الأنوار تنشر كل التفاصيل عن أصل فيروس كورونا

اندرو حلمي
مراسل الأنوار في المكسيك

الفيروسات التاجية هي مجموعة من الفيروسات ذات الصلة التي تسبب أمراض في الثدييات والطيور في البشر.

تسبب الفيروسات التاجية التهابات الجهاز التنفسي التي يمكن أن تكون خفيفة، مثل بعض حالات نزلات البرد (من بين الأسباب المحتملة الأخرى، في الغالب فيروسات الأنف)، وغيرها من الحالات التي يمكن أن تكون قاتلة، مثل السارس، و MERS ، و COVID-19.

تتنوع الأعراض الفيروس:
ففي الطيور تسبب أمراض الجهاز التنفسي العلوي، بينما في الأبقار والخنازير تسبب الإسهال.

لا يزال هناك لقاحات أو أدوية مضادة للفيروسات لمنع أو علاج عدوى فيروسات التاجية البشرية.

تشكل الفيروسات التاجية الفصيلة الفرعية Orthocoronavirinae، في الأسرةCoronaviridae ، idovirales والعالم Riboviria.
هم فيروسات مغلفة مع جينوم RNA أحادي الجانب ذو حجاب إيجابي و nucleocapsid من التناظر الحلزوني.

يتراوح حجم الجينوم للفيروسات التاجية من حوالي 27 إلى 34 كيلوباس، وهو الأكبر بين فيروسات RNA المعروفة. اسم الفيروسة التاجية مشتق من اللاتينية الإكليل، بمعنى «التاج» أو «الهالة»، والذي يشير إلى المظهر المميز الذي يذكرنا بالتاج أو الهالة الشمسية حول الفيروسات (جزيئات الفيروس) عند النظر إليه تحت المجهر الإلكتروني ثنائي الأبعاد، بسبب تغطية السطح في المسامير البروتينية على شكل النادي.

اكتشاف:

تم اكتشاف الفيروسات التاجية لأول مرة في أواخر الستينيات. كان أقدمها فيروس التهاب الشعب الهوائية المعدية في الدجاج واثنان في المرضى الذين يعانون من نزلات البرد (سميت فيما بعد بالفيروس التاجي البشري 229E وفيروس التاجي البشري OC43).

وقد تم تحديد أنواع آخرى من هذه العائلة منذ ذلك الحين، بما في ذلك SARS-CoV في 2003 ، و HCoV NL63 في 2004 ، و HKU1 في 2005 ، و MERS-CoV في 2012 ، و SARS-CoV-2 (المعروف سابقًا باسم 2019-nCoV) في 2019. وقد تضمنت هذه التهابات الجهاز التنفسي الخطيرة.

علم أصول الكلمات:

اسم «فيروس كورونا» مشتق من اللاتينية كورونا ، ويعني «تاج» أو «إكليل» ، وهو في حد ذاته يشبه الإكليل.

يشير الاسم إلى المظهر المميز للفيرونات (الشكل المعدي للفيروس) بواسطة الفحص المجهري الإلكتروني، الذي يحتوي على هامش من إسقاطات كبيرة منتفخة على السطح تخلق صورة تشبه التاج أو الهالة الشمسية.
هذا المورفولوجيا يتم إنشاؤه بواسطة peplomers الفيروسية، وهي بروتينات على سطح الفيروس.

علم التشكل المورفولوجيا:

الفيروسات التاجية هي جسيمات كروية كبيرة متعددة الأشكال ذات إسقاطات بصيليّة منتفخة.
يبلغ قطر جزيئات الفيروس حوالي 120 نانومتر.
يظهر غلاف الفيروس في المجاهر الإلكترونية كزوج مميز من الأصداف الكثيفة الإلكترونية.

يتكون الغلاف الفيروسي من طبقة ثنائية دهنية حيث يتم إرساء البروتينات الهيكلية للغشاء (M)، والغلاف (E) و spike (S).

تحتوي مجموعة فرعية من الفيروسات التاجية (خاصة أعضاء مجموعة Betacoronavirus الفرعية) على بروتين سطحي أقصر يشبه السنبلة يدعى hemagglutinin esterase (HE).

داخل الغلاف، يوجد nucleocapsid، الذي يتكون من نسخ متعددة من بروتين nucleocapsid (N)، المرتبط بجينوم الحمض النووي الريبي أحادي الجانب المحصور في تكوين مستمر للخرز على السلسلة.

يتراوح حجم الجينوم للفيروسات التاجية من حوالي 27 إلى 34 كيلوباس.

يقوم غلاف الطبقة الدهنية وبروتينات الغشاء
والنوكليوكابسيد بحماية الفيروس عندما يكون خارج الخلية المضيفة.

العدوى:

تبدأ العدوى عندما يدخل الفيروس الكائن المضيف، ويرتبط بروتين السنبلة بمستقبل الخلية المضيفة التكميلي.

بعد التعلق، يشق البروتياز من الخلية المضيفة وينشط بروتين السنبلة.

اعتمادًا على بروتيز الخلية المضيفة المتاح، يسمح الانقسام والتفعيل بدخول الخلية من خلال الخلايا أو الاندماج المباشر للغلاف الفيروسي مع غشاء المضيف.

عند الدخول إلى الخلية المضيفة يكون جسيم الفيروس غير مطلي، ويدخل جينومه الخلية السيتوبلازمية.

يحتوي الجينوم الفيروسي التاجي RNA على غطاء 5 ميثيل و 3 ذيل متعدد الأدينيلات، مما يسمح للحمض النووي الريبي بالربط مع الريبوسوم في الخلية المضيفة للترجمة.

يترجم الريبوسوم المضيف إطار القراءة المفتوح المتداخل الأولي لجينوم الفيروس ويشكل بروتينًا طويلًا.

يحتوي البروتين المتعدد على البروتياز الخاص به الذي يلتصق بالبروتين في العديد من البروتينات غير الهيكلية.

يتحد عدد من البروتينات غير الهيكلية لتشكيل مركب متعدد النسخ المتماثل – النسخ (RTC).

والبروتين الرئيسي للنسخ المتماثل هو بوليميراز RNA المعتمد على الحمض النووي الريبي (RdRp).

وتشارك بشكل مباشر في النسخ من RNA من حبلا RNA.

تساعد البروتينات غير البنائية الأخرى في عملية النسخ.

على سبيل المثال، يوفر البروتين غير البنيوي exoribonuclease دقة إضافية للتكرار من خلال توفير وظيفة التدقيق التي تفتقر إليها RNA polymerase المعتمدة على RNA.

واحدة من الوظائف الرئيسية للمجمع هي تكرار الجينوم الفيروسي.

تتوسط RdRp مباشرة توليف الحمض النووي الريبي الجيني السلبي من الحمض النووي الريبي الجيني الإيجابي.

ويتبع ذلك تكرار الحمض النووي الريبي الجيني الإيجابي من الحمض النووي الريبي الجيني السلبي.

الوظيفة الأخرى المهمة للمجمع هي نسخ الجينوم الفيروسي. تتوسط RdRp مباشرة توليف جزيئات RNA تحت الجينبة السلبية الحسية من RNA الجينوم الحسي الإيجابي.

ويتبع ذلك نسخ جزيئات RNA تحت الجينوم السلبية إلى mRNAs المقابلة لها بالمعنى الإيجابي.

يصبح الحمض النووي الريبي الجيني الإيجابي المنسوخ الجينوم لفيروسات mRNAs هي نسخ جينية للثلث الأخير من جينوم الفيروس بعد إطار القراءة المتداخل الأولي.

تتم ترجمة هذه mRNAs بواسطة الريبوسومات المضيفة إلى البروتينات الهيكلية وعدد من البروتينات الإضافية.

تحدث ترجمة الحمض النووي الريبي داخل الشبكة الإندوبلازمية. تتحرك البروتينات الهيكلية الفيروسية S و E و M على طول المسار الإفرازي إلى حجرة جولجي المتوسطة.

هناك، توجه بروتينات M معظم التفاعلات بين البروتين والبروتين اللازمة لتجميع الفيروسات بعد ارتباطها بالنوكليوكابسيد.

ثم يتم إطلاق فيروسات النسل من الخلية المضيفة عن طريق الخلوي من خلال الحويصلات الإفرازية.

انتقال الفيروسات:

يعتقد أن انتقال الفيروسات التاجية من إنسان إلى آخر يحدث بشكل أساسي بين جهات الاتصال الوثيقة عبر قطرات الجهاز التنفسي الناتجة عن العطس والسعال.

يعد تفاعل بروتين ارتفاع الفيروس التاجي مع مستقبل الخلية المضيفة مكملًا في تحديد مدار الأنسجة والعدوى ونطاق لأنواع من الفيروس.

على سبيل المثال، يصيب فيروس السارس التاجي الخلايا البشرية عن طريق إرفاقه بمستقبل الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 (ACE2).

التصنيف:

الاسم العلمي لفيروس كورونا هو Orthocoronavirinae أو Coronavirinae.
ينتمي الفيروس التاجي إلى عائلة Coronaviridae.

الجنس:

ألفا كورونافيروس

النوع:

الفيروس التاجي البشري 229E ، الفيروس التاجي البشري NL63، الفيروسة التاجية المصغرة الخفاقة 1، الفيروس المصغر الخفاش المصاحب للمضاد HKU8، فيروس الإسهال الوبائي الخنازير، فيروس الخنفساء الأنفية الخفاش، HKU2، سكوتوفيلوس الخفافيش التاجية 512
جنس Betacoronavirus ؛ نوع الأنواع: فيروس كورون التاجي
الأنواع: Betacoronavirus 1، Human coronavirus HKU1، Murine coronavirus، Pipistrellus bat coronavirus HKU5، Rousettus bat coronavirus HKU9، Coronavirus حاد، متلازمة تنفسية حادة شديدة، فيروس كورونافيرال، متلازمة الشريان التاجي، فيروس كورون فيروس نقص المناعة البشرية التاجي OC43، فيروس تاجي القنفذ 1 (EriCoV)
جنس Gammacoronavirus؛

الأنواع:

– فيروس التهاب الشعب الهوائية المعدية.

– فيروس الحيتان البيضاء التاجية SW1، فيروس التهاب الشعب الهوائية المعدية.

– فيروس البلابل التاجي HKU11، فيروس التكوران التاجي HKU15
تطور.

تم وضع أحدث سلف مشترك (MRCA) من جميع الفيروسات التاجية في حوالي 8000 سنة قبل الميلاد.

تم وضع MRCAs لخط Alphacoronavirus في حوالي 2400 قبل الميلاد، وخط Betacoronavirus عند 3300 قبل الميلاد، وخط Gammacoronavirus عند 2800 قبل الميلاد، وخط Deltacoronavirus عند حوالي 3000 قبل الميلاد.

يبدو أن الخفافيش والطيور، مثل الفقاريات الطائرة ذات الدم الحار، مضيفين مثاليين لمصدر الجين التاجي (مع الخفافيش لفيروس ألفا كورونافا وفيروس بيتاكورونافيروس، والطيور لفيروسات جاماكورون وفيروس ديلتاكورونافا) لتغذية تطور فيروسات التاجية ونشره.

اختلف فيروس كورونا التاجي والفيروسات التنفسية الكلوية عن سلف مشترك في عام 1951.

تباعد الفيروس التاجي البقري والفيروس التاجي البشري OC43 حول 1890s.

اختلف الفيروس التاجي البقري عن أنواع الفيروسات التاجية الخيول في نهاية القرن الثامن عشر.

يعود تاريخ MRCA الخاص بفيروس نقص المناعة البشرية التاجي OC43 إلى الخمسينيات.

يبدو أن فيروس كورونا المسبب لمتلازمة الشرق الأوسط التنفسية، على الرغم من ارتباطه بالعديد من أنواع فيروسات الخفافيش التاجية، قد اختلف منذ عدة قرون.

شارك الفيروس التاجي البشري NL63 والفيروس التاجي الخفافيش MRCA 563-822 سنة مضت.

اختلف الفيروس التاجي الخفاش الأكثر ارتباطًا بالمرض و SARS-CoV في عام 1986.

تم اقتراح مسار تطور فيروس السارس والعلاقة الحميمة مع الخفافيش.
هناك رأي أن الفيروسات التاجية قد تطورت مع الخفافيش لفترة طويلة وأن أسلاف فيروس سارس أصابوا أولاً أنواع جنس Hipposideridae ، ثم انتشروا لاحقًا إلى أنواع من الأنف وحيدات وبعد ذلك إلى الزباد، وأخيرًا إلى البشر.

تباعد فيروس الألبكة التاجي والفيروس التاجي البشري 229 هـ قبل عام 1960.

الفيروسات التاجية البشرية:

تختلف الفيروسات التاجية اختلافا كبيرا في عامل الخطر.

يمكن أن يقتل البعض أكثر من 30٪ من المصابين (مثل MERS-CoV)، والبعض غير ضار نسبيًا، مثل نزلات البرد.

تسبب الفيروسات التاجية نزلات البرد مع أعراض كبيرة،
مثل الحمى والتهاب الحلق من الزوائد الأنفية المنتفخة، والتي تحدث بشكل أساسي في فصل الشتاء وأوائل فصل الربيع.

يمكن للفيروسات التاجية أن تسبب الالتهاب الرئوي (إما الالتهاب الرئوي الفيروسي المباشر أو الالتهاب الرئوي الجرثومي الثانوي) والتهاب الشعب الهوائية (إما التهاب القصبات الفيروسي المباشر أو التهاب القصبات الجرثومي الثانوي).

إن الفيروس التاجي البشري الذي تم نشره كثيرًا والذي تم اكتشافه في عام 2003، SARS-CoV، والذي يسبب متلازمة تنفسية حادة شديدة (سارز)، لديه إمراض فريدة من نوعها لأنه يسبب كلًا من التهابات الجهاز التنفسي العلوي والسفلي.

تُعرف سبعة سلالات من فيروسات التاجية البشرية:

– الفيروس التاجي البشري 229 هـ (HCoV-229E)

– الفيروس التاجي البشري OC43 (HCoV-OC43)
– الفيروس التاجي الحاد المتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة (SARS-CoV)

– فيروس نقص المناعة البشرية التاجي NL63 (HCoV-NL63، فيروسات التاجية الجديدة في هافن)

– فيروس نقص المناعة البشرية التاجي HKU1

– الفيروس التاجي المرتبط بمتلازمة الجهاز التنفسي في الشرق الأوسط (MERS-CoV)، المعروف سابقًا باسم فيروس التاجي الجديد 2012 و HCoV-EMC

– المتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة 2 للفيروس التاجي (SARS-CoV-2)، المعروف سابقًا باسم 2019-nCoV أو «رواية التاجية الجديدة لعام 2019».

تتفشى الفيروسات التاجية HCoV-229E و -NL63 و -OC43 و -HKU1 باستمرار بين البشر وتسبب التهابات الجهاز التنفسي لدى البالغين والأطفال في جميع أنحاء العالم.