КОРОНАВИРУСЫ (СЕМ. CORONAVIRIDAE)

КОРОНАВИРУСЫ (СЕМ. CORONAVIRIDAE)

Название семейства происходит от лат. corona – корона, поскольку пепломеры представителей рода Coronavirus создают вокруг оболочки вириона на ЭМ-фотографиях с негативным контрастированием выраженное обрамление, подобное зубцам короны (рис. 40).

Рис. 40. ЭМ-фотография (негативное контрастирование) коронавирусов.

 

Семейство Coronaviridae включает два рода: Coronavirus (номинативный род) и Torovirus (от лат. torus – тор, форму которого имеет нуклекапсид представителей этого рода).

Коронавирус человека впервые был выделен Д. Тайреллом и М. Бино в 1956 г. от больных ОРВИ. Коронавирусы вызывают поражения органов дыхания (в том числе желудочно-кишечного тракта, нервной системы). Четыре из пяти известных в настоящее время штаммов – 229Е, NL63, ОС43, NKU1 – вызывают заболевания у человека.

Структура. Коронавирусы (рис. 41) имеют размер 80-220 нм. Вирион имеет оболочку, в которую встроены два гликопротеина: Е21 (трансмембранный, матриксный гликопротеин) и Е2 (пепломер). Матриксный гликопротеин Е1 пронизывает оболочку и взаимодействует с нуклеокапсидом внутри вирусной частицы; он участвует в слиянии оболочки вируса с клеточной мембраной. Некоторые штаммы имеют также третий гликопротеин – Е3 (гемагглютинин-нейраминидазу).

Нуклеокапсид вируса – это протяженная, гибкая спираль, состоящая из геномной плюс-нити РНК и большого количества молекул нуклекапсидного белка N. Вирусный геном – однонитевая плюс-РНК. Вирус имеет самый большой геном из РНК-содержащих вирусов.

 

Рис. 41. Строение коронавируса.

 

Репродукция. Коронавирусы присоединяются к клетке (рис. 42, 1) при помощи пепломеров (гликопротеина Е2) и проникают в клетку – при слиянии вирусной оболочки с плазматической мембраной или посредством эндоцитоза (рис. 42, 2).

Рис. 42. Репродукция коронавирусов.

 

Геномная РНК связывается с рибосомами и служит в качестве иРНК при синтезе РНК-зависимой РНК-полимеразы (рис. 42, 3), которая затем считывает геномную РНК, синтезируя минус-нить полной длины (рис. 42, 4). При считывании минус-нити образуется новая геномная плюс-РНК (рис. 42, 5) и набор из 5-7 субгеномных иРНК (рис. 42, 6). При трансляции каждой субгеномной иРНК образуется один белок (рис. 42, 7). Белок N связывается в цитоплазме с геномной РНК, в результате чего образуется спиральный нуклеокапсид (рис. 42, 8). Гликопротеины Е1, Е2 переносятся (рис. 42, 9, 10) в эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи. Нуклеокапсид почкуется через мембраны внутрь шероховатого эндоплазматического ретикулума, содержащего вирусные гликопротеины Е1, Е2 (рис. 42, 10).  Вирионы транспортируются в везикулах к клеточной мембране (рис. 42, 11) и выходят из клетки путем экзоцитоза (рис. 42, 12).

Культивирование. Коронавирусы репродуцируются в цитоплазме клеток человека и животных – их естественных хозяев. Возможно использование культур клеток эмбриона человека и первичных эпителиальных клеток. Оптимальная температура культивирования 33-35 °С. Внутриклеточные включения не образуются.

Антигенные свойства. С геномом вируса связан основной фосфопротеин N, формирующий нуклеокапсидную структуру. В мембране обнаруживаются мультимембранный протеин М и гликопротеин S, в оболочке – протеин Е. У некоторых коронавирусов отмечается наличие гемагглютининэстеразы. Гликопротеин S – сигнальный протективный антиген при SARS, является индуктором вируснейтрализующих антител. При попадании коронавирусов в организм вырабатываются агглютинирующие, преципитирующие антитела.

Резистентность. Вирусы относительно устойчивы, во внешней среде сохраняются до 3 ч, в моче и фекалиях – до 2 суток, чувствительны к нагреванию, действию жирорастворителей, детергентов, формальдегида, окислителей.

Этиология коронавирусной инфекции. На основании генетических и антигенных свойств все известные коронавирусы разделены на три группы. К первой принадлежат коронавирусы человека 229Е, кошек, собак, гастроэнтерита свиней; ко второй – коронавирусы человека ОС43, гепатита мышей и крупного рогатого скота; в третью входят кишечные коронавирусы человека и вирусы инфекционного бронхита кур.

Эпидемиология. Коронавирусы вызывают у человека заболевания дыхательных путей, в том числе бронхиолит и пневмонию, а также диарейный синдром и, возможно, поражения нервной системы. В структуре ОРВИ коронавирусная инфекция составляет около 13 %.

Коронавирусная инфекция регистрируется в течение всего года, подъем заболеваемости зимой и ранней весной, когда эпидемическая значимость ее колеблется от 15 до 35 %. Дети болеют чаще. Инфекция распространяется воздушно-капельным, фекально-оральным и контактным путем. Источником инфекции являются больные с клинически выраженной или стертой формой заболевания.

В ноябре 2002 г. в провинции Гуандун (КНР) было выявлено и описано ранее неизвестное заболевание – тяжелый острый респираторный синдром (ТОРС, или SARS – severe acute respiratory syndrome). Весной 2003 г. был установлен этиологичекий агент, относящийся к семейству коронавирусов. По данным ВОЗ было зарегистрировано 8098 случаев заболеваемости.

Патогенез. Коронавирусы вызывают поражение верхних дыхательных путей и ЖКТ. Покахана нейротропность вируса, имеются сообщения о выделении коронавирусов из мозга больных рассеянным склерозом.

При тяжелой форме коронавирусной инфекции (атипичной пневмонии) развивается диффузное повреждение альвеол. Нарушается целостность их стенок, повышается проницаемость альвеолокапиллярной мембраны, регулирующей водно-электролитный и газовый обмен. Альвеолы содержат лейкоциты, эритроциты, продукты разрушения клеточных элементов, что клинически соответствует развивающемуся отеку легких.

Клиническая картина. Инкубационный период при ОРВИ составляет 3-4 дня. Заболевание начинается остро и в большинстве случаев протекает с умеренно выраженной интоксикацией и симптомами поражения верхних отделов респираторного тракта. При этом часто основным симптомом является ринит с обильным серозным отделяемым. Иногда заболевание сопровождается слабостью, недомоганием, больные отмечают першение в горле, сухой кашель.

При ТОРС инкубационный период составляет до 10 суток. Начало болезни острое, озноб, температура тела повышается до 39 °С. В первые дни преобладают симптомы интоксикации: головная боль, головокружение, слабость, боль в мышцах. Катаральные симптомы выражены умеренно. На 3-7 сутки болезни развивается респираторная фаза с выраженными признаками поражения нижних дыхательных путей. Нарастает гипоксия и гипоксемия.

При прогрессировании болезни у части больных отмечается синдром острого повреждения легких. Из осложнений отмечается периферическая полинейропатия, острая почечная недостаточность, бактериальная и грибковая суперинфекция. Летальность в случае ТОРС колеблется от 4 до 19 %.

Иммунитет после перенесенного заболевания гуморальный, непродолжительный и не защищает от реинфекции.

Диагностика. Все более широкое применение находит детекция РНК вируса методом ОТ-ПЦР в биологическом материале (кровь, моча, назальный секрет), в т.ч. для ранней диагностики ТОРС.

С помощью непрямого РИФ – с 10-го дня от начала заболевания можно определить нарастание титра IgG в парных сыворотках. В ИФА начиная с 3-й недели определяют IgM и IgG.

Лечение симптоматическое. При ТОРС проводится дезинтоксикационная терапия. Наряду с инфузионной терапией назначают диуретики из-за угрозы отека легких. Показано введение донорского иммуноглобулина, содержащего антитела в высоком титре к коронавирусам.

Профилактика. В настоящее время вакцинопрофилактика при коронавирусной инфекции, в т.ч. ТОРС, не разработана.