek wykazała, że były one „wysoce spokrewnione z co najwyżej siedmioma mutacjami w stosunku do wspólnego przodka ” , co sugeruje, że pierwsza infekcja człowieka miała miejsce w listopadzie lub grudniu 2019 r. Badanie topologii drzewa filogenetycznego na początku pandemii również stwierdzono duże podobieństwa między ludzkimi izolatami. Na dzień 21 sierpnia 2021 r. publicznie dostępne były 3422 genomy SARS‑CoV‑2, należące do 19 szczepów, pobrane na wszystkich kontynentach z wyjątkiem Antarktydy.

W dniu 11 lutego 2020 r. Międzynarodowy Komitet Taksonomii Wirusów ogłosił, że zgodnie z obowiązującymi zasadami obliczania hierarchicznych zależności między koronawirusami na podstawie pięciu konserwatywnych sekwencji kwasów nukleinowych różnice między tym, co wówczas nazywano 2019-nCoV, a wirusem z SARS z 2003 r. epidemii były niewystarczające, aby uczynić je odrębnymi gatunkami wirusów . Dlatego zidentyfikowali 2019-nCoV jako wirusa koronawirusa związanego z zespołem ostrej niewydolności oddechowej .

W lipcu 2020 r. naukowcy poinformowali, że bardziej zakaźny wariant SARS-CoV-2 z wariantem białka kolca G614 zastąpił D614 jako dominującą formę w pandemii.

Genomy i subgenomy koronawirusa kodują sześć otwartych ramek odczytu (ORF). W październiku 2020 r. naukowcy odkryli genomie SARS‑CoV‑2 prawdopodobnie nakładający się gen o nazwie ORF3d . Nie wiadomo, czy białko wytwarzane przez ORF3d pełni jakąkolwiek funkcję, ale wywołuje ono silną odpowiedź immunologiczną. ORF3d został zidentyfikowany wcześniej w wariancie koronawirusa, który infekuje łuskowce .

Drzewo filogenetyczne

Drzewo filogenetyczne oparte na sekwencjach całego genomu SARS-CoV-2 i pokrewnych koronawirusów to:

Koronawirus związany z SARS-CoV-2

( Nietoperz ) Rc-o319 , 81% na SARS-CoV-2, Rhinolophus cornutus , Iwate , Japonia


	Nietoperz SL-ZXC21 , 88% na SARS-CoV-2, Rhinolophus pusillus , Zhoushan , Zhejiang
		Bat SL-ZC45 , 88% na SARS-CoV-2, Rhinolophus pusillus , Zhoushan, Zhejiang

Pangolin SARSr-CoV-GX, 85,3% na SARS-CoV-2, Manis javanica , przemycony z Azji Południowo-Wschodniej

Pangolin SARSr-CoV-GD, 90,1% na SARS-CoV-2 , Manis javanica , przemycony z Azji Południowo-Wschodniej


	Bat RshSTT182, 92,6% do SARS-CoV-2, Rhinolophus shamli , Steung Treng , Cambodia
		Bat RshSTT200, 92,6% do SARS-CoV-2, Rhinolophus shameli , Steung Treng, Kambodża


	(Nietoperz) RacCS203 , 91,5% na SARS-CoV-2, Rhinolophus acuminatus , Chachoengsao , Tajlandia
		(nietoperz) RmYN02 , 93,3% na SARS-CoV-2, Rhinolophus malayanus , Mengla , Yunnan

(nietoperz) RpYN06 , 94,4% na SARS-CoV-2, Rhinolophus pusillus , Xishuangbanna , Yunnan



	(nietoperz) RaTG13 , 96,1% na SARS-CoV-2, Rhinolophus affinis , Mojiang , Yunnan
		(nietoperz) BANAL-52, 96,8% na SARS-CoV-2, Rhinolophus malayanus , Wientian , Laos
	SARS-CoV-2

SARS-CoV-1 , 79% na SARS-CoV-2

Warianty

Sztucznie kolorowa transmisyjna mikrografia elektronowa wariantu koronawirusa B.1.1.7. Uważa się, że zwiększona przepuszczalność wariantu jest spowodowana zmianami w strukturze białek wypustek, pokazanych tutaj na zielono.

Istnieje wiele tysięcy wariantów SARS-CoV-2, które można pogrupować w znacznie większe klady . Zaproponowano kilka różnych nomenklatur kladów . Nextstrain dzieli warianty na pięć kladów (19A, 19B, 20A, 20B i 20C), podczas gdy GISAID dzieli je na siedem (L, O, V, S, G, GH i GR).

Pod koniec 2020 r. pojawiło się kilka godnych uwagi wariantów SARS-CoV-2. Światowa Organizacja Zdrowia ogłosiła obecnie pięć wariantów budzących obawy , które są następujące:

Alpha : Lineage B.1.1.7 pojawiła się w Wielkiej Brytanii we wrześniu 2020 r., z dowodami zwiększonej przenoszenia i zjadliwości. Godne uwagi mutacje obejmują N501Y i P681H .
- Mutacja E484K w niektórych wirionach linii B.1.1.7 została odnotowana i jest również śledzona przez różne agencje zdrowia publicznego .
Beta : Linia B.1.351 pojawiła się w Afryce Południowej w maju 2020 r., z dowodami zwiększonej przenoszenia i zmianami w antygenowości, przy czym niektórzy urzędnicy ds. zdrowia publicznego alarmują o jej wpływie na skuteczność niektórych szczepionek. Godne uwagi mutacje obejmują K417N , E484K i N501Y.
Gamma : Lineage P.1 pojawiła się w Brazylii w listopadzie 2020 r., również z dowodami zwiększonej przenoszenia i zjadliwości, wraz ze zmianami w antygenowości. Podnoszono podobne obawy dotyczące skuteczności szczepionki. Godne uwagi mutacje obejmują również K417N, E484K i N501Y.
Delta : Lineage B.1.617.2 pojawiła się w Indiach w październiku 2020 r. Istnieją również dowody na zwiększoną zdolność przenoszenia się i zmiany antygenowości.
Omicron : Lineage B.1.1.529 pojawił się w Botswanie w listopadzie 2021 r.

Inne godne uwagi warianty to 6 innych wariantów wskazanych przez WHO będących przedmiotem badań oraz Cluster 5 , który pojawił się wśród norek w Danii i doprowadził do kampanii eutanazji norek, która praktycznie wyginęła.

Wirusologia

Struktura

Struktura wirionu SARSr -CoV

wirion SARS-CoV-2 ma średnicę 60–140 nanometrów (2,4 × 10–6–5,5 × 10–6 ^cali ) ^; jego masę w światowej populacji ludzkiej oszacowano na od 0,1 do 10 kilogramów. Podobnie jak inne koronawirusy, SARS-CoV-2 ma cztery białka strukturalne, znane jako białka S ( kolec ), E ( otoczka ), M ( membrana ) i N ( nukleokapsyd ); białko N zawiera genom RNA, a białka S, E i M razem tworzą otoczkę wirusową . Białka S koronawirusa to glikoproteiny , a także białka błonowe typu I (błony zawierające pojedynczą domenę transbłonową zorientowaną po stronie zewnątrzkomórkowej). Są one podzielone na dwie części funkcjonalne (S1 i S2). W przypadku SARS-CoV-2 białko kolczaste, które zostało zobrazowane na poziomie atomowym za pomocą kriogenicznej mikroskopii elektronowej , jest białkiem odpowiedzialnym za umożliwienie wirusowi przyłączania się i fuzji z błoną komórki gospodarza; w szczególności jego podjednostka S1 katalizuje przyłączenie, fuzję podjednostki S2.

Homotrimer kolca SARS-CoV-2 z zaznaczoną jedną podjednostką białka . Domena wiążąca ACE2 jest magenta.

Genom

Na początku 2022 roku około 7 milionów genomów SARS-CoV-2 zostało zsekwencjonowanych i zdeponowanych w publicznych bazach danych, a każdego miesiąca dodawano około 800 000 kolejnych.

SARS-CoV-2 ma liniowy, dodatnio sensowny , jednoniciowy genom RNA o długości około 30 000 zasad. Jego genom ma skłonność do nukleotydów cytozyny (C) i guaniny (G) , podobnie jak inne koronawirusy. Genom ma najwyższy skład U (32,2%), następnie A (29,9%) i podobny skład G (19,6%) i C (18,3%). Odchylenie nukleotydowe wynika z mutacji guaniny i cytozyny odpowiednio do adenozyny i uracylu . Mutacja dinukleotydów CG Uważa się, że powstaje w celu uniknięcia mechanizmu obronnego komórek związanego z białkiem przeciwwirusowym palca cynkowego i obniżenia energii potrzebnej do rozłączenia genomu podczas replikacji i translacji ( para zasad adenozyny i uracylu poprzez dwa wiązania wodorowe , cytozyna i guanina przez trzy). Wyczerpanie dinukleotydów CG w jego genomie doprowadziło wirusa do zauważalnego obciążenia kodonów . Na przykład sześć różnych kodonów argininy ma względne użycie kodonów synonimicznych AGA (2,67), CGU (1,46), AGG (0,81), CGC (0,58), CGA (0,29) i CGG (0,19). Podobny trend obciążenia kodonów obserwuje się w przypadku innych koronawirusów związanych z SARS.

Cykl replikacji

Infekcje wirusowe rozpoczynają się, gdy cząsteczki wirusa wiążą się z receptorami komórkowymi na powierzchni gospodarza. Eksperymenty z modelowaniem białek na białku szczytowym wirusa wkrótce zasugerowały, że SARS-CoV-2 ma wystarczające powinowactwo do receptora enzymu konwertującego angiotensynę 2 (ACE2) na komórkach ludzkich, aby wykorzystać je jako mechanizm wnikania do komórek . Do 22 stycznia 2020 r. grupa w Chinach pracująca z pełnym genomem wirusa oraz grupa w Stanach Zjednoczonych wykorzystująca genetykę odwrotną metody niezależnie i eksperymentalnie wykazały, że ACE2 może działać jako receptor dla SARS-CoV-2. Badania wykazały, że SARS-CoV-2 ma większe powinowactwo do ludzkiego ACE2 niż pierwotny wirus SARS. SARS-CoV-2 może również wykorzystywać basigin do wspomagania wejścia do komórki.

Początkowe pobudzanie białka wypustek przez proteazę transbłonową, serynę 2 (TMPRSS2) jest niezbędne do wejścia SARS-CoV-2. Białko gospodarza neuropilina 1 (NRP1) może pomóc wirusowi w wejściu do komórki gospodarza za pomocą ACE2. Po przyłączeniu wirionu SARS-CoV-2 do komórki docelowej, TMPRSS2 komórki rozcina białko szczytowe wirusa, odsłaniając peptyd fuzyjny w podjednostce S2 i receptor gospodarza ACE2. Po fuzji wokół wirionu tworzy się endosom , oddzielając go od reszty komórki gospodarza. Wirion ucieka, gdy pH endosomu spada lub kiedy katepsyna , proteaza cysteinowa gospodarza , rozszczepia ją. Następnie wirion uwalnia RNA do komórki i zmusza komórkę do wytwarzania i rozpowszechniania kopii wirusa , które infekują więcej komórek.

SARS-CoV-2 wytwarza co najmniej trzy czynniki wirulencji , które promują wydalanie nowych wirionów z komórek gospodarza i hamują odpowiedź immunologiczną . To, czy obejmują one obniżenie poziomu ACE2, jak widać w podobnych koronawirusach, pozostaje przedmiotem badań (stan na maj 2020 r.).

Cyfrowo pokolorowane skaningowe mikrografie elektronowe wirionów SARS-CoV-2 (żółte) wyłaniających się z ludzkich komórek hodowanych w laboratorium

Leczenie i opracowywanie leków

Wiadomo, że bardzo niewiele leków skutecznie hamuje SARS-CoV-2. Masytynib jest klinicznie bezpiecznym lekiem, a ostatnio stwierdzono, że hamuje jego główną proteazę , 3CLpro, i wykazał ponad 200-krotny spadek miana wirusa w płucach i nosie myszy. Jednak od sierpnia 2021 r. nie jest zatwierdzony do leczenia COVID-19 u ludzi. ^{[ wymaga aktualizacji ]} W grudniu 2021 r. Stany Zjednoczone wydały zezwolenie na stosowanie Nirmatrelviru/rytonawiru w nagłych wypadkach w leczeniu wirusa; Unia Europejska , Wielka Brytania i Kanada poszły w ich ślady z pełną autoryzacją wkrótce potem. Jedno z badań wykazało, że nirmatrelwir/rytonawir zmniejsza ryzyko hospitalizacji i śmierci o 88%.

COVID Moonshot to międzynarodowy, oparty na współpracy projekt otwartej nauki rozpoczęty w marcu 2020 r., którego celem jest opracowanie nieopatentowanego doustnego leku przeciwwirusowego do leczenia SARS-CoV-2.

Epidemiologia

Testy retrospektywne zebrane w ramach chińskiego systemu nadzoru nie wykazały żadnych wyraźnych oznak znacznego nierozpoznanego rozpowszechnienia SARS-CoV-2 w Wuhan w drugiej połowie 2019 r.

W metaanalizie z listopada 2020 r. Oszacowano, że podstawowa liczba reprodukcji ( $)$ wirusa wynosi od 2,39 do 3,44 Oznacza to, że oczekuje się, że każda infekcja wirusem spowoduje od 2,39 do 3,44 nowych infekcji, jeśli żaden członek społeczności nie jest odporny i nie zostaną podjęte żadne środki zapobiegawcze . Liczba reprodukcji może być wyższa w gęsto zaludnionych warunkach, takich jak te na statkach wycieczkowych . Ludzkie zachowanie wpływa na wartość R0, a zatem szacunki R0 różnią się w różnych krajach, kulturach i normach społecznych. Na przykład jedno badanie wykazało stosunkowo niskie wartości R0 (~3,5) w Szwecji, Belgii i Holandii, podczas gdy Hiszpania i Stany Zjednoczone miały znacznie wyższe wartości R0 (odpowiednio 5,9 do 6,4).

Wartość reprodukcyjna R0 wariantów SARS-CoV-2
Wariant	R0	Źródło
Odmiana referencyjna/przodkowa	~2,8
Alfa (B.1.1.7)	(40-90% wyższy niż poprzednie warianty)
Delta (B.1.617.2)	~5 (3-8)

W Chinach kontynentalnych potwierdzono około 96 000 przypadków infekcji. Chociaż odsetek infekcji, które skutkują potwierdzonymi przypadkami lub postępem choroby do zdiagnozowania, pozostaje niejasny, jeden model matematyczny oszacował, że 25 stycznia 2020 r. Przed 24 lutego 2020 r. ponad 95% wszystkich zgonów z powodu COVID-19 na świecie miało miejsce w prowincji Hubei , w której znajduje się Wuhan. Od 10 marca 2023 r. odsetek ten spadł do 0,047%.

Na dzień 10 marca 2023 r. w trwającej pandemii potwierdzono łącznie 676 609 955 przypadków zakażenia SARS-CoV-2. Łączna liczba zgonów przypisywanych wirusowi wynosi 6 881 955.