Новий коронавірус SARS-CoV-2, що з'явився в місті Ухань в Китаї в минулому році і відтоді викликав великомасштабну епідемію COVID-19 і розповсюдився більш ніж в 160 інших країнах, є продуктом природної еволюції, згідно з результатами, опублікованими в журналі Nature Medicine.
Аналіз загальнодоступних даних про послідовність геному з SARS-CoV-2 і споріднених вірусів не виявив доказів того, що вірус був виготовлений в лабораторії або іншим чином сконструйований.
«Порівнюючи доступні дані про послідовність геному для відомих штамів коронавірусу, ми можемо твердо визначити, що SARS-CoV-2 виник у результаті природних процесів», - сказав Крістіан Андерсен, доцент кафедри імунології та мікробіології в Scripps Research.
Крім Андерсена, автори статті «Проксімальне походження SARS-CoV-2» включають Роберта Ф. Гаррі з Університету Тулейна; Едвард Холмс з Сіднейського університету; Ендрю Рембо з Единбурзького університету; В. Ян Ліпкіна, з Колумбійського університету.
Коронавіруси - це велике сімейство вірусів, які можуть викликати хвороби, що варіюються за ступенем тяжкості. Перше відоме важке захворювання, викликане коронавірусом, виникло 2003 року в Китаї після епідемії важкого гострого респіраторного синдрому (SARS). Другий спалах важкої хвороби почався в 2012 році в Саудівській Аравії з близькосхідним респіраторним синдромом (MERS).
31 грудня минулого року влада Китаю попередила Всесвітню організацію охорони здоров'я про спалах нового штаму коронавірусу, що викликає важке захворювання, який згодом був названий SARS-CoV-2.
Незабаром після початку епідемії китайські вчені визначили послідовність геному SARS-CoV-2 і надали дані дослідникам у всьому світі. Отримані дані про геномну послідовність показали, що китайська влада швидко виявила епідемію і що число випадків COVID-19 збільшувалося через передачу від людини людині після одноразового введення в людську популяцію.
Андерсен і його колеги з декількох інших дослідницьких інститутів використовували ці дані для вивчення походження і розвитку SARS-CoV-2, зосередившись на декількох характерних ознаках вірусу.
Вчені проаналізували генетичний шаблон для спайкових білків на зовнішній стороні вірусу, які він використовує для захоплення і проникнення через зовнішні стінки клітин людини. Вони сфокусувалися на двох важливих особливостях білка: рецептор-зв'язуючий домен (RBD), свого роду захоплений гачок, який захоплює клітини-господаря, і «молекулярний консервний ніж», який дозволяє вірусу зламати клітини.
Докази природної еволюції
Вчені виявили, що RBD-частина білків SARS-CoV-2 еволюціонувала, щоб ефективно впливати на молекулярну особливість клітин людини, яка називається ACE2, рецептор, що бере участь у регуляції кров'яного тиску.
Спайковий білок SARS-CoV-2 був настільки ефективний для зв'язування людських клітин, що вчені дійшли висновку, що це результат природного відбору, а не продукт генної інженерії.
Цей доказ природної еволюції було підтверджено даними про склад SARS-CoV-2 - його загальну молекулярну структуру. Якби хтось намагався створити новий коронавірус як патоген, він би створив його з основи вірусу, який, як відомо, викликає хворобу. Але вчені виявили, що основа SARS-CoV-2 істотно відрізняється від такої вже відомих коронавірусів і в основному нагадує родинні віруси, виявлені у кажанів і ящірок.
«Ці дві особливості вірусу, мутації в RBD-частині спайкового білка і його будова, виключають лабораторні маніпуляції як потенційне походження SARS-CoV-2», - кажуть вчені.
Можливе походження вірусу
Ґрунтуючись на аналізі геномної послідовності, вчені дійшли висновку, що найбільш імовірне походження SARS-CoV-2 випливає одному з двох можливих сценаріїв.
В одному сценарії вірус розвинувся до свого нинішнього патогенного стану завдяки природному відбору у нелюдського господаря, а потім стрибнув до людини. Так виникли попередні спалахи коронавірусу, коли люди заражалися вірусом після прямого впливу цивет (SARS) і верблюдів (MERS).
Дослідники запропонували кажанів як найбільш імовірний резервуар для SARS-CoV-2, оскільки він дуже схожий на коронавірус кажана. Однак немає ніяких зареєстрованих випадків прямої передачі від кажана-людини, що дозволяє припустити, що між кажанами і людьми був проміжний господар.
В іншому запропонованому сценарії непатогенна версія вірусу перестрибнула з тварини-господаря на людину і потім еволюціонувала до її нинішнього патогенного стану в людській популяції.
Наприклад, деякі коронавіруси панголінів, схожих на броненосців, що зустрічаються в Азії та Африці, мають структуру RBD, дуже схожу на структуру SARS-CoV-2. Коронавірус з панголіну, можливо, міг бути переданий людині або безпосередньо, або через проміжного господаря, такого як цивети або тхори.
Співавтор дослідження Ендрю Рамбо попередив, що на даному етапі важко, якщо не неможливо, дізнатися, який зі сценаріїв найбільш вірогідний.
Якщо SARS-CoV-2 потрапив в організм людини в її нинішній патогенній формі з тварини джерела, це підвищує ймовірність майбутніх спалахів, так як викликає хворобу штам вірусу все ще може циркулювати в популяції тварин і може знову потрапити до людей.
Ймовірність того, що непатогенний коронавірус проникне в людську популяцію і потім набуде властивостей, аналогічних SARS-CoV-2, нижче.