Artykuły w Czytelni Medycznej o SARS-CoV-2/Covid-19

Zastanawiasz się, jak wydać pracę doktorską, habilitacyjną lub monografię? Chcesz dokonać zmian w stylistyce i interpunkcji tekstu naukowego? Nic prostszego! Zaufaj Wydawnictwu Borgis – wydawcy renomowanych książek i czasopism medycznych. Zapewniamy przede wszystkim profesjonalne wsparcie w przygotowaniu pracy, opracowanie dokumentacji oraz druk pracy doktorskiej, magisterskiej, habilitacyjnej. Dzięki nam nie będziesz musiał zajmować się projektowaniem okładki oraz typografią książki.

Poniżej zamieściliśmy fragment artykułu. Informacja nt. dostępu do pełnej treści artykułu tutaj
© Borgis - Postępy Nauk Medycznych 4b/2015, s. 48-54
*Krzysztof Pyrć
Ludzkie koronawirusy
The human coronaviruses
Zakład Mikrobiologii, Wydział Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii, Uniwersytet Jagielloński, Kraków
Dziekan Wydziału: prof. dr hab. Zbigniew Madeja
Małopolskie Centrum Biotechnologii, Uniwersytet Jagielloński, Kraków
Dyrektor Centrum: prof. dr hab. Kazimierz Strzałka
Streszczenie
Pierwsze wzmianki o ludzkich koronawirusach pochodzą z lat 60. XX wieku, kiedy to udało się wyizolować i opisać dwa patogeny – HCoV-229E oraz HCoV-OC43. Koronawirusy przez lata znajdowały się na uboczu głównego nurtu badań w wirusologii i medycynie, ponieważ te dwa gatunki wywołują łagodne przeziębienie, które bez żadnej interwencji ustępuje w ciągu kilku dni. Dopiero początek XXI wieku przyniósł światu epidemię choroby wywołanej przez nieznany wcześniej, wysoce zakaźny gatunek koronawirusa SARS (ang. severe acute respiratory syndrome). Szczęśliwie, dzięki zastosowanym środkom zaradczym oraz naturalnej sezonowości występowania koronawirusów, już po kilku miesiącach wirus zniknął z ludzkiej populacji. Epidemia przyczyniła się do zintensyfikowania prac badawczych, które doprowadziły w następnych latach do identyfikacji i opisania kolejnych, niskopatogennych ludzkich koronawirusów – ludzkiego koronawirusa NL63 oraz HKU1. W 2012 roku, po 10 latach od epidemii SARS-CoV, pojawiły się przypadki nowej, ciężkiej i często śmiertelnej choroby układu oddechowego wywoływanej przez koronawirus MERS.
Niniejsza praca ma na celu przedstawienie podrodziny Coronavirinae, skupiając się na charakterystyce klinicznej oraz dostępnych danych epidemiologicznych.
Summary
First human coronaviruses 229E and HCoV-OC43 were isolated and described in 1960’s. These viruses for years were neglected as human pathogens, as they are associated with relatively mild, self-limiting common cold. It is the beginning of the 21st century that brought us the epidemic of highly infectious severe acute respiratory syndrome (SARS) coronavirus, causing severe respiratory disease with mortality rate reaching 10%. Fortunately, due to healthcare measures and seasonality of coronaviral infections, this pathogen disappeared after eight months. The emergence of highly virulent coronavirus increased the scientific interest in Coronaviridae family, and in subsequent years two low pathogenic human coronaviruses NL63 and HKU1 were discovered. Ten years after the SARS-CoV the new severe, acute disease with mortality rate exceeding 35% has been associated with emergence of novel coronavirus – Middle East respiratory syndrome (MERS) coronavirus. Current work aims to describe the Coronavirinae subfamily, focusing on clinical and epidemiological aspects of infection.
Wstęp
Koronawirusy przez lata znajdowały się na uboczu głównego nurtu badań w wirusologii i medycynie, ponieważ panowało przekonanie, że wywołują łagodne przeziębienie, które bez żadnej interwencji ustępuje w ciągu kilku dni. Brak metod diagnostycznych oraz skutecznej terapii dodatkowo pogłębiał pogląd, że patogeny te mogą być interesujące badawczo, jednak per se nie stanowią problemu medycznego. Pojawienie się nowych, wysoce patogennych gatunków koronawirusów oraz zrozumienie, że wirusy te u dzieci, osób starszych oraz osób z niedoborami odporności mogą prowadzić do rozwoju poważnej, zagrażającej życiu choroby spowodowały wzrost zainteresowania tymi patogenami.
Niniejsza praca ma na celu przedstawienie podrodziny Coronavirinae, skupiając się na charakterystyce klinicznej oraz dostępnych danych epidemiologicznych.
Na początku warto wspomnieć, że koronawirusy nie stanowią wyłącznie problemu w medycynie człowieka. Wirusy te zakażają ptaki i ssaki, powodując liczne choroby układu oddechowego, nerwowego, narządów wewnętrznych czy układu pokarmowego. Do najbardziej znanych chorób wywoływanych przez zwierzęce koronawirusy zaliczyć można zakaźne zapalenie otrzewnej u kotów, epidemiczną biegunkę świń, wirusowe zapalenie żołądka i jelit u bydła czy zakaźne zapalenie oskrzeli u ptactwa. Pierwsze wzmianki o ludzkich koronawirusach pochodzą z lat 60., kiedy to udało się wyizolować i opisać dwa patogeny – HCoV-229E oraz HCoV-OC43 – powodujące u ludzi schorzenia układu oddechowego (1, 2). Przez wiele lat pozostawały one jedynymi przedstawicielami rodzaju, zdolnymi zakażać ludzi. Dopiero początek XXI wieku przyniósł światu epidemię choroby wywołanej przez nieznany wcześniej, wysoce zakaźny gatunek koronawirusa. Został on nazwany od nazwy zespołu chorobowego wirusem SARS (ang. severe acute respiratory syndrome) (3-5). Wysoka śmiertelność (~ 10%) oraz bardzo wysoka zakaźność patogenu doprowadziły do globalnej paniki, której efekty ekonomiczne można obserwować do dnia dzisiejszego. Szczęśliwie, dzięki zastosowanym środkom zaradczym oraz naturalnej sezonowości występowania koronawirusów, już po kilku miesiącach wirus zniknął z ludzkiej populacji. Epidemia przyczyniła się do zintensyfikowania prac badawczych, które doprowadziły w następnych latach do identyfikacji i opisania kolejnych ludzkich koronawirusów – NL63 oraz HKU1. W 2012 roku, po 10 latach od epidemii SARS-CoV, ogłoszono przypadki nowej choroby układu oddechowego wywoływanej przez koronawirus MERS (ang. middle east respiratory syndrome). Tym razem nie doszło do wybuchu ogólnoświatowej epidemii, jednakże zagrożenie nie zniknęło – liczba zakażeń i ofiar śmiertelnych wzrasta z roku na rok.
Charakterystyka wirusów z rodziny Coronaviridae
Wirusy należące do tej rodziny zostały sklasyfikowane do dwóch odrębnych podrodzin: Coronavirinae i Torovirinae. Podrodzina Coronavirinae po uwzględnieniu cech genetycznych poszczególnych gatunków podzielona została na cztery rodzaje: alfa-, beta-, delta- oraz gamma-koronawirusy. Najbardziej interesujące z medycznego punktu widzenia są wirusy grup alfa oraz beta, do których należą wszystkie znane gatunki zakażające ludzi.
Koronawirusy są jednymi z największych wirusów RNA pod względem długości genomu (~ 30 000 nukleotydów) oraz rozmiaru wirionu (sferyczny, 80-180 nm średnicy). Pierwsze 2/3 wirusowego RNA od strony 5’ zajmuje gen kodujący białka tworzące maszynerię replikacyjną. Gen ten ulega transkrypcji i translacji do pojedynczej poliproteiny, która na etapie obróbki potranslacyjnej ulega autoproteolizie, co prowadzi do powstania zestawu dojrzałych białek odpowiedzialnych za replikację genomu, modyfikację środowiska komórkowego czy wreszcie interferencję z naturalnymi mechanizmami obronnymi organizmu. Pozostała 1/3 genomu zajęta jest przez geny kodujące białka strukturalne S-E-M-N (S – białko odpowiedzialne za interakcję z receptorem na powierzchni komórek; E – białko płaszcza, odpowiedzialne m.in. za formowanie wirionów; M – białko błonowe, będące głównym białkiem macierzy wirusa; oraz N – białko nukleokapsydu, jedno z głównych białek wirusowych, pełniące zarówno funkcję ochronną dla dużej cząsteczki RNA, jak i aktywnie uczestniczące w modyfikacji procesów komórkowych i w replikacji wirusa). W niektórych przypadkach w genomie kodowane są również białko HE, odpowiedzialne m.in. za interakcję z komórką gospodarza, oraz białka dodatkowe, których liczba i charakter są zmienne w zależności od gatunku. Kodujące RNA wirusowe flankowane jest z obu stron regionami niekodującymi, które są kluczowe dla replikacji wirusa.
Ludzkie koronawirusy
Lata 60.: pierwsze ludzkie koronawirusy
Pierwszy ludzki koronawirus B814 został wyizolowany w 1962 roku od dziecka z objawami przeziębienia, kiedy zastosowano hodowlę narządową pochodzącą z tchawicy (1, 6). Dokładna przynależność gatunkowa tego izolatu pozostaje jednak nieznana, gdyż próbka zaginęła zanim dostępne były metody badawcze pozwalające na identyfikację nowych patogenów wirusowych. Dalsze badania doprowadziły do pozyskania innych izolatów klinicznych, włączając w to koronawirusy 229E i OC43, które z czasem uznane zostały za przedstawicieli odrębnych gatunków (1, 2, 7).
Obraz infekcji ludzkimi koronawirusami został nakreślony dzięki badaniom przeprowadzonym z udziałem zdrowych ochotników. Po zakażeniu koronawirusami 229E oraz OC43 u zdrowych osób wystąpiły typowe objawy przeziębienia, głównie nieżyt błony śluzowej nosa, a w pojedynczych przypadkach kaszel. Objawy utrzymywały się przez okres do tygodnia, po czym samoistnie ustępowały (1, 2, 8). Dalsze doświadczenia kliniczne potwierdziły, że wirusy te powodują stosunkowo łagodną, często subkliniczną infekcję u dorosłych. Jednakże w przypadku dzieci, osób starszych oraz osób o osłabionej odporności patogeny te mogą powodować ciężką chorobę o ostrym przebiegu (m.in. zapalenie oskrzeli, podgłośniowe zapalenie krtani, zapalenie płuc) (9-12).
W przeszłości pojawiły się hipotezy, że ludzkie koronawirusy OC43 oraz 229E mogą również powodować lub indukować rozwój innych chorób. Przykładowo, sugerowano, że HCoV-OC43 może powodować zakażenia układu pokarmowego. Nie udało się jednak w tym przypadku wykazać związku przyczynowo-skutkowego, a kolejne badania pokazały, że obecność wirusów w kale wynikała z drogi rozprzestrzeniania się wirusa, a nie aktywnej infekcji komórek układu pokarmowego (13-16). Sugerowano również, że wirus HCoV-OC43 może brać udział w rozwoju stwardnienia rozsianego (SM). Powiązania tego dokonano w oparciu o obserwacje, że w tkance mózgowej pacjentów z SM można wykryć koronawirusy, a miano przeciwciał specyficznych względem ludzkich koronawirusów jest znacznie wyższe u pacjentów z SM niż w grupach kontrolnych. Również w tym wypadku nie udało się jednoznacznie potwierdzić związku patogenu z chorobą (17-21).
Początek XXI wieku: epidemia SARS-CoV
Obraz ludzkich koronawirusów, jako stosunkowo niegroźnych patogenów zmienił się wraz z pojawieniem się w listopadzie 2002 roku w chińskiej prowincji Guangdong nowego gatunku ludzkiego koronawirusa – wirusa SARS-CoV (3-5). Pierwszą osobą, u której stwierdzono zakażenie, był 45-letni mężczyzna w mieście Foshan, u którego 16 listopada 2002 roku pojawiły się gorączka i objawy ze strony układu oddechowego. Transmisja wirusa pomiędzy pacjentami następowała w szybkim tempie, a w niektórych przypadkach dochodziło do masowych zakażeń. Przykładem takiego zakażenia może być przypadek 44-letniego mężczyzny, hospitalizowanego w Guangzhou 30 stycznia 2003 roku. W czasie choroby zakaził on 19 krewnych oraz ponad 50 osób należących do personelu medycznego. Dalsza transmisja i przekroczenie granic kraju stały się tylko kwestią czasu, i tak jeden z zakażonych lekarzy w czasie swojej podróży do Hong Kongu zakaził kolejne 17 osób, co umożliwiło transmisję wirusa poza granice Chin. W ciągu jednego sezonu wirus rozprzestrzenił się do 37 krajów, stwierdzono 8273 przypadków zakażenia, a dla 775 osób choroba zakończyła się zgonem (22). Co zaskakujące, 5 lipca 2003 roku, a więc niespełna 8 miesięcy od pierwszego stwierdzonego przypadku zakażenia, WHO ogłosiła eradykację wirusa SARS-CoV. Nagłe zniknięcie wirusa można tłumaczyć dwojako. Po pierwsze, zakażenia ludzkimi koronawirusami mają charakter sezonowy, z częstością najwyższą w zimie i wczesną wiosną. Można więc założyć, że zakończenie epidemii na początku lipca nie było przypadkowe. Po drugie, objawy zakażenia są stosunkowo wyraźne i pojawiają się zanim pacjent wejdzie w najbardziej zakaźną fazę choroby (ilość wirusa w wydzielinach wzrasta stopniowo w czasie choroby, osiągając maksimum po pierwszym tygodniu). Umożliwiło to zastosowanie skutecznych środków zapobiegających transmisji wirusa oraz izolację chorych (23).
Tak nagłe pojawienie się nowego ludzkiego patogenu wywołało liczne spekulacje co do jego pochodzenia. Przeprowadzone badania wykazały u osób trudniących się handlem żywymi zwierzętami wysokie miana przeciwciał specyficznych względem wirusa SARS-CoV, chociaż nie zgłaszali oni przebycia choroby. Było to o tyle frapujące, że u osób sprzedających inne towary spożywcze nie stwierdzano podwyższonych mian przeciwciał. Szczegółowe badania zwierząt na rynku chińskim wykazały obecność wirusa w organizmach łaskunów chińskich (Paguma larvata) oraz jenotów (Nyctereutes procyonoides), których mięso w Chinach wykorzystywane jest w celach konsumpcyjnych. Nasunęło to przypuszczenie, że wirus mógł przenieść się na ludzi bezpośrednio z tych zwierząt (24, 25). Jednakże, zarówno stosunkowo niewielka zmienność genetyczna wirusa zwierzęcego, jak i stosunkowo rzadkie jego występowanie u tych zwierząt wskazywały, że prawdziwego rezerwuaru wirusa należy szukać gdzie indziej (26). Dalsze badania wykazały, że najbardziej prawdopodobnym naturalnym gospodarzem wirusa SARS-CoV były nietoperze. U zwierząt tych zidentyfikowano wirusy prawie identyczne pod względem genetycznym do wirusa ludzkiego (RsSHC014 oraz Rs3367). Wykazano również, że wirusy izolowane od nietoperzy były w stanie zakażać komórki ludzkie. Co więcej, u niektórych gatunków nietoperzy (rodzaj Rhinolophus) stwierdzono obecność przeciwciał neutralizujących, specyficznych względem białek wirusa SARS-CoV (25-27). Dostępne dane wskazują, że wirus SARS-CoV pojawił się w populacji ludzkiej na skutek transmisji od nietoperzy, przy czym pośrednimi gospodarzami mogły być również inne zwierzęta, takie jak łaskuny czy jenoty.
Chociaż od ponad 10 lat nie stwierdzono przypadków zakażenia SARS-CoV u ludzi, nieustannie pozostaje obawa, że w przyszłości wirus może pojawić się ponownie. Analiza retrospektywna archiwizowanych próbek surowic pobranych od osób zamieszkujących zagrożone tereny wykazała, że u części z nich przeciwciała specyficzne względem wirusa SARS-CoV pojawiły się na długo przed epidemią. Wynika z tego, że wirus SARS-CoV nie pierwszy raz przeniósł się na ludzi w 2002 roku. Częściową przynajmniej odpowiedź na pytanie, dlaczego wcześniej nie doszło do epidemii, dostarczył przypadek pojawienia się czterech nowych przypadków zakażenia wirusem SARS-CoV rok po pierwszej epidemii (28). U wszystkich zakażonych osób przebieg choroby był diametralnie różny niż obserwowano rok wcześniej i nie nastąpiło dalsze jej rozprzestrzenienie. Badania molekularne wykazały, że wirus, który spowodował chorobę, był inny niż ten występujący w czasie epidemii. Porównanie wirusów ludzkich i zwierzęcych ujawniło, że „nowy” wirus był znacznie gorzej przystosowany do replikacji w komórkach ludzkich (m.in. wykazywał znacznie mniejsze powinowactwo do receptora komórkowego), a jego pojawienie się było efektem ponownej transmisji odzwierzęcej (28-30). Można zatem wnioskować, że do transmisji wirusa zwierzęcego dochodziło również na przestrzeni poprzednich lat, jednak w 2002 roku doszło do adaptacji wirusa do komórek ludzkich, co sprawiło że szczep stał się bardzo wirulentny.
Wirus SARS-CoV, jak wspomniano powyżej, powodował ciężką chorobę układu oddechowego. Patogen ten zakażał urzęsione komórki górnych i dolnych dróg oddechowych oraz pneumocyty. Wirus znajdowany był również w innych organach, nerkach, wątrobie i jelitach. Istnieją liczne hipotezy dotyczące przyczyn wysokiej patogenności tego wirusa u ludzi, które zakładają, że uszkodzenia tkanki płucnej powodowane były nie tylko przez replikację patogenu, ale również przez indukcję nadmiernej, uszkadzającej odpowiedzi immunologicznej lub zaburzanie szlaków odpowiedzialnych za utrzymanie homeostazy, takich jak szlak reninowo-angiotensynowo-aldosteronowy. Prawdopodobnie jednak wirulencja wirusa była efektem wspólnego oddziaływania czynników wymienionych powyżej (23, 31-34).

Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.

Płatny dostęp tylko do jednego, POWYŻSZEGO artykułu w Czytelni Medycznej
(uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony)

Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu wraz z piśmiennictwem , należy wprowadzić kod:

Kod (cena 19 zł za 7 dni dostępu) mogą Państwo uzyskać, przechodząc na tę stronę.
Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.

 

 

Płatny dostęp do wszystkich zasobów Czytelni Medycznej

Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu wraz z piśmiennictwem oraz WSZYSTKICH około 7000 artykułów Czytelni, należy wprowadzić kod:

Kod (cena 49 zł za 30 dni dostępu) mogą Państwo uzyskać, przechodząc na tę stronę.
Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.

otrzymano: 2015-02-17
zaakceptowano do druku: 2015-03-11

Adres do korespondencji:
*Krzysztof Pyrć
Zakład Mikrobiologii Wydział Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii UJ
ul. Gronostajowa 7, 30-387 Kraków
tel. +48 (12) 664-61-21
fax +48 (12) 664-69-02
k.a.pyrc@uj.edu.pl

Postępy Nauk Medycznych 4b/2015
Strona internetowa czasopisma Postępy Nauk Medycznych