"Сравнивая имеющиеся данные о последовательности генома известных штаммов коронавируса, мы можем твердо определить, что атипичная пневмония SARS-CoV-2 возникла в результате естественных процессов", - сказал Кристиан Андерсен, доцент кафедры иммунологии и микробиологии в НИИ Скрипса (Scripps Research), автор настоящей статьи.
Коронавирусы - это большое семейство вирусов, которые могут вызывать болезни различной степени тяжести. Первое известное тяжелое заболевание, вызванное коронавирусом, возникло в Китае в 2003 году во время эпидемии тяжелого острого респираторного синдрома (SARS). Вторая вспышка тяжелой болезни началась в 2012 году в Саудовской Аравии с ближневосточного респираторного синдрома (MERS).
Вскоре после начала эпидемии SARS-CoV-2 китайские ученые секвенировали его геном и предоставили эти данные исследователям по всему миру. Андерсен с сотрудниками проанализировали молекулярный состав белков – “шипов”, усеивающую внешнюю оболочку вируса, которыми он пользуется для прикрепления к клеткам человека и животных, и последующего проникновения в них. Ученые сосредоточились на двух важных областях этих белков: на рецептор-связывающей области (RBD) – области, с помощью которой вирус прикрепляется к клетке хозяина, и на области расщепления внешней оболочки клетки хозяина, через которую вирус проникает в клетку.
Доказательства естественной эволюции
Ученые обнаружили, что часть белков RBD эволюционировала таким образом, чтобы гарантированно прикрепиться к специальным белкам клеток хозяина (ACE2) - белкам, выстилающим внешнюю оболочку органов дыхания. Белки RBD были настолько эффективны в адгезии к клеткам человека, что ученые пришли к выводу, что они являются результатом естественного отбора, а не продуктом генной инженерии.
Это было подкреплено данными об общей молекулярной структуре SARS-CoV-2. Если бы кто-то хотел сконструировать новый патогенный коронавирус, он создал бы его на основе вируса, который вызывает болезнь. Но структура SARS-CoV-2 существенно отличается от уже известных коронавирусов и в основном напоминает родственные вирусы, обнаруженные у летучих мышей и ящеров.
Возможное происхождение вируса
Основываясь на своем анализе геномного секвенирования, ученые пришли к выводу, что есть 2 наиболее вероятных сценария происхождения SARS-CoV-2.
В первом вирус эволюционировал до своего нынешнего патогенного состояния путем естественного отбора вне организма человека, а затем передался людям. Именно так возникли предыдущие вспышки коронавируса, когда люди заражались вирусом после прямого воздействия циветт (SARS) и верблюдов (MERS). Исследователи предложили летучих мышей в качестве наиболее вероятного резервуара для SARS-CoV-2, поскольку он очень похож на коронавирус летучих мышей. Однако документально подтвержденных случаев прямой передачи инфекции от летучих мышей к человеку не существует, что позволяет предположить, что между летучими мышами и человеком, скорее всего, был задействован промежуточный хозяин.
В этом случае эпидемия развивается быстро, как только появляются первые инфицированные люди и существует контакт между ними.
Во втором сценарии непатогенный штамм вируса передался от животного к человеку, а затем эволюционировал до своего патогенного состояния уже в человеческой популяции. Например, некоторые коронавирусы панголинов, обитающих в Азии и Африке, имеют структуру RBD, очень похожую на структуру SARS-CoV-2. Коронавирус от ящера мог быть передан человеку напрямую, либо через посредника-носителя, такого как циветты или хорьки.
Тогда вторая важная особенность вируса - область расщепления внешней оболочки клетки хозяина, могла эволюционировать уже в организме человека, возможно, через оставшуюся незамеченной циркуляцию вируса в человеческой популяции до начала эпидемии. Исследователи обнаружили, что область расщепления SARS-CoV-2 похожа на аналогичные области штаммов птичьего гриппа, которые могут легко передаются между людьми.
Соавтор исследования Эндрю Рамбо предупредил, что на данный момент трудно, если вообще возможно, узнать, какой из сценариев наиболее вероятен. Если патогенный SARS-CoV-2 попал в организм человека от какого-то животного, это повышает вероятность будущих вспышек, так как патогенный штамм вируса может все еще циркулировать среди животных. Вероятность проникновения непатогенного коронавируса в человеческую популяцию и последующего развития патогенных свойств, сходных с SARS-CoV-2, несколько ниже.
Мнение специалиста: Мы стоим перед проблемой огромного масштаба и огромной опасности – перед неизвестными и, как выясняется, крайне опасными вирусными инфекциями. Мы почти наверняка будем сталкиваться с новыми инфекциями в дальнейшем. Поэтому сейчас со стороны здравоохранения явно возникла большая потребность в быстрой и качественной лабораторной диагностике возбудителей инфекций любой этиологии (бактериальной или вирусной), отделении их друг от друга, назначения точного и правильного лечения.
