Sars-Cov-2: στέλεχος κοροναϊού

Η συνήθης ονομασία του είναι κορονοϊός, ενώ τού είχε αποδοθεί το προσωρινό όνομα "ο νέος κορονοϊός του 2019" (2019 novel coronavirus | 2019-nCoV), όπως επίσης «ο ανθρώπινος κορονοϊός του 2019» (human coronavirus 2019 | HCoV-19 ή hCoV-19). Μετά την έξαρση της λοίμωξης που προκλήθηκε από τον SARS-CoV-2, o Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας (ΠΟΥ) αποφάσισε να κηρύξει την έξαρσή του ως γεγονός διεθνούς ενδιαφέροντος στις 30 Ιανουαρίου 2020 και ως πανδημία στις 11 Μαρτίου 2020.

SARS-CoV-2
Αναπαράσταση του ιοσωματίου του SARS-CoV-2 Τρισδιάστατη αναπαράσταση του ιοσωματίου του SARS-CoV-2 με διατομή (δεξιά)
Ταξινόμηση ιού
Ομάδα: IV ((+)ssRNA) Τάξη: Nidovirales Οικογένεια: Coronaviridae Υποοικογένεια: Coronavirinae Γένος: Betacoronavirus
Τυπικό είδος
Ιός του COVID-19

Ο SARS-CoV-2 είναι κορονοϊός με γονιδίωμα μονόκλωνου RNA θετικής πολικότητας και είναι μεταδοτικός στον άνθρωπο. Το Εθνικό Ινστιτούτο Υγείας (NIH) των ΗΠΑ τον περιγράφει ως διάδοχο του SΑRS-CoV-1, ο οποίος ήταν υπεύθυνος για την έξαρση του ιού SARS το 2002-2004.

Ο SARS-CoV-2 είναι ιός ο οποίος έχει γενετικές ομοιότητες με τους κορονοϊούς SARS (SARS-CoV) (79,5%). Πιστεύεται ότι έχει προέλευση από τους ιούς που ευδοκιμούν σε ζώα και συγκεκριμένα στις νυχτερίδες με τις οποίες έχει υψηλή συσχέτιση (96%). Έρευνα εν εξελίξει από τον Φεβρουάριο του 2020 προσπαθεί να εξακριβώσει αν προέρχεται απευθείας από τις νυχτερίδες ή υπήρξε ενδιάμεσος ξενιστής, όπως ο παγκολίνος. Ο ιός δείχνει μικρή γενετική ποικιλομορφία, γεγονός το οποίο υποδεικνύει ότι η διάδοσή του στους ανθρώπους είναι πιθανό να είχε συμβεί στα τέλη του 2019.

Με βάση τις επιδημιολογικές μελέτες, κάθε μόλυνση από τον ιό έχει ως αποτέλεσμα κατά μ.ο. 5,7 νέες μολύνσεις, όταν κανένα μέλος της κοινότητας δεν έχει ανοσία και δεν λαμβάνεται κανένα μέτρο πρόληψης από τη διασπορά του ιού. Ο ιός εξαπλώνεται μεταξύ των ανθρώπων μέσω της στενής επαφής τους και μέσω των αναπνευστικών σταγονιδίων που παράγονται από τον βήχα ή το φτέρνισμα. Εισέρχεται στα ανθρώπινα κύτταρα με τη βοήθεια του ενζύμου μετατροπής της αγγειοτασίνης 2 (angiotensin converting enzyme 2 | ACE2) στο οποίο προσκολλάται αρχικά η ακίδα του, και στη συνέχεια το ένζυμο μεμβράνης TMPRSS2 την "κόβει", αποκαλύπτωντας έτσι τα πεπτίδια σύντηξης που θα βυθιστούν στην κυταρική μεβράνη.

 

Κατά την έναρξη της έξαρσης του ιού στη Γούχαν (Wuhan) της Κίνας, χρησιμοποιήθηκαν διάφορα ονόματα για την περιγραφή του. Μερικά από αυτά ήταν "κορονοϊός" ή "κορονοϊός της Γούχαν". Τον Ιανουάριο του 2020, ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας (ΠΟΥ) συνέστησε τη χρησιμοποίηση της προσωρινής ονομασίας "νέος κορονοϊός 2019" (2019-nCov). Η σύσταση αυτή εναρμονιζόταν με τις οδηγίες του ΠΟΥ κατά της χρήσης γεωγραφικών τοποθεσιών, ειδών ζώων ή ομάδων ατόμων για την ονοματοδοσία ενός ιού.

Στις 11 Φεβρουαρίου 2020, η Διεθνής Επιτροπή Ταξινόμησης των ιών υιοθέτησε την επίσημη ονομασία του ιού ως "κορονοϊός σοβαρού οξέος αναπνευστικού συνδρόμου τύπου 2", για να αποφευχθεί η σύγχυση με την ασθένεια που προκαλεί ο ιός SARS (σοβαρό οξύ αναπνευστικό σύνδρομο τύπου 1). Αναλόγως, ο ΠΟΥ αναφέρεται στις δημόσιες αναφορές στον ιό αυτόν ως ο "ιός SARS-CoV-2" και σε ορισμένα ερευνητικά άρθρα ως "HCoV-19".

Το ευρύ κοινό αποκαλεί τον ιό ως "κορονοϊό" και τη ασθένεια που προκαλεί "COVID-19". Επίσης μερικοί ηγέτες κρατών χρησιμοποιούν τον όρο "κινέζικος ιός" στα κοινωνικά δίκτυα και σε συνεντεύξεις, καλλιεργώντας ξενοφοβικά αντανακλαστικά στις χώρες τους, που αντιτίθεται με τις συστάσεις του ΠΟΥ για τη σωστή διαδικασία ονοματοδοσίας ενός ιού.

Μόλυνση και μετάδοση

Η μετάδοση του SARS-CoV-2 από άνθρωπο σε άνθρωπο επιβεβαιώθηκε στις 20 Ιανουαρίου 2020, κατά τη διάρκεια της πανδημίας COVID-19. Η μετάδοση θεωρήθηκε αρχικά ότι συμβαίνει κυρίως μέσω αναπνευστικών σταγονιδίων από βήχα και φτάρνισμα σε απόσταση περίπου 1,8 μέτρων. Πειράματα απέδειξαν ότι η ομιλία αποτελεί έναν πρόσθετο τρόπο μετάδοσης και μάλιστα αρκετά μεταδοτική σε εσωτερικούς χώρους, με μικρή ροή αέρα. Άλλες μελέτες έχουν δείξει ότι ο ιός μπορεί επίσης να μεταφερθεί στον αέρα, με τα αερολύματα να μπορούν να μεταδώσουν τον ιό. Κατά τη μετάδοση από άνθρωπο σε άνθρωπο, πιστεύεται ότι κατά μέσο όρο 1,000 μολυσματικά ιοσωμάτια SARS-CoV-2 ξεκινούν μια νέα λοίμωξη.

Η έμμεση επαφή μέσω μολυσμένων επιφανειών είναι μια άλλη πιθανή αιτία μόλυνσης. Προκαταρκτική έρευνα δείχνει ότι ο ιός μπορεί να παραμείνει βιώσιμος σε πλαστικό και ανοξείδωτο χάλυβα (AISI 304) για έως και τρεις ημέρες, αλλά δεν επιβιώνει στο χαρτόνι για περισσότερο από μία ημέρα ή σε χαλκό για περισσότερες από τέσσερις ώρες. Ο ιός καταστρέφεται από το σαπούνι, το οποίο αποσταθεροποιεί τη διπλή στιβάδα των λιπιδίων του Το ιικό RNA έχει επίσης βρεθεί σε δείγματα κοπράνων και σπέρμα από μολυσμένα άτομα.

Ο βαθμός στον οποίο ο ιός είναι μολυσματικός κατά τη διάρκεια της περιόδου επώασης είναι αβέβαιος, αλλά έρευνα έδειξε ότι στον φάρυγγα φτάνει στο μέγιστο ιικό φορτίο περίπου τέσσερις ημέρες μετά τη μόλυνση ή την πρώτη εβδομάδα των συμπτωμάτων και μειώνεται μετά.

Μια μελέτη από ομάδα ερευνητών στο Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας διαπίστωσε ότι η ρινική κοιλότητα είναι φαινομενικά η κυρίαρχη αρχική θέση για μόλυνση με επακόλουθη εισπνοή ιού που προκαλεί, στους πνεύμονες, αναπνευστική λοίμωξη που ονομάστηκε Covid19.

Υπάρχουν κάποιες ενδείξεις μετάδοσης SARS-CoV-2 από άνθρωπο σε ζώα, συμπεριλαμβανομένων παραδειγμάτων σε αιλουρίδες. Ορισμένοι οργανισμοί υγείας έχουν συμβουλεύσει όσους έχουν μολυνθεί με SARS-CoV-2 να περιορίσουν την επαφή τους με τα ζώα.

Ασυμπτωματική μετάδοση

Την 1η Φεβρουαρίου 2020, o Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας ανέφερε ότι "η μετάδοση από ασυμπτωματικούς φορείς πιθανότατα δεν αποτελεί σημαντικό παράγοντα μετάδοσης". Μια έρευνα διαπίστωσε ότι το 17% των λοιμώξεων είναι ασυμπτωματικές και τα ασυμπτωματικά άτομα είχαν 42% λιγότερες πιθανότητες να μεταδώσουν τον ιό.

Ωστόσο, ένα επιδημιολογικό μοντέλο στην έναρξη της επιδημίας στην Κίνα έδειξε ότι «η προ-συμπτωματική περίοδος μπορεί να είναι συνήθης μεταξύ των εργαστηριακά επιβεβαιωμένων λοιμώξεων» και ότι οι υποκλινικές λοιμώξεις, δηλαδή όσοι πέρασαν ασυμπτωματικά τη νόσο, μπορεί να ήταν η πηγή της πλειονότητας των λοιμώξεων. Αυτά τα ευρήματα μπορούν να εξηγήσουν πώς από τους 217 επιβαίνοντες στο πλοίο ενός κρουαζιερόπλοιου που αγκυροβόλησε στο Μοντεβίδεο, μόνο 24 από τους 128 που διαγνώστηκαν θετικοί για ιικό RNA ήταν συμπτωματικοί. Ομοίως, μια μελέτη ενενήντα τεσσάρων ασθενών που νοσηλεύτηκαν τον Ιανουάριο και τον Φεβρουάριο του 2020 υπολόγισε ότι οι ασθενείς παράγουν τη μεγαλύτερη ποσότητα ιού δύο έως τρεις ημέρες πριν εμφανιστούν τα πρώτα συμπτώματα και ότι «σημαντικό ποσοστό μετάδοσης πιθανότατα πραγματοποιείται πριν από τα πρώτα συμπτώματα του ασθενή μηδέν».

Επαναμόλυνση

Υπάρχουν ακόμα πολλά ερωτήματα σχετικά με την επαναμόλυνση και τη διάρκεια της ανοσίας. Δεν είναι γνωστό πόσο συχνή είναι η επαναμόλυνση, αλλά υπάρχουν αναφορές που έχουν δείξει ότι συμβαίνει με τη σοβαρότητα της λοίμωξης να ποικίλει.

Η πρώτη καταγεγραμμένη περίπτωση επαναμόλυνσης ήταν ένας 33χρονος άντρας από το Χονγκ Κονγκ που βρέθηκε για πρώτη φορά θετικός στις 26 Μαρτίου 2020, στις 15 Απριλίου 2020 μετά από δύο αρνητικές δοκιμές δεν υπήρχε πλέον ιικός φορέας στον οργανισμό του και βρέθηκε θετικός ξανά στις 15 Αυγούστου 2020 (142 ημέρες αργότερα), η οποία επιβεβαιώθηκε αναλύοντας ολόκληρη την γενετική ακολουθία του ιού, από την οποία κατέληξαν ότι τα ιικά γονιδιώματα ανήκουν σε διαφορετικούς κλάδους μετάλλαξης. Τα ευρήματα έδειξαν ότι η ανοσία της αγέλης μπορεί να μην εξαλείψει τον ιό εάν η επαναμόλυνση δεν είναι ασυνήθιστο φαινόμενο και ότι τα εμβόλια μπορεί να μην είναι σε θέση να παρέχουν δια βίου προστασία έναντι στον ιό.

Μια άλλη μελέτη κατέγραψε έναν 25χρονο άνδρα από τη Νεβάδα που βρέθηκε θετικός στον SARS-CoV-2 στις 18 Απριλίου 2020 και στις 5 Ιουνίου 2020, ενώ είχαν προηγηθεί δύο αρνητικοί έλεγχοι. Δεδομένου ότι οι γονιδιωματικές αναλύσεις έδειξαν σημαντικές γενετικές διαφορές μεταξύ των δειγμάτων του SARS-CoV-2 που λήφθηκαν σε αυτές τις δύο ημερομηνίες, οι συγγραφείς της μελέτης περίπτωσης διαπίστωσαν ότι αυτό ήταν μια νέα μόλυνση. Η δεύτερη μόλυνση του άνδρα ήταν συμπτωματικά πιο σοβαρή από την πρώτη λοίμωξη, αλλά οι μηχανισμοί που θα μπορούσαν να εξηγήσουν αυτό δεν είναι γνωστοί ακόμα.

Ανίχνευση

Για την ανίχνευση του ιού χρησιμοποιούνται τρεις κατηγορίες τεστ. Τα μοριακά τεστ ανίχνευσης του γενετικού υλικού του ιού που στηρίζονται σε διάφορες παραλλαγές της αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης μετά από αντίστροφη μεταγραφή (RT-PCR = Reverse Transcription - Polymerase Chain Reaction), τα τεστ αντιγόνου που συνήθως ανιχνεύουν μέρος της πρωτεΐνης επιφάνειας του ιού (rapid test), και τα τεστ αντισωμάτων που ανιχνεύουν τα αντισώματα που έχει παράγει αυτός που έχει προσβληθεί από τον ιό. Kάποια από τα τεστ αυτά διεξάγονται από εξειδικευμένα εργαστήρια και κάποια άλλα μπορούν να διεξαχθούν από μη εξειδικευμένο προσωπικό (π.χ. self test που είναι τεστ αντιγόνου). Το κλινικό υλικό από το οποίο ανιχνεύεται ο ιός είναι από το αναπνευστικό σύστημα, δλδ. ρινοφαρρυγγικό, στοματοφαρυγγικό, έκκριμα και βρογχικές εκκρίσεις, και από το σάλιο. Κάθε τεστ έχει διαφορετική ευαισθησία, η οποία προσδιορίζεται με συγκεκριμένο πρωτόκολλο - κλινική δοκιμή. Τα μοριακά τεστ έχουν μεγαλύτερη ευαισθησία και ειδικότητα και γι' αυτό είναι πιο ακριβείς στην ανίχνευση του ιού. Τα rapid test είναι λιγότερο ευαίσθητα και απαιτούν σχετικά υψηλό ιικό φορτίο, συνεπώς σε ασυμπτωματικούς μπορούν να βγουν ψευδώς αρνητικά. Ειδικά τα θετικά rapid test πρέπει να επιβεβαιώνονται με μοριακό έλεγχο για να αποκλείεται η περίπτωση του ψευδώς θετικού αποτελέσματος.

 

Φυσική δεξαμενή και ζωονοσολογική προέλευση

Οι πρώτες γνωστές λοιμώξεις από το SARS-CoV-2 ανακαλύφθηκαν στο Γούχαν της Κίνας. Η αρχική πηγή ιογενούς μετάδοσης στον άνθρωπο παραμένει ασαφής, όπως και εάν ο ιός έγινε παθογόνος πριν ή μετά τη μετάδοση στον άνθρωπο. Επειδή πολλοί από τους πρώτους ασθενείς ήταν εργαζόμενοι στην αγορά θαλασσινών Χουανάν έχει προταθεί ότι ο ιός μπορεί να προέρχεται από την αγορά. Ωστόσο, άλλη έρευνα δείχνει ότι οι επισκέπτες ενδέχεται να έχουν εισαγάγει τον ιό στην αγορά, γεγονός το οποίο συνετέλεσε στη συνέχεια ταχεία διάδοση των λοιμώξεων. Μια ανάλυση φυλογενετικού δικτύου των 160 πρώτων γονιδιωμάτων του Sars-Cov-2 που πραγματοποιήθηκαν σε δειγματοληψία από τον Δεκέμβριο του 2019 έως τον Φεβρουάριο του 2020 έδειξε ότι ο τύπος ιού που σχετίζεται στενότερα με τον κορονοϊό νυχτερίδας ήταν πιο άφθονος στο Γκουανγκντόνγκ της Κίνας και χαρακτηρίστηκε ως τύπος "A". Η έρευνα για τη φυσική δεξαμενή του ιού που προκάλεσε το ξέσπασμα του SARS το 2002–2004 είχε ως αποτέλεσμα την ανακάλυψη πολλών κορωνών ιών νυχτερίδας τύπου SARS, οι οποίες προέρχονται κυρίως από το γένος Rhinolophus των πεταλοειδών νυχτερίδων. Η φυλογενετική ανάλυση δείχνει ότι τα δείγματα που ελήφθησαν από το Rhinolophus sinicus εμφανίζουν ομοιότητα 80% με το SARS-CoV-2. Η φυλογενετική ανάλυση δείχνει επίσης ότι ένας ιός από τους Rhinolophus affinis, που συλλέχθηκε στην επαρχία Γιουνάν και ονομάστηκε ως RaTG13, έχει 96% ομοιότητα με το SARS-CoV-2.

 

Οι νυχτερίδες θεωρούνται η πιο πιθανή φυσική δεξαμενή του SARS-CoV-2, αλλά οι διαφορές μεταξύ του ιού της νυχτερίδας και του SARS-CoV-2 υποδηλώνουν ότι οι άνθρωποι μολύνθηκαν μέσω ενός ενδιάμεσου ξενιστή. Αν και μελέτες έχουν δείξει ορισμένους πιθανούς υποψηφίους, ο αριθμός και οι ταυτότητες των ενδιάμεσων ξενιστών παραμένουν αβέβαιες. Σχεδόν το ήμισυ του γονιδιώματος του ιού έχει φυλογενετική γενεαλογία διαφορετική από γνωστούς συγγενείς.

Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε τον Ιούλιο του 2020 έδειξε ότι οι παγκολίνοι είναι ένας ενδιάμεσος ξενιστής κορονοϊών τύπου SARS-CoV-2.. Ωστόσο, πρόσθετες μελέτες δείχνουν ότι οι παγκολίνοι είναι απίθανο να είναι φυσικές δεξαμενές ή ενδιάμεσοι ξενιστές για το SARS-CoV-2. Δείγματα που λήφθηκαν από παγκολίνους, που κατασχέθηκαν στο Γκουανγκντόνγκ, ήταν μόνο κατά 92% ταυτόσημα με την αλληλουχία του γονιδιώματος του SARS-CoV-2, ποσοστό πολύ χαμηλός για είναι οι παγκολίνοι ενδιάμεσοι ξενιστές. Επιπλέον, οι παγκολίνοι είναι απίθανο να είναι φυσικές δεξαμενές για ιούς τύπου SARS-CoV-2 επειδή αρρωσταίνουν από τη μόλυνση, σε αντίθεση με τις πραγματικές δεξαμενές όπως οι νυχτερίδες. Η περιοχή προσκόλλησης των υποδοχέων της πρωτεΐνης της ακίδας του ιού των παγκολίνων είναι πολύ παρόμοια με εκείνη του SARS-CoV-2, με πέντε κρίσιμα αμινοξέα στον μηχανισμό προσκόλλησης στον υποδοχέα να είναι ταυτόσημοι και στους δύο ιούς. Ωστόσο, ο ιός των παγκολίνων αποδεικνύεται ότι προσκολλάται ελάχιστα στον ανθρώπινο υποδοχέα ACE2.

Όλα τα διαθέσιμα στοιχεία δείχνουν ότι ο SARS-CoV-2 έχει φυσική ζωική προέλευση και δεν είναι γενετικά κατασκευασμένος. Παρ 'όλα αυτά, στις αρχές της πανδημίας, οι θεωρίες συνωμοσίας εξαπλώθηκαν στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης ισχυριζόμενες ότι ο ιός ήταν βιο-μηχανικής προέλευσης από την Κίνα στο Ινστιτούτο Ιολογίας του Γουχάν.

 

Ο SARS-CoV-2 ανήκει στην ευρεία οικογένεια ιών γνωστών ως κορονοϊοί. Είναι ένας ιός RNA (+ ssRNA) με γονιδίωμα μονόκλωνου RNA θετικής πολικότητας. Άλλοι κορονοϊοί είναι ικανοί να προκαλέσουν ασθένειες που κυμαίνονται από το κοινό κρυολόγημα έως τις πιο σοβαρές ασθένειες όπως το αναπνευστικό σύνδρομο Μέσης Ανατολής (MERS, ποσοστό θνητότητας ~ 34%). Είναι ο έβδομος γνωστός κορονοϊός που μολύνει ανθρώπους, μετά τους 229E, NL63, OC43, HKU1, MERS-CoV και τον αρχικό SARS-CoV.

Όπως και ο σχετιζόμενος με το SARS κορονοϊός που εμπλέκεται στο ξέσπασμα του SARS το 2003, ο SARS-CoV-2 είναι μέλος του υπογένους Sarbecovirus (βήτα-κορονοϊός | β-Cov). Η αλληλουχία του RNA του ιοσωμάτιου έχει μήκος περίπου 30.000 βάσεις, σχετικά μεγάλη για κορονοϊό. O SARS-CoV-2 είναι o μοναδικός ανάμεσα στους γνωστούς ιούς βήτα-κορονοϊούς, λόγω της ύπαρξης μίας πολυβασικής περιοχής τμήσης, γεγονός που οδηγεί σε αυξημένη παθογένεια και τη μεταδοτικότητα σε σχέση με άλλους ιούς.

Με επαρκή αριθμό γονιδιακών ακολουθιών, είναι δυνατόν να ανακατασκευαστεί ένα φυλογενετικό δέντρο του ιστορικού μεταλλάξεων μιας οικογένειας ιών. Έως τις 12 Ιανουαρίου 2020, πέντε γονιδιώματα του SARS-CoV-2 είχαν απομονωθεί από το Wuhan και αναφέρθηκαν από το Κινεζικό Κέντρο Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων (CCDC) και από άλλα ιδρύματα, ο αριθμός των γονιδιωμάτων αυξήθηκε σε 42 κατά έως τις 30 Ιανουαρίου 2020. Μια φυλογενετική ανάλυση αυτών των δειγμάτων έδειξε ότι "σχετίζονται σε μεγάλο βαθμό με το πολύ επτά μεταλλάξεις σε σχέση με έναν κοινό πρόγονο", υπονοώντας ότι η πρώτη ανθρώπινη μόλυνση εμφανίστηκε τον Νοέμβριο ή τον Δεκέμβριο του 2019. Από τις 7 Μαΐου 2020, 4.690 γονιδιώματα SARS-CoV-2 που συλλέχτηκαν σε δειγματοληψίες σε έξι ηπείρους ήταν διαθέσιμα στο κοινό.

Στις 11 Φεβρουαρίου 2020, η Διεθνής Επιτροπή Ταξινόμησης των ιών ανακοίνωσε ότι σύμφωνα με τους υφιστάμενους κανόνες που υπολογίζουν ιεραρχικές σχέσεις μεταξύ των κορονοϊών με βάση πέντε υπάρχουσες αλληλουχίες νουκλεϊκών οξέων, από τις διαφορές μεταξύ αυτού που ονομάστηκε τότε 2019-nCoV και του ιού από την επιδημία τους SARS το 2003, δεν επαρκούσαν για να τα καταστήσει ξεχωριστά είδη ιών. Ως εκ τούτου, αναγνώρισαν το 2019-nCoV ως ιό κορονοϊού που σχετίζεται με σοβαρό οξύ αναπνευστικό σύνδρομο.

Τον Ιούλιο του 2020, οι επιστήμονες ανέφεραν ότι μια πιο μολυσματική παραλλαγή SARS-CoV-2 με μία παραλλαγή στην πρωτεΐνη της ακίδα G614 αντικατέστησε το D614 ως την κυρίαρχη μορφή στην πανδημία. Τον Οκτώβριο του 2020 οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι μια παραλλαγή, η 20A.EU1, που παρατηρήθηκε για πρώτη φορά στην Ισπανία στις αρχές του καλοκαιριού, έχει γίνει η πιο συχνή παραλλαγή σε πολλές ευρωπαϊκές χώρες.

Τον Οκτώβριο του 2020, οι ερευνητές ανακάλυψαν ένα γονίδιο που ονομάζεται ORF3d, στο γονιδίωμα του ιού Covid-19. Είναι άγνωστο εάν η πρωτεΐνη που παράγεται από το ORF3d έχει κάποια λειτουργία, αλλά προκαλεί ισχυρή ανοσοαπόκριση. Το ORF3d είχε εντοπιστεί στο παρελθόν, σε μια παραλλαγή του κορονοϊού που μολύνει τους παγκολίνους.

 

Έχουν καταγραφεί χιλιάδες παραλλαγές του SARS-Cov-2, οι οποίες μπορούν να ομαδοποιηθούν σε μεγαλύτερους κλάδους. Έχουν προταθεί διαφορετικές ονοματολογίες για τον κάθε κλάδο. Το Nextstrain χωρίζει τις παραλλαγές σε πέντε κύριες ομάδες(19Α, 19Β, 20Α, 20Β και 20C), ενώ το GISAID τις χωρίζει σε επτά(L, O, V, S, G, GH και GR).

Οι πιο αξιοσημείωτες παραλλαγές του SARS-Cov-2 που έχουν καταγραφεί μέχρι τα τέλη του 2020 είναι οι εξής:

• VOC 202012/01: Πιστεύεται ότι εμφανίστηκε στον Ηνωμένο Βασίλειο τον Σεπτέμβριο του 2020. Οι επιδημιολογικοί δείκτες υποδηλώνουν ότι η παραλλαγή είναι πιο μεταδοτική και θανατηφόρα. Μία από τις διαφορές με τις άλλες παραλλαγές είναι ότι η μετάλλαξη βρίσκεται στον τομέα της πρωτεΐνης της ακίδας που αλλάζει την ασπαραγίνη στη θέση 501 σε τυροσίνη (Ν501Υ). Αυτή η μετάλλαξη έχει σαν αποτέλεσμα ο δεσμός στον υποδοχέα ACE2, που χρησιμοποιεί το ιόσωμα του SARS-Cov-2 για να εισχωρήσει στα ανθρώπινα κύτταρα, να γίνεται πιο ισχυρός. Η παραλλαγή έχει πλέον διαδοθεί παγκοσμίως.
• 501Y.V2: Περιέχει τη μετάλλαξη N501Y, εμφανίστηκε ανεξάρτητα ανεξάρτητα στη Νότια Αφρική. Καταγράφηκαν σε ασθενείς που συλλέχθηκαν στις αρχές Οκτωβρίου 2020. Δεν υπάρχουν στοιχεία ότι αυτή η παραλλαγή αυξάνει τη μεταδοτικότητα του ιού.
• B.1.207: Εμφανίστηκε στη Νιγηρία και έχει μία μετάλλαξη στην πρωτεΐνη της ακίδας του SARS-Cov-2, την P681H, η οποία συναντάται και στην παραλλαγή VOC 202012/01. Το P681 βρίσκεται κοντά στην υπομονάδα S1 και S2 της πρωτεϊνικής ακίδας του SARS-Cov-2. Δεν υπάρχουν ενδείξεις ότι οι μεταλλάξεις αυξάνουν μεταδοτικότητα της.
• Cluster5: Πρωτοεμφανίστηκε σε βιζόν και σε φάρμες με βιζόν στη Δανία. Έχει ένα σύνολο από μεταλλάξεις που δεν έχουν παρατηρηθεί στις υπόλοιπες παραλλαγές, οι οποίες περιλαμβάνουν τέσσερις αλλαγές αμινοξέων στην πρωτεϊνική ακίδα. Η παραλλαγή αντιστέκεται στα υπάρχοντα αντισώματα που δοκιμάστηκαν εργαστηριακά από τους υπόλοιπους κλάδους. Μετά από αυστηρές καραντίνες, απαγόρευση καλλιέργειας βιζόν και θανάτωση στις αγέλες που εκτρέφονταν, πιστεύεται ότι έχει εξαλειφθεί πλέον.
• P.1: Καταγράφηκε στην Ιαπωνία στις 6 Ιανουαρίου 2021 από το Εθνικό Ινστιτούτο Λοιμωδών Νοσημάτων και εντοπίστηκε σε τέσσερα άτομα τα οποία έφτασαν στο Τόκυο από τη Βραζιλία στις 2 Ιανουαρίου του 2021. Εντοπίστηκαν στην παραλλαγή 17 μοναδικές αλλαγές αμινοξέων, 10 εκ των οποίων στην πρωτεΐνη των ακίδων, συμπεριλαμβανομένων των N501Y και E484K.

 

 

Ηλεκτρονική μικρογραφία ψευδούς χρώσης των ιοσωμάτιων (κίτρινα) του SARS-CoV-2 που παράγονται από κυτταρική καλλιέργεια σε εργαστήριο.

Κάθε ιοσωμάτιο SARS-CoV-2 έχει διάμετρο 50–200 νανόμετρα. Όπως και άλλοι κορονοϊοί, ο SARS-CoV-2 έχει τέσσερις δομικές πρωτεΐνες, γνωστές ως πρωτεΐνες S (πεπλομερές ή ακίδα), E (περίβλημα), M (μεμβράνη) και Ν (νουκλεοκαψίδιο). Η πρωτεΐνη Ν συγκρατεί το γονιδίωμα RNA και οι πρωτεΐνες S, E και M δημιουργούν μαζί το ιικό περίβλημα Η πρωτεΐνη της ακίδας, η οποία έχει απεικονιστεί σε ατομικό επίπεδο χρησιμοποιώντας κρυογονική ηλεκτρονική μικροσκοπία είναι η πρωτεΐνη που είναι υπεύθυνη για να επιτρέπει στον ιό να προσκολλάται και να συγχωνεύεται με τη μεμβράνη ενός κυττάρου ξενιστή. Συγκεκριμένα, η υπομονάδα S1 είναι υπεύθυνη για την προσκόλληση στα ανθρώπινα κύτταρα και η υπομονάδα S2 ευθύνεται για την είσοδο στο κυτταρόπλασμα μέσω της εξωτερικής μεμβράνης.

 

 

Πειράματα μοντελοποίησης πρωτεϊνών στην ακίδα πρωτεΐνης του ιού σύντομα έδειξαν ότι ο SARS-CoV-2 έχει μεγάλη συγγένεια με το ένζυμο μετατροπής αγγειοτασίνης 2 (ACE2), υποδοχέα των ανθρώπινων κυττάρων, και τα χρησιμοποιεί ως μηχανισμό εισόδου στα κύτταρα. Έως τις 22 Ιανουαρίου 2020, μια ομάδα στην Κίνα που εργάστηκε πάνω στο πλήρες γονιδίωμα του ιού και μια ομάδα στις Ηνωμένες Πολιτείες που χρησιμοποίησε μεθόδους αντίστροφης γενετικής, που εργαζόντουσαν ανεξάρτητα, απέδειξαν πειραματικά ότι το ACE2 θα μπορούσε να δράσει ως ο υποδοχέας του SARS-CoV-2 Μελέτες έχουν δείξει ότι το SARS-CoV-2 έχει μεγαλύτερη συγγένεια με τον ανθρώπινο ACE2 από τον αρχικό ιό SARS. Το SARS-CoV-2 μπορεί επίσης να χρησιμοποιήσει γονίδιο BSG για να βοηθήσει στην είσοδο των κυττάρων.

Στη συνέχεια, το ιοσωμάτιο απελευθερώνει το RNA στο κύτταρο ξενιστή και αναγκάζει το κύτταρο να παράγει και να διαδίδει αντίγραφα του ιού, που μολύνουν με τη σειρά τους περισσότερα κύτταρα.

 

Με βάση τη χαμηλή ποικιλομορφία που παρουσιάζεται μεταξύ των γνωστών γονιδιωματικών αλληλουχιών του SARS-Cov-2, οι υγειονομικές αρχές εντόπισαν τον ιό πιθανώς εντός εβδομάδων από την εμφάνισή του στον ανθρώπινο πληθυσμό στα τέλη του 2019. Το κρούσμα της λοίμωξης που έχουν εντοπίσει και είναι γνωστό ως πρώτο σήμερα χρονολογείται στην 1η Δεκεμβρίου 2019, αν και υπάρχουν ενδείξεις ότι υπάρχει μία λοίμωξη από τις 17 Νοεμβρίου 2019. Ο ιός στη συνέχεια εξαπλώθηκε σε όλες τις επαρχίες της Κίνας και σε περισσότερες από 150 άλλες χώρες σε ολόκληρο τον κόσμο. Η μετάδοση του ιού από άνθρωπο σε άνθρωπο έχει επιβεβαιωθεί σε όλες τις περιοχές που αναφέρθηκαν. Στις 30 Ιανουαρίου, ο SARS-Cov-2, o ΠΟΥ κήρυξε την έξαρση των λοιμώξεων ως γεγονός διεθνούς ενδιαφέροντος και στις 11 Μαρτίου ως πανδημία.

Ο βασικός ρυθμός αναπαραγωγής (${\displaystyle R_{0}}$ ) του ιού εκτιμάται ότι είναι περίπου 5.7. Αυτό σημαίνει ότι κάθε λοίμωξη από τον κορονοϊό εκτιμάται ότι θα οδηγήσει σε 5.7 νέες λοιμώξεις όταν κανένα μέλος της κοινότητας δεν έχει ανοσία και δεν λαμβάνει προληπτικά μέτρα. Ο αριθμός αναπαραγωγής μπορεί να είναι και υψηλότερος σε πυκνοκατοικημένες περιοχές και συνθήκες όπως ΜΜΜ. Υπάρχουν αρκετές μορφές προληπτικών μέτρων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μείωση της εξάπλωσης του ιού.

Έχουν υπάρξει περίπου 96,000 επιβεβαιωμένα κρούσματα με λοίμωξη του αναπνευστικού από τον SARS-Cov-2 στην ηπειρωτική Κίνα. Ωστόσο το ποσοστό των λοιμώξεων που οδηγούν σε επιβεβαιωμένα κρούσματα παραμένει ασαφές, ένα μαθηματικό μοντέλο υπολόγισε ότι 75.815 άτομα μολύνθηκαν, μόνο στη Γούχαν, στις 25 Ιανουαρίου, σε μια περίοδο που ο αριθμός των επιβεβαιωμένων κρουσμάτων παγκοσμίως ήταν μόλις 2.015. Πριν από τις 24 Φεβρουαρίου 2020, περισσότερο από το 95% όλων των θανάτων από τον covid-19 παγκοσμίως είχαν συμβεί στην επαρχία Χουμπέι, που βρίσκεται στη Γουχάν. Στις 16 Φεβρουαρίου 2021, το ποσοστό αυτό ήταν μόλις 0.13%.

Μέχρι τις 28 Σεπτεμβρίου 2021, έχουν υπάρξει 233.349.703 συνολικά εργαστηριακά επιβεβαιωμένα κρούσματα λοίμωξης COVID-19 στην πανδημία που βρίσκεται εν εξελίξει. Ο συνολικός αριθμός των θανάτων που οφείλονται στον ιό είναι 4.733.851. Τουλάχιστον 210.133.070 άτομα έχουν αναρρώσεις από τις επιβεβαιωμένες λοιμώξεις.

• Κορονοϊός