Как се появи нов коронавирус?
От първите съобщения за нов вирус на пневмония в китайския град Ухан започват да се появяват конспирации, че той е създаден изкуствено в лабораторията от американци, руснаци или някой друг, в зависимост от мирогледа на човека, който разпространява дезинформацията . Всъщност кои са най-вероятните сценарии за нов коронавирус?
От първите съобщения за нов вирус на пневмония в Ухан, провинция Хубей в Китай, започнаха да се появяват конспирации, че вирусът SARS-CoV-2 (предишно работно име 2019-nCoV) е изкуствено създадено в лабораторията от американци, руснаци или някой друг - това зависи от мирогледа на човек, който разпространява тази дезинформация.
Няма да описвам вируса като такъв подробно, защото за него е описано много (много добра статия по тази тема е написана от PharmDr. Adam Matejovič тук). Ще се съсредоточа върху теориите за произхода чрез оптиката на бръснача на Occam.
SARS-CoV-2 е седмият член от семейството на коронавирусите, който може да зарази хората. SARS-CoV, MERS-CoV и SARS-CoV-2 могат да причинят сериозно заболяване, докато HKU1, NL63, OC43 и 229E са минимални. Сравнението на генетичната информация на няколко човешки и животински коронавируса разкрива, че SARS-CoV-2 съдържа 2 специфични последователности в рамките на повърхностния протеин (фиг. 1), чрез който вирусът се свързва с човешките клетки: (а) регионът, отговорен за взаимодействието на вируса и човешкия АСЕ2 рецептор, т.нар. RBD (Rецептор Б.индинг дomain - свързващ домейн на рецептора); (б) специфична последователност, разпозната от човешки ензим (фурин протеаза) - вид молекулярни ножици, които разрязват протеиновите вериги на по-малки парчета, подобно на ензимите в стомаха, които осигуряват смилането на протеините.
Фиг. 1: SARS-CoV-2 повърхностен протеин
SARS-CoV-2 има RBD, който е способен да се свързва с ACE2 рецептора при хора, порове, котки и други животински видове. SARS-CoV-2 се свързва с човешкия АСЕ2 рецептор с висока ефективност и сила. Компютърните модели обаче показват, че RBD последователността не е напълно оптимална за свързване, което с голяма вероятност показва, че тази последователност е генерирана чрез естествен подбор, а не чрез целенасочена генетична манипулация.
Втората специфичност на SARS-CoV-2, регионът, разпознат от Furin протеазата, е важна за ефективността на инфекцията. Доказано е, че няколко коронавируса съдържат тази последователност и също така е показано, че тази последователност може да възникне естествено и да бъде избрана по време на многократни кръгови инфекции на клетки в тъканни култури (върху чашки на Петри) или живи животни.
Произход на SARS-CoV-2
По този начин кои са най-вероятните сценарии за ТОРС-CoV-2?
Фиг. 2: Разпространение на коронавируси на прилепи в Китай
Първият вариант е произходът и селекцията в гостоприемника на животните и последващо предаване на хората. Първоначалните случаи на инфекция са свързани с пазара на животни в Wuchan и следователно е вероятно източникът на животни да се намира в тази област, в допълнение към коронавирусите, подобни на SARS-CoV, са открити в популации на прилепи, срещащи се в провинция Хубей (Фиг. 2). SARS-Cov-2 има 96% идентична генетична информация с прилеп (Rhinolophus affinis species) коронавирус RaTG13, и по този начин прилепите са най-вероятният източник на този вирус. Този коронавирус на прилеп обаче не съдържа последователности в RBD, които се свързват с човешкия АСЕ2 рецептор. За разлика от това, RBD последователностите на SARS-CoV-2 са много сходни с последователността на получените от люспести коронавируси (фиг. 3), което предполага, че тази последователност може да е генерирана чрез естествен подбор преди предаване на хората.
Фиг. 3: Manis javanica
Втората възможност е появата на вирусен предшественик SARS-CoV-2 в гостоприемника на животните - най-вероятно при прилепите - и предаването на този предшественик на хората. Впоследствие вирусът се предава между хора с малка ефективност, но по време на него придобити специфични за човека мутации и адаптации, в резултат на което се получава високоефективният ТОРС-Cov-2. Всички генетични последователности на SARS-CoV-2, получени досега от хора, съдържат описаните региони и следователно трябва да са включени в последния общ предшественик. Наличието на специфична RBD последователност в скали показва, че предшественикът на SARS-Cov-2 вече я съдържа и следователно последната съставка в този пандемичен коктейл - регион, признат от протеин Фурин - произхожда от хората.
Последната възможност с минимална вероятност е случайната поява на ТОРС-CoV-2 в лаборатории, изследващи прилепите на коронавируси. Както е описано по-горе, повтарящи се кръгове от клетъчни инфекции в тъканни култури (в случая клетки от прилеп) теоретично могат да доведат до дадени мутации, специфични за SARS-CoV-2. Но има някои силни аргументи срещу този сценарий:
1. съществуването на коронавирус, съдържащ специфични последователности в RBD региона в мащаби;
2. генерирането на специфични последователности за RBD и Furin протеаза е много малко вероятно и ще отнеме много дълго време;
3. не е описан вирус, използван за лабораторни изследвания, който би имал високо съгласие в генетичната информация с настоящия SARS-CoV-2;
4. генетичните последователности на SARS-CoV-2 не съдържат следи от използването на какъвто и да е инструмент за генно инженерство;
5. други характеристики (твърде подробни за целите на тази статия и следователно не описани), които биха могли да възникнат само при взаимодействие с имунната система.
От горното следва, че предшественикът Създаден е SARS-CoV-2 с голяма вероятност при прилепите, след което преминава през везните към хората, в който мутира в последната, силно инфекциозна форма - ТОРС-CoV-2. В допълнение, ретроспективните серологични изследвания сочат към взаимодействие на коронавирусите на прилепите с хората В зоната. През март 2019 г. учените публикуват статия, в която прогнозира епидемия, причинена от коронавирус с произход от прилеп, което беше потвърдено за 9 месеца. Генетичните данни също предполагат, че общ прародител е възникнал някъде в края на ноември до началото на декември 2019 г., което корелира с първите случаи на инфекция. MERS-CoV е създаден по очевидно подобен начин, който предизвика епидемия през 2012-2013 г.
Успяхме да ви донесем тази статия благодарение на поддръжката на Patreone. Символичен принос също ще ни помогне да публикуваме повече качествени статии.