https://harvardtothebighouse.com/2020/0 ... 2019-ncov/
https://www.theepochtimes.com/scientifi ... 25405.html
Вспышка коронавируса
Научные загадки, окружающие Уханьский новый коронавирус
Юхонг Донг
3 февраля 2020 г. Обновлено: 6 февраля 2020 г.
FONT B FONT S Размер текста
Распечатать
Анализ
Внезапная вспышка нового коронавируса в Ухане (2019-nCoV) привела к тому, что вся провинция Хубэй и три крупных города в провинции Чжэцзян были подвергнуты карантину. Другие страны с тревогой пытаются вывести своих людей из Китая, и на рейсы в Китай налагаются ограничения. Поскольку этот новый вирус имеет чрезвычайно высокую скорость передачи (высокое R0) и высокий уровень смертности, он представляет собой серьезную проблему для общественного здравоохранения не только в Китае, но и во всем мире.
В наших знаниях о происхождении вируса, продолжительности передачи вируса от человека человеку и клиническом ведении инфицированных людей существуют серьезные пробелы на основании текущей ограниченной информации, поступающей из Китая. Тем не менее, выводы тех ученых, которые недавно опубликовали исследовательские работы по этому вирусу, приведены ниже.
Ланцет сообщает о том, что вирус Ухань не вызван естественной рекомбинацией
В большинстве работ сообщалось, что 2019-нКоВ только на 88% связаны с ближайшим коронавирусом летучих мышей, только на 79% - с ОРВИ и только на 50% - с MERS. Профессор Роуцзян Лу из Китайской ключевой лаборатории биобезопасности, Национального института контроля и профилактики вирусных заболеваний, Китайского центра контроля и профилактики заболеваний, и его соавторы прокомментировали в статье от 30 января в Lancet, что «рекомбинация, вероятно, не причина для появления этого вируса ».
27 января 2020 года исследование, проведенное 5 греческими учеными, проанализировало генетические связи 2019-нКоВ и обнаружило, что «новый коронавирус обеспечивает новую линию почти для половины своего генома, без тесных генетических связей с другими вирусами в подроде сарбековируса. , »И имеет необычный средний сегмент, никогда не встречавшийся ранее ни в одном коронавирусе. Все это указывает на то, что 2019-нКоВ является совершенно новым типом коронавируса. Авторы исследования отвергли первоначальную гипотезу о том, что 2019-нКоВ произошел от случайных естественных мутаций между различными коронавирусами. (Paraskevis et al 2020 BioRxiv) Статья является препринтом, доступным через bioRxiv, и не рецензировалась.
Фото эпохи Времен
Головоломки Уханьского нового коронавируса (Yuhong Dong)
Очень высокая генетическая идентичность у пациентов указывает на недавнюю передачу человеку
2019-нКоВ является РНК-вирусом. РНК-вирусы имеют высокую естественную мутацию. Исследование Lancet Lu et al. заявляет: «Как типичный РНК-вирус, средняя скорость эволюции коронавирусов составляет примерно 10-4 нуклеотидных замен на сайт в год, причем мутации возникают во время каждого цикла репликации. Поэтому поразительно, что последовательности 2019-нКоВ от разных пациентов, описанные здесь, были почти идентичны, с идентичностью последовательностей более 99,9%. Этот вывод свидетельствует о том, что 2019-нКоВ произошел из одного источника в течение очень короткого периода и обнаружен относительно быстро ».
В статье Джона Коэна «Наука» от 31 января говорится: «Чем дольше вирус циркулирует в популяции людей, тем больше у него времени для развития мутаций, которые дифференцируют штаммы у инфицированных людей, и учитывая, что последовательности 2019-nCoV, проанализированные до настоящего времени, отличаются друг от друга не более чем на семь нуклеотидов, это говорит о том, что он совсем недавно попал в человека. Но остается загадкой, какое животное распространило вирус на людей ».
Источник рынка Бат или Хуананя не вся история
Проф. Лу и др. и др. Также обсуждается естественный хозяин вируса. Ранняя гипотеза состояла в том, что вирус передается людям от летучих мышей, продаваемых на рынке морепродуктов Хуананя в Ухане.
Лу и др. Я пишу: «Во-первых, вспышка впервые была зарегистрирована в конце декабря 2019 года, когда большинство видов летучих мышей в Ухани зимуют. Во-вторых, на рынке морепродуктов Хуананя не было продано или найдено летучих мышей, в то время как различные неводные животные (включая млекопитающих) были доступны для покупки. В-третьих, идентичность последовательностей между 2019-нКоВ и его близкими родственниками bat-SL-CoVZC45 и bat-SL-CoVZXC21 составила менее 90%. Следовательно, bat-SL-CoVZC45 и bat-SL-CoVZXC21 не являются прямыми предками 2019-нКоВ ».
Авторы указывают на то, что, хотя 2019-нКоВ, вызвавшая вспышку в Ухане, могла первоначально быть организована летучими мышами, она могла передаваться людям через другие, пока неизвестные механизмы.
В научной статье говорится: «Рынок Хуанань сыграл раннюю роль в распространении 2019-нКоВ, но неясно, было ли это причиной вспышки. Многие из первоначально подтвержденных случаев 2019 нКоВ - 27 из первых 41 в одном отчете, 26 из 47 в другом - были связаны с рынком Ухань, но до 45%, включая самые ранние, не были. Это повышает вероятность того, что первоначальный прыжок в людей произошел в другом месте ».
Белок Spike имеет 4 точных мутации, не влияющих на его сродство к человеческому рецептору
Каждый вирус должен иметь рецептор, который связывается с клетками человека, может жить только внутри клеток человека и должен полагаться на клетки человека для репликации. Без этих возможностей вирусы, обнаруженные в крови или тканевых жидкостях, легко очищаются иммунной системой человека.
Вирусы проникают в клетки человека через специфические поверхностные белковые каналы. Взаимодействие вирусных поверхностных белков, связывающихся с клетками человека, аналогично тому, как ключи используются для открытия замков.
Предыдущие исследования показали, что есть несколько рецепторов, с которыми связываются различные коронавирусы, такие как ангиотензин-превращающий фермент 2 (ACE2) для SARS-CoV. Рецепторы ACE2 в изобилии присутствуют в тканях человека, особенно вдоль эпителиальной оболочки легких и тонкой кишки, обеспечивают пути проникновения в клетки для SARS-CoV.
Согласно статье Ланцета Лу и соавторов, существует структурное сходство между рецептор-связывающими доменами SARS-CoV и 2019-nCoV. Спайковый белок 2019-nCoV (S-белок) отвечает за связывание с клеточными рецепторами и имеет решающее значение для вирусного воздействия на ткань хозяина. Данные молекулярного моделирования Lu et. и др. предполагает, что, несмотря на наличие аминокислотных мутаций в домене, связывающем рецептор 2019-нКоВ, 2019-нКоВ может использовать рецептор АСЕ2 для проникновения в клетки-хозяева.
21 января 2020 г. Xintian Xu et al. Ключевая лаборатория молекулярной вирусологии и иммунологии Института Пастера Шанхая, Центр мега-науки биобезопасности, Китайская академия наук, Шанхай, Китай, опубликовала статью «Эволюция нового коронавируса в результате продолжающейся вспышки в Ухане и моделирование его пика». белок для риска передачи человека »в НАУКЕ КИТАЙских наук о жизни . Эта статья предоставила более точный анализ S-белка Wuhan 2019-nCoV.
Известно, что S-белок обычно имеет наиболее вариабельные аминокислотные последовательности по сравнению с другими доменами генов коронавируса. Однако, несмотря на значительное генетическое расстояние между Wuhan CoV и заражающим человека SARS-CoV и общую низкую гомологию S-белка Wuhan CoV с SARS-CoV, S-белок Wuhan CoV имел несколько фрагментов последовательностей в домен связывания рецептора (RBD) с высокой гомологией с доменом SARS-CoV. Сообщалось, что остатки в положениях 442, 472, 479, 487 и 491 в S-белке SARS-CoV находятся на границе раздела рецепторных комплексов и считаются критическими для передачи SARS-CoV между видами и от человека к человеку. Поэтому, к нашему удивлению, несмотря на замену четырех из пяти важных аминокислотных остатков интерфейса, было обнаружено, что S-белок Wuhan CoV обладает значительной аффинностью связывания с человеческим АСЕ2. Заменяющие остатки в положениях 442, 472, 479 и 487 в S-белке Wuhan CoV не изменяли структурную конформацию. S-белок Wuhan CoV и S-белок SARS-CoV имеют почти идентичную трехмерную структуру в области RBD, таким образом сохраняя сходные ван-дер-ваальсовые и электростатические свойства на границе взаимодействия. Таким образом, Wuhan CoV по-прежнему может представлять значительный риск для здоровья людей для передачи через путь связывания белка S-ACE2 ». (выделение добавлено)
Мы уже знаем, что новый 2019-нКоВ - это вирус, отличный от атипичной пневмонии. Понятно, что S-белок сильно изменчив. Не удивительно, если генетическая последовательность, структура белка и даже функция S-белка 2019-nCoV отличается от таковой вируса SARS. Но как мог этот новый вирус быть настолько интеллектуальным, чтобы точно мутировать в отдельных сайтах, сохраняя при этом его сродство к рецептору ACE2 человека? Как вирус заменил только четыре аминокислоты S-белка? Знал ли вирус, как использовать Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR), чтобы убедиться, что это произойдет?
Потрясающая находка: вставки S-белка от ВИЧ
27 января 2020 года Prashant Pradhan et. и др. Индийский технологический институт опубликовал документ под названием «Странное сходство уникальных вставок в белке-пике 2019-nCoV с gp120 и Gag ВИЧ-1», который в настоящее время пересматривается. Соответствующий автор этой статьи, профессор Бишваджит Кунду, специализируется на генетической и генной инженерии белка и опубликовал около 41 статьи за последние 17 лет на PubMed, в том числе биомедицинские журналы с высокой отдачей.
Авторы обнаружили 4 вставки в спайке гликопротеина (S), которые являются уникальными для 2019-нКоВ и отсутствуют в других коронавирусах. «Важно, что аминокислотные остатки во всех 4 вставках имеют идентичность или сходство с остатками gp120 ВИЧ-1 или Gag ВИЧ-1. Интересно, что, несмотря на то, что вставки являются прерывистыми по первичной аминокислотной последовательности, 3D-моделирование 2019-нКоВ предполагает, что они сходятся, образуя сайт связывания рецептора. Обнаружение 4 уникальных вставок в 2019-нКоВ, каждый из которых имеет идентичность / сходство с аминокислотными остатками в ключевых структурных белках ВИЧ-1, вряд ли будет случайным по своей природе ». (выделение добавлено) автор.
Прадхан и соавт. добавил: «К нашему удивлению, эти вставки последовательности не только отсутствовали в S-белке SARS, но также не наблюдались ни у одного другого члена семейства Coronaviridae. Это поразительно, поскольку вирус вряд ли приобрел бы такие уникальные инсерции естественным образом за короткий промежуток времени ».
«Неожиданно все вставки были приведены в соответствие с вирусом иммунодефицита человека-1 (ВИЧ-1). Дальнейший анализ показал, что выровненные последовательности ВИЧ-1 с 2019-нКоВ были получены из поверхностного гликопротеина gp120 (положения аминокислотных последовательностей: 404-409, 462-467, 136-150) и из белка Gag (аминокислота 366-384). Gag белок ВИЧ участвует в связывании мембраны хозяина, упаковке вируса и образовании вирусоподобных частиц. Gp120 играет решающую роль в распознавании клетки-хозяина путем связывания с первичным рецептором CD4. Это связывание индуцирует структурные перестройки в GP120, создавая сайт связывания с высокой аффинностью для хемокинового корецептора, такого как CXCR4 и / или CCR5 ».
Хорошо известно, что клетки CD4 необходимы для иммунитета человека и являются непосредственными мишенями вируса иммунодефицита человека или ВИЧ. ВИЧ прикрепляется к клеткам CD4, проникает и заражает их. Затем вирус превращает каждую зараженную клетку CD4 в фабрику, производящую больше вируса ВИЧ, пока в конечном итоге все клетки CD4 не будут уничтожены. Люди, инфицированные ВИЧ, теряют свой иммунитет или систему защиты, которая походит на страну, теряющую функцию ее армии.
Если мы поближе рассмотрим 4 вставки S-белка на рисунке 3 (из Pradhan et. Al. 2020 bioRxiv), все они расположены на поверхности связывания белка, по-видимому, предназначенной для способности связываться с мишенью. сайты клеточных рецепторов. Естественная случайная мутация будет случайным образом распределена по всей длине S-белка. Весьма маловероятно, что все эти вставки будут по совпадению проявляться на сайте связывания S-белка.
Статья Прадхана и др. и др. является препринтом, сделанным доступным через bioRxiv и не рецензируемым.
BioRxiv сообщает: «Этот документ был отозван его авторами. Они намерены пересмотреть его в ответ на комментарии, полученные от исследовательского сообщества в отношении их технического подхода и их интерпретации результатов. Если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, свяжитесь с соответствующим автором ».
Фото эпохи Времен Клинические данные: у пациентов наблюдается цитокиновая буря с прогрессирующим снижением уровня лимфоцитов крови.
Прадхан и др. правильные или неправильные выводы ал. Если все правильно, вирус должен проникнуть в человеческие CD4 Т-клетки и привести к соответствующим клиническим признакам. Статья, опубликованная в журнале «Ланцет» 24 января 2020 года профессором Чаолинь Хуаном из больницы Цзинь Инь-Тан, Ухань, Китай, et. al., обзор «Клинические особенности пациентов, инфицированных новым коронавирусом 2019 года в Ухане, Китай», подтверждает Pradhan et. выводы Ала.
Хуанг проанализировал 41 больничного пациента, поступившего с лабораторно подтвержденной инфекцией 2019-нКоВ по состоянию на 2 января 2020 года. «Только 27 (66%) из 41 пациента были подвержены воздействию рынка морепродуктов Хуанань. Общие симптомы в начале болезни были лихорадка (98%), кашель (76%) и миалгия или усталость (44%); менее распространенными симптомами были образование мокроты (28%), головная боль (8%), кровохарканье (5%) и диарея (3%). Одышка развилась у 55% (среднее время от начала болезни до одышки 8,0 дней). 63% имели лимфопению. У всех 41 пациента была пневмония с патологическими изменениями на КТ грудной клетки. Осложнения включали острый респираторный дистресс-синдром (29%), РНКемию (15%), острое повреждение сердца (12%) и вторичную инфекцию (10%). 32% пациентов были госпитализированы в реанимацию, шесть (15%) умерли. По сравнению с пациентами, не получающими интенсивную терапию, пациенты с интенсивной терапией имели более высокие уровни IL2, IL7, IL10, GSCF, IP10, MCP1, MIP1A и TNFα в плазме. Инфекция 2019-nCoV вызвала скопления тяжелых респираторных заболеваний, сходных с тяжелым острым респираторным синдромом коронавирус, и была связана с поступлением в ОИТ и высокой смертностью ».
Хотя при вирусных инфекциях часто встречается низкий уровень лейкоцитов, удивительно, что 63% всех инфицированных пациентов и 85% пациентов, поступивших в ОРИТ, имели лимфопению с количеством лимфоцитов <1 · 10 × 10 9 / л. В исследовании по SARS, опубликованном в марте 2004 г. CM Chu et. и др. в журнале Thorax среднее количество лимфоцитов часто сообщалось как нормальное.
22 января 2020 года на веб-сайтах Китая были размещены два клинических руководства по диагностике и лечению Wuhan 2019-nCoV. Одним из них является «Краткое руководство по диагностике и лечению новой коронавирусной пневмонии», подготовленное экспертной группой больницы Тунцзи, а другим - «Инструкции по обращению с новым коронавирусом 2019 года» от Уханьской госпитальной больницы Медицинского колледжа Тунцзи Университета науки Хуажонг. и технологии. В первом руководстве четко указано « прогрессирующее уменьшение лимфоцитов », а во втором указывается « важность контроля абсолютного значения лимфоцитов ». (выделение добавлено)
Следовательно, наблюдаемое уменьшение лимфоцитов должно иметь клиническое значение у определенной доли пациентов. CD4-позитивные Т-лимфоциты составляют основную долю всех лимфоцитов. Хотя это не обычный тест для пациентов с коронавирусной инфекцией, возможно, мониторинг количества клеток CD4 был бы полезен для пациентов с 2019-нКоВ.
Другой клинической особенностью пациентов, инфицированных 2019-нКоВ, является высокий уровень сывороточных цитокинов и хемокинов, который определяется как шторм цитокинов (Huang et al 2020 Lancet). Это согласуется с наблюдением Pradhan et al. что S-белок 2019-nCoV индуцирует структурные перестройки в GP120, создавая сайт связывания с высокой аффинностью для корецептора хемокинов, такого как CXCR4 и / или CCR5. Хорошо известно, что активация рецепторов поверхности Т-клеток может вызывать шторм цитокинов. Цитокиновые бури могут нанести значительный ущерб органам и тканям организма. Например, при цитокиновом шторме в легких иммунные клетки, такие как макрофаги и жидкость, могут вызвать повреждение тканей, что приводит к острому респираторному расстройству и возможной смерти.
Центры США по контролю за заболеваниями заявили : «Не существует специального антивирусного лечения, рекомендованного для инфекции 2019 нКоВ». Но есть несколько сообщений о случаях, когда пациенты с синдромом Ухань 2019-нКоВ получали эмпирическое лечение антиретровирусными препаратами, такими как лопинавир. Более подробный клинический опыт необходимо поделиться.
Вывод
Есть много научных вопросов, касающихся этого нового вируса. Основанный на недавно опубликованных научных работах, этот новый коронавирус имеет беспрецедентные вирусологические особенности, которые предполагают, что генная инженерия, возможно, была вовлечена в его создание. Вирус имеет серьезные клинические признаки, которые делают его значительной угрозой. Ученым, врачам и людям во всем мире, в том числе правительствам и органам здравоохранения, необходимо приложить все усилия для расследования этого загадочного и подозрительного вируса, чтобы выяснить его происхождение и расширить возможности населения Китая и всего мира. ответить.
Юхонг Донг имеет степень доктора медицины Пекинского медицинского университета и докторскую степень по инфекционным заболеваниям в Пекинском университете. Донг имеет 17-летний опыт работы в области клинического лечения вирусных инфекционных заболеваний и исследования антивирусных препаратов. Донг работал врачом в Первой дочерней больнице Пекинского медицинского университета, а затем - медицинским научным экспертом, специализирующимся на клинических исследованиях антивирусных препаратов в отделе исследований и разработок Novartis. В настоящее время она работает главным научным сотрудником в швейцарской биотехнологической компании.
Научные загадки, окружающие Уханьский новый коронавирус
Юхонг Донг
3 февраля 2020 г. Обновлено: 6 февраля 2020 г.
FONT B FONT S Размер текста
Распечатать
Анализ
Внезапная вспышка нового коронавируса в Ухане (2019-nCoV) привела к тому, что вся провинция Хубэй и три крупных города в провинции Чжэцзян были подвергнуты карантину. Другие страны с тревогой пытаются вывести своих людей из Китая, и на рейсы в Китай налагаются ограничения. Поскольку этот новый вирус имеет чрезвычайно высокую скорость передачи (высокое R0) и высокий уровень смертности, он представляет собой серьезную проблему для общественного здравоохранения не только в Китае, но и во всем мире.
В наших знаниях о происхождении вируса, продолжительности передачи вируса от человека человеку и клиническом ведении инфицированных людей существуют серьезные пробелы на основании текущей ограниченной информации, поступающей из Китая. Тем не менее, выводы тех ученых, которые недавно опубликовали исследовательские работы по этому вирусу, приведены ниже.
Ланцет сообщает о том, что вирус Ухань не вызван естественной рекомбинацией
В большинстве работ сообщалось, что 2019-нКоВ только на 88% связаны с ближайшим коронавирусом летучих мышей, только на 79% - с ОРВИ и только на 50% - с MERS. Профессор Роуцзян Лу из Китайской ключевой лаборатории биобезопасности, Национального института контроля и профилактики вирусных заболеваний, Китайского центра контроля и профилактики заболеваний, и его соавторы прокомментировали в статье от 30 января в Lancet, что «рекомбинация, вероятно, не причина для появления этого вируса ».
27 января 2020 года исследование, проведенное 5 греческими учеными, проанализировало генетические связи 2019-нКоВ и обнаружило, что «новый коронавирус обеспечивает новую линию почти для половины своего генома, без тесных генетических связей с другими вирусами в подроде сарбековируса. , »И имеет необычный средний сегмент, никогда не встречавшийся ранее ни в одном коронавирусе. Все это указывает на то, что 2019-нКоВ является совершенно новым типом коронавируса. Авторы исследования отвергли первоначальную гипотезу о том, что 2019-нКоВ произошел от случайных естественных мутаций между различными коронавирусами. (Paraskevis et al 2020 BioRxiv) Статья является препринтом, доступным через bioRxiv, и не рецензировалась.
Фото эпохи Времен
Головоломки Уханьского нового коронавируса (Yuhong Dong)
Очень высокая генетическая идентичность у пациентов указывает на недавнюю передачу человеку
2019-нКоВ является РНК-вирусом. РНК-вирусы имеют высокую естественную мутацию. Исследование Lancet Lu et al. заявляет: «Как типичный РНК-вирус, средняя скорость эволюции коронавирусов составляет примерно 10-4 нуклеотидных замен на сайт в год, причем мутации возникают во время каждого цикла репликации. Поэтому поразительно, что последовательности 2019-нКоВ от разных пациентов, описанные здесь, были почти идентичны, с идентичностью последовательностей более 99,9%. Этот вывод свидетельствует о том, что 2019-нКоВ произошел из одного источника в течение очень короткого периода и обнаружен относительно быстро ».
В статье Джона Коэна «Наука» от 31 января говорится: «Чем дольше вирус циркулирует в популяции людей, тем больше у него времени для развития мутаций, которые дифференцируют штаммы у инфицированных людей, и учитывая, что последовательности 2019-nCoV, проанализированные до настоящего времени, отличаются друг от друга не более чем на семь нуклеотидов, это говорит о том, что он совсем недавно попал в человека. Но остается загадкой, какое животное распространило вирус на людей ».
Источник рынка Бат или Хуананя не вся история
Проф. Лу и др. и др. Также обсуждается естественный хозяин вируса. Ранняя гипотеза состояла в том, что вирус передается людям от летучих мышей, продаваемых на рынке морепродуктов Хуананя в Ухане.
Лу и др. Я пишу: «Во-первых, вспышка впервые была зарегистрирована в конце декабря 2019 года, когда большинство видов летучих мышей в Ухани зимуют. Во-вторых, на рынке морепродуктов Хуананя не было продано или найдено летучих мышей, в то время как различные неводные животные (включая млекопитающих) были доступны для покупки. В-третьих, идентичность последовательностей между 2019-нКоВ и его близкими родственниками bat-SL-CoVZC45 и bat-SL-CoVZXC21 составила менее 90%. Следовательно, bat-SL-CoVZC45 и bat-SL-CoVZXC21 не являются прямыми предками 2019-нКоВ ».
Авторы указывают на то, что, хотя 2019-нКоВ, вызвавшая вспышку в Ухане, могла первоначально быть организована летучими мышами, она могла передаваться людям через другие, пока неизвестные механизмы.
В научной статье говорится: «Рынок Хуанань сыграл раннюю роль в распространении 2019-нКоВ, но неясно, было ли это причиной вспышки. Многие из первоначально подтвержденных случаев 2019 нКоВ - 27 из первых 41 в одном отчете, 26 из 47 в другом - были связаны с рынком Ухань, но до 45%, включая самые ранние, не были. Это повышает вероятность того, что первоначальный прыжок в людей произошел в другом месте ».
Белок Spike имеет 4 точных мутации, не влияющих на его сродство к человеческому рецептору
Каждый вирус должен иметь рецептор, который связывается с клетками человека, может жить только внутри клеток человека и должен полагаться на клетки человека для репликации. Без этих возможностей вирусы, обнаруженные в крови или тканевых жидкостях, легко очищаются иммунной системой человека.
Вирусы проникают в клетки человека через специфические поверхностные белковые каналы. Взаимодействие вирусных поверхностных белков, связывающихся с клетками человека, аналогично тому, как ключи используются для открытия замков.
Предыдущие исследования показали, что есть несколько рецепторов, с которыми связываются различные коронавирусы, такие как ангиотензин-превращающий фермент 2 (ACE2) для SARS-CoV. Рецепторы ACE2 в изобилии присутствуют в тканях человека, особенно вдоль эпителиальной оболочки легких и тонкой кишки, обеспечивают пути проникновения в клетки для SARS-CoV.
Согласно статье Ланцета Лу и соавторов, существует структурное сходство между рецептор-связывающими доменами SARS-CoV и 2019-nCoV. Спайковый белок 2019-nCoV (S-белок) отвечает за связывание с клеточными рецепторами и имеет решающее значение для вирусного воздействия на ткань хозяина. Данные молекулярного моделирования Lu et. и др. предполагает, что, несмотря на наличие аминокислотных мутаций в домене, связывающем рецептор 2019-нКоВ, 2019-нКоВ может использовать рецептор АСЕ2 для проникновения в клетки-хозяева.
21 января 2020 г. Xintian Xu et al. Ключевая лаборатория молекулярной вирусологии и иммунологии Института Пастера Шанхая, Центр мега-науки биобезопасности, Китайская академия наук, Шанхай, Китай, опубликовала статью «Эволюция нового коронавируса в результате продолжающейся вспышки в Ухане и моделирование его пика». белок для риска передачи человека »в НАУКЕ КИТАЙских наук о жизни . Эта статья предоставила более точный анализ S-белка Wuhan 2019-nCoV.
Известно, что S-белок обычно имеет наиболее вариабельные аминокислотные последовательности по сравнению с другими доменами генов коронавируса. Однако, несмотря на значительное генетическое расстояние между Wuhan CoV и заражающим человека SARS-CoV и общую низкую гомологию S-белка Wuhan CoV с SARS-CoV, S-белок Wuhan CoV имел несколько фрагментов последовательностей в домен связывания рецептора (RBD) с высокой гомологией с доменом SARS-CoV. Сообщалось, что остатки в положениях 442, 472, 479, 487 и 491 в S-белке SARS-CoV находятся на границе раздела рецепторных комплексов и считаются критическими для передачи SARS-CoV между видами и от человека к человеку. Поэтому, к нашему удивлению, несмотря на замену четырех из пяти важных аминокислотных остатков интерфейса, было обнаружено, что S-белок Wuhan CoV обладает значительной аффинностью связывания с человеческим АСЕ2. Заменяющие остатки в положениях 442, 472, 479 и 487 в S-белке Wuhan CoV не изменяли структурную конформацию. S-белок Wuhan CoV и S-белок SARS-CoV имеют почти идентичную трехмерную структуру в области RBD, таким образом сохраняя сходные ван-дер-ваальсовые и электростатические свойства на границе взаимодействия. Таким образом, Wuhan CoV по-прежнему может представлять значительный риск для здоровья людей для передачи через путь связывания белка S-ACE2 ». (выделение добавлено)
Мы уже знаем, что новый 2019-нКоВ - это вирус, отличный от атипичной пневмонии. Понятно, что S-белок сильно изменчив. Не удивительно, если генетическая последовательность, структура белка и даже функция S-белка 2019-nCoV отличается от таковой вируса SARS. Но как мог этот новый вирус быть настолько интеллектуальным, чтобы точно мутировать в отдельных сайтах, сохраняя при этом его сродство к рецептору ACE2 человека? Как вирус заменил только четыре аминокислоты S-белка? Знал ли вирус, как использовать Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR), чтобы убедиться, что это произойдет?
Потрясающая находка: вставки S-белка от ВИЧ
27 января 2020 года Prashant Pradhan et. и др. Индийский технологический институт опубликовал документ под названием «Странное сходство уникальных вставок в белке-пике 2019-nCoV с gp120 и Gag ВИЧ-1», который в настоящее время пересматривается. Соответствующий автор этой статьи, профессор Бишваджит Кунду, специализируется на генетической и генной инженерии белка и опубликовал около 41 статьи за последние 17 лет на PubMed, в том числе биомедицинские журналы с высокой отдачей.
Авторы обнаружили 4 вставки в спайке гликопротеина (S), которые являются уникальными для 2019-нКоВ и отсутствуют в других коронавирусах. «Важно, что аминокислотные остатки во всех 4 вставках имеют идентичность или сходство с остатками gp120 ВИЧ-1 или Gag ВИЧ-1. Интересно, что, несмотря на то, что вставки являются прерывистыми по первичной аминокислотной последовательности, 3D-моделирование 2019-нКоВ предполагает, что они сходятся, образуя сайт связывания рецептора. Обнаружение 4 уникальных вставок в 2019-нКоВ, каждый из которых имеет идентичность / сходство с аминокислотными остатками в ключевых структурных белках ВИЧ-1, вряд ли будет случайным по своей природе ». (выделение добавлено) автор.
Прадхан и соавт. добавил: «К нашему удивлению, эти вставки последовательности не только отсутствовали в S-белке SARS, но также не наблюдались ни у одного другого члена семейства Coronaviridae. Это поразительно, поскольку вирус вряд ли приобрел бы такие уникальные инсерции естественным образом за короткий промежуток времени ».
«Неожиданно все вставки были приведены в соответствие с вирусом иммунодефицита человека-1 (ВИЧ-1). Дальнейший анализ показал, что выровненные последовательности ВИЧ-1 с 2019-нКоВ были получены из поверхностного гликопротеина gp120 (положения аминокислотных последовательностей: 404-409, 462-467, 136-150) и из белка Gag (аминокислота 366-384). Gag белок ВИЧ участвует в связывании мембраны хозяина, упаковке вируса и образовании вирусоподобных частиц. Gp120 играет решающую роль в распознавании клетки-хозяина путем связывания с первичным рецептором CD4. Это связывание индуцирует структурные перестройки в GP120, создавая сайт связывания с высокой аффинностью для хемокинового корецептора, такого как CXCR4 и / или CCR5 ».
Хорошо известно, что клетки CD4 необходимы для иммунитета человека и являются непосредственными мишенями вируса иммунодефицита человека или ВИЧ. ВИЧ прикрепляется к клеткам CD4, проникает и заражает их. Затем вирус превращает каждую зараженную клетку CD4 в фабрику, производящую больше вируса ВИЧ, пока в конечном итоге все клетки CD4 не будут уничтожены. Люди, инфицированные ВИЧ, теряют свой иммунитет или систему защиты, которая походит на страну, теряющую функцию ее армии.
Если мы поближе рассмотрим 4 вставки S-белка на рисунке 3 (из Pradhan et. Al. 2020 bioRxiv), все они расположены на поверхности связывания белка, по-видимому, предназначенной для способности связываться с мишенью. сайты клеточных рецепторов. Естественная случайная мутация будет случайным образом распределена по всей длине S-белка. Весьма маловероятно, что все эти вставки будут по совпадению проявляться на сайте связывания S-белка.
Статья Прадхана и др. и др. является препринтом, сделанным доступным через bioRxiv и не рецензируемым.
BioRxiv сообщает: «Этот документ был отозван его авторами. Они намерены пересмотреть его в ответ на комментарии, полученные от исследовательского сообщества в отношении их технического подхода и их интерпретации результатов. Если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, свяжитесь с соответствующим автором ».
Фото эпохи Времен Клинические данные: у пациентов наблюдается цитокиновая буря с прогрессирующим снижением уровня лимфоцитов крови.
Прадхан и др. правильные или неправильные выводы ал. Если все правильно, вирус должен проникнуть в человеческие CD4 Т-клетки и привести к соответствующим клиническим признакам. Статья, опубликованная в журнале «Ланцет» 24 января 2020 года профессором Чаолинь Хуаном из больницы Цзинь Инь-Тан, Ухань, Китай, et. al., обзор «Клинические особенности пациентов, инфицированных новым коронавирусом 2019 года в Ухане, Китай», подтверждает Pradhan et. выводы Ала.
Хуанг проанализировал 41 больничного пациента, поступившего с лабораторно подтвержденной инфекцией 2019-нКоВ по состоянию на 2 января 2020 года. «Только 27 (66%) из 41 пациента были подвержены воздействию рынка морепродуктов Хуанань. Общие симптомы в начале болезни были лихорадка (98%), кашель (76%) и миалгия или усталость (44%); менее распространенными симптомами были образование мокроты (28%), головная боль (8%), кровохарканье (5%) и диарея (3%). Одышка развилась у 55% (среднее время от начала болезни до одышки 8,0 дней). 63% имели лимфопению. У всех 41 пациента была пневмония с патологическими изменениями на КТ грудной клетки. Осложнения включали острый респираторный дистресс-синдром (29%), РНКемию (15%), острое повреждение сердца (12%) и вторичную инфекцию (10%). 32% пациентов были госпитализированы в реанимацию, шесть (15%) умерли. По сравнению с пациентами, не получающими интенсивную терапию, пациенты с интенсивной терапией имели более высокие уровни IL2, IL7, IL10, GSCF, IP10, MCP1, MIP1A и TNFα в плазме. Инфекция 2019-nCoV вызвала скопления тяжелых респираторных заболеваний, сходных с тяжелым острым респираторным синдромом коронавирус, и была связана с поступлением в ОИТ и высокой смертностью ».
Хотя при вирусных инфекциях часто встречается низкий уровень лейкоцитов, удивительно, что 63% всех инфицированных пациентов и 85% пациентов, поступивших в ОРИТ, имели лимфопению с количеством лимфоцитов <1 · 10 × 10 9 / л. В исследовании по SARS, опубликованном в марте 2004 г. CM Chu et. и др. в журнале Thorax среднее количество лимфоцитов часто сообщалось как нормальное.
22 января 2020 года на веб-сайтах Китая были размещены два клинических руководства по диагностике и лечению Wuhan 2019-nCoV. Одним из них является «Краткое руководство по диагностике и лечению новой коронавирусной пневмонии», подготовленное экспертной группой больницы Тунцзи, а другим - «Инструкции по обращению с новым коронавирусом 2019 года» от Уханьской госпитальной больницы Медицинского колледжа Тунцзи Университета науки Хуажонг. и технологии. В первом руководстве четко указано « прогрессирующее уменьшение лимфоцитов », а во втором указывается « важность контроля абсолютного значения лимфоцитов ». (выделение добавлено)
Следовательно, наблюдаемое уменьшение лимфоцитов должно иметь клиническое значение у определенной доли пациентов. CD4-позитивные Т-лимфоциты составляют основную долю всех лимфоцитов. Хотя это не обычный тест для пациентов с коронавирусной инфекцией, возможно, мониторинг количества клеток CD4 был бы полезен для пациентов с 2019-нКоВ.
Другой клинической особенностью пациентов, инфицированных 2019-нКоВ, является высокий уровень сывороточных цитокинов и хемокинов, который определяется как шторм цитокинов (Huang et al 2020 Lancet). Это согласуется с наблюдением Pradhan et al. что S-белок 2019-nCoV индуцирует структурные перестройки в GP120, создавая сайт связывания с высокой аффинностью для корецептора хемокинов, такого как CXCR4 и / или CCR5. Хорошо известно, что активация рецепторов поверхности Т-клеток может вызывать шторм цитокинов. Цитокиновые бури могут нанести значительный ущерб органам и тканям организма. Например, при цитокиновом шторме в легких иммунные клетки, такие как макрофаги и жидкость, могут вызвать повреждение тканей, что приводит к острому респираторному расстройству и возможной смерти.
Центры США по контролю за заболеваниями заявили : «Не существует специального антивирусного лечения, рекомендованного для инфекции 2019 нКоВ». Но есть несколько сообщений о случаях, когда пациенты с синдромом Ухань 2019-нКоВ получали эмпирическое лечение антиретровирусными препаратами, такими как лопинавир. Более подробный клинический опыт необходимо поделиться.
Вывод
Есть много научных вопросов, касающихся этого нового вируса. Основанный на недавно опубликованных научных работах, этот новый коронавирус имеет беспрецедентные вирусологические особенности, которые предполагают, что генная инженерия, возможно, была вовлечена в его создание. Вирус имеет серьезные клинические признаки, которые делают его значительной угрозой. Ученым, врачам и людям во всем мире, в том числе правительствам и органам здравоохранения, необходимо приложить все усилия для расследования этого загадочного и подозрительного вируса, чтобы выяснить его происхождение и расширить возможности населения Китая и всего мира. ответить.
Юхонг Донг имеет степень доктора медицины Пекинского медицинского университета и докторскую степень по инфекционным заболеваниям в Пекинском университете. Донг имеет 17-летний опыт работы в области клинического лечения вирусных инфекционных заболеваний и исследования антивирусных препаратов. Донг работал врачом в Первой дочерней больнице Пекинского медицинского университета, а затем - медицинским научным экспертом, специализирующимся на клинических исследованиях антивирусных препаратов в отделе исследований и разработок Novartis. В настоящее время она работает главным научным сотрудником в швейцарской биотехнологической компании.
