Введение. Респираторные вирусы, которые передаются воздушно-капельным путем, часто вызывали пандемии. Первой значительной вспышкой гриппа, с которой столкнулось человечество, была «испанка» 1918 года [1]. В этой пандемии погибло не менее 40 миллионов человек, а человечеству был нанесен исторический ущерб. С тех пор было несколько пандемий, вызванных азиатским гриппом 1957 года, гонконгским гриппом 1968 года и свиным гриппом 2009 года. До настоящего времени мир борется с новым коронавирусом, коронавирусом тяжелого острого респираторного синдрома 2 (фу-CoV-2), который 11 марта 2020 года Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) был признан пандемией. По состоянию на 29 марта 2023 года ВОЗ сообщила о 761 402 282 миллионах случаев заболевания во всем мире, включая 6 887 000 миллиона случаев летального исхода [2]. Эта пандемия оказала большое влияние на жизнь людей во всем мире; конвергенция пандемии является важной проблемой, стоящей сейчас перед миром. SARS-CoV-2 является представителем CoV порядка Nidovirales, семейства Coronaviridae, подсемейства Orthocoronavirinae. Это подсемейство подразделяется на четыре рода на основе генетических характеристик: альфакоронавирусы (α-CoV), бетакоронавирусы (β-CoV), гаммакоронавирусы (γ-CoV) и дельтакоронавирусы (δ-CoV). Подобно SARS-CoV и MERS-CoV, SARS-CoV-2 принадлежит к кластеру β-CoV и имеет диаметр 80–160 нМ и геном РНК длиной примерно 30 килобаз [3]. SARS-CoV-2 представляет собой вирус с одноцепочечной РНК с оболочкой, на поверхности которой экспрессируются шиповидные гликопротеины, образующие «корону». Геном SARS-CoV-2 демонстрирует генетическую идентичность SARS-CoV на 79,6% и состоит из четырех ключевых белков [3]. Белок S обеспечивает прикрепление и проникновение SARS-CoV-2 в клетки-хозяина, белок мембраны является компонентом целостности вирусной мембраны, а белок нуклеокапсида (N) связывается с вирусной РНК и поддерживает структуру нуклеокапсида, участвует в репликации мРНК [4]. Белок оболочки (E) наименее изучен из-за его механизма действия и структуры, но, по-видимому, он играет роль в сборке и высвобождении вируса [5]. Белок S вируса связывается с рецептором ангиотензинпревращающего фермента 2 (АПФ-2) на поверхности клетки-хозяина, что осуществляется мембраносвязанной сериновой протеазой (TMPRSS2) [6]. TM-PRSS2 расщепляет белок S на две субъединицы, S1 и S2, во время проникновения вируса в клетку- хозяина посредством слияния мембран. Экспрессия АПФ-2 распространена повсеместно в носовом эпителии, легких, сердце, почках и кишечнике, но редко экспрессируется в иммунных клетках [7]. Недавние исследования показали, что существуют и другие рецепторы, участвующие в проникновении вируса в различные типы клеток. Как и в случае с SARS-CoV, CD-147 на эпителиальных клетках также является рецептором для SARS-CoV-2 [8]. CD26 (дипептидилпептидаза 4, DPP4), первоначально обнаруженная во время проникновения MERS-CoV в клетки, также недавно стала потенциальным рецептором для SARS-CoV-2 [9], и структурный анализ показал, что S-белок SARS-CoV-2 взаимодействует с CD26 [10].
Начальные клинические проявления инфекции SARS-CoV-2 разнообразны и часто схожи с симптомами, вызываемыми другими респираторными вирусами, такими как вирусы гриппа и парагриппа, что представляет собой проблему для клинической диагностики [11]. Наиболее распространенными симптомами инфекции SARS-CoV-2 являются лихорадка, сухой кашель и утомляемость [12]. Менее распространенные симптомы включают головную боль, боль в горле, миалгию или артралгию, одышку, диарею, рвоту, озноб и изменения обоняния (аносмия, гипосмия) и вкуса (агевзия, дисгевзия) [12].
Успех разработки эффективных вакцин против COVID-19 примерно через год после появления SARS-CoV-2 объясняется огромными усилиями в области исследований вирусологии. За последние 100 лет вакцины значительно увеличили продолжительность жизни, коренным образом изменив общество и экономику [13]. По мере того, как вакцинация становится широкодоступной и используемой, разрушительное воздействие многих инфекционных заболеваний исчезает [14]. Лечение инфекционных заболеваний является дорогостоящим, о чем свидетельствует сезонный грипп, который имеет огромное экономическое и социальное бремя для спасения тысяч жизней каждый год [15]. Широко распространенная профилактическая вакцинация может снизить эти затраты и играет ключевую роль в эффективной и устойчивой защите людей от вирусных инфекций, что приводит к полной ликвидации или значительному снижению передачи инфекции в популяции [16].
Ключевая роль, которую белок S играет в проникновении вируса, делает его привлекательной мишенью для вакцин против COVID-19 [17]. Субъединица S1 содержит избыточное состояние рецептор-связывающего домена (РСД), ответственного за связывание с АПФ-2, в то время как субъединица S2 содержит сайт расщепления, который имеет решающее значение для слияния вирусных и клеточных мембран [18]. Анализ и знания, ранее полученные о SARS-CoV и MERS-CoV, определили, что полноразмерный белок S, S1, РСД и субъединичные белки S2 являются ключевыми эпитопами для индукции нейтрализующих антител [19]. Несмотря на структурное сходство, S-белок SARS- CoV-2 показал в 20 раз более высокую аффиность связывания с клетками-хозяина, чем S-белок SARS-CoV, что объясняет высокую скорость передачи COVID-19 [19]. Белок S как в SARS-CoV, так и в SARS-CoV-2 дополнительно индуцирует слияние инфицированных и неинфицированных клеток, обеспечивая прямое распространение вируса между клетками, избегая при этом нейтрализующих вирус антител. Возможность использования множественных нейтрализующих эпитопов делает белок S наиболее популярной мишенью для вакцинации. В частности, эпитоп S1, содержащий как N-концевой связывающий домен, так и РСД, использовался при разработке вакцин, и, в частности, антитела против РСД ранее продемонстрировали способность предотвращать инфекции SARS-CoV и MERS-CoV [20].
С марта 2020 года мир находился в различных состояниях изоляции, что привело к серьезным экономическим и социальным последствиям. Кроме того, несмотря на применение масок и других протоколов безопасности, COVID-19 унес миллионы жизней. SARS-CoV-2 гораздо более смертоносен, чем вирусы ветряной оспы или гриппа, и, как было показано, оказывает длительное воздействие на легкие, сердце и центральную нервную систему, которые до сих пор полностью не изучены [20]. Вакцина крайне необходима не только для индивидуального здравоохранения, но и для достижения коллективного иммунитета, при котором необходимо будет вакцинировать не менее 70% всего населения [21].
В настоящее время программы эпиднадзора основаны на мониторинге клинически значимых инфекций посредством регулярного сбора и анализа микробиологических данных, что позволяет оценивать не только локальную, но и мировую заболеваемость инфекциями и их тенденции в сравнении с ретроспективными данными, а также выявлять вспышки и факторы риска и, наконец, сравнить свои показатели с данными литературы и/или других учреждений. В дополнение к этому периодическому мониторингу во времени непрерывный и своевременный лабораторный эпиднадзор обеспечивает быструю идентификацию сигнальных событий в соответствии со стандартными требованиями.
Заключение. Спустя несколько лет после глобальной эпидемии атипичной пневмонии нынешняя пандемия SARS-CoV-2/COVID-19 послужила напоминанием о том, как новые патогены могут быстро появляться и распространяться среди населения и в конечном итоге вызывать серьезные кризисы в области общественного здравоохранения. Программы профилактики и эпиднадзора играют ключевую роль в сдерживании любого рода инфекций. Профилактическая вакцинация – это самый безопасный и экономически эффективный способ предотвратить заболевание и смерть от COVID-19, а также лучший вариант борьбы с ожидаемыми будущими вариантами. Ежегодно вирусологи осуществляют эпиднадзор за циркулирующими штаммами вируса гриппа и корректирует протоколы, чтобы отразить результаты при подготовке вакцин против наиболее распространенных штаммов в предстоящем году. Аналогичная глобальная стратегия необходима для предотвращения или минимизации распространенности COVID-19 и будущих вариантов SARS-CoV-2.
Список литературы
- Horimoto T., Kawaoka Y. Influenza: lessons from past pandemics, warnings from current incidents // Nature Reviews Microbiology. – 2005. – Т. 3. – № . 8. – С. 591–600
- WHO Coronavirus (COVID-19) Dashboard. https:// covid19.who.int/ (Доступно на 29.03.2023 г.)
- Zhou P. et al. A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin //nature. – 2020. – Т. 579. – № . 7798. – С. 270–273
- Astuti I. et al. Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2): An overview of viral structure and host response //Diabetes & Metabolic Syndrome: Clinical Research & Reviews. – 2020. – Т. 14. – № . 4. – С. 407–412
- Schoeman D., Fielding B.C. Coronavirus envelope protein: current knowledge //Virology journal. – 2019. – Т. 16. – № . 1. – С. 1–22
- Walls A. C. et al. Structure, function, and antigenicity of the SARS-CoV-2 spike glycoprotein. Cell. pii: S0092–8674 (20) 30262–2. – 2020
- Ziegler C. G. K. et al. SARS-CoV-2 receptor ACE2 is an interferon-stimulated gene in human airway epithelial cells and is detected in specific cell subsets across tissues //Cell. – 2020. – Т. 181. – № . 5. – С. 1016–1035. e19
- Wang K. E. et al. CD147-spike protein is a novel route for SARS-CoV-2 infection to host cells //Signal transduction and targeted therapy. – 2020. – Т. 5. – № . 1. – С. 283
- Van Doremalen N. et al. Host species restriction of Middle East respiratory syndrome coronavirus through its receptor, dipeptidyl peptidase 4 // Journal of virology. – 2014. – Т. 88. – № . 16. – С. 9220–9232
- Vankadari N., Wilce J.A. Emerging COVID-19 coronavirus: glycan shield and structure prediction of spike glycoprotein and its interaction with human CD26 //Emerging microbes & infections. – 2020. – Т. 9. – № . 1. – С. 601–604
- Bordi L. et al. Differential diagnosis of illness in patients under investigation for the novel coronavirus (SARS-CoV-2), Italy, February 2020 //Eurosurveillance. – 2020. – Т. 25. – № . 8. – С. 2000170
- Guan W. et al. Clinical characteristics of coronavirus disease 2019 in China //New England journal of medicine. – 2020. – Т. 382. – № . 18. – С. 1708– 1720
- Greenwood B. The contribution of vaccination to global health: past, present and future //Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. – 2014. – Т. 369. – № . 1645. – С. 20130433
- CDC Prevention CDC 2020–2021 Flu Vaccine Campaign Kickoff. 2020. https://www.cdc.gov/flu/ spotlights/2020–2021/2020–21-campaign-kickoff. htm/ (Доступно на 29.03.2023 г.)
- Luyten J., Beutels P. The social value of vaccination programs: beyond cost-effectiveness //Health Affairs. – 2016. – Т. 35. – № . 2. – С. 212–218
- Zhang Y., Kutateladze T.G. Molecular structure analyses suggest strategies to therapeutically target SARS-CoV-2 //Nature communications. – 2020. – Т. 11. – № . 1. – С. 2920
- Chauhan G. et al. Nanotechnology for COVID-19: therapeutics and vaccine research //ACS nano. – 2020. – Т. 14. – № . 7. – С. 7760–7782
- Huang C. et al. Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China //The lancet. – 2020. – Т. 395. – № . 10223. – С. 497–506
- Fani M., Teimoori A., Ghafari S. Comparison of the COVID-2019 (SARS-CoV-2) pathogenesis with SARS-CoV and MERS-CoV infections //Future Virology. – 2020. – Т. 15. – № . 5. – С. 317–323
- Nuzzo D., Picone P. Potential neurological effects of severe COVID-19 infection //Neuroscience research. – 2020. – Т. 158. – С. 1–5
- Fontanet A., Cauchemez S. COVID-19 herd immunity: where are we? //Nature Reviews Immunology. – 2020. – Т. 20. – № . 10. – С. 583–584