Летучие мыши служат естественным резервуаром для разнообразных коронавирусов, в том числе генетически схожих с SARS-CoV-2. Исследования показали, что вирусы, обнаруженные у летучих мышей Rhinolophus на Индокитайском полуострове, содержат рецептор-связывающие домены, почти идентичные домену SARS-CoV-2, и могут эффективно связываться с человеческими рецепторами ACE2.
Происхождение коронавируса летучих мышей
Подковогубые летучие мыши (Rhinolophus spp.) в известняковых карстовых районах Северного Лаоса являются носителями коронавирусов, которые отличаются от SARS-CoV-2 всего одним или двумя остатками в рецептор-связывающих доменах. Эти вирусы могут так же эффективно связываться с рецепторами ACE2 человека, как и ранние штаммы SARS-CoV-2, и успешно проникать в клетки человека, хотя у них отсутствует сайт расщепления фурином, присутствующий у SARS-CoV-2.
Иммунная система летучих мышей играет важнейшую роль в их способности служить резервуарами для вирусов, не заболевая при этом. Летучие мыши обладают уникальными физиологическими адаптациями, которые позволяют им переносить инфекции, активно выделять вирусы в течение нескольких месяцев без проявления клинических признаков и сохранять в своих геномах историческую информацию о вирусных инфекциях. Исследования выявили в геномах летучих мышей увеличение количества противовирусных генов, специализированных иммунных генов и генов, снижающих воспаление, что, вероятно, способствует их исключительной иммунной системе и устойчивости к коронавирусу.
Генетическое сходство с SARS-CoV-2
Коронавирусы, генетически связанные с SARS-CoV-2, были идентифицированы у нескольких видов летучих мышей, при этом некоторые штаммы демонстрируют поразительное сходство с пандемическим вирусом. Исследования, проведенные в Юньнани, Китай, выявили различные SARS-подобные коронавирусы, циркулирующие в пределах одной колонии летучих мышей Rhinolophus, включая штаммы Rs3367 и RsSHC014, которые обладают рецепторсвязывающими доменами, соответствующими ключевым остаткам, связывающим SARS-CoV-2. Такое генетическое разнообразие в популяциях летучих мышей является убедительным доказательством естественного эволюционного происхождения коронавирусов человека.
Эволюционная связь между коронавирусами летучих мышей и патогенами человека не ограничивается SARS-CoV-2. Исследователи обнаружили, что коронавирусы летучих мышей филогенетически связаны с MERS-CoV по всему миру у различных видов летучих мышей, причём некоторые из них относятся к тому же виду коронавирусов, что и MERS-CoV. Кроме того, в популяциях летучих мышей были обнаружены коронавирусы, генетически связанные с коронавирусами человека 229E и NL63, что подтверждает, что летучие мыши являются важными резервуарами коронавирусов с зоонозным потенциалом.
Путь Распространения торговли Дикими Животными
Передача коронавирусов от летучих мышей к людям, вероятно, происходит с участием промежуточных хозяев, которые способствуют распространению вируса от животного к животному. Подобно первоначальной вспышке атипичной пневмонии, когда циветты служили промежуточными хозяевами, MERS-CoV использовал двугорбых верблюдов в качестве переносчиков. Эти промежуточные хозяева играют ключевую роль в адаптации вируса и его передаче людям. Генетическая мозаичность SARS-CoV-2 предполагает рекомбинацию между различными коронавирусами летучих мышей или между вирусами летучих мышей и вирусами других видов в рамках сетей торговли дикими животными.
Рынки диких животных и другие места, где люди часто контактируют с животными, создают возможности для межвидовой передачи инфекции. Исследователи, изучающие коронавирусы летучих мышей, специально опрашивали людей, работающих на рынках с живыми животными, чтобы оценить вероятность заражения коронавирусом летучих мышей и выявить потенциальные случаи передачи инфекции от животных к человеку.4 Эта работа по наблюдению имеет решающее значение для понимания того, как коронавирусы животных естественным образом эволюционируют в окружающей среде и могут стать передающимися от животных к человеку, что подчёркивает важность мониторинга торговли дикими животными как источника новых инфекционных заболеваний.
Критические Вирусные адаптации
Отличительной особенностью SARS-CoV-2, которая отличает его от ближайших родственников-коронавирусов летучих мышей, является сайт расщепления фурином в области S1-S2 белка-шипа. Этот сайт протеолитической активации, вероятно, сыграл решающую роль в том, что SARS-CoV-2 смог преодолеть видовые барьеры и заразить людей. Хотя эта особенность отсутствует у коронавирусов летучих мышей, наиболее близких к SARS-CoV-2, в том числе у тех, что были обнаружены в Лаосе и которые в остальном эффективно связываются с человеческими рецепторами ACE2, она могла появиться в результате естественных эволюционных процессов у промежуточных хозяев или в результате рекомбинации между различными коронавирусами.
Белок-шип служит основным фактором, определяющим круг хозяев и патогенез, а его рецептор-связывающий домен определяет сродство к связыванию и доступность для клеточных рецепторов ACE2. Исследования геномов коронавирусов летучих мышей выявили «окаменевшие вирусы» в их ДНК, что свидетельствует о выживании после прошлых вирусных инфекций и позволяет предположить, что геномы летучих мышей содержат большее разнообразие вирусов, чем геномы других видов, — по сути, создавая историческую летопись их удивительной вирусной устойчивости. Эта эволюционная история даёт ценную информацию о том, как коронавирусы адаптируются к новым хозяевам и потенциально могут стать патогенами для человека.