Zakres gospodarzy koronawirusów

Koronawirusy (CoVs), w porównaniu do innych RNA wirusów, posiadają stosunkowo obszerny genom (27-32 kpz). Poza niesieniem informacji o podstawowych białkach strukturalnych i tych tworzących wirusową polimerazę, genom koronawirusów łatwo ulega ekspansji, nabywając sekwencje białek wspomagające replikację (ang. accessory proteins). Proces ten, uwarunkowany zdarzeniami rekombinacji, wymiany genów, insercji lub delecji, sprzyja adaptacji wirusów do specyficznego gospodarza. Dzięki technikom sekwencjonowania nowej generacji liczba opisanych gatunków koronawirusów wciąż rośnie, a ich taksonomia ulega zmianom. W 2018 r. Międzynarodowy Komitet Wirusów klasyfikował koronawirusy według czterech rodzajów (α-, β-, δ- i γ-) składających się z 48 unikalnych gatunków w podrodzinie Orthocoronavirinae. Zakres gospodarzy jest szeroki, przy czym α-i β-CoVs infekują głównie ssaki, a δ- i γ-CoVs głównie ptaki.

Od 2002 r. obserwowaliśmy już dwie światowe pandemie spowodowane przez patogenne β-CoVs: SARS i MERS. Pochodzący z Chin SARS-CoV w latach 2002-2003 zainfekował ok. 8000 osób, powodując 10% śmiertelność, zaś pochodzący ze Środkowego Wschodu MERS-CoV rozprzestrzenił się do 27 państw, gdzie laboratoryjnie potwierdzono 2249 przypadków, ze średnią śmiertelnością na poziomie 35,5% (do sierpnia 2018 r.). Inne koronawirusy z rodzajów α- i β-, takie jak 229E, NL63, OC43 i HKU1, także mogą wywoływać choroby układu oddechowego u ludzi. Poza człowiekiem koronawirusy atakują również zwierzęta. SADS-CoV był przyczyną szeroko zakrojonego pomoru prosiąt (ang. swine acute diarrhea syndrome) w Chinach. Świnie padają ofiarą także innych koronawirusów, takich jak PEDV (ang. porcine epidemic diarrhea virus) i TGEV (ang. transmissible gastroenteritis virus). Wirusy atakują ptaki, wywołując zakaźne zapalenia oskrzeli kur (wirus IBV), jak również norki (MCoV) i wieloryby (BWCoV-SW1).

Koronawirusy a nietoperze

Nietoperze mają niebagatelne znaczenie w rozprzestrzenianiu chorób  wirusowych. Jest to drugi co do liczebności rząd ssaków na Ziemi i jako jedyne z nich zdolne są do aktywnego lotu, co pozwala im migrować na duże odległości. Spekuluje się, że koegzystencja nietoperzy i wirusów jest jednym z przystosowań ewolucyjnych. U nietoperzy identyfikuje się większość znanych rodzin wirusów. Przyczyniają się one do rozprzestrzeniania chorób człowieka wywołanych m.in. przez wirus wścieklizny, wirus Nipah i Hendra, Marburg, Megla, wirus Ebola oraz koronawirusy (opisane wcześniej SARS-CoV, MERS-CoV i SADS-CoV), dla których nietoperze są istotnym rezerwuarem.

W 2005 r. dwa niezależne badania opisały pierwsze przypadki koronawirusów związanych z SARS izolowanych z nietoperzy. W 2013 r. Xing-Yi Ge i wsp. opublikowali pracę, w której opisali koronawirusy blisko spokrewnione z SARS-CoV, izolowane z nietoperzy podkowcowatych w Yunnan (Chiny), zdolne do wiązania ludzkiego receptora ACE2. Grupa kontynuowała badania, analizując sześć gatunków nietoperzy zamieszkujących opuszczony szyb górniczy w Yunnan w latach 2012-2013, wykazując wysoką częstość infekcji koronawirusami oraz identyfikując nowe β-CoVs. Ponadto, u wszystkich gatunków nietoperzy obserwowano ko-infekcje koronawirusowe, co sprzyja rekombinacji i powstawaniu nowych gatunków wirusów (Xing-Yi Ge i wsp. 2016). Ten sam zespół badawczy cztery lata później (2017) podsumował 5-letni program obserwacji, sugerując, że bezpośredni protoplasta SARS-CoV mógł powstać na drodze serii rekombinacji z udziałem prekursorów 11 wirusów zidentyfikowanych w Yunnan. Ze względu na zdolność wiązania koronawirusów do ludzkiego receptora ACE2 i szeroki zakres gospodarzy autorzy prac podkreślali, jak ważna jest strategia monitorowania ognisk wysokiego ryzyka i zapobiegania pandemii. Dotychczasowe dane na temat koronawirusów przenoszonych przez nietoperze podsumowała praca przeglądowa, która ukazała się w marcu 2019 r. (Yi Fan i wsp. 2019), gdzie autorzy przewidywali kolejny wybuch choroby powodowanej przez koronawirusy pochodzące od nietoperzy oraz że najbardziej prawdopodobnym punktem zapalnym będą Chiny.

Dlaczego Wuhan?

Zespół badający CoVs pochodzące od nietoperzy, kierowany przez prof. Zheng-Li Shi, znajduje się w Instytucie Wirusologii w chińskim Wuhan. Niektóre doniesienia medialne sugerowały, że źródłem pandemii jest wirus pochodzący z laboratorium. Analiza sekwencji genomowej wirusów izolowanych od pacjentów we wczesnym stadium epidemii pozwoliła wykluczyć taką możliwość, wskazując jednocześnie 96% identyczność sekwencji SARS-CoV-2 z koronawirusem izolowanym z nietoperzy (Peng Zhou i wsp. 2020). Niewielka zmienność genetyczna w próbkach izolowanych od kilkuset chorych sugeruje, że obecnie infekujące wirusy mają wspólnego protoplastę. Mógł on być obecny w środowisku od pewnego czasu, a w następstwie pojedynczego przypadku zakażenia człowieka, rozprzestrzenić się na drodze transmisji między ludźmi.

Obecna sytuacja światowa nie pozostawia cienia wątpliwości, jak ważne są zalecenia badaczy co do monitorowania potencjalnych ognisk i dróg rozprzestrzeniania koronawirusów. Wyniki badań jasno wskazują, że potencjalnie chorobotwórcze wirusy są i nadal będą obecne w środowisku.