Як з’явився новий коронавірус?
З перших повідомлень про новий вірус, що викликає пневмонію в китайському місті У-чан, почали з’являтися змови про те, що він був штучно створений в лабораторії американцями, росіянами чи кимось іншим, залежно від світогляду людини, який був розповсюдження дезінформації. Насправді, які найбільш вірогідні сценарії розвитку нового коронавірусу?
З моменту перших повідомлень про новий вірус пневмонії у місті Ухань, провінція Хубей, у Китаї почали з'являтися змови про те, що вірус SARS-CoV-2 (колишня робоча назва 2019-nCoV) була штучно створена в лабораторії американцями, росіянами чи кимось іншим - це залежить від світогляду людини, яка поширює цю дезінформацію.
Я не буду детально описувати вірус як такий, тому що про нього вже було описано досить багато (дуже гарну статтю на цю тему написав PharmDr. Адам Матейович тут). Я зупинюсь на теоріях походження через оптику бритви Оккама.
SARS-CoV-2 - сьомий представник сімейства коронавірусів, який може заразити людей. SARS-CoV, MERS-CoV та SARS-CoV-2 можуть спричинити серйозні захворювання, тоді як HKU1, NL63, OC43 та 229E є мінімальними. Порівняння генетичної інформації кількох коронавірусів людини та тварин показало, що SARS-CoV-2 містить 2 конкретні послідовності усередині поверхневого білка (рис. 1), за допомогою якого вірус зв'язується з клітинами людини: (а) область, відповідальна за взаємодію вірусу та рецептора АСЕ2 людини, так звана RBD (Р.рецептор Bіндінг Domain - домен, що зв'язує рецептор); (b) специфічна послідовність, розпізнана ферментом людини (протеїназа фуріну) - тип молекулярних ножиць, які розрізають білкові ланцюги на менші шматочки, подібні до ферментів у шлунку, які забезпечують перетравлення білків.
Фіг. 1: поверхневий білок SARS-CoV-2
SARS-CoV-2 має RBD, який здатний зв'язуватися з рецептором АСЕ2 у людей, тхорів, котів та інших видів тварин. SARS-CoV-2 зв’язується з людським рецептором АПФ2 з високою ефективністю та ефективністю. Однак комп'ютерні моделі показують, що послідовність RBD не є абсолютно оптимальною для зв'язування, що, швидше за все, вказує на те, що ця послідовність була породжена природним відбором, а не цілеспрямованими генетичними маніпуляціями.
Друга специфічність SARS-CoV-2, регіону, визнаного протеїназою Фурін, важлива для ефективності інфекції. Було показано, що кілька коронавірусів містять цю послідовність, а також було показано, що ця послідовність може відбуватися природним шляхом і бути обраною під час повторних раундів клітинних інфекцій в культурах тканин (на чашках Петрі) або живих тварин.
Походження ГРВІ-CoV-2
Таким чином, які найбільш вірогідні сценарії розвитку ГРВІ-CoV-2?
Фіг. 2: Поширення коронавірусів кажанів у Китаї
Перший варіант - походження та вибір у тварини-господаря і подальша передача людям. Початкові випадки зараження пов'язані з ринком тварин у Вучані, і, отже, цілком ймовірно, що джерело тварин знаходилось у цій місцевості, крім коронавірусів, подібних до SARS-CoV, були виявлені у популяціях кажанів, що зустрічаються в провінції Хубей (рис. 2). SARS-Cov-2 має 96% ідентичної генетичної інформації з коронавірусом кажана (Rhinolophus affinis species) коронавірусом RaTG13, і таким чином кажани є найбільш вірогідним джерелом цього вірусу. Однак цей коронавірус кажана не містить послідовностей у RBD, які зв'язуються з людським рецептором АПФ2. На відміну від цього, послідовності RBD SARS-CoV-2 дуже схожі на послідовності коронавірусів, отриманих від лускатого кольору (рис. 3), що припускає, що ця послідовність могла бути сформована природним відбором до передачі людям.
Фіг. 3: Manis javanica
Друга можливість - поява вірусного попередника SARS-CoV-2 у тварини-господаря - швидше за все у кажанів - і передача цього попередника людям. Згодом вірус передавався між людьми з незначною ефективністю, але під час нього придбали специфічні для людини мутації та адаптації, в результаті чого виникає високоефективна ГРВІ-Cov-2. Усі послідовності генів SARS-CoV-2, отримані до цього часу від людини, містять описані області, і, отже, повинні були бути включені в останній загальний попередник. Наявність певної послідовності RBD у шкалах вказує на те, що попередник SARS-Cov-2 її вже містив, і, отже, останній інгредієнт цього пандемічного коктейлю - регіон, визнаний протеїназою Фурін - виник у людей.
Останньою можливістю з мінімальною ймовірністю є випадкове виникнення ГРВІ-CoV-2 в лабораторіях, що досліджують кажанів коронавірусів. Як описано вище, повторювані цикли клітинних інфекцій в культурах тканин (в даному випадку клітин кажанів) можуть теоретично спричинити дані мутації, специфічні для SARS-CoV-2. Але є кілька вагомих аргументів проти цього сценарію:
1. існування коронавірусу, що містить конкретні послідовності в області RBD у масштабах;
2. генерація специфічних послідовностей для RBD та фурінової протеази є малоймовірною і триватиме дуже довго;
3. не було описано жодного вірусу, що використовується для лабораторних досліджень, який би мав високу узгодженість у генетичній інформації з поточною ГРВІ-CoV-2;
4. генетичні послідовності SARS-CoV-2 не містять слідів використання будь-якого інструменту генної інженерії;
5. інші характеристики (занадто детальні для цілей цієї статті і, отже, не описані), які могли виникнути лише у взаємодії з імунною системою.
З вищесказаного випливає, що попередник Створено SARS-CoV-2 з великою ймовірністю у кажанів, потім передається через ваги людям, в якому він мутував до остаточної, дуже інфекційної форми - ГРВІ-CoV-2. Крім того, ретроспективні серологічні дослідження вказують на взаємодія коронавірусів кажанів з людиною поблизу. У березні 2019 року вчені опублікували статтю, в якій прогнозував епідемію, спричинену коронавірусом походить від кажана, що було підтверджено через 9 місяців. Генетичні дані також свідчать про те, що спільний предок виник десь наприкінці листопада - на початку грудня 2019 року, що корелює з першими випадками зараження. MERS-CoV був створений наочно подібним чином, що спричинило епідемію у 2012-2013 роках.
Ми змогли представити вам цю статтю завдяки підтримці Patreone. Символічний внесок також допоможе нам публікувати більше якісних статей.