Возникающие коронавирусы представляют собой постоянную глобальную угрозу общественному здравоохранению.
Многочисленные текущие клинические испытания вакцин и антивирусных препаратов против CoV свидетельствуют о доступности медицинских вмешательств как для профилактики, так и для лечения будущего появления высокопатогенных КОВ у человека. Однако, учитывая разнообразную природу CoV и наше тесное взаимодействие с дикими, домашними животными и животными-компаньонами, следующая эпидемия зоонозных CoV может противостоять существующим вакцинам и противовирусным препаратам, которые в первую очередь направлены на Коронавирус тяжелого острого респираторного синдрома (SARS-CoV) и Коронавирусный синдром ближневосточной респираторной системы (MERS CoV). В конце 2019 г. в Ухане (Китай) появилась новелла CoV (SARS-CoV-2), вызвавшая невероятный резонанс и стала глобальной проблемой для мирового здравоохранения. В этом обзоре мы обобщим основные достижения современных вакцин и противовирусных препаратов против SARS-CoV и MERS-CoV, а также обсудим проблему и возможности в условиях нынешнего кризиса SARS-CoV-2. В заключение мы выступаем за разработку технологии "plug-and-play" платформы, которая могла бы позволить быстро производить и применять широкоспектральные контрмеры в условиях вспышки эпидемии. Мы обсудим потенциал технологии генной терапии на основе AAV для доставки терапевтических антител in vivo для борьбы со вспышкой атипичной пневмонии (SARS-CoV-2) и перспективы появления в будущем тяжелых коэффицентов (CoV).
Введение
Зоонотическая передача и последующая адаптация к человеку новых РНК-вирусов является глобальной проблемой здравоохранения. Только в 21 веке коронавирусы (КВ) являются причиной двух отдельных эндемиков - тяжелого острого респираторного синдрома (ТОРС) и ближневосточного респираторного синдрома (МЕРС) (de Wit et al., 2016). В конце декабря 2019 г. в Китае в провинции Ухань появился новый, похожий на атипичную пневмонию CoV 2019 г., который вызвал более 60 000 случаев и более 1350 смертей в результате продолжающейся эпидемии (Hui et al., 2020). К числу других высокопатогенных вирусов угрозы, появившихся в 21 веке, относятся вирусы гриппа, вирусы Эбола, флавивирусы и парамиксовирусы (Mackenzie and Jeggo, 2013). Высокая скорость мутации и рекомбинации РНК-вирусов обусловливает появление новых вирусных штаммов, способных быстро адаптироваться к новой и меняющейся экологии (Drake and Holland, 1999; Lauring and Andino, 2010). Кроме того, индустриализация, глобализация и традиционные культурные привычки усиливают вероятность зоонозной передачи и способствуют распространению вирусов среди населения. В то время как новые вспышки возникающих вирусов неизбежны, ученые, эпидемиологи и индустрия здравоохранения спешат разработать новые технологии для более точного прогнозирования и минимизации последствий вспышки путем использования глобальных программ вирусного эпиднадзора и разработки вакцин и противовирусных препаратов (Lipkin and Firth, 2013). Одной из основных проблем, связанных с разработкой вакцин и противовирусных препаратов, является неуловимая природа возникающих вирусов, которые часто появляются в высокогетерогенных популяциях штаммов вирусов, циркулирующих в резервуарах для животных (Lauring and Andino, 2010). Поэтому для того, чтобы подготовиться к будущим вспышкам, вакцины и противовирусные препараты должны быть как мощными, так и широко эффективными против многочисленных потенциальных возникающих вирусов внутри и между семьями вирусов. Кроме того, для контроля и предотвращения распространения вируса лечение должно быть легко доступным для пострадавшего населения и иметь быстрый отклик. В этом обзоре мы сосредоточим наше обсуждение на проблемах, а также на текущих разработках вакцин и противовирусных препаратов для SARS-CoV и MERS-CoV. В конце мы также обсудим возможности использования генной терапии на основе AAV в качестве быстрого ответа для профилактики и лечения новых вирусных инфекций в нынешних SARS-CoV-2 и будущих вспышках заболевания.
Эндемические и развивающиеся коронавирусы
Коронавирусы представляют собой разнообразную группу положительных РНК-вирусов, которые заражают широкий круг животных от птиц до млекопитающих, вызывая различные заболевания. В зависимости от последовательности идентичности белка шипа или неструктурных белков (нсп), CoVs делятся на четыре различные подгруппы, алфакоронавирусы, бетакоронавирусы, гаммакоронавирусы и дельтакоронавирусы (рис. 1). Коронавирусы человека (HCoVs), такие как 229E, OC43, NL-63 и HKU-1 являются высокотрансмиссивными респираторными вирусами, которые являются причиной примерно 10-20% распространенных случаев простуды в год. Заболевание, связанное с HCoV, часто самоограничивается у иммунокомпетентных лиц, но может вызвать более тяжелые инфекции верхних и нижних дыхательных путей у молодого и пожилого населения. Кроме того, высокопатогенные СКВ могут возникать через зоонозные резервуары. За последние два десятилетия атипичная пневмония (атипичная пневмония) (SARS-CoV) и патогенная пневмония (MERS-CoV) появились у летучих мышей и распространились у людей через промежуточные хозяева, включая, соответственно, циветтных кошек и верблюдов. SARS-CoV и MERS-CoV принадлежат к подгруппам 2b и 2c рода Betacoronavirus. Последняя вспышка CoV - SARS-CoV-2, вирус бетакоронавируса 2b, который появился у летучих мышей и распространился на человека. Смертность от этих вирусов колеблется от 10 до 40%, но может превышать 50% у пожилых людей.
Больше информации о коронавирусах и о причинах их высокой смертности читайте во 2 части.