Koroonaviirused — määratlus, struktuur, nakkus ja levik

Koronaviirus on viiruse perekonda Coronaviridae kuuluv viirus. Need on ümbritsetud viirused, millel on positiivne RNA-genoom. Neil on spiraalsümmeetriline nukleokapsid. Koronaviiruste genoomi suurus on umbes 26-32 kilobaasi, mis on RNA-viiruse jaoks erakordselt suur.

Nimetus "koronaviirus" tuleneb ladinakeelsest sõnast corona, mis tähendab "kroon" või "halo", ja viitab sellele, kuidas viirused elektronmikroskoobi (EM) all välja näevad. Neil on suurte, sibulakujulise pinnavormide serv, mis näevad välja nagu kroon. Sellise morfoloogia loovad viiruse piikide (S) peplomeerid, mis on viiruse pinnal olevad valgud. Need otsustavad, milliseid rakke viirus saab nakatada.

Koronaviiruste struktuuri aitavad kaasa järgmised valgud: piik (S), ümbris (E), membraan (M) ja tuumakapsid (N).

Koronaviirused kleepuvad sageli kätele ja viiruse tekitavad sageli inimesed, kes puutuvad käega suhu. See satub hingetorusse ja jõuab kopsudesse, kus ta jääb rakkudele ja kudedele külge, et seal paljuneda.

Lisainfo: genoom ja replikatsioon

Koronaviirused on positiivse lämmastikhappe (ssRNA+) viirused: nende genoomi saab otse kasutada mRNA-na, et sünteesida viiruse valke. Genoomi suurus (ligikaudu 26–32 kb) on RNA-viiruste seas üks suurimaid, mis võimaldab neil kodeerida palju mittestruktuurseid ja struktuurseid valke. Replikatsioon toimub raku tsütoplasmas, kus viirus moodustab spetsiaalseid topeltmembraanset päikeseid meenutavaid "kambreid" (double-membrane vesicles), kus toimub genoomi replikatsioon ja subgenoomsete mRNA-de süntees.

Koronaviirustel on kompleksne replikatsioonimasin, mis sisaldab RNA-sõltuvat RNA-polümeraasi (RdRp) ja proofreading (parandus) funktsiooni (nt nsp14 eksoribonukleaas), mis aitab vähendada replikatsiooni käigus tekkivaid vigu ja võimaldab suuremat genoomisuurust kui paljudel teistel RNA-viirustel.

Struktuursed valgud ja nende ülesanded

• Piikvalk (S) – vastutab raku pinnal olevate retseptoritega seondumise ja raku sissemurdmise/fusiooni eest. S-valgu spetsiifilisus määrab, milliseid liike ja milliseid rakutüüpe viirus saab nakkusohtlikult mõjutada (nt SARS-CoV ja SARS-CoV-2 seonduvad inimese raku ACE2-retseptoriga).
• Membraanvalk (M) – oluline viiruse kuju ja ümbrise moodustumisel; osaleb viriooni kokkupanekus.
• Ümbrisvalk (E) – väike valk, mis osaleb viiruse assambleerimises ja viriooni väljumisel ning võib mõjutada virulentsust (põletikulisust).
• Tuumakapsidvalk (N) – seondub RNA-genoomiga ja pakendab selle looteks; osaleb replikatsiooni ja transkriptsiooni reguleerimises.

Nakkuse mehhanism ja haiguse pildid

Koronaviirused nakatavad erinevaid looma- ja linduliike; paljud liigispetsiifilised koronaviirused põhjustavad kergeid ülemiste hingamisteede sümptomeid, kuid mõned zoonoossed tüved võivad põhjustada raskeid ja laialdasi haiguspuhanguid (nt SARS, MERS, COVID-19). Inimeste koroonaviirused, nagu HCoV-229E, OC43, NL63 ja HKU1, on tihti põhjustajaks külmetusetaolistele haigustele, samas kui SARS-CoV, MERS-CoV ja SARS-CoV-2 on seotud raskemate kopsupõletike ja süsteemsete haigusjuhtudega.

Nakkuse käigus seondub viirus S-valgu abil sihtraku pinnal oleva retseptoriga, viiakse läbi koostoime retseptori ja rakumembraani vahel ning viiruse genoom pääseb rakku, kus algab replikatsioon ja viruste tootmine. Uued viirusosakesed kogunevad ja väljuvad nakatunud rakkudest, võimaldades levikut järgmistele rakkudele või väljaspool organismi teistele inimestele.

Levik ja ülekandumisviisid

Peamised levikukanalid inimeste vahel on:

• Hingamisteede piiskade (päris-suured piiskad) ja aerosoolide kaudu (väiksemad osakesed, mis võivad püsida õhus);
• Kontaktide kaudu: saastunud pindadelt käte kaudu näole (suu, nina, silmad) puudutades;
• Vahetu lähikontakt: näiteks perekondlikes või tervishoiuolukordades.

Levimist mõjutavad ka viiruse viibimisaeg pinnal, keskkonnatingimused (temperatuur, niiskus), ruumi ventilatsioon ja nakkuse nakkusohtlik etapp (näiteks presümptomaatiline või sümptomaatiline faas).

Diagnostika, ravi ja ennetus

Diagnostika põhineb peamiselt nukleiinhappel põhinevatel testidel (PCR) hingamisteede proovides; lisaks kasutatakse antigeeni teste ja seroloogiat (antikorporakendused) epidemioloogiliseks uurimiseks. Ravimeetmed sõltuvad konkreetsest viirusest: paljudel juhtudel on ravi toetav (vedeliku tasakaal, hapnik, antipüreetikumid), kuid mõned viirused (näiteks SARS-CoV-2 puhul) on leidnud konkreetseid antiviraalseid ravimeid või profülaktilisi vaktsiine.

Ennetusmeetmed hõlmavad:

• hügieeni: sagedane kätepesu seebiga või alkoholipõhise käte desinfitseerijaga,
• leviku vähendamine: maskide kandmine sobivates olukordades, siseruumide ventilatsioon ja sotsiaalne distantseerumine suure nakkuskoormuse ajal,
• vaktsineerimine: kui vaktsiinid on saadaval konkreetse viiruse vastu,
• haigete isoleerimine ja kokkupuutujate jälgimine viiruse leviku piiramiseks.

Evolutsioon ja loomset päritolu

Paljud koroonaviirused on looduslikult seotud imetajate (eriti nahkhiirte) ja lindudega ning võivad aeg-ajalt "üle hüpata" teistesse liikidesse (zoonootiline ülekandumine). Mõned kaugepaiksed puhkemissündmused on seotud vaheperemeeste olemasoluga (nt civetid SARS puhul, kaamelid MERS puhul), mis võivad viiruse üle kanda inimestele.

Kokkuvõtteks: koronaviirused on mitmekesised ja bioloogiliselt huvitavad RNA-viirused, millel on iseloomulik "krooniga" morfoloogia, suur genoom ja võime nakatada nii loomi kui inimesi. Nende tundmine, diagnostika ja ennetusmeetmed on olulised avaliku tervise seisukohast, eriti zoonootiliste ülekannete ja pandeemiate kontekstis.

Haigused

Koronaviirused nakatavad imetajate ja lindude ülemisi hingamisteid ja seedetrakti. Kuus erinevat koronaviiruse tüve nakatavad inimest. Nende hulka kuuluvad:

• MERS-CoV
• SARS-CoV
• Raske äge respiratoorse sündroomi koronaviirus 2, mis põhjustab 2019. aasta koronaviirushaigust ja on 2019-20. aasta koronaviiruse puhangu põhjuseks

Arvatakse, et koronaviirused põhjustavad paljusid tavalisi külmetushaigusi täiskasvanud inimestel. Koronaviiruste tähtsust ja majanduslikku mõju on raske hinnata. Erinevalt rinoviirustest (teine tavaline külmetusviirus) on inimese koronaviirusi lihtne laboris kasvatada.

SARS-CoV-2 viirusetüve 3D-animatsiooniviiruse viiruse tüvi

Küsimused ja vastused

K: Mis on koronaviirused?

K: Milliseid haigusi põhjustavad koronaviirused inimestel?

K: Kui suur on koronaviiruste genoomi suurus?

K: Mitu peamist koronaviiruste rühma on olemas?

K: Milline viirus põhjustab inimestel COVID-19?

K: Millised valgud moodustavad koronaviiruse?

Otsing