thumb|Wizualizacja wirusa SARS-CoV-2 mały|Animacja przedstawiająca wnikanie wirusa do komórki Drugi koronawirus ciężkiego ostrego zespołu oddechowego, SARS-CoV-2 ()Przed 11 lutego 2020 stosowana była nazwa tymczasowa: wirus 2019-nCoV. – wirus należący do grupy koronawirusów, z pojedynczą nicią o dodatniej polaryzacji ssRNA(+), który wywołuje ostrą chorobę układu oddechowego COVID-19. Jest to jeden z siedmiu znanych chorobotwórczych dla ludzi gatunków z tej grupy wirusów.
Pierwsze przypadki zakażeń ludzi tym wirusem odnotowano pod koniec 2019 roku w mieście Wuhan we wschodnich Chinach. Wirus przenosi się drogą kropelkową, a u niektórych chorych wywołuje ciężkie zapalenie płuc i zespół ostrej niewydolności oddechowej, wymagające zastosowania wentylacji mechanicznej.
Warianty SARS-CoV-2
Ludzki koronawirus SARS-CoV-2 (początkowo 2019-nCoV, zidentyfikowany w Wuhanie) należy do podgrupy A beta-koronawirusów (β-koronawirusów). Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) wprowadziła nazwy wariantów koronawirusa SARS-CoV-2 pochodzące od liter greckiego alfabetu, w miejsce używanych wcześniej.
Warianty uznawane przez WHO za budzące obawę (VoC, ang. variants of concern) mają nazwy:
alfa (wariant B.1.1.7, wariant brytyjski), beta (wariant B.1.351, B.1.351.2, B.1.351.3, wariant południowoafrykański), gamma (P.1, P.1.1, P.1.2, wariant brazylijski), delta (wariant B.1.617.2, AY.1, AY.2, AY.3, wariant indyjski), mu (wariant B.1.621, wariant kolumbijski)
Warianty budzące zainteresowanie (VoI, ang. variants of interest) są opisywane kolejnymi literami greckiego alfabetu:
eta (wariant B.1.525, wariant nigeryjski), iota (wariant z USA, B.1.526), kappa (wariant indyjski, B.1.617.1), lambda (wariant C.37, wariant peruwiański).
Ponadto warianty epsilon (B.1.427/B.1.429, wariant kalifornijski), zeta (P.2, wariant brazylijski) i theta (P.3, wariant filipiński) początkowo klasyfikowano jako warianty budzące zainteresowanie, a następnie przesunięto je do kategorii zagrożeń do dalszego monitorowania.
Odkrycie Zachorowania powodowane niezidentyfikowanym wirusem rozpoczęły się w listopadzie 2019https://www.scmp.com/news/china/society/article/3074991/coronavirus-chinas-first-confirmed-covid-19-case-traced-back, dostęp 2020-03-21, 17.23.. Pierwsze zakażenie miało miejsce 17 listopada 2019; zarażonym był 55-letni mężczyzna z Wuhanu. Niedługo odnotowano grupę pacjentów cierpiących na zapalenie płuc nieznanej etiologii. Zachorowania te władze Chin powiązały z miejscem sprzedaży owoców morza w Wuhanie, w chińskiej prowincji Hubei, gdzie handlowano też żywymi zwierzętami. Ostatniego dnia roku Chińskie Centrum Kontroli i Prewencji Chorób (CCDC, od ang. Chinese Center for Disease Control and Prevention; chiń. 中国疾病预防控制中心) wysłało do Wuhanu zespół mający wspomóc władze lokalne, który przeprowadził dochodzenie epidemiologiczne mające ukazać przyczynę zachorowań. Dochodzenie to wykluczyło koronawirusy powodujące SARS i MERS, wirusy wywołujące grypę ludzką i ptasią, a także inne popularne wirusy powodujące infekcje dróg oddechowych. 7 stycznia 2020 władze Chin potwierdziły, że zachorowania powoduje nowy wirus z grupy koronawirusów, nazwany roboczo 2019-nCoV. Pięć dni później wirusolodzy dysponowali już jego zsekwencjonowanym genomem. W nabłonku dróg oddechowych trzech pacjentów wykryto (po czym wyizolowano) wirusa, którego genom cechował się dużym podobieństwem (identyczne w 85%) do beta-koronawirusów linii B wykrywanych wcześniej u nietoperzy – bat SARS-like CoV (bat-SL-CoVZC45, MG772933.1).
Pochodzenie Według oficjalnych informacji władz Chin źródłem, z którego wirus mógł się rozprzestrzenić, był targ rybny Huanan, gdzie sprzedawane były zarówno dzikie zwierzęta, jak i owoce morza. Pojawiły się jednak zarzuty o braku pełnej informacji, także zarzut zniszczenia pierwotnych próbek, co spowodowało, że pochodzenie wirusa jest nadal przedmiotem dyskusji (zobacz: Hipoteza wycieku laboratoryjnego COVID-19).
Budowa molekularna thumb|Budowa wirionu SARS-CoV-2 i glikoproteiny S SARS-CoV-2 jest wirusem osłonkowym, którego genom stanowi jednoniciowe RNA o polarności dodatniej. Każdy wirion SARS-CoV-2 ma kształt zasadniczo kulisty, choć nieco pleomorficzny, o średnicy 60–140 nm. Otoczony jest wyraźnymi wypustkami () o długości 9–12 nm, nadającymi mu wygląd podobny do korony słonecznej. Na dzień 13 marca 2020 roku przeprowadzono przynajmniej 75 kompletnych analiz genomu izolatów wirusa SARS-CoV-2. Długość genomu wynosi od 29867 do 29903 nukleotydów (dokładna liczba zależy od źródła i wynosi przykładowo 29891 lub 29903), co czyni go, podobnie jak w przypadku innych koronawirusów, jednym z największych wirusów RNA, zarówno pod względem długości genomu, jak i rozmiaru wirionu.
Genom SARS-CoV-2 koduje białka niestrukturalne ( lub nsp; potrzebne do replikacji), strukturalne oraz pomocnicze (). Podobnie jak inne koronawirusy, SARS-CoV-2 ma cztery białka strukturalne:
S (ang. spike) – białko fuzyjne lub glikoproteina powierzchniowa – odpowiedzialne za interakcję z receptorem na powierzchni komórek E (ang. envelope) – białko płaszcza – odpowiedzialne m.in. za formowanie wirionów M (ang. membrane) – białko błonowe lub membranowe – główne białko macierzy wirusa N (ang. nucleocapsid) – białko nukleokapsydu – pełniące funkcję ochronną dla dużej cząsteczki RNA oraz uczestniczące w modyfikacji procesów komórkowych i replikacji wirusa.
Białko N utrzymuje genom RNA, a białka S, E i M tworzą razem otoczkę wirusa. Białko S jest odpowiedzialne za łączenie z błoną komórki będącej gospodarzem. Glikoproteinę S funkcjonalnie różnicuje się na podjednostki S1 i S2. Podjednostka S1 pośredniczy w wiązaniu z receptorem powierzchniowym komórki gospodarza, a podjednostka S2 pośredniczy w fuzji z jej błoną komórkową i następnie wirus dostaje się do komórki poprzez endocytozę.
Porównanie białka S genomu SARS-CoV-2 z dwoma innymi izolatami wirusów pochodzących od nietoperzy: bat-SL-CoVZC45 i bat-SL-CoVZXC21 pokazuje niską, 75% zgodność. Szczególnie duże różnice wykazuje sekwencja nukleotydowa kodująca podjednostkę S1 w SARS-CoV-2 (zgodność w 68%), co czyni ją bardziej zbliżoną do odpowiedniej sekwencji nukleotydowej SARS-CoV. Można na tej podstawie wywnioskować, że SARS-CoV i nowy koronawirus wykorzystują ten sam receptor komórkowy, enzym konwertazy angiotensyny 2 (ACE2). Zostało to udowodnione eksperymentalnie, jak opisano w dalszej sekcji patogeneza.
W porównaniu z SARS zaobserwowano obecność czterech dodatkowych insercji reszt aminokwasowych na granicy pomiędzy podjednostkami S1 i S2. thumb|600px|Organizacja genomu SARS-CoV-2 +Identyfikator genomu NCBIMN985325Rozmiar genomu29882 zasadyNazwa izolatu2019-nCoV/USA-WA1/2020Data opublikowania24.01.2020 + Charakterystyka białek genomu MN985325 SARS-CoV-2 (Nsp – białka niestrukturalne, Orf – otwarta ramka odczytu)ProteinaMasa atomowa [kDa]Podobieństwo do SARS-CoV [%]Opis funkcjiNsp119,891,1Tłumienie odpowiedzi przeciwwirusowej w organizmie gospodarzaNsp270,582,9Nsp3217,386,5Kompleks białek Nsp3-Nsp4-Nsp6 bierze udział w replikacji wirusaNsp456,290,8Kompleks białek Nsp3-Nsp4-Nsp6 bierze udział w replikacji wirusaNsp533,898,7Główna proteaza (Mpro lub 3CLpro)Nsp633,094,8Kompleks białek Nsp3-Nsp4-Nsp6 bierze udział w replikacji wirusaNsp79,2100,0Kompleks białek Nsp7-Nsp8 jest częścią polimerazy RNANsp821,999,0Kompleks białek Nsp7-Nsp8 jest częścią polimerazy RNANsp912,498,2Wiązanie ssRNANsp1014,899,3Istotne dla aktywności metylotransferazy Nsp16Nsp111,392,3Peptyd krótkiNsp12106,798,3Polimeraza RNANsp1366,9100,0Helikaza/trifosfatazaNsp1459,898,7Egzonukleaza typu 3'→5'Nsp1538,895,7Endorybonukleaza specyficzna wobec urydynyNsp1633,398,0Metylotransferaza czapeczki RNAS141,287,0Białko fuzyjne, pośredniczy w fuzji z receptorem powierzchniowymOrf3a31,185,1Aktywuje inflamasom NLRP3Orf3b6,59,5E8,496,1Białko płaszcza, biorące udział w morfogenezie i składaniu filamentów wirusowychM25,196,4Białko błonowe, dominujący składnik otoczkiOrf67,385,7Antagonista IFN typu IOrf7a13,790,2Wywołuje indukowaną przez wirusa apoptozęOrf7b5,284,1Orf813,845,3N45,694,3Białko (fosfoproteina) nukleokapsydu, związane z genomem RNA wirusaOrf9b10,884,7Antagonista IFN typu IOrf9c8,078,1Orf104,4 –
Filogenetyka Sekwencje koronawirusa SARS-CoV-2 wykazują podobieństwa do beta-koronawirusów znalezionych u nietoperzy. Wirus ten jest jednak genetycznie odmienny od innych koronawirusów, jak koronawirus związany z SARS i koronawirus związany z MERS.
Wyizolowano i opisano pięć genomów nowego koronawirusa, w tym: BetaCoV/Wuhan/IVDC-HB-01/2019 BetaCoV/Wuhan/IVDC-HB-04/2020 BetaCoV/Wuhan/IVDC-HB-05/2019 BetaCoV/Wuhan/WIV04/2019 BetaCoV/Wuhan/IPBCAMS-WH-01/2019.
+ Informacje genomoweIdentyfikator genomu NCBIMN908947Rozmiar genomu30473 zasadyRok ukończenia2020
Zalecany stopień bezpieczeństwa biologicznego (BSL) podczas prac z wirusem Wirus SARS-CoV-2 został zakwalifikowany do grupy 3 ryzyka mikrobiologicznego.
Światowa Organizacja Zdrowia zaleca przeprowadzanie prac z wirusem, który może się namnażać (na przykład hodowli wirusów, izolacji wirusów, testów neutralizacji) w laboratoriach o minimum 3 stopniu bezpieczeństwa biologicznego z przepływem powietrza ukierunkowanym do wewnątrz (BSL-3).
Z kolei laboratoryjne prace diagnostyczne z preparatami inaktywowanymi (bez możliwości replikacji wirusa), takie jak na przykład sekwencjonowanie białek wirusa lub testy molekularne amplifikacji kwasów nukleinowych (NAAT) powinny być przeprowadzane w laboratoriach o minimum 2 stopniu bezpieczeństwa biologicznego (BSL-2).
Diagnostyka
Objawy infekcji alt=|thumb|Objawy SARS-CoV-2 z zaznaczonymi miejscami występowania
Opisano serię przypadków osób zainfekowanych wirusem w Chinach. Pacjenci zgłaszali gorączkę i kaszel. Po czterech dniach u jednego z nich kaszel się nasilił, za to gorączka spadła. Z pierwszych trzech opisanych przypadków dwóch wyzdrowiało, stan jednego się pogorszył. Doszło do konieczności użycia wentylacji mechanicznej; leczenie zakończyło się zgonem.
Badania krwi często wykazywały małą liczbę białych krwinek (leukopenia i limfopenia).
Wirulencja i patogeneza W porównaniu z wirusami SARS i MERS wirus SARS-CoV-2 jest mniej wirulentny ze znacznie mniejszym wskaźnikiem śmiertelności, za to dużo bardziej zakaźny. Eliminacja nowego wirusa następuje najprawdopodobniej szybciej niż SARS i MERS, chociaż dane dotyczące przypadków krytycznych są w tym kontekście niejednoznaczne.
Charakterystyka zakażeń wywoływanych przez wirus SARS-CoV-2 Wirus SARS-CoV-2 może kolonizować i atakować:
układ oddechowy – powodując w ciężkich przypadkach ostre atypowe zapalenie płuc oraz zespół ostrej niewydolności oddechowej układ nerwowy – wywołując objawy neurologiczne, jak ból głowy, nudności, uczucie splątania, zaburzenia świadomości, a w ciężkich przypadkach choroby mózgowonaczyniowe. W przypadku wirusa SARS istnieją badania in vivo mówiące również o możliwości infekcji pnia mózgu; pojawiły się również badania mówiące o utracie węchu i smaku spowodowanej atakowaniem receptorów węchowych i smakowych przez wirus. układ pokarmowy – powodując między innymi biegunkę i wymioty. Badania wykazały obecność wirusa w kale. układ moczowy – wywołując powikłania, w tym ostre uszkodzenie nerek. Badania wykazały obecność wirusa w moczu pacjentów. układ krwionośny – przyczyniając się do ostrej niewydolności serca.
Wirus może indukować nadmierną odpowiedź immunologiczną organizmu, co przejawia się zwiększeniem poziomów cytokin IL2, IL7, IL10, G-CSF, IP10, MCP1, MIP1A i TNFα. Zobacz również sekcję immunopatologia.
W skrajnych przypadkach SARS-CoV-2 może doprowadzić do infekcji ogólnoustrojowej (sepsy), a RNA wirusa dostać się do krwi (wiremia).
Infekcja wirusem jest niespecyficzna i może przebiegać bezobjawowo lub z łagodnymi objawami, a pierwotnym szlakiem zakażenia jest najczęściej układ oddechowy. Czynniki kolonizacji nie są jednak do końca poznane.
Drogi szerzenia infekcji Przenoszenie wirusa z człowieka na człowieka