Вирусолог объясняет, что коронавирус делает с организмом и почему он настолько смертелен

Бенджамин Нойман, профессор биологии из Техасского университета A & M-Тексаркана, 20 лет работает над коронавирусами. Он рассказал The Conversation детали, которые помогут лучше понять принципы лечения и профилактики COVID-19.

COVID-19 вызывает коронавирус под названием SARS-CoV-2. Коронавирусы названы в честь шипов с наконечниками, которые выступают с поверхности вируса и создают вид короны, окружающей его.

Коронавирусная инфекция обычно проявляется одним из двух способов: поражением легких или кишечника. COVID-19 чаще начинается как обычная респираторная инфекция, но затем вызывает разрушение иммунной системы, что может привести к долговременному повреждению легких.

SARS, MERS и COVID-19

SARS-CoV-2 генетически очень похож на другие респираторные коронавирусы человека, включая SARS-CoV и MERS-CoV. Однако тонкие генетические различия приводят к значительным различиям в способе заражения людей и протекании болезни.

SARS-CoV-2 имеет набор генов, очень близкий к SARS-CoV, который вызвал глобальную вспышку в 2003 году. Но около 6000 мутаций изменили его свойства.

По сравнению с MERS-CoV, коронавирусом, появившимися на Ближнем Востоке в 2012 году, вирус COVID-19 имеет новые версии приспособлений, отвечающих за вторжение в клетки и размножение. SARS-CoV-2 имеет совершенно иной набор генов, которые дают этому новому вирусу преимущество.

Как вирус заражает

Все начинается с вирусной частицы, которая имеет сферическую оболочку. Она защищает длинную цепочку генетического материала и встраивает ее в человеческую клетку. Это заставляет клетку производить новые части вируса, что позволяет ему размножаться.

Клетки, которые выбирает SARS-CoV-2 для инфицирования, имеют снаружи белок, называемый ACE2, он важен для регулирования кровяного давления. Инфекция начинается, когда белки с длинными шипами, которые высовываются из вирусной частицы, зацепляются за белок ACE2 клетки. С этого момента шип трансформируется, разворачивается и складывается. Переконфигурированный шип цепляется за клетку и формирует канал, по которому цепочка вирусного генетического материала проникает в клетку.

SARS-CoV-2 распространяется от человека к человеку при тесном контакте. Вспышка в церкви Синчхонджи в Южной Корее в феврале является хорошей демонстрацией того, как передается SARS-CoV-2. Один или два человека с вирусом находились некоторое время в многолюдной комнате. В результате в течение двух недель несколько тысяч человек в стране заразились, и более половины инфекций на тот момент были связаны с церковью Синчхонджи. Оперативная работа властей привела к тому, что число новых случаев в Южной Корее неуклонно снижается.

Как вирус вызывает болезнь

SARS-CoV-2 находится в клетках легких типа II, которые выделяют мылообразное вещество, помогающее воздуху проникать глубоко в легкие. Как и в случае с атипичной пневмонией, большая часть повреждений в COVID-19 вызвана иммунной системой, предпринимающей попытки остановить распространение вируса.

Миллионы клеток иммунной системы проникают в инфицированную легочную ткань и в процессе ее очистки от вируса наносят огромный ущерб самим инфицированным клеткам. Задача медицинских работников заключается в том, чтобы поддерживать жизнедеятельность организма больного, особенно достаточный уровень кислорода в крови, пока легкое восстанавливается.

SARS-CoV-2 имеет скользящую шкалу тяжести. Пациенты в возрасте до 10 лет обычно легко избавляются от вируса, большинство людей в возрасте до 40 лет, как правило, тоже быстро приходят в норму, но пожилые люди часто страдают от тяжелой формы COVID-19.

Белок ACE2, который SARS-CoV-2 использует в качестве двери для входа в клетку, также важен для регулирования кровяного давления. Он не может выполнять свою работу, когда туда проникает вирус. Это одна из причин, почему COVID-19 может иметь более тяжелое течение у людей с высоким кровяным давлением.

Как SARS-CoV-2 защищается

COVID-19 протекает более тяжело, чем сезонный грипп, отчасти потому, что у него есть гораздо больше способов помешать клеткам обратиться к иммунной системе за помощью. Например, один из способов, которым клетки пытаются реагировать на инфекцию, заключается в создании интерферона, сигнального белка тревоги.

SARS-CoV-2 блокирует это с помощью двух приемов. Первый –  камуфляж. Вирус отщепляет белковые маркеры от клетки, которые служат сигналами бедствия. Второй ­– уничтожение любых противовирусных инструкций, которые дает клетка. В результате SARS-CoV-2 может находиться в организме в течение месяца, нанося небольшой урон каждый день, в то время как большинство людей заболевают гриппом менее чем за неделю после заражения.

В настоящее время скорость передачи SARS-CoV-2 немного выше, чем у пандемического вируса гриппа H1N1 2009 года, но SARS-CoV-2 значительно чаще приводит к летальному исходу. По имеющимся в настоящее время данным, COVID-19 во многом напоминает тяжелый острый респираторный синдром (SARS), хотя вероятность возникновения тяжелой формы у него меньше.

Что не известно

Все еще есть много загадок, связанных с коронавирусом. Еще неизвестно, как COVID-19 будет реагировать на изменения сезонов. Грипп имеет тенденцию усугубляться при холодной погоде. Некоторые другие коронавирусы распространяются круглый год, но, похоже, достигают пика весной. Никто не знает наверняка, почему эти вирусы меняют активность в зависимости от сезона.