Заразност, мутации и имунна памет COVID-19 Григоре Михеску; UNIBUC
COVID-19: заразност, мутации и имунна памет Григоре Михаеску
- 18 март 2020 г.
- Категория: Глас на експерти на UB - COVID 19, Новини, Изследвания, Новини
- Коментарите са изключени за COVID-19: Заразност, мутации и имунна памет | Григоре Михаеску
Проф. Унив. д-р Григоре Михеску, за COVID-19, агент на най-голямата пандемия през последните 100 години
COVID-19, агентът на най-голямата пандемия през последните 100 години, досега е причинил над 6000 смъртни случая, безпрецедентна глобална загриженост и фундаментална промяна в нашите социални и индивидуални планове, поне за непосредственото бъдеще.
COVID-19 е рибовирус (РНК геномен вирус), който принадлежи към семейство CORONAVIRIDAE. Името му идва от особената поява на инфекциозни вирусни частици (наречени вириони), които имат видни гликопротеинови (S) шипове върху покритието, които образуват корона. Короновите вириони са със сферична форма, относително големи (120-160 nm в диаметър) и имат най-големия геном от всички РНК геномни вируси.!
Геномът е представен от единична несегментирана РНК молекула (за разлика от грипните вируси A, B, C, която е сегментирана), свързана с протеина N. Двата компонента образуват нуклеокапсид, който има спирална симетрия. Нуклеокапсидът е покрит с черупка (peplos), която произхожда от вътреклетъчните мембрани (ендоплазмен ретикулум. Апарат на Голджи).
Коронавирусите причиняват преди всичко респираторни инфекции при хора, но също и при домашни животни: гастроентерит при прасета, кучета, котки, миши хепатит и др. Някои коронавируси (вирус на трансмисивен свински гастроентерит - TGEV, коронавирус на говеда - BCoV, вирус на птичи инфекциозен бронхит - IBV) са от ветеринарно значение.
При хората коронавирусите причиняват 15-20% от инфекциите на горните дихателни пътища (обикновена настинка), но могат да бъдат включени и в случаи на пневмония и миокардит. COVID-19 инфектира не само клетките на дихателните пътища, но и ентероцитите, инфекцията може да бъде свързана с диарийни нарушения. През 2003 г. нов коронавирус (SARS-CoV) предизвика епидемия SARS (тежък остър респираторен синдром).
COVID-19 е 7-ият коронавирус в списъка на хората с инфекции. Той има генетична хомология от около 80% с SARS-VOC, което оправдава името на SARS-VOC-2. След преминаване от Civeta civetictis (индонезийска котка) към хората, през 2003 г. тя зарази над 8000 души, с над 800 смъртни случая.
COVID-19 е много генетично подобен на коронавируса на прилепите. Смята се, че от прилепите коронавирусът преминава към панголин, плацентарен бозайник, високо ценен за кожни люспи, интензивно предлаган на пазара в Китай.
Естествената инфекция се осъществява с малка доза вирус, който заразеното тяло елиминира чрез изхвърлени аерозоли чрез кашлица, кихане и дори реч (капки Pfluge).
Вирионите се прикрепят чрез S-шипове към повърхностните рецептори на епителните клетки на дихателните пътища, се интернализират и размножават в тези клетки.
Повечето респираторни инфекции са непрозрачни (субклинични), тъй като неспецифичните клетки на имунната система (професионални фагоцити - неутрофили и макрофаги) унищожават вируса, а интерфероните предизвикват антивирусно състояние в съседните на заразените клетки.
Клиничните инфекции имат различна степен на тежест в зависимост от общото физиологично състояние на организма, но особено функционалната ефективност на механизмите за имунна защита.
Всъщност е невъзможно да се отдели функционирането на защитните системи от общото физиологично състояние.
Най-висок риск от тежка клинична инфекция са хората с основна патология: белодробно заболяване (хронична обструктивна белодробна болест, туберкулоза, астма), бъбречна недостатъчност, затлъстяване (винаги свързано с хронично възпалително състояние), имуносупресия, диабет, автоимунни заболявания. Възрастните хора са по-чувствителни поради физиологичната имуносупресия, инсталирана с възрастта. Тютюнопушенето е рисков фактор, тъй като макрофагите и белодробните дендритни клетки се активират от димния катран и отделят провъзпалителни интерлевкини.
Тежките клинични прояви с дихателна недостатъчност се дължат на неспособността на имунната система да неутрализира инфекциозния процес в горния етаж на дихателното дърво. По този начин инфекцията с COVID-19 се спуска до дълбокия под на дихателната шахта и заразява интерстициалните макрофаги и тези в стената на белодробните алвеоли. Възпалителната реакция, свързана с инфекциозния процес, причинява ексудация на течния компонент на кръвта и наводняване на алвеолата, резултатът е дихателна недостатъчност и имплицитно необходимостта от механична вентилация. По този начин, патогенезата на пневмонията на COVID-19, както и на SARS-CoV, изглежда се дължи главно на широк, неконтролиран, усилен с цитокини възпалителен отговор, а не на специфичен имунен отговор на вирусни антигени.
Друг фактор в патогенезата на коронавирусите е персистирането на инфекцията: вирусът продължава да съществува в популацията на гостоприемните животни (прасета, говеда, кучета, котки, мишки, плъхове, зайци, пилета, пуйки): в клинично здравия организъм заразените клетки остават жизнеспособни. период от няколко десетки дни и освобождава вируса, който носителят разпространява върху чувствителни организми.
Патогенезата на коронавирусите се усилва от факта, че вирусът ограничава експозицията на своите антигенни компоненти при контакт с имунни клетки: вирусната обвивка не произлиза от цитоплазматичната мембрана (както при повечето рибовируси), а от вътреклетъчните мембрани.
Чувствителният и специфичен диагностичен метод е PCR в реално време за откриване на вирусна РНК в проби от дихателните пътища, изпражнения, серум, урина. Ендотрахеалният аспират има най-висок вирусен товар. Като се има предвид дългият инкубационен период (около 14 дни), през първите 5 дни от заболяването вирусният товар е нисък и резултатът от PCR може да бъде отрицателен. Вирусната РНК остава откриваема в дихателни секрети и изпражнения в продължение на няколко седмици след началото на заболяването.
Перспективи за контрол на инфекцията с COVID-19 чрез ваксинация
Естествен въпрос тревожи всички: кога ще изчезне пандемията? Невъзможно е да се формулира категоричен отговор.
Всеки коронавирус има голям брой антигенни варианти (серотипове), които не реагират кръстосано, което означава, че тялото, имунизирано срещу серотип, остава податливо на инфекция с други серотипове на същия коронавирус.
Големият брой серотипове е резултат от високата честота на мутации, но също така и от рекомбинационни събития. Мутацията обикновено е механизъм, който генерира нови антигенни варианти, но само ограничена вариация в патогенния потенциал. Мутациите се появяват по време на цикъла на размножаване на вируса, тъй като РНК полимеразата, ензимът, участващ в този процес, е склонна към грешки (неправилно включване на азотна основа в молекулата на РНК се случва с честота около 1/10 4), които не са „Коригирано“ чрез механизми за коректно четене Рекомбинацията се случва по-рядко, тъй като включва като задължителна предпоставка едновременната инфекция на чувствителна клетка с два различни щама на вируса, което благоприятства обмена на генетична информация между РНК молекулите на двата вируса. Рекомбинацията произвежда вирус с нови антигенни свойства.
За производството на епи (пан) демия остава само едно условие: способността за разпространение (заразност). Следователно появата на нов вирусен щам е обусловена от способността му да се размножава и разпространява до възприемчиви организми, което оправдава необходимостта от ранно прилагане на спешни епидемиологични мерки (изолация, карантина, ограничение на движение и човешки контакт), за да се ограничи разпространението на епидемията.
Надеждите за успех на ваксинацията са големи, тъй като честотата на мутациите обаче е много по-ниска в сравнение с тази, отговорна за сезонната антигенна вариация на грипния вирус А.!
Ваксината ще бъде решението за ограничаване на разпространението на епидемията, поне временно, докато вирусът, чрез мутации, натрупани за период от няколко сезона, не носи нова "антигенна обвивка": шиповете, вградени в пеплоса (особено шип E2 (S) ще придобие чрез мутации с течение на времето нови антигенни специфичности, но новите варианти ще се разпространят само в ограничена степен, в популация, която ще бъде имунизирана с COVID-19, чиято имунна памет ще бъде запазена от всички ваксинирани.
Член, подписан от проф. унив. Д-р Григоре Михаеску, преподавател в Катедрата по ботаника и микробиология на Биологическия факултет на УБ.
Професор по обща микробиология, имунобиология, клинична имунология и медицинска вирусология, проф. Михаеску е автор на множество международно известни изследвания. Доктор на биологичните науки, проф. Григоре Михаеску има за научни интереси изследването на невросекреторните клетки на ядрата на хипоталамуса и реактивността на далака при експериментални условия, изследването на взаимодействията между вируси и животински клетки in vitro, получаване и регенериране на бактериални протопласти, изследване на биологичната фиксация2 ролята на опсонините в посредничеството при взаимодействието на патогенни бактерии с клетъчния субстрат или изследването на механизмите на бактериална резистентност към действието на антибиотици и химиотерапевтични средства.
Библиография:
Катрин В. Холмс - Coronaviridae и тяхното възпроизвеждане, във вирусология, второ издание, изд. B. N. Fields, D. M. Knipe et al., Raven Press, Ltd., Ню Йорк, 1990.
Сюзън Р. Вайс и Соня Навас-Мартин - Патогенеза на коронавирус и възникващият патоген тежък остър респираторен коронавирус - MMBR, 2005, 69, 4, стр. 635-664.
Леонард Норкин - Вирусни рецептори: последици за патогенезата и проектирането на антивирусни агенти - Clin. MICR. Рецензии, 1995, 8, 2, стр. 293-315.
S. M. Peiris и L. L. M. Poon - силен остър респираторен синдром (SARS), в Encyclopedia of Virology, трето издание, 2008 г., редактор Brian W. J. Mahy, Marc H. V. Van Regenmortel, AP.