Ближневосточный респираторный синдром

Alimuddin Zumla, David S Hui, Stanley Perlman

Ближневосточный респираторный синдром (БВРС-КоВ, MERS-CoV) - респираторное заболевание с высоким показателем смертности, вызываемое новым одноцепочечным РНК+бета-коронавирусом (MERS-CoV). Одногорбые верблюды, носители MERS-CoV, вовлечены в передачу вируса людям прямым или непрямым путем, однако точный способ передачи остается неизвестным. Вирус впервые был выделен из пациента, умершего от тяжелого респираторного заболевания в июне 2012 года в городе Джидда, Саудовская Аравия. Затем, 31 мая 2015 года в ВОЗ были отправлены данные о 1180 клинически подтвержденных случаях (483 из них - с летальным исходом, смертность - 40%). В случаях внутрибольничного и внебольнчиного заражения сообщалось о небольшой доле передачи вируса от человека к человеку. Несмотря на то, что большая часть случаев MERS-CoV была зарегистрирована в Саудовской Аравии и в Объединённых Арабских Эмиратах, эпизоды MERS-CoV были зарегистрированы также в Европе, США и Азии среди людей, путешествовавших на Ближний Восток. Клинические проявления MERS-CoV разнятся от бессимптомного или умеренно выраженного течения до острого респираторного дистресс-синдрома и полиорганной недостаточности, приводящих к смерти, особенно у людей с сопутствующими заболеваниями. Не существует специфической терапии и методов профилактики MERS-CoV, из-за этого органами здравоохранения вводятся жёсткие меры контроля для предотвращения распространения инфекции. MERS-CoV продолжает быть эндемической угрозой здоровью населения. Вероятно, вирус может мутировать, усиливая трансмиссивность от человека к человеку, увеличивая свой пандемический потенциал.

Введение

Первый описанный случай Ближневосточного респираторного синдрома - летальный исход от тяжелого респираторного заболевания в городе Джидда, Саудовская Аравия, в июне 2012 года. Не опознанный до того момента коронавирус (MERS-CoV), выделенный от этого пациента, был схож с коронавирусом тяжёлого респираторного синдрома (SARS-CoV), который вызвал эпидемию в 2002-2003 годах. Сперва вирус был назван коронавирусом-EMC человека, но был единогласным решением переименован в MERS-CoV. Была определена структура генома вируса, и дипептидил-пептидаза 4 (DPP4, также известная как CD26) была идентифицирована как рецептор для проникновения в клетки хозяина. Реверсивная генетика позволила изучить геном вируса и в короткие сроки разработать молекулярные диагностические тесты.
Высокая частота смертности во время вспышек внутри и вне больниц, особенно среди пациентов с сопутствующими заболеваниями, такими как диабет или почечная недостаточность, а также тот факт, что инфекция передаётся воздушно-капельным путём, вызвала всеобщую взволнованность и бурное обсуждение в СМИ. Число случаев БВРС выросло за период внутрибольничных вспышек весны 2013 и 2014; некоторые случаи всё ещё обнаруживаются в течение года. MERS-CoV считается серьёзной угрозой здоровью населения, потому что миллионы верующих людей из 184 стран ежегодно совершают паломничество в Саудовскую Аравию на Хадж или Умру. К счастью, ни один случай заболевания MERS не был связан с паломничеством на Хадж в 2013 и 2014 годах.

В этом семинаре мы рассмотрим эпидемиологию, вирусологию этого заболевания, клинические проявления, патогенез, методы лечения и профилактики, а также вероятность повсеместных вспышек или распространения эпидемии MERS.

Эпидемиологические критерии (Выявление заболевания)

Эпидемиологические критерии подозреваемого, подтвержденного или вероятного MERS-CoV были разработаны ВОЗ, американскими центрами по контролю и предотвращению заболеваний и Министерством Здравоохранения Саудовской Аравии. Помимо жара и пневмонии или острого респираторного дистресс-синдрома, пациенты с подозрением на MERS-CoV должны иметь анамнез путешествий в страны Аравийского полуострова за 14 дней до появления симптомов или контактировать с приезжим из этого региона с проявлениями ОРВИ. Подтверждённые случаи имеют лабораторные подтверждения инфицирования MERS-CoV, главным образом при помощи ПЦР. Эпидемиологические критерии были обновлены 8 декабря 2014 года Министерством здравоохранения Саудовской Аравии, и теперь в них прописаны правила ведения пациентов, заболевших MERS-CoV внутри больниц, а также тех, у кого заболевание проходит с симптомами, схожими с симптомами MERS-CoV.

Географическая распространенность

Несмотря на то, что первый случай MERS-CoV был зарегистрирован в июне 2012 года, о нём не было доложено вплоть до сентября этого же года. Ретроспективные наблюдения выявили вспышку MERS-CoV в апреле 2012 в Зарке, захватившую 13 пациентов. С тех пор случаи БВРС стали выявляться по всему Аравийскому полуострову, в Азии, Европе, Африке и США (рис. 1). Все пациенты вне Ближнего востока указывали в анамнезе, что они путешествовали в эту область или имели непосредственный контакт с переносчиком. Саудовская Аравия сообщила о наибольшем числе выявленных случаев MERS-CoV (1016 эпизодов и 447 смертей [44% смертности] по состоянию на 30 мая 2015 года). Методы профилактики, лечения и надзора за инфекцией регулярно обновляются ВОЗ, Американскими центрами по контролю и предотвращению заболеваний, Министреством здравоохранения Саудовской Аравии, Европейским центром предотвращения и контроля заболеваний и Министерством общественного здравоохранения Англии. Надзор за распространением инфекции со временем становится все более пристальным - особенно в области общественного здравоохранения - с тех пор как стало известно, что пациенты, больные MERS-CoV, могут не иметь явно распознаваемых симптомов или иметь симптомы, неотличимые от проявлений заболеваний верхних дыхательных путей.

Рисунок 1: Мировые случаи MERS

(A) Подтверждённые случаи БВРС с марта 2012 по май 2015 (общее число - 1180).(В) Карта, показывающая места случаев заболевания/смертей с марта 2012 по май 2015 (общее число - 1180). На карте показаны только подтверждённые случаи БВРС. Данные предоставлены ВОЗ и Promed Mail. MERS = Ближневосточный респираторнный синдром

Вирусология

Коронавирусы - это большие (28-32 КБ), одноцепочечные РНК (+) вирусы (рис. 2). Для проникновения в клетку хозяина вирус MERS прикрепляется к рецепторам hDPP4. Протеаза отщепляет S-белок, необходимый для слияния вируса с клеткой и введения геномной РНК в цитоплазму. Вирусная РНК транскрибируется и реплицируется на двумембранных везикулах и других мембранных органеллах, которые отшнуровываются от эндоплазматического ретикулума. Транскрипция семи субгеномных мРНК происходит при помощи антисмысловых субгеномных РНК интермедиатов (посредников). «Гнездовые» субгеномные РНК синтезируются на 3--конце и присоединяются к общему лидерному сегменту, закодированному на 5--конце генома. Вирусная РНК инкапсулирована в N-белок и транспортируется в везикулярно-трубчатые кластеры - места сборки вируса. Вирусная РНК, инкапсулированная в N-белок, затем развивается в везикулах, покрытых S, M и E белками. После этого везикулы транспортируются на поверхность клетки перед выходом за её пределы. MERS-CoV относится к роду С бета-коронавирусов, а SARS CoV относится к роду B бета-коронавирусов. Геномная структура этих двух вирусов очень схожа по белкам, вовлечённым в репликацию вируса на 5--конце и структурными белками, кодируемыми на 3--конце генома (рис. 2). Дополнительные белки, которые не требуются для поддержания жизнеспособности вируса, перемежаются со структурными белками и могут угнетать иммунный ответ у инфицированных животных. MERS-CoV имеет пять различных добавочных белков, в то время как SARS-CoV имеет 8 различных добавочных белков. Белки этих вирусов не имеют никакого сходства между собой. Эти различия, которые, вероятно, по-разному влияют на представление вируса интерферону первого типа, могут объяснить, почему MERS-CoV более чувствителен к интерферону, чем SARS-CoV. Эти различия по чувствительности к интерферону негативно сказываются на лечении, потому что интерферон первого типа использовался для лечения пациентов, инфицированных SARS-CoV и MERS-CoV.

Коронавирусы обладают высокой частотой мутаций и изменчивости и склонностью к инфицированию различных видов. Хотя это свойство было наиболее ясно проявлено во время распространения SARS CoV от китайских подковоносых летучих мышей к человеку во время эпидемии 2002-2003 годов, другие коронавирусы, такие как HCoV-OC43, бычьи коронавирусы, кошачьи коронавирусы-II, собачьи коронавирусы-II, и трансмиссивные коронавирусы-II (свиной вирус), также роднит свойство передаваться от вида к виду. Эта способность адаптироваться к новым условиям вызвала опасения, что MERS-CoV будет иметь более высокую степень вирулентности и выраженную способность передаваться от человека к человеку, но этого не произошло.

MERS-CoV, как и SARS-CoV, связывается с крупной эктопептидазой (DPP4 и ангеотензин-превращающим ферментом-2 соответственно) для проникновения в клетку. Связывание с рецептором клетки хозяина - это основное звено патогенеза, так как без этого не произойдёт инфицирования организма. SARS CoV, вероятно, происходит от летучих мышей и приспосабливается к другим вариантам ангеотензин-превращающего фермента-2, инфицируя в том числе человека. Изменения в структуре мембранных гликопротеинов улучшают связывание с рецептором клеток человека (hDPP4). MERS-CoV не претерпевал значительных мутации во время распространения среди людей, была обнаружена всего лишь одна мутация в поверхностном гликопротеине на 1020 позиции. Эта аминокислота локализована на участке, с которым протеин вовлекается в слияние с мембраной клетки хозяина, но не в связывание с DPP4. В отличие от SARS-CoV, MERS-CoV может быть связан с DPP4 нескольких видов животных, среди которых приматы, кролики, козлы, овцы и лошади, которые также могут быть восприимчивы к вирусу наряду с верблюдами и людьми. Это различие в роли мутации поверхностного гликопротеина в адаптации вируса к новым популяциям - вероятно, результат тонких различий в механизмах поступления в вируса в клетку: поступление коронавируса в клетку требует как связывания с рецептором DPP4, так и отщепления белка для слияния с мембраной клетки. Относительная важность каждого компонента различается для SARS CoV и MERS-CoV. Понимание относительности ролей связывания с клеточным рецептором и действием протеазы позволит предсказывать, какой именно зоонозный коронавирус будет инфицировать людей, равно как и вероятность его адаптации к организму людей.

Рисунок 2: Mers-CoV, его репликационная модель и структура генома

• (А) Электронная микрофотография MERS-CoV в большой мембранной вакуоли на периферии клетки. Поверхностные гликопротеины вируса отображены как электрон-плотные ядра, состоящие из РНК-генома, заключенного в нуклеокапсид.
• (В) БВРС-КоВ. Показаны поверхностный гликопротеин (S), трансмембранный белок (E), матричная РНК(М) и нуклеокапсид (N).
• (С) Клетки эпителия воздухоносных путей человека, пораженные БВРС-КоВ, антиген вируса в которых оценен с помощью ИФ (антитела к белкам нуклеокапсида БВРС-КоВ). Зеленым показаны БВРС+ клетки, синим - ядерный (базофильный) краситель. Этот же метод используется для серодиагностики MERS-CoV.
• (D) Жизненный цикл вируса.
• (Е) Геном MERS-CoV состоит из 11 открытых рамок считывания. ОРС 1а и ОРС 1b - кодирование репликации вируса, и последовательность основных структурных белков: поверхностного гликопротеина (S), оболочечного (трансмембранного) белка (E), РНК-матрицы (М) и нуклеокапсида (N).
• ОРС 1b производится из первой рамки считывания ОРС 1а, где также закодирована последовтаельность РНК-зависимой РНК-полимеразы (nsp12), геликаза (nsp13), N7-метилтрансфераза (nsp14), 3--5- РНК-репаративный белок с экзонуклеазной активностью (nsp14), 2--O-метилтрансфераза (nsp16) и специфическая эндонуклеаза U для сем. Nidoviridae (nsp15).
• Геном БВРС-КоВ также кодирует 5 добавочных белков на 3- конце (3а/b, 4, 5, 8b), которые не имеют гомологии с белками клетки-хозяина или другими вирусами, включая коронавирусы. 4а и 4b являются антагонистами интерферонов, однако функции остальных добавочных белков пока не ясны.

Изображение выполнили: Moncerrat Barcena, Ronald Limpens и Eric Snijder (университет Лейден, Нидерланды).

Изображение предоставлено: Christine Wohlford-Lenane.

Патогенез, патология, иммунитет

В наиболее острой своей форме MERS-CoV вызывает острую пневмонию с высоким уровнем летальности. У пациентов также довольно часто встречается почечная недостаточность или отказ почек, которые могут быть следствием гипоксических повреждений или прямого инфицирования почки. Последнее возможно благодаря высокому уровню экспрессии DPP4 в почках. Необходимым условием лучшего понимания локализации инфекции является изучение образцов человеческой ткани. К сожалению, тканевые образцы больных недоступны - преимущественно из-за культурных и религиозных причин. Именно поэтому большая часть данных о патогенезе MERS-CoV была получена в ходе исследований с экспериментально инфицированными животными. Несколько видов животных могут быть экспериментально заражены MERS-CoV, в т.ч. макаки, мартышки и верблюды. У макак развивается лёгкий вариант болезни с заметным на рентгенограмме инфильтратом из воспалённых клеток, что делает этих животных полезной моделью для изучения нелетального MERS-CoV. Напротив, у заражённых мартышек развивалась острая интерстициальная пневмония. В инфицированной ткани лёгких были обнаружены инфильтрат из нейтрофилов и макрофагов и альвеолярные отёки. Таким образом, инфицированные мартышки могут быть полезными моделями для изучения острого варианта данной инфекции, но из-за ограниченной доступности животных, их применение ограничено. В другом исследовании 3 верблюда были экспериментально инфицированы MERS-CoV, после чего у них развился не системное заболевание, а лишь лёгкий ринит. В то же время, животные продолжали выделять вирус в окружающую среду в течение нескольких дней, что делает возможным вклад путей передачи «верблюд-верблюд» и «верблюд-человек» в продолжительность настоящей вспышки MERS-CoV.

В целом, наиболее полезным было бы моделирование на грызунах, но мыши невосприимчивы к MERS-CoV. Сделать их чувствительными к данной инфекции можно путём использования рекомбинантного аденовируса, экспрессирующего человеческий DPP4. Преимущество этого метода состоит в возможности сделать чувствительной к вирусу любую породу мышей. Следовательно, в то время как у трансфектированных иммунокомпетентных мышей будет развиваться только лёгкая форма синдрома с минимальным количеством или полным отсутствием симптомов, у мышей, лишённых интерферона первого типа, будет развиваться более клинический вариант болезни с обширным поражением легочной ткани. Так же как и инфицированные макаки, эти мыши будут наиболее полезными для разработки вакцин и противовирусных исследований. Но у трансгенных мышей с человеческим DPP4 после введения вируса развивается не только острый клинический вариант синдрома, но и энцефалит, что ставит под вопрос пригодность данных животных в исследовании MERS-CoV.

Очень мало известно о том, каким образом действует защитная иммунная реакция у пациентов, которые выздоровели. Если брать в расчет исследования других коронавирусов, включая SARS-CoV (тяжелый острый респираторный синдром, SARS), можно предположить, что необходимы как естественный, так и адаптивный координированные иммунные ответы. MERS-CoV вызывает ослабленный естественный иммунный ответ с замедленной индукцией про-воспалительных цитокинов при исследованиях на клеточных культурах и in vivo, что может быть одной из причин, собственно неуправляемой иммунной реакции. Аналогичные результаты сообщались и для SARS: у пациентов с острой формой наблюдался неэффективный Т- и В-клеточный иммунный ответ с длительной экспрессией цитокинов, в то время как у выздоровевших пациентов наблюдалось более быстрое отключение естественного иммунного ответа и наблюдался сильный иммунный ответ с анти-SARS-CoV антителами. Антитела выявлялись в организме до 6 лет после инфекции, а Т-клетки оставались активными гораздо дольше. Из этого следует, что вакцины, основывающиеся на антителах, будут эффективны для краткосрочного применения, но могут не обеспечить длительную защиту о MERS-CoV.

Рисунок 3: Экология и передача БВРС-КоВ

БВРС-КоВ, возможно, первоначально распространялся от летучих мышей, верблюдов и других, пока ещё неизвестных промежуточных хозяев. Вирус циркулирует в верблюжьих популяциях в Африке и на Аравийском полуострове по крайней мере последние 20 лет. В 2012 году БВРС-КоВ распространился на людей, наиболее вероятным источником при этом были верблюды. Существует несколько возможных путей распространения от верблюдов к людям. БВРС-КоВ, как предполагается, может передаваться капельным, контактным, и воздушным путём. БВРС проявляется у людей по-разному, варьируясь от бессимптомных до молниеносных инфекций. У пациентов с основным заболеванием, таким как диабет, заболевания почек или печени или с ослабленным иммунитетом развиваются более серьёзные формы заболевания и наблюдается более высокая смертность после заражения.

Эпидемиология

Точный источник и способ передачи MERS-CoV человеку на данный момент доподлинно неизвестен. Первоначальные исследования дали основания полагать, что MERS-CoV происходит от летучих мышей- в нескольких их видах были обнаружены последовательности, связанные с вирусом. Другие исследования поддержали источник и показали, что это коронавирус летучих мышей. Как HKU4-КоВ, поражающий род Tylonycteris, так и MERS-CoV могут использовать рецепторы DPP4 клеток-хозяев у человека и у летучих мышей. Тем не менее, MERS-CoV никогда не был выделен из летучих мышей, поэтому имеет ли значение прямая или косвенная передача от летучих мышей к людям, пока остается неизвестным.

Некоторые другие виды животных на Аравийском полуострове имеют серологические маркеры MERS-CoV-инфекции. Серологические анализы были улучшены, а их чувствительность и специфичность повысились.
В ранних исследованиях 100% одногорбых верблюдов (Camelus dromedarius) в Омане и 14% на Канарских островах (Испания) были положительны по анти-MERS-CoV-антителам. Последующие исследования подтвердили высокий уровень сероположительных верблюдов на Аравийском полуострове, но не представили доказательств об инфицировании коров, коз или овец.

Один из ключевых вопросов в изучении вируса - появился ли MERS-CoV в популяциях верблюдов и людей недавно или же он присутствовал в течение многих лет, но до этого времени не был обнаружен. Ретроспективный анализ человеческих образцов, взятых в 2012 году в Саудовской Аравии у доноров крови и работников скотобоен, не дал положительных результатов MERS-CoV серореактивности. В противопоставление этому, анти-MERS-CoV антитела были обнаружены в архиве образцов сыворотки крови, взятой у одногорбых верблюдов в Саудовской Аравии в 1993 году и в Объединенных Арабских Эмиратах в 2003. Кроме того, многие верблюды в Саудовской Аравии были завезены из восточной Африки. Дополнительные исследования показали, что образцы сыворотки крови, взятые от верблюдов в Восточной, Западной и Северной Африке, были положительны по MERS-CoV ещё в 1992 году, что указывает на широкую распространенность MERS-CoV в популяции верблюдов в течение многих лет.

Передача от верблюдов к человеку

Человеческая MERS-CoV инфекция может быть сопряжена с передачей её от верблюдов, однако к некоторым пациентам, находившимся в контакте с верблюдами, но передача так и не происходила. Тем не менее интерпретация этого несоответствия, очевидно, связана с незначительностью прямого воздействия: например, пациенты могут подвергаться воздействию инфекции, потребляя непастеризованное верблюжье молоко, которое не является редкостью в Саудовской Аравии. Идентичные или практически идентичные вирусы были выделены у имевших географическую связь инфицированных верблюдов и пациентов. Интерпретация этих типов исследований осложняется тем фактом, что РНК-вирусы в инфицированных хозяевах, в том числе и MERS-CoV одногорбых верблюдов, состоят из массы тесно связанных РНК-молекул (квазивиды). При заражении  нового хозяина переходит только один или несколько компонентов массы РНК-вирусов, что затрудняет выделение одного и того же вируса как у доноров, так и у реципиентов.

Высокий процент взрослых верблюдов, сероположительных по анти-MERS-CoV, и высокий титр антител у отдельных животных позволили предположить с высокой вероятностью, что инфицирование происходит в молодом возрасте. Конечно, эти выводы оспариваются, так как многие случаи заболевания происходили в отсутствие контактов с верблюдами у людей, что повышает вероятность передачи заболевания в первую очередь от человека или промежуточных хозяев к человеку, а также возможного инфицирования некоторых верблюдов посредством передачи от человека. Также могут быть вовлечены промежуточные хозяева - коронавирус, родственный MERS-CoV, был выделен у европейских ежей (Erinaceus europaeus). Вместе эти результаты указывают, что, хотя многие детали передачи от верблюда к человеку неясны, трансмиссия от верблюдов к людям является единственным подтвержденным зоонозным способом инфицирования людей. В поддержку этой гипотезы выступает то, что несмотря на долю серотипов в общей популяции 0 g 15%, 2 g 3% верблюжьих пастухов и 3 g 6% работников скотобоен были положительны по MERS-CoV антителам. Анализ человеческой популяции, находившейся в контакте с верблюдами Африканского Рога, который является родиной для многих верблюдов Саудовской Аравии, позволяет определить сероположительных индивидов и других, подвергшихся инфекции.

Хотя случаи заболевания MERS-CoV наблюдаются и в течение года, заболевание является сезонным. Первые случаи MERS-CoV были идентифицированы в апреле и июне 2012 года, за ними последовал рост количества случаев в апреле и мае 2013 года и подобное учащение в мае 2014 года. Небольшое повышение так же отмечалось в сентябре и ноябре 2013 и 2014 годов. Повышение частоты в марте и мае может частично отражать передачу от впервые инфицированных молодых верблюдов. Рост случаев MERS-CoV в Саудовской Аравии в апреле и мае 2014 года в основном объяснялся нарушениями контроля за инфекцией, улучшением отчетности и высокой степенью осведомленности о необходимости широкого скрининга.

Передача от человека к человеку

Передача MERS-CoV от человека к человеку может быть подтверждена эпидемиологическими и геномными исследованиями случаев, ассоциированных со вспышками инфекции в больницах или внутри семей. В вспышке, случившейся в 2013 году в Аль-Хасе (восточная провинция Саудовской Аравии) на базе больницы, из 23 пациентов, которые получали гемодиализ или пребывали в интенсивной терапии, единицы были инфицированы одной филогенетической ветвью вируса. Летальность при этом составила 65%. Премдполагается, что в большинстве случаев распространение происходит через большие капли и контакт, хотя не исключена возможность передачи по воздуху или от предметов. Большинство случаев инфекции происходит в результате передачи от человека к человеку, что подчёркивает важность существующих мер предосторожности контактной и капельной передачи, направленных на предотвращение дальнейшего инфицирования других пациентов, работников больниц или членов их семей. В 2014 году во время вспышки MERS-CoV в Джидде, Саудовская Аравия, также были вовлечены медицинские учреждения и наблюдалась передача от человека к человеку. Случаи изначально рассматривались как первичные, но при дальнейшем исследовании пациентов оказалось, что они были инфицированы MERS-CoV в медицинских учреждениях.

MERS-CoV, изолированные из отдельных очагов, тесно связаны. Геномные данные подтверждают факт передачи от человека к человеку, которая сопровождается периодическими повторными внедрениями вируса в человеческую популяцию. Ro для MERS-CoV оценивается менее чем в 0g7 и значительно меньше, чем 1g0, ассоциировано с эпидемическим потенциалом, что едва ли делает устойчивой передачу вируса, если он не мутирует. Для сравнения, Ro для SARS-CoV был более чем 1, что соответствовало устойчивой передаче во время эпидемии SARS.

Серьёзная симптоматика болезни чаще всего встречается у пациентов с сопутствующими заболеваниями, такими как диабет, почечная недостаточность и, в основном, иммунодефицит. Тем не менее лица, не имеющие сопутствующих заболеваний, также могут быть заражены, хотя инфекция в основном протекает бессимптомно либо с умеренными клиническими проявлениями. Передача MERS-CoV требует тесного контакта между инфицированными пациентами и восприимчивыми индивидами, но даже в подобных условиях было зарегистрировано небольшое количество заражений. Дростен совместно с коллегами продемонстрировали, что коэффициент передачи от 26 к 280 пациентам при бытовых контактах составил 4%. После всех (кроме одного) контактов с инфицированными людьми развивалась картина субклинического заболевания. Из этого предполагается, что число инфицированных в Саудовской Аравии и других странах на Аравийском полуострове и в Африке гораздо больше, чем сообщалось. В настоящее время оказывается поддержка деятельности по повышению надзора за инфекцией в этих странах.

Эволюция вируса

Филогенез и эволюция MERS-CoV была изучена с помощью полногеномного секвенирования образцов из нескольких географических регионов (приложение). В одном образце, четыре различные филогенетические ветви MERS-CoV были определены у пациентов из Саудовской Аравии в период с сентября 2012 года, до мая, 2013. Однако, к концу периода наблюдения, три из этих ветвей уже не циркулируют, в соответствии с Ro менее 1.
Кроме того, степень различия между этими генетически отличающимися линиями делает маловероятным, что инфекции были результатом одной непрерывной цепи передачи от человека к человеку.

Клинические особенности

Клинические проявления MERS-CoV варьируют от асимптоматической инфекции до острой пневмонии с дыхательной недостаточностью, септическим шоком и полиорганной дисфункцией, заканчивающейся смертью. По сравнению с SARS (см. таблицу), около 75% пациентов с MERS имели как минимум одно сопутствующее заболевание, что повлияло на уровень летальности (86% смертей против 42% случаев выздоровления или асимптоматичного проявления, p<0g001). Возраст носителей заболевания (или спорадических случаев заражения) в первой волне в 2013 г. был старше (средний возраст - 59 лет против 49 , p<0g001) и с большей вероятностью развития острой болезни с последующей необходимостью госпитализации  (94% против 59%, p<0g001), чем в случаях вторичного инфицирования. Только у таких пациентов развивался легкий или асимптоматичный вариант болезни.

Основываясь на данных о передаче вируса от человека к человеку в нескольких группах, инкубационный период оценивают в 5 дней (хотя он может длиться до 2 недель) (таблица). Среднее время от появления симптомов до госпитализации -  4 дня (варьирует от 0 до 16, n=62), от появления симптомов до госпитализации в отделение интенсивной терапии - 5 дней (варьирует от 1 до 15, n=35), и от появления симптомов до летального исхода - 11,5 дней (варьирует от 4 до 298, n=40).

MERS-CoV обычно сначала проявляется жаром, кашлем, ознобом, ангиной, миалгией, артралгией, одышкой и быстро прогрессирующей в течение первой недели пневмонией, которая часто требует искусственной вентиляции легких. И хотя у многих пациентов с клиническими проявлениями инфекции основными симптомами являются именно респираторные, у людей с ослабленным иммунитетом пневмонии будут предшествовать жар, озноб и диарея. Аналогично с SARS, как минимум у трети больных MERS проявляются желудочно-кишечные симптомы: рвота и диарея. К факторам риска развития острого варианта заболевания, кроме ослабленного иммунитета, также относится наличие сопутствующих болезней (например, ожирение, диабет, кардиологические заболевания и болезни легких). Предвестниками острой болезни являются наличие сопровождающих инфекций и низкое содержание альбумина в плазме крови. Фактором риска, связанным с уровнем смертности, также является возраст старше 65 лет. Данные о вирусной динамике и клиническом течении синдрома показывают, что у пациентов с MERS проходит гораздо меньше времени от заражения до клинических проявлений и необходимости искусственной поддержки работы легких, чем у пациентов с SARS (см. таблицу). Кроме того, при MERS в течение первой недели болезни вирусная нагрузка на дыхательные пути выше, чем при SARS.

Как и при SARS и других острых вирусных инфекциях, основными лабораторными показателями при MERS являются лейкопения (особенно лимфопения), коагулопатия потребления, высокие уровни креатинина,
лактат-дегидрогеназы и ферментов печени. Кроме того, у пациентов, которым проводилась инвазивная механическая вентиляция легких, наблюдалось коинфицирование другими респираторными вирусами (напр, парагрипп, грипп А [H1N1]pdm09 , риновирус, вирус простого герпеса, грипп В) и госпитальными бактериальными инфекциями (включая Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus aureus, Acinetobacter, Candida).

Результаты рентгенографии и томографии грудной клетки при MERS-CoV соответствуют вирусной пневмонии и острой дыхательной недостаточности с двусторонним инфильтратом у ворот легких, односторонними или двусторонними пятнистыми затемнениями, сегментарными или долевыми затемнениями, матовыми пятнами или небольшими плевральными выпотами в некоторых случаях. Нижние доли повреждаются сильнее, чем верхние, в начале болезни, с более быстрым рентгенологическим прогрессированием, чем при SARS.

У некоторых пациентов вирусная РНК была выявлена в крови, моче и фекалиях, но в гораздо меньшем количестве, чем в дыхательных путях. Содержание вируса и его геномных частиц в пробах из верхних дыхательных путей (мазок из носоглотки) гораздо ниже, чем в пробах из нижних дыхательных путей (трахеальный аспират и жидкость бронхоальвеолярного лаважа), что, в свою очередь, может свидетельствовать о неэффективности передачи от человека к человеку. Вирусную РНК в нижних дыхательных путях большинства пациентов можно выявить даже через месяц после инфицирования, что, естественно,  может быть источником распространения вируса во время вспышек.

Таблица.

Сравнение клинических и лабораторных характеристик MERS и SARS

Вставка

Потенциально эффективные антивирусные препараты при MERS-CoV

Нейтрализующие антитела: из конвалесцентной плазмы*, поликлональный человеческий иммуноглобулин от трансгенных коров, лошадиные антитела F(abi)2, антитела верблюдов, анти-S моноклональные антитела.

Интерфероны*: альфа и бета

Лекарства, применяющиеся не по прямому назначению: монотерапия рибавирином, рибавирин и интерферон - , ингибиторы протеазы ВИЧ (лопинавир*, нелфинавир), ингибиторы циклофилина (циклоспорин, алиспоривир), хлорохин (активный in vitro), микофеноловая кислота, нитазоксанид.

Другое: рекомбинантный человеческий маннозосвязывающий лектин. Применение малых интерферирующих РНК для основных вирусных генов.

*Польза от лечения превышает риски

- Риск применения лечения, вероятно, превышает пользу.

Диагностика

Так как наибольшее количество вируса содержится в материалах из нижних отделов респираторного тракта, таких как бронхо-альвеолярная жидкость, мокрота и аспираты из трахеи, они являются лучшим материалом для исследований. Обнаружить MERS-CoV можно по следам вирусной ДНК или с помощью серодиагностики. Наличие вирусной ДНК можно обнаружить с помощью метода положительной количественной ПЦР с обратной транскрипцией с использованием по крайней мере двух конкретных участков генома или одного положительного участка с секвенированием второго положительного продукта реакции. Доступная ПЦР с обратной транскрипцей в режиме реального времени (она же количественная ПЦР) включает в себя проведение анализа РНК выше гена «Е» (upE) и анализы на наличие открытых рамок считывания 1b (ORF (open reading frame - прим. переводчика) 1b) и 1a (ORF 1a). Анализ на наличие участка выше гена «Е» обладает повышенной чувствительностью и отлично подходит для проведения скрининга. Анализ ORF 1а обладает аналогичной чувствительностью и рекомендуется в использовании для скрининга. Анализ ORF 1b обладает меньшим уровнем чувствительности, но больше подходит для подтверждения наличия вируса. Эти анализы не выявили перекрестной реакции с другими респираторными вирусами, включая человеческие коронавирусы. Два целевых участка в геноме MERS-CoV, которые помогают в подтверждении наличия вируса, находятся в РНК-зависимой РНК полимеразе (RdRp (RNA-dependent RNA polymerase - прим. переводчика) выявляют с помощью анализа ORF 1b) и генах «N».

В случаях заболевания, подтверждённых методом ПЦР, желательно использовать серийную выборку результатов ПЦР с использованием материалов с верхних и нижних отделов дыхательных путей и других биологических материалов (сыворотка крови, моча и кал) для точного понимания кинетики вирусной репликации и ориентирования в борьбе с инфекцией. Для подтверждения отсутствия вируса образцы из дыхательных путей следует брать каждые 2-4 дня после получения двух отрицательных результатов.

Для подтверждения инфицирования путем обнаружения антител необходим забор парных образцов сыворотки на протяжении 14-21 дней за исключением первой недели заболевания. Положительный результат скрининг-тестов подкрепляется подтверждающим (нейтрализующим) анализом. Единичные образцы также могут быть ценны для выявления вероятности заболеваемости, их необходимо сохранять на протяжении минимум 14 дней с момента дебюта болезни. Также следует уделять повышенное внимание интерпретации результатов серодиагностики, так как они могут быть ложноположительными ввиду перекрёстной реакции организма на других представителей рода коронавирусов.

ЛЕЧЕНИЕ

Для MERS-CoV не существует определенных препаратов, поэтому во главе угла ставится симптоматическое лечение. Рекомендации на основе фактических данных создают фундамент для клинических рекомендаций. MERS-CoV легко ингибируются интерфероном 1 типа (IFN-a и в особенности IFN-b) в культуре клеток. IFN-a2b в комбинации с рибавирином при введении макакам-резус в течение 8 часов после инокуляции вируса снижают уровень повреждения легких и титр вируса. Такая комбинация была опробована на тяжелобольных пациентах, сохранявших жизнеспособность на протяжении 14 дней, но не 28 - возможно, это результат введения на более поздних стадиях болезни. Некоторые препараты, такие как циклоспорин и микофеноловая кислота, ингибируют MERS-CoV в культуре клеток. Другие препараты (хлорокин, хлорпромазин, лоперамид и лопинавир) препятствуют репликации вируса (доза вещества 3-8 ммоль/л) in vitro, однако смогут ли они помочь пациентам - неизвестно. Специфический пептид-ингибитор репликации MERS-CoV, схожий по действию с лекарством против ВИЧ - энфувитридом - уменьшает репликацию в культуре клеток, даёт возможность разработать новый подход в лечении MERS-CoV.

Моноклональные человеческие антитела и сыворотка перенёсших заболевание могут быть крайне полезны, если доставить их вовремя. Изучение результатов ретроспективных мета-анализов исследований ОРВИ и тяжелых случаев гриппа привело к значительному сокращению смертности при лечении антителами в сравнении с плацебо или без лечения.

Системные кортикостероиды применялись для ослабления патологических иммунных реакций некоторых пациентов, но это не оказало значительного влияния на показатели выживаемости. Стероиды, если всё-таки их назначают, необходимо применять крайне осторожно, так как их использование в период эпидемии гриппа 2002-2003 годов связано с наихудшими последствиями для пациентов. Больше данных необходимо получить с помощью исследований на животных и более точных данных о методах выбора при лечении, таких как плазма выздоровевших и интерферон (в идеале из разных клиник, если доступно необходимое число пациентов).
В настоящее время клиническое ведение больных в большинстве своём опирается на интенсивную терапию и профилактику осложнений.

Профилактика

Рекомендации по профилактике предоставлены ВОЗ, Центром профилактики и борьбы с заболеваниями (США) и министерством здравоохранения Саудовской Аравии. Главной мерой по контролю и профилактике заболевания является использование индивидуальных средств защиты, препятствующих передаче возбудителя воздушно-капельным (ношение хирургических масок вблизи пациентов) и контактным (ношение халата и перчаток при входе в палаты пациентов, снятие их при выходе) путями. Использование индивидуальных средств защиты для предупреждения попадания возбудителя инфекции воздушно-капельным путем также является частью стандартных профилактических мер при работе со всеми пациентами с признаками острой респираторной инфекции. Средства для защиты глаз должны применяться медицинским персоналом при работе с предположительными и подтверждёнными носителями инфекции. Рекомендации министерства здравоохранения Англии (Public Health England), Центра профилактики и борьбы с заболеваниями (США) и министерства здравоохранения Саудовской Аравии включают в себя использование средств защиты, таких как халаты, маски, очки, а также средств защиты дыхательных путей, которые эквивалентны фильтрующим респираторам N95, сертифицированным Национальным Институтом охраны труда США. Пациенты MERS-CoV должны быть помещены в комнаты с низким давлением или в комнаты, воздух которых фильтруется высокоэффективным угольным фильтром.  Палаты пациентов должны проветриваться как минимум 6 раз в час, чтобы предупредить воздушно-капельную передачу возбудителя. Эти рекомендации основаны на наблюдениях и доказали свою эффективность в больницах стран, где обнаруживалось это заболевание.

У верблюдов, заражённых MERS-CoV, может развиваться ринит или бессимптомное вирусоносительство, вирус распространяется через выделения из носа, глаз и фекалии. Вирус может также быть найден в сыром молоке заражённых верблюдов. MERS-CoV стабилен в грудном молоке верблюдов в течение продолжительных периодов времени, поэтому пастеризация и кипячение рекомендуются для уничтожения вируса. Мочу верблюда нельзя использовать в медицинских целях. Так как признаки заболевания неспецифичны, установить, выделяет ли животное MERS-CoV, без вирологического исследования невозможно. Работники ферм, боен, продавцы на рынках, ветеринары и все те, кто работает на верблюжьих ипподромах, должны строго соблюдать правила персональной гигиены, включая мытьё рук после контакта с животными, избегание мануального контакта с глазами, носом и ртом, а также избегание контакта с больными животными. Также стоит принять во внимание использование защитных халатов и перчаток во время работы с животными, особенно если верблюды имеют признаки поражения верхних дыхательных путей.

Государство Саудовской Аравии выпустило обновленные руководства по охране здоровья для паломников. Несмотря на то, что MERS-CoV не вызвал серьезных внебольничных пневмоний ни у кого из 38 госпитализированных паломников, обследованных во время Хаджа 2013 года, должное наблюдение за заболеванием и меры контроля необходимы для предотвращения крупных вспышек БВРС во время больших сборов.

Наиболее сложные вопросы и заключения

На протяжении трёх лет, прошедших с момента открытия MERS-CoV, некоторые наиболее важные вопросы об эпидемиологии, путях передачи и способах лечения остаются без ответа. Однако животные до сих пор остаются главным источником инфекции. Передача может осуществляться путём прямого или непрямого контакта или при потреблении в пищу заражённых продуктов. Пускай некоторые исследования и показали возможную связь между заболеваемостью среди людей и возможностью передачи вируса от верблюдов, многое остаётся неизвестным: происхождение, ареал распространения, точный путь передачи и отношение между MERS-CoV и MERS-CoV-подобными заболеваниями среди летучих мышей, верблюдов, людей и других живых организмов. Спорадический характер большинства случаев заболевания препятствовал детальному наблюдению и исследованию случаев вторичной передачи вируса, в том числе роль скрытой инфекции при передаче от человека к человеку. История происхождения, патогенез, факторы восприимчивости, вирулентность, кинетика вируса, период, когда больной наиболее заразен, механизмы иммунной защиты и факторы, определяющие исход лечения также остаются неизвестными. Этот дефицит информации препятствует созданию единой схемы медикаментозной терапии, сопутствующего лечения, специфических диагностических тестов, биомаркеров и вакцин.

MERS-CoV пока не полностью приспособился к заражению человеческого организма, путь передачи от человека к человеку и поэтому пока не обладает должной эффективностью для того, чтобы речь шла о возможности пандемии. Более подробная информация о том, как долго вирус активен по отношению к человеческим организмам, которую можно получить из результатов анализов образцов сыворотки человеческой крови, взятых до 2012 года (если это возможно), может помочь дать оценку дальнейшего развития активности вируса по отношению к людям. Дальнейшие исследования генома вируса обеспечат понимание молекулярной структуры, рисков мутации, динамику передачи вируса, факторы, обеспечивающие вирулентность для разных видов и дадут возможность разработки новых препаратов лечения и методов исследований, возможно, даже вакцины. Посмертные исследования и гистология были недоступны, и даже вскрытие и хирургические образцы могли бы быть очень полезны. Доступность моделирования случаев тяжёлого течения инфекции с помощью опытов на животных поможет в полном понимании патогенеза, истории происхождения, особенностей иммунного ответа и разработке действенных способов лечения. Эти исследования необходимы, так как коронавирусы обладают повышенной способностью к мутациям, и MERS-CoV продолжает распространяться по Аравийскому полуострову. Пускай путь передачи от человека к человеку пока малоэффективен, органы здравоохранения, правительство и исследовательское общество должны быть готовы к появлению типа MERS-CoV с повышенной способностью передачи и пандемическим потенциалом.

Перевод:

• Дмитрий Сильнов
• Елена Лисицына
• Георгий Борисов
• Татьяна Юзвинкевич
• Василий Штынц
• Станислав Кирсанов
• Станислав Груздев
  

Источник: medach.pro

Комментарии: