W roku 1912 zidentyfikowano pierwszą chorobę powodowaną przez koronawirusa – zapalenie otrzewnej. Wirus został zidentyfikowany znacznie później. W latach sześćdziesiątych intensywnie poszukiwano przyczyny tzw. przeziębień i dzięki mikroskopii elektronowej wykryto pierwsze koronawirusy: 229E i OC43. Okazało się, że są one odpowiedzialne za około 30% łagodnych, zakaźnych chorób dróg oddechowych człowieka. Koronawirusy wywołują także groźniejsze choroby, takie jak nieżyty żołądka i jelit, nazywane grypą żołądkową lub zakaźną wirusową biegunką, a także zapalenie mózgu. Niestety przejście zakażeń koronawirusami nie powoduje długotrwałej odporności.
Koronawirusy wywołują liczne choroby u zwierząt gospodarskich, powodując ogromne straty – są przyczyną wielu bardzo wyniszczających chorób bydła, świń i kur, osiągających czasami 100% śmiertelności wśród młodych zwierząt. Zwierzęce koronawirusy, a najczęściej MHV – mysi wirus zapalenia wątroby służą do badań biologii koronawirusów, prowadzonych w poszukiwaniu metod leczenia i szczepionek.
Pierwsza pandemia XXI wieku – SARS, spowodowana przez koronawirusa SARS-CoV wybuchła w 2003 roku w południowo-wschodnich Chinach, rozprzestrzeniła się do 34 krajów i w ciągu 6 miesięcy spowodowała śmierć 800 osób spośród 8000 zakażonych. Kiedy transmisja wirusa między ludźmi została już wyeliminowana, do kolejnych zakażeń doszło w roku 2003 i 2004 w wyniku przeniesienia wirusa ze zwierząt laboratoryjnych na badaczy.
Nie wiadomo czy wirus SARS-CoV pojawił się w wyniku mutacji niegroźnego wcześniej wirusa infekującego ludzi, czy przeniósł się ze zwierząt na populację ludzi. Poszukiwania podobnych wirusów u zwierząt wskazują, że znacznie większym niż przypuszczano, wręcz potężnym ewolucyjnym rezerwuarem koronawirusów są nietoperze, które prawdopodobnie są także źródłem tak groźnych wirusów jak Ebola, Hendra i Nipah. Wirusy podobne do SARS występują u sprzedawanych na mięso psów, kotów, cywetów i szopów praczy. Paradoksalnie u dziko żyjących przedstawicieli tych gatunków takich wirusów się nie spotyka. Prawdopodobnie rozwojowi tych chorób sprzyja zagęszczenie populacji, co prowadzi do zjadania lub dotykania odchodów chorych osobników! Najbardziej prawdopodobna droga SARS-CoV od nietoperza do człowieka biegnie przez wielokrotną międzygatunkową transmisję, wraz z pojawianiem się mutacji pozwalających w końcu na przenoszenie się wirulentnego wirusa z człowieka na człowieka. Nikt się wcześniej nie spodziewał, że koronawirusy tak łatwo łamią bariery międzygatunkowe.
Szerokie spektrum chorób powodowanych przez koronawirusy pokazuje, że z łatwością mutują i przystosowują się do nowego środowiska oraz do nowych gospodarzy. Większość koronawirusów wykazuje specyficzność wobec organów, tkanek i gospodarzy, jednak niewielkie zmiany w ich genomie wystarczają by zmienić powinowactwo wirusa do tkanki lub gospodarza. Namnażanie wirusa MHV na mieszaninie ssaczych komórek pozwala na uzyskanie szczepów które mnożą się w tkankach, w których wcześniej mnożyć się nie mogły. Nieliczne mutacje wystarczają także do tego by przebieg infekcji złagodniał lub zaostrzył się. Koronawirus powodujący łagodny nieżyt jelit kotów, łatwo przekształca się w śmiertelne zapalenie otrzewnej - te dwie wersje wirusa są morfologicznie i serologicznie nierozróżnialne. Genomy koronawirusów łatwo rekombinują i wykazują zmienną, być może w jakiś sposób regulowaną wierność replikacji. Największym dotąd znanym, ewolucyjnym rezerwuarem koronawirusów są nietoperze.
Receptory ACE2 do których przyłącza się SARS-CoV2 występują w małych ilościach w oku, płucach i przełyku, na skórze, w szpiku i krwi, a najsilniejsza ekspresja ma miejsce w jelicie cienkim, dwunastnicy, jądrach, w nerkach i w pęcherzu moczowym, w wątrobie i w woreczku żółciowym oraz w mięśniach. U osób chorych wirusa można wykryć w ślinie, we krwi i w kale!
Wybuchy epidemii koronawirusów:
2003 - SARS (severe acute respiratory syndrome) Wirusem SARS-CoV – zaraziło się ponad 8000 osób i 774 zmarło. To prawie 10% zarażonych.
2012 - MERS - (middle east respiratory syndrome) Wirus pojawił się w Arabii Saudyjskiej i w Katarze, a w roku 2015 trafił do Korei z mężczyzną, który przyjechał z bliskiego wschodu do Seulu i leczył się w czterech szpitalach. Do grudnia 2019 na MERS zachorowało łącznie 2468 osób z czego zmarło 851, co znaczy, że odsetek śmiertelności MERS wynosi 34,5%.
2019 - SARS-CoV2, w 96% identyczny z SARS. Śmiertelność nowej wersji SARS wydaje się mniejsza, ale wirus jest bardziej zaraźliwy z dwóch powodów: Poza ciałem człowieka, na czystych powierzchniach może prawdopodobnie przetrwać do 9 dni, a objawy mogą nie występować wcale lub wystąpić nawet ponad 24 dniach po infekcji. Po trzech miesiącach od wybuchu zakażeń wirus jest już prawdopodobnie we wszystkich państwach, do 17 marca zaraziło się 206 tys. osób, a zmarły już 8272 osoby, co oznacza śmiertelność rzędu 4%.
Podczas pierwszej epidemii SARS w Hong-Kongu nie zmarła ani jedna osoba w wieku poniżej 24 lat. Tylko 10% osób ze zdiagnozowaną infekcją SARS na świecie stanowiły dzieci, spośród których tylko 5% wymagało intensywnej opieki medycznej. W Wuhan, do drugiego tygodnia stycznia 2020 nie zdiagnozowano choroby u żadnego dziecka, podczas gdy osoby starsze okazały się bardzo podatne. W połowie lutego 50% zdiagnozowanych to były osoby w wieku od 30 do 79 lat, tylko 0,9 % to dzieci w wieku do 9 lat, a 1,2% - osoby w wieku od 10 do 19 lat. W przypadku SARS i MERS odnotowano liczne infekcje odzwierzęce. Możliwe, że dzieci miały mniejszy kontakt z chorymi zwierzętami, takimi jak cywety, koty lub wielbłądy….
Mimo, że w wymazach z wydalin dzieci wirusy o wysokim mianie, ogromna większość dzieci nie choruje. Dzieci są zatem istotnym źródłem wirusa. Podobną zależność między wiekiem i rozwojem choroby obserwuje się u myszy. Przyczyną takiego zróżnicowania może być starzejący się układ odpornościowy, ponieważ z wiekiem część jego komórek staje się nieaktywna i układ nie odpowiada wystarczająco szybko. Z wiekiem zmieniają się także właściwości płuc - starsi ludzie nie ulegają tak łatwo alergiom i raczej nie występują u nich ataki astmy z powodu drażniących substancji. Do usuwania wirusa z komórek potrzebne są przeciwciała i limfocyty T. Prawdopodobnie młode organizmy sprawniej tworzą limfocyty T.
SARS-CoV i SARS-CoV2 korzystają z tego samego receptora ACE2, który dosyć obficie występuje w dolnej części płuc i dlatego infekcje tymi wirusami prowadzą do zapalenia płuc i oskrzeli. Ostatnie badania wskazują, że ACE2 ulega także silnej ekspresji w komórkach ust i języka co zapewnia wirusowi łatwy dostęp do komórek nowego gospodarza. Mimo, że z wiekiem ekspresja ACE2 się obniża, częściej dochodzi do rozwoju choroby. Enzym ACE2 jest ważnym regulatorem odpowiedzi immunologicznej. Chroni myszy przed uszkodzeniem płuc przez sepsę. W roku 2014 wykazano, że ACE2 obniża śmiertelność ptasiej grypy - lepiej rokują pacjenci z wysokim poziomem ACE2 w osoczu. Wyłączenie genu ACE2 prowadzi do poważnych uszkodzeń płuc myszy infekowanych wirusem grypy H5N1, a podanie ludzkiego ACE2 niweluje uszkodzenia. Niedobór ACE2 u osób w starszym wieku powoduje kłopoty z wyhamowaniem stanu zapalnego – poważne zapalenia płuc. Z drugiej strony starsze osoby powinny z tego samego powodu być mniej podatne na infekcję.
Cztery inne koronawirusy są odpowiedzialne za zwykłe, lekkie przeziębienia u dzieci, jest więc możliwe, że zdobyta odporność na niektóre z białek tych wirusów ma wpływ na przebieg infekcji SARS-CoV2.
Dwie poprzednie epidemie koronawirusów: SARS-CoV w roku 2002 i MERS-CoV w roku 2015 wzmogły poszukiwania leków przeciw tym i podobnym wirusom, które mogą się pojawić. Na razie najbardziej obiecującym lekiem jest remdesivir (GS-5734) analog nukleotydu na którym prowadzi się badania kliniczne w celu leczenia infekcji wirusem Ebola. Remdesivir blokuje replikację SARS i MERS w kulturach komórkowych i działa na modelach zwierzęcych. Inne leki, jak kombinacja inhibitorów proteaz HIV-1 - lopinavir i ritonavir z interferonem β pozwalały leczyć chorych na SARS-CoV. W przypadku MERS-CoV, na modelu mysim remdesivir działał lepiej lopnavir czy ritonavir łączony z interferonem β.
Leki stosowane przeciw SARS i MERS powinny działać także w przypadku SARS-CoV2. Czesi już ten lek stosują.
Jak nie doprowadzać do ciężkiego stanu? Pamiętajmy jak walczyliśmy z przeziębieniami i próbujmy sobie pomóc zamiast bezczynnie czekać. Wszyscy dopiero się uczymy z tym nowym, groźnym „przeziębieniem” walczyć. Właśnie się dowiadujemy, że w przypadku COVID-19 Paracetamol przy gorączce działa znacznie lepiej od Ibuprofenu, który stan pacjentów pogarsza. Sam się kiedyś przekonałem (przy okazji infekcji H1N1), że ani Paracetamol ani Ibuprofen nie zadziałał. Do trzech razy sztuka - zadziałała Pyralgina. Na szczęście! Uczmy się szybko, wyścig trwa!
