вирус сарс ков 2 что это такое
SARS-CoV-2: тяжелая борьба и прогнозы
Ведущий вирусолог России Сергей Нетесов — об особенностях нынешней эпидемии
Сергей Нетесов,
член-корреспондент РАН, доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией биотехнологии и вирусологии факультета естественных наук Новосибирского государственного университета
«Коммерсантъ Наука» №10(2), апрель 2020
Обычные маски эффективны не более часа. И маски не стоит использовать многократно, кроме специальных многоразовых. Фото: Коммерсантъ / Евгений Павленко
С момента выхода предыдущего номера «Ъ-Науки» счет инфицированных коронавирусом людей пошел на миллионы, погибло уже свыше 150 тыс. человек. Это вторая статья из серии, посвященной пандемии, особенностям SARS-CoV-2 и способам борьбы с ним.
Эпидемия, вызванная коронавирусом SARS-CoV-2, превратилась в пандемию и охватила уже более 80% стран. В большинстве государств объявлены карантинные меры разной степени жесткости. Фактически данная эпидемия прояснила истинную готовность стран к отражению серьезных эпидемических угроз. В лидерах по числу больных и умерших — США, чего в феврале и первой половине марта никто не ожидал. На втором и третьем местах с большим отрывом — Италия и Испания, но их уже стремительно догоняют Франция и Германия, которые уже существенно опередили Китай, идущий на шестом месте. А там недалеко Великобритания и Турция, которые, судя по всему, скоро перегонят Китай.
К сожалению, Россия повторила целый ряд ошибок вроде бы таких примерных в области здравоохранения стран, как США, Италия, Испания и ряда других. Во-первых, у нас не стали сразу проверять на наличие вируса контактных с больными лиц; во-вторых, поначалу отказались от привлечения частных компаний-производителей диагностикумов и частных компаний, осуществляющих проведение тестов; и в-третьих, слишком лояльно отнеслись к возможным носителям вируса, массово прибывавшим из европейских стран.
Здравым решением было бы по опыту Южной Кореи делать тесты всем подозреваемым на инфекцию лицам и всем, кто желает сделать эти тесты в отношении себя и своих родных, пусть даже платно. В результате таких мер Корея сейчас с ситуацией справляется и, судя по всему, справится в кратчайшие сроки, причем без такого жесткого карантина, как в Китае.
Во всех развитых странах вслед за Китаем была разработана и проводилась диагностика генома возбудителя с помощью различных модификаций метода полимеразной цепной реакции, их подробные протоколы часть стран выставила в интернете в свободном доступе. Россия еще в первой половине февраля также разработала первые варианты ПЦР-тестов и начала анализ проб прибывающих из-за рубежа лиц с симптомами вирусной пневмонии. А в первую неделю апреля Россия также начала переходить на широкий охват населения диагностикой на эту инфекцию, разрешив официальную разработку и производство тест-систем высококвалифицированным частным разработчикам и производителям тест-систем и зарегистрировав в законном порядке разработанные тест-системы.
Проведение самих диагностических процедур и взятие проб было в конце концов также разрешено коммерческим диагностическим компаниям, таким как «Хеликс», КДЛ, «Гемотест», «Инвитро» и некоторым другим, помимо центров гигиены и эпидемиологии и ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора, а также ряда крупных инфекционных больниц, имеющих аккредитованные и лицензированные диагностические лаборатории. Это позволило кардинально расширить круг обследуемых лиц и колоссально облегчило нагрузку на организации Роспотребнадзора.
Терминология
С терминологией часто путаются многие, поэтому полезно знать и помнить, что:
SARS-CoV-1 — это международное название вируса «атипичной» пневмонии 2002–2003 годов, по-русски — ТОРС-коронавирус (тяжелый острый респираторный синдром);
MERS-CoV — это вирус Ближневосточного респираторного синдрома 2012 года (по-русски — БВРС-коронавирус). Вирус, вызывающий легочные пневмонии в Саудовской Аравии и соседних странах и передающийся человеку от тамошних верблюдов.
SARS-CoV-2 — нынешний коронавирус, а COVID-19 — болезнь, вызываемая нынешним коронавирусом.
Карантинные меры сейчас в России
Начавшись в отличие от ряда стран очень постепенно, вспышка инфекции в России в марте, к сожалению, приобрела эпидемический характер без тенденций к снижению, и поэтому введение в России различных по жесткости карантинных мер с конца марта было совершенно оправданным. Такие меры нет смысла вводить на время, меньшее чем один инкубационный период со дня выздоровления последнего заболевшего, и поэтому 30 апреля — это правильный срок при условии строгого соблюдения условий карантинных мер, особенно в Москве. А эти условия, похоже, соблюдаются далеко не всеми и, что самое печальное, не соблюдаются целым рядом публичных персон, которые вроде бы должны быть примером для всего населения страны.
Карантинные меры в России сейчас очень нужны, потому что надо «сплющить» пик эпидемии, дав возможность больницам пролечить побольше больных людей. Но параллельно надо усилить и расширить выявление инфицированных контактных лиц, включая бессимптомных, с помощью надежных тест-систем, которые надо выпускать в десятки раз больше, чем до сих пор. Для этого надо проводить анализ на наличие вируса всех не только выздоровевших, но и контактных лиц перед выпуском их из карантинов.
Проведение анализов в максимальном масштабе надо организовать через коммерческие диагностические сети с тем, чтобы результаты выдавались в течение суток. Кроме того, стоит так же, как в Германии, начать проверку всех заинтересованных граждан, пусть поначалу и платную, на наличие иммунитета к коронавирусу. И, может быть, имеет смысл выдавать сертификаты гражданам с хорошим уровнем антител о том, что они защищены. Это было бы также весьма разумным для выхода из карантина.
Но для этого нужны надежные, сертифицированные на панелях сывороток диагностические тест-системы на антитела к этому вирусу, а также подтверждающие тесты, поскольку — особенно на первых вариантах таких тест-систем — возможны как ложнопозитивные, так и ложнонегативные реакции. И необходимо начать срочное изучение иммунного статуса переболевших детальными иммунологическими методами. Кроме того, после регистрации тест-систем на антитела коммерческими компаниями надо обеспечить включение такого тестирования в страховые услуги. Чем быстрее, тем лучше.
Виды клинических проявлений COVID-19
Асимптоматическая инфекция, или мягкое респираторное заболевание, при котором большинство не обращается к врачу.
Умеренное респираторное заболевание, признаки которого — температура выше 38°С, наличие одного или более клинических признаков респираторного заболевания (сухой лающий кашель, учащенное или затрудненное дыхание, гипоксия).
Тяжелое респираторное заболевание: температура выше 38°С; признаки острого респираторного заболевания (лающий кашель, учащенное или затрудненное дыхание, гипоксия); как правило, нет насморка, часто наблюдается утеря вкусовых и обонятельных ощущений. Признаки пневмонии выявляются при радиологическом обследовании или при обследовании методом компьютерной томографии.
Чего теперь нам ждать
Развитие событий показало, что ценой жесточайшего и, главное, строго соблюдаемого подавляющим большинством граждан карантина коронавирус в одной отдельно взятой стране победить можно. Примеры — Китай и Южная Корея. Также полезно помнить, что именно так удалось искоренить коронавирус атипичной пневмонии в 2003 году. Правда, у того вируса коэффициент распространения был, судя по всему, существенно меньше, чем у нынешнего.
Но далеко не все страны и не всегда могут такой карантин организовать. К примеру, никакие карантинные меры не помогли во время эпидемии свиного гриппа 2009 года. И теперь мы вынуждены жить с этим вирусом, но потери от него удается минимизировать путем вакцинации, несмотря даже на его продолжающуюся эволюцию.
Нынешняя ситуация все быстрее приближается к развилке из трех возможных исходов этой пандемии:
Дело здесь в том, что мы тщательно изолируем тяжелобольных. Это приводит к постепенной элиминации из круговорота коронавирусов наиболее патогенных его штаммов. В результате в организмах легкобольных и бессимптомных носителей размножаются и продолжают все шире распространяться и циркулировать его слабопатогенные штаммы, и в результате может появиться иммунная прослойка «проэпидемиченных» людей, а когда она достигнет десятков процентов населения, эпидемия начнет затухать.
Это пока что рабочая гипотеза, но она поддерживается многими эпидемиологами и вирусологами разных стран. Для того чтобы ее доказать или опровергнуть, нужны масштабные молекулярно-эпидемиологические исследования ситуации с эволюцией коронавирусов в разных странах. Основу для этого в России уже заложила недавняя инициатива РФФИ об объявлении конкурса НИР по тематике изучения коронавирусов.
По какому из трех путей будет развиваться ситуация, покажет результат усилий всех стран, борющихся с распространением инфекции. Но карантин более двух месяцев приведет к коллапсу экономик. А он, в свою очередь, приведет к еще более худшей ситуации с здравоохранением и общим благосостоянием людей. Так что нас ждет тяжелый компромисс, который надо пережить осознанно и ответственно.
Специфические средства терапии
В последней (1 апреля) на момент подготовки в печать настоящей статьи версии «Рекомендаций по лечению больных COVID-19» всемирно известной Массачусетской общей больницы (Massachusetts General Hospital) в самом начале честно сказано, что препаратов с доказанным действием против болезни, вызываемой новым коронавирусом, пока не разработано.
Ниже речь пойдет только об основных кандидатных препаратах, чьи лечебные свойства проходят проверку на пациентах.
Перспективные результаты получены для недавно открытого препарата Фавипиравир, который также известен в научных публикациях под названиями T-705, Фавилавир и Avigan. Механизм его действия заключается в ингибировании РНК-зависимых РНК-полимераз различных вирусов. Он разработан и выпускается японской компанией Toyama Chemical, входящей в состав концерна Fujifilm group. В опытах на животных он показал свою ингибирующую активность в отношении вирусов гриппа, Западного Нила и других флавивирусов, а также буньявирусов, аренавирусов, альфавирусов, энтеровирусов и некоторых других вирусов. В феврале 2020 года в Китае были начаты его клинические испытания в отношении лечения инфекции вирусом SARS-Cov-2. 17 марта в Китае в СМИ было объявлено, что препарат был эффективен в отношении заболевания COVID-19 в Ухане и Шэньчжэне, но полноценной научной публикации об этом пока не появилось.
Ритонавир + Лопинавир (Калетра) и другие ингибиторы вирусных протеаз давно известны в отношении их эффективности против ВИЧ-инфекции; но пока что четких данных по эффективности против коронавируса нет. Первичное изучение на 80 пациентах показало, что применение данного препарата существенно снижало время элиминации вируса до 4 дней, в сравнении с 11 днями в контрольной группе. Также у 91,4% пациентов улучшилось состояние легких по данным компьютерной томографии. Ограниченность этого исследования заключается в том, что оно не было проведено как рандомизированное, двойное слепое, плацебо-контролируемое исследование.
Препарат Ремдесивир компании Gilead Sciences, США. Он первично был разработан для лечения заболевания, вызванного вирусом Эбола, в качестве ингибитора РНК-полимеразы. На культуре клеток он работал, но эффективности на пациентах добиться не удалось. Первая группа пациентов с пневмонией, вызванной коронавирусом 2019-nCoV, начала официально принимать его 6 февраля в порядке клинических испытаний. Его применение для лечения больных в Китае и США предварительно показало его эффективность как ингибитора РНК-полимеразы, но опять же научной публикации так и не последовало, что говорит о неоднозначности полученных результатов.
В Японии разработан препарат Камостат Мезилат (ингибитор клеточной протеазы), применяемый для лечения других вирусных инфекций. На культурах клеток показано, что он тормозит коронавирусную инфекцию, препятствуя слиянию вирусной и клеточной мембран. Препарат разрешен к применению, а это уже сейчас открывает возможность испытать его для лечения коронавирусных инфекций, вызванных SARS-Cov-2.
Изучаются на стадии клинических испытаний также препараты — ингибиторы интерлейкина 6. Один из них — Тозилисумаб — препарат на основе моноклонального антитела против интерлейкина 6. Врачи в Италии сообщили, что этот препарат облегчил течение пневмонии за счет предотвращения воспаления легких, но на сам вирус он не действует. Специалисты полагают, что его применение будет полезным в предострой стадии пневмонии.
Также для лечения вирус-индуцированной пневмонии испытывается сочетание гидроксихлорохина (российский аналог — мефлоксин) и азитромицина (сумамед). Предполагается, что первый препарат снижает воспаление в легких, и помимо лечения малярии его когда-то применяли для лечения системной красной волчанки и ревматоидного артрита. Его роль — снижение излишней воспалительной реакции, которая и приводит к отказу легких. Второй препарат предотвращает вторичную бактериальную инфекцию. Однако первая подробная статья французских авторов об успехе данной комбинации лекарств вызвала бурю критики во всем мире, поскольку приведенное там описание клинических испытаний, да и сами их результаты не соответствуют принципам доказательной медицины. Следует также учесть, что первый препарат весьма токсичен, и его вроде как лечебная доза всего в 2–3 раза меньше резко токсической. Тем не менее эту комбинацию испытывают сейчас для лечения COVID-19 во многих странах мира, включая Россию.
В Китае, а теперь и в ряде других стран, охваченных пандемией, проводятся клинические испытания этих и целого ряда других препаратов. Результаты пока точно не известны.
Устойчивость коронавирусов в окружающей среде
По данным трех научных публикаций на эту тему, вышедших в феврале-марте, коронавирусы держатся на большинстве твердых поверхностей около 72 часов и лучше сохраняют жизнеспособность на пластике, лакированной деревянной поверхности и нержавеющей стали, чем на меди и картоне. Это подтверждает существенную роль контактного пути заражения через руки, касающиеся сначала ручек дверей, кнопок лифтов, кранов в туалетах и т. д., а потом — лица. Именно поэтому этих предметов надо касаться руками в перчатках или через салфетки, а в случае касания голыми руками как можно быстрее их помыть или протереть спиртовой салфеткой. И не касаться загрязненными руками или перчатками лица или глаз.
На тканях и мехе вирус инактивируется, судя по всему, намного быстрее (за шесть-десять часов) из-за их пористой объемной структуры, в которой содержащие вирус частицы диспергируются, быстро высыхают и в которую легко проникает окисляющий их воздух.
В воздухе возбудители заболевания могут в виде мельчайших аэрозолей находиться до трех часов, что подтверждает воздушно-капельный путь заражения.
Разработка вакцин
Несколько лет назад частная американская компания Moderna начала разработку вакцины от коронавируса MERS-CoV для верблюдов, чтобы прекратить его циркуляцию среди верблюдов и, соответственно, среди людей в Саудовской Аравии. Идея этой вакцины была основана на матричной РНК вирусного белка S, упакованной в липидную наночастицу. Эти частицы, стабилизированные с помощью специальных добавок, вводятся внутримышечно, как и большинство вакцин, их липидные мембраны сливаются с клеточной, мРНК попадает внутрь клетки, и на ней как на матрице синтезируется белок S или его фрагмент. Далее этот белок транспортируется на поверхность клетки, происходит его презентация иммунной системе организма (имитация зараженной вирусом клетки), и вырабатывается иммунитет. Идея логичная, обоснованная с точки зрения молекулярной биологии и иммунологии; и по всей видимости, эта компания достигла в данном направлении успехов, поскольку они быстро получили кандидатный вакцинный препарат для защиты от нового коронавируса.
Быстрота была достигнута благодаря сотрудничеству компании с Национальным институтом аллергических и инфекционных болезней Национальных институтов здоровья, США, и фармгигантом — компанией Merck, Sharp and Dohme (MSD, известной в России как МСД), а также уникальному решению FDA (Управления по контролю пищи и лекарств США) об исключении этапа проверки защитных свойств на животной модели заболевания, поскольку к тому времени модельного животного найти не удалось. В результате 16 марта начались клинические испытания 1-й фазы этой кандидатной вакцины на добровольцах: на безопасность и иммуногенность. Испытания 2-й фазы — на подбор дозы, на защитные и профилактические свойства — начнутся после подведения итогов испытаний 1-й фазы; ориентировочно в мае-июне.
Разработки вакцин интенсивно ведутся и в Китае, где главная компания-разработчик также начала клинические испытания 1-й фазы кандидатной вакцины во второй половине марта.
В России и ряде других стран также ведутся разработки вакцин против этого вируса, и в России клинические испытания могут начаться, судя по заявлениям разработчиков, уже в конце мая.
Разработать вакцину в очень сжатые сроки — крайне непростая задача. Ведь кандидатные вакцины должны проходить строгий комплекс доклинических испытаний для гарантии их безопасности для людей и выяснения их эффективности.
Средства повседневной профилактики
Еще в январе Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) на основе опыта раньше всех охваченных эпидемией стран были разработаны рекомендации для врачей, эпидемиологов и населения всех стран по профилактике заражения коронавирусной инфекцией и другими острыми респираторными вирусными инфекциями. Эти рекомендации периодически обновляются на основе накапливаемого опыта и научных публикаций. Наши российские специалисты Роспотребнадзора и Минздрава РФ в феврале разработали и опубликовали рекомендации по этому поводу. Все они разумны, и применять их стоит; они также периодически обновляются в связи с появлением новых знаний об этом вирусе.
Особо рекомендуется мыть или протирать дезинфицирующей салфеткой руки после каждого контакта с ручками дверей, кнопками лифтов, ручками кранов, поручнями в метро и лестниц в местах общего пользования или открывать их с помощью локтя или обертывать их при открывании одноразовой салфеткой или туалетной бумагой.
Обычные маски эффективны не более одного часа. Поэтому надо иметь с собой их запас. И маски не стоит использовать многократно, кроме специальных многоразовых масок. Согласно рекомендациям российских специалистов и рекомендациям ВОЗ, маски вроде бы считаются малоэффективными для здоровых людей, но это информация не находит однозначного подтверждения в научных публикациях. Поэтому многоразовые индивидуальные маски рекомендуется носить в местах контактов с людьми. При этом многоразовых масок надо иметь две-три и после их снятия стерилизовать. Многоразовые маски удобнее всего стерилизовать в духовке, нагрев ее до 150 градусов и поместив туда маски минимум на десять минут. Эта рекомендация нуждается в дальнейшем уточнении, так как температура и время стерилизации зависят от материалов, из которых маски изготовлены.
В каких еще животных выявлена репликация SARS-CoV-2
Вирус SARS-CoV-2, по всей вероятности, произошел от коронавирусов одного из видов китайских летучих мышей. Однако, вернее всего, перед перескоком на человека он прошел через какого-то промежуточного хозяина. В частности, предполагались панголины. Но в марте вышла экспериментальная работа, посвященная проверке на чувствительность к заражению нынешним коронавирусом SARS-CoV-2 различных животных, живущих в контакте с человеком.
Выяснилось, что этот вирус очень плохо размножается в организмах собак, свиней, цыплят и уток. Но эффективно размножается в организмах хорьков и кошек. Более того, вирус передается кошками другим кошкам через респираторный тракт, и документально зафиксирован факт заражения нынешним коронавирусом тигра в зоопарке. Поэтому необходимо дальнейшее изучение кошек и хорьков как возможных будущих (и нынешних тоже) резервуаров и переносчиков коронавирусных инфекций человека.
Новые ущербы от инфекции SARS-CoV-2 за пределами дыхательной системы
Автор
Редакторы
Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Все мы помним, как с начала декабря 2019 года в китайском городе Ухань был выявлен ряд случаев пневмонии, связанных с коронавирусной инфекцией COVID-19 c серьезными симптомами, такими как респираторные проблемы (кашель, одышка, поражение легких) и лихорадка. Но вы когда-нибудь задумывались о том, что же происходит с остальными органами нашего тела? Так давайте разберём, как крошечный вирус может поражать не только дыхательную систему, но и вызвать повреждение других систем человеческого организма.
Конкурс «Био/Мол/Текст»-2020/2021
Эта работа опубликована в номинации «Школьная» конкурса «Био/Мол/Текст»-2020/2021.
Генеральный партнер конкурса — ежегодная биотехнологическая конференция BiotechClub, организованная международной инновационной биотехнологической компанией BIOCAD.
Партнеры номинации — медико-биологическая школа «Вита» и «Новая школа».
Спонсор конкурса — компания SkyGen: передовой дистрибьютор продукции для life science на российском рынке.
Спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.
Введение
Согласно исследованиям немецких ученых, SARS-CoV-2 проникает внутрь организма с помощью клеточного рецептора — ангиотензинпревращающего фермента 2 (АПФ2; ACE2 — англ.), который специфически синтезируется в определенных органах и тканях. Соответственно, ACE2 играет важную роль в регуляции сердечно-сосудистой, кишечной, почечной и репродуктивной функций [1]. Попав в систему кровообращения, коронавирус, вероятнее всего, распространяется через кровоток [2]. Следуя этим данным, мы можем понять, как SARS-CoV-2 заражает не только дыхательную систему, но и представляет потенциальную угрозу для пищеварительной и мочеполовой систем, ЦНС и системы кровообращения.
Рисунок 1. Поражения органов, подтвержденные клиническими признаками или биопсией, у пациентов с COVID-19
Рисунок 2. Механизм вторжения SARS-CoV-2 в клетку
SARS-CoV-2 и пищеварительная система
Помимо главного рецептора ACE2, SARS-CoV-2 использует трансмембранную сериновую протеазу 2 (TMRPSS2), фермент, который также экспонируется на эпителиальных клетках тонкой кишки. Он способствует проникновению вируса в клетки [3]. Активность SARS-CoV-2 может вызывать модификации ACE2 в кишечнике, которые повышают восприимчивость к воспалению кишечника и диарее. ACE2 оказывает значительное влияние на состав кишечной микробиоты [4]. Первичные воспалительные стимулы вызывают высвобождение в систему кровообращения микробных продуктов и цитокинов, которые могут вызвать микробный дисбиоз и воспалительную реакцию.
Изменения микробиоты кишечника могут быть связаны с изменениями в иммунной системе и предрасположенностью к более серьезным последствиям COVID-19. Наш микробиом меняется с возрастом: в первые несколько лет жизни микробиота малоразнообразна и нестабильна [5], [6]; во взрослом возрасте стабильна и разнообразна, а к пожилому возрасту разнообразие микробиоты уменьшается, а дисбиоз увеличивается, что связывают с когнитивным дефицитом, депрессией и воспалением [7]. Сниженное разнообразие микробиоты — еще один фактор риска заражения COVID-19 для пожилых людей.
Рисунок 3. Инфекция SARS-CoV-2 и ее связи с осью легких—кишечника—мозга и дисбиозом микробиома
Изменение кишечной флоры также связано с ожирением, еще одним фактором риска для тяжелого течения COVID-19 [8], [9]. Жировая ткань может служить резервуаром для распространения SARS-CoV-2 и активации системного иммунитета [10]. Коронавирусная инфекция вызывает изменения в кишечной бактериальной флоре, которые могут повлиять на ось «кишечник—мозг». Таким образом, кишечная флора играет решающую роль в регуляции неврологических функций, таких как депрессия или тревога [11].
Следовательно, режим питания играет значительную роль во время заражения вирусом SARS-CoV-2. Из-за вирусной инфекции иногда начинается дисбиоз, который может быть скомпенсирован компонентами диеты и пробиотиками [12]. Несколько исследований показывают, что оптимальный иммунный ответ зависит от правильного питания [13], [14]. Недоедание может поставить под угрозу иммунитет, тем самым влияя на уязвимость ответа на COVID-19. Потребление достаточного количества белка имеет решающее значение для выработки антител, поддержания ворсинчатой морфологии кишечника и уровня кишечного иммуноглобулина, что улучшает кишечный барьер [15–17]. Таким образом, высококачественные белки являются важным компонентом противовоспалительной диеты, которая включает омега-3 жирные кислоты, витамины С и Е, фитохимические вещества, которые широко присутствуют в продуктах растительного происхождения (фруктах, овощах, орехах, злаках и т.д.) [18–21]. Правильная диета укрепляет иммунную систему и способствует защите организма от тяжелого течения COVID-19.
SARS-CoV-2 и центральная нервная система (ЦНС)
Кроме пищеварительной системы, коронавирусная инфекция (COVID-19) также затрагивает центральную и периферическую нервную систему. Неврологические проявления могут возникать по разным причинам, включая прямое вирусное поражение центральной нервной системы (ЦНС) и иммунноопосредованные процессы. Примеры заболеваний ЦНС при COVID-19 могут включать энцефалит (воспаление головного мозга), менингит и инсульт. В периферической нервной системе COVID-19 ассоциируется с дисфункцией обоняния и вкуса, повреждением мышц и синдромом Гийена—Барре, при котором иммунная система человека поражает собственные периферические нервы.
Рисунок 4. Коронавирусная инфекция и нервная система
Ученые Университета Гонконга отметили, что механизмы инфекции SARS-CoV-2 могут быть аналогичны механизмам инфекции SARS-CoV из-за 79,5% сходства последовательностей РНК этих двух коронавирусов [22]. Однако SARS-CoV-2 обладает более мощной способностью к распространению, чем SARS-CoV и MERS-CoV. Причина в том, что SARS-CoV-2 и ACE2 обладают более сильной связывающей способностью [23]. S-белок (спайк-белок) на поверхности коронавируса связывается с ACE2 и прикрепляется к поверхности клетки; затем сериновая протеаза (TMPRSS2) активирует S-белок, что помогает вирусу проникать в нейрон [1]. Так как клетки кровеносных сосудов экспонируют ACE2 в большом количестве, SARS-CoV-2 может атаковать эндотелиальные клетки в кровеносных сосудах головного мозга через этот рецептор и нарушить гематоэнцефалический барьер (ГЭБ — барьер между кровеносной системой и центральной нервной системой). Нарушенный ГЭБ может способствовать вторжению вируса в ткани мозга и нейроны и привести к серьезным неврологическим осложнениям [24].
SARS-CoV-2 и система кровообращения
Помимо дыхательных путей, SARS-CoV-2 поражает сердечно-сосудистую систему. Это приводит к высвобождению высокочувствительных сердечных тропонинов (hs-cTnl) — белков, содержащихся в сердце и скелетных мышцах человека. В процессе заражения мембраносвязанный белок ACE2 может расщепляться трансмембранным дезинтегрином ADAM17, высвобождая ACE2 в кровоток. Таким образом, вирус циркулирует в крови зараженного организма. Воспаление сосудистой системы и миокарда может привести к миокардиту, сердечной недостаточности и быстрому ухудшению состояния больного [25].
Рисунок 5. Сердечно-сосудистое поражение при COVID-19
SARS-CoV-2 и мочеполовая система
Инфекция репродуктивной системы требует большего внимания, потому что она не только влияет на нынешнее поколение, но также может распространяться на потомство через поврежденные гаметы. На сегодняшний день несколько исследований подтвердили влияние SARS-CoV-2 как на мужскую, так и на женскую репродуктивную систему [26], [27]. В настоящее время хорошо известен факт, что мужчины более восприимчивы к инфекции SARS-CoV-2 и у них выше уровень смертности, чем у женщин. Это объясняется тем, что клетки семенного протока и сперматогонии синтезируют много ACE2 [28–30].
По мнению ученых, SARS-CoV-2 нарушает репродуктивные функции мужчин через несколько механизмов, таких как воспалительные реакции, окислительный стресс и апоптоз [31–33]. Инфекция SARS-CoV-2 приводит к перепроизводству активных форм кислорода, которые могут усиливать внутриклеточные сигнальные пути (NF-κB-TLR). Это приводит к высвобождению цитокинов, что еще больше усиливает воспалительный ответ. К примеру, орхит, вызванный инфекцией SARS-CoV-2, может привести к окислительному стрессу в тканях яичка. Окислительный стресс может вызвать внутриклеточное окислительное повреждение сперматозоидов, что приводит к ухудшению их качества и мужскому бесплодию.
Рисунок 6. Инфекция SARS-CoV-2 и репродуктивная система
Рецепторы ACE2 были также обнаружены в женских яичниках [34], [35]. Можно предположить, что SARS-CoV-2 поражает ткань яичников и клетки гранулезы и таким образом ухудшает функцию яичников и жизнеспособность ооцитов, что может привести к бесплодию или невынашиванию [33]. Недавно ученые (Виванти и др.) сообщили о трансплацентарной передаче вируса от матери, инфицированной COVID-19, новорожденному. Мать была инфицирована в последнем триместре беременности, и гены SARS-CoV-2 были обнаружены в ткани плаценты. Согласно этому отчету, трансплацентарная передача может привести к воспалению плаценты [36]. Однако стоит отметить, что плацента имеет плацентарный барьер, который не смешивает кровь матери и плода, тем самым защищая плод от всех видов материнской инфекции. Невосприимчивые клетки плаценты обладают противовирусными свойствами, которые дополнительно предотвращают проникновение SARS-CoV-2 в клетки ребенка [37].
Вывод
Прочитав эту статью, мы с вами узнали, как вирус поражает не только дыхательную систему, но и другие системы человека. Это осложняет потенциальные клинические проявления и затрудняет лечение случаев COVID-19. Однако биомедицинские исследования могут помочь нам больше узнать о способностях нового коронавируса и о том, как с ним бороться, чтобы определить важные ориентиры для дальнейших исследований, диагностики и лечения. Также стоит всегда помнить, что соблюдая правильную диету и карантинные меры, мы снижаем риски заражения и ухудшения состояния здоровья во время COVID-19. Ведь вирус не всегда может вызвать вышеуказанные осложнения, если мы будем правильно заботиться о своем здоровье.