Как выглядит коронавирус

Первые электронные фотографии и иллюстрации, которые показывают структуру коронавируса, вызвавшего пандемию COVID-19, появились еще в феврале 2020 года¹. С тех пор ученые изучили «врага» достаточно подробно, хотя он продолжает мутировать, и многое о нем еще остается неизвестно.

Как же выглядит коронавирус, который вызвал пандемию, изменившую мир?

Что такое коронавирусы

На планете обитают тысячи различных коронавирусов, но только семь из них способны инфицировать человека. Четыре являются причиной респираторных заболеваний, протекающих как банальная простуда (HCoV-229E, NL63, OC43, HKU1). Два других уже вызывали тревожные вспышки заболеваний²:

• в 2002 году коронавирус SARS-CoV-1 спровоцировал вспышку тяжелого острого респираторного синдрома или атипичной пневмонии;
• в 2012 году другой штамм MERS-CoV вызвал ближневосточный респираторный синдром;
• третьим опасным для человека штаммом стал возбудитель новой коронавирусной инфекции SARS-CoV-2. Болезнь, которую он вызывает, получила название COVID-19.

На заметку

Когда закончится коронавирус: прогнозы и мнения экспертов

Новейший коронавирус SARS-CoV-2 вызвал гораздо более масштабную пандемию. Специалисты считают, что это произошло из-за нескольких особенностей нового вируса³:

• длительный период инкубации;
• способность передаваться от человека к человеку в инкубационный период;
• бессимптомное течение в некоторых случаях.

К счастью, результаты исследований показывают, что SARS-CoV-2 приводит к летальному исходу реже, чем SARS-CoV и MERS¹.

Человек с коронавирусом способен передавать инфекцию за 24-72 часа до появления первых симптомов, таких как лихорадка и сухой кашель. Исследования показывают, что пик заразности приходится на момент появления первых признаков заболевания или за 1-2 дня до них³. Кроме того, инфекцию могут передавать и те пациенты, у которых болезнь протекает в бессимптомной форме. Не чувствуя себя больными, зараженные люди могут ходить на работу и в магазины, ездить в общественном транспорте, общаться с большим количеством других людей, при этом являясь разносчиками инфекции.

Как выглядят коронавирусы

Коронавирусы – относительно простые вирусные структуры, а их форма и внешний вид помогает нам понять, как они работают. Зрелые вирусные частицы (вирионы) имеют сферическую форму и покрыты шипами со спайковым белком (S-белком). Эти шипы помогают вирусу связываться со здоровыми клетками и заражать их⁴.

Однако те же шипы (отростки, содержащие белки) также позволяют иммунной системе «видеть» вирус. Вирусные белки можно обнаружить в соскобе с носоглотки с помощью экспресс-тестов – это один из видов диагностики коронавируса.

Свое название коронавирусы получили благодаря характерному виду их шипов: под электронным микроскопом шипы выглядят как солнечная корона (отсюда и название – коронавирус). Под шипами находится липидная мембрана или оболочка – суперкапсид⁴. Эта мембрана может быть повреждена дезинфицирующими, моющими средствами и спиртами, поэтому мыло, вода и спиртовые дезинфицирующие гели для рук эффективны против вируса.

Внутри мембраны находится генетический материал вируса – его геном. Все вирусы по составу генома делят на 2 группы:

• ДНК-содержащие (как, например, вирус ветряной оспы);
• РНК-вирусы (к ним относится коронавирус).

РНК-вирусы имеют небольшие геномы, которые подвержены постоянным изменениям. Эти мутации помогают вирусу адаптироваться к новым видам хозяев и инфицировать их.

Считается, что SARS-CoV-2, вероятно, произошел от коронавируса летучих мышей, но пока точно неизвестно, существовал ли промежуточный хозяин (например, панголины или другие животные), в котором вирус приобрел способность инфицировать человека, либо переход произошел иным путем. На сегодняшний день генетические различия между известными вирусами летучих мышей и SARS-CoV-2 слишком велики, чтобы считать летучих мышей прямыми предками, а промежуточный хозяин все еще не идентифицирован окончательно⁵. Эксперты продолжают рассматривать различные гипотезы происхождения SARS-CoV-2, включая лабораторную.

Особенности генома нового коронавируса

Геном SARS-CoV-2 представляет собой цепь РНК, длина которой составляет 29 903 оснований или нуклеотидов – почти предел для РНК-вирусов⁶. Основание – это пара нуклеотидных соединений, которые являются строительными блоками РНК и ДНК. Поскольку геном настолько велик, во время репликации (создания копии) может произойти множество мутаций, которые нанесут вред вирусу, но SARS-CoV-2 могут вычислять и исправлять ошибки. Такой контроль качества обычен для человеческих клеток и ДНК-вирусов, но очень редок для РНК-вирусов.

В длинном геноме также есть вспомогательные гены, которые до конца не изучены, но некоторые из них помогают ему противостоять нашей иммунной системе.

Чем отличается новый коронавирус

Новый SARS-CoV-2 наиболее тесно связан с группой сарбековирусов, обнаруживаемых у людей, летучих мышей и панголинов. Между SARS-CoV-2 и вирусом, вызвавшим эпидемию атипичной пневмонии (SARS-CoV-1), существуют различия, связанные с изменениями в их геномах⁷. Различаются механизмы передачи от одного человека к другому, а также симптомы болезни. Изначально предполагалось, что новый коронавирус более заразен, чем вирус, вызвавший атипичную пневмонию, и при этом вызывает менее тяжелое течение заболевания. Однако дальнейшие наблюдения показали более сложную картину: хотя базовая летальность SARS-CoV-2 действительно ниже по сравнению с SARS-CoV-1, высокая заразность и способность вызывать тяжелые осложнения у групп риска сделали пандемию новой коронавирусной инфекции гораздо более разрушительной.

Как на вирус реагирует иммунитет

Поскольку этот вирус новый, иммунитета к нему ни у кого не было. Коронавирус смог заразить большое количество людей, пока у большинства не появилась иммунная защита после болезни или вакцинации. Многие пациенты перенесли болезнь с массой неприятных проявлений и осложнений. Однако много было и пациентов с легкой и бессимптомной формой заболевания.

SARS-CoV-2 при заражении человека обычно попадает в нос или рот и проникает в клетки, у которых на поверхности есть рецепторы ACE2 (ангиотензин-превращающий фермент 2). Внутри клетки вирус размножается и накапливается. Когда накапливается достаточный объем вирусных частиц, они вырываются наружу, оставляя клетку погибать, и проникают в другие клетки. Зараженные клетки посылают сигналы иммунной системе, чтобы попытаться нейтрализовать или уничтожить патогены, но вирусы могут предотвратить или перехватить сигналы, выиграв время для широкой репликации, прежде чем у человека появятся первые симптомы.

Как распространяется COVID-19

Основной путь передачи нового коронавируса: воздушно-капельный и аэрогенный. Это означает, что вирус передается через крупные капли, выделяемые при кашле, чихании или разговоре, а также через мелкодисперсные аэрозоли, способные перемещаться дальше и оставаться взвешенными в воздухе, которые накапливаются в закрытых и плохо вентилируемых помещениях⁸.

Контактный путь передачи через загрязненные поверхности возможен, но играет значительно меньшую роль по сравнению с воздушно-капельным. Вирус может передаваться при прикосновении к глазам, носу или рту после прикосновения к загрязненным поверхностям.

В отличие от SARS, который передается преимущественно от людей с симптомами, новый коронавирус может передаваться за 1-2 дня до появления симптомов или даже от людей, у которых не развиваются клинические симптомы (бессимптомно). Вирус очень заразен – по данным ВОЗ, каждый инфицированный человек мог заразить 2-3 других человека, хотя есть и «суперраспространители» заражающие еще большее число людей.

Как диагностируется COVID-19

ПЦР-тесты

Заражение коронавирусом происходит в основном в верхних дыхательных путях. Вот почему диагностические ПЦР-тесты (которые используют метод полимеразной цепной реакции) должны проводиться на мазках из носоглотки и ротоглотки.

Важно помнить, что ПЦР-тесты не делают различий между жизнеспособным вирусом и вирусными фрагментами, которые могут сохраняться в дыхательных путях даже после выздоровления. Кроме того, результат может зависеть от того, как был взят образец и на каком сроке от начала симптомов. Тем не менее ПЦР-тесты характеризуются высокой чувствительностью и считаются «золотым стандартом» диагностики острой инфекции.

Экспресс-тесты на антигены

Другие диагностические тесты выявляют вирусные белки (экспресс-тесты на антигены). Они менее чувствительны (то есть не обнаруживают всех инфицированных), но быстрее и проще в использовании и могут выявлять людей с высокой вирусной нагрузкой, а значит, и очень заразных.

Серологические тесты

Серологические тесты обнаруживают вирус-специфические антитела или иммуноглобулины – соединения, которые вырабатывает иммунная система при контакте с вирусом. Для теста нужна проба крови. Такой тест выявляет людей, которые ранее болели или были вакцинированы и поэтому могут иметь иммунитет.

На данный момент используемые серологические тесты широко различаются с точки зрения чувствительности (способности выявлять положительные случаи) и специфичности (способности отличать от других вирусов), поэтому результаты следует интерпретировать с осторожностью. Кроме того, наличие антител к вирусу не гарантирует иммунитета к нему. И, наоборот, клеточный иммунитет (вирус-специфические Т-клетки) наблюдается даже у выздоровевших пациентов с неопределяемыми антителами⁹.

Лекарства и вакцины против коронавируса

Во время пандемии коммерческие и университетские лаборатории по всему миру разработали и изучили более 100 кандидатов в лекарства для борьбы с COVID-19, однако лишь немногие из них получили одобрение регулирующих органов (FDA, EMA, Минздрав РФ). Большинство лекарств не уничтожают вирус напрямую, но достаточно сильно мешают ему, чтобы позволить иммунной системе организма избавиться от инфекции.

• Противовирусные препараты (ремдесевир, фавипиравир и другие) обычно препятствуют прикреплению вируса к клетке, предотвращают его размножение.
• Иммуномодуляторы ослабляют чрезмерную реакцию иммунной системы, так называемый цитокиновый шторм – гипервоспаление, которое может привести к острому респираторному дистресс-синдрому.
• Многие широко разрекламированные в начале пандемии препараты (гидроксихлорохин, ивермектин, азитромицин) впоследствии не подтвердили эффективность в качественных исследованиях и не рекомендованы к применению при COVID-19.
• Вакцины подготавливают иммунную систему к быстрой и эффективной борьбе с будущей инфекцией, имитируя инфекционный процесс без наличия живого вируса в организме или используя только его отдельные компоненты. Вакцинация снижает вероятность заражения, тяжелого течения болезни, госпитализации и смертности от COVID-19.

Источники:

1. Berber E, Sumbria D, Çanakoğlu N. Meta-analysis and comprehensive study of coronavirus outbreaks: SARS, MERS and COVID-19. J Infect Public Health. 2021 Aug;14(8):1051-1064. doi: 10.1016/j.jiph.2021.06.007. Epub 2021 Jun 17. PMID: 34174535; PMCID: PMC8214867.
2. Beig Parikhani A, Bazaz M, Bamehr H, Fereshteh S, Amiri S, Salehi-Vaziri M, Arashkia A, Azadmanesh K. The Inclusive Review on SARS-CoV-2 Biology, Epidemiology, Diagnosis, and Potential Management Options. Curr Microbiol. 2021 Apr;78(4):1099-1114. doi: 10.1007/s00284-021-02396-x. Epub 2021 Feb 27. PMID: 33638671; PMCID: PMC7913045.
3. He, X., Lau, E.H.Y., Wu, P. et al. Temporal dynamics in viral shedding and transmissibility of COVID-19. Nat Med 26, 672–675 (2020).
   https://doi.org/10.1038/s41591-020-0869-5
4. Park WB, Kwon NJ, Choi SJ, Kang CK, Choe PG, Kim JY, Yun J, Lee GW, Seong MW, Kim NJ, Seo JS, Oh MD. Virus Isolation from the First Patient with SARS-CoV-2 in Korea. J Korean Med Sci. 2020 Feb 24;35(7):e84. doi: 10.3346/jkms.2020.35.e84. PMID: 32080990; PMCID: PMC7036342.
5. Leitner T, Kumar S. Where Did SARS-CoV-2 Come From? Mol Biol Evol. 2020 Sep 1;37(9):2463-2464. doi: 10.1093/molbev/msaa162. PMID: 32893295; PMCID: PMC7454771.
6. Kumar A, Saxena AK, Lee GG, Kashyap A, Jyothsna G. Genomics and Evolution of Novel Corona Virus 2019. Novel Coronavirus 2019. 2020 Sep 27:9–12. doi: 10.1007/978-981-15-7918-9_2. PMCID: PMC7677611.
7. Korean Journal of Healthcare-Associated Infection Control and Prevention (2025). Comparison of characteristics by coronavirus type. Korean J healthc assoc Infect Control Prev, 30(2), 105-117. DOI: 10.14192/kjicp.2025.30.2.105
8. WHO (2020–2024). Transmission of SARS-CoV-2: implications for infection prevention precautions. Доступ:
   https://www.who.int/news-room/commentaries/detail/transmission-of-sars-cov-2-implications-for-infection-prevention-precautions
9. Lisboa Bastos M, Tavaziva G, Abidi SK, Campbell JR, Haraoui LP, Johnston JC, Lan Z, Law S, MacLean E, Trajman A, Menzies D, Benedetti A, Ahmad Khan F. Diagnostic accuracy of serological tests for covid-19: systematic review and meta-analysis. BMJ. 2020 Jul 1;370:m2516. doi: 10.1136/bmj.m2516. PMID: 32611558; PMCID: PMC7327913.