Сотни видов животных могут содержать новые коронавирусы
Согласно новому исследованию, сотни видов млекопитающих могут служить инкубаторами для коронавирусов, чтобы они могли смешиваться и сочетаться друг с другом, потенциально образуя новые вирусы и подпитывая будущие пандемии. Эти виды включают диких животных, таких как летучие мыши и обезьяны, а также домашних животных, таких как свиньи и кошки.
В исследовании, опубликованном 16 февраля в журнале Nature Communications, подчеркивается, что коронавирусы могут заразить широкий круг хозяев. Фактически, эта работа определяет сотни видов животных, которые могут заразиться известными коронавирусами, хотя многие из этих инфекций еще не наблюдались в дикой природе.
Коронавирусы составляют большое семейство вирусов, которые могут инфицировать как птиц, так и млекопитающих; SARS-CoV-2, вирус, вызывающий COVID-19, является лишь одним из членов семейства коронавирусов. Для исследования команда извлекла генетические последовательности 411 коронавирусов из GenBank, базы данных Национального института здравоохранения, и проверила эти последовательности с помощью компьютерного алгоритма. Последовательности представляли 92 различных вида коронавируса, причем некоторые виды были представлены более чем одним штаммом вируса.
Алгоритм предсказал, что в среднем каждый вирус имеет более 12 хозяев-млекопитающих. В свою очередь, каждый вид животных, прошедший скрининг, был предсказан как потенциальный хозяин для более чем пяти коронавирусов.
Наибольшую угрозу представляют животные, которые могут служить хозяевами для многих коронавирусов; когда несколько штаммов коронавируса проникают в одну и ту же клетку, их гены могут смешиваться и сопоставляться по мере их репликации, создавая, таким образом, новые лоскутные вирусы.
Эта перетасовка генетических карт, известная как «рекомбинация», может быть особенно опасной, если SARS-CoV-2 заменит гены другим коронавирусом, пишут авторы. Это связано с тем, что полученный вирус потенциально может быть таким же заразным для людей, как SARS-CoV-2, но, возможно, может проникнуть в другие ткани или вызвать более серьезное заболевание. Модель определила 126 нечеловеческих видов, которые потенциально могут быть носителями SARS-CoV-2 и, по крайней мере, еще одного коронавируса, что может позволить развернуться этому тревожному сценарию.
«Более удивительным, чем любое отдельное животное, был широкий круг животных, которые, по прогнозам, могут быть носителями большого количества коронавирусов», – пишут авторы исследования Майя Варде, специалист по обработке данных, и Маркус Благров, вирусолог из Ливерпульского университета в Англии. совместное заявление для Live Science. “Все знают, что летучие мыши важны, но мы обнаружили множество хозяев с высоким риском у всех млекопитающих, включая грызунов и приматов. [and] копытные животные “.
Тем не менее, тот факт, что два коронавируса могут проникнуть в одно и то же животное, не означает, что они могут и будут рекомбинировать, сказал Аринджай Банерджи, вирусолог из Университета Макмастера в Онтарио, который не участвовал в исследовании. По его словам, рекомбинация требует, чтобы вирусы проникли в клетки одного и того же типа, и инфекция достигла пика в одно и то же время, помимо прочего. Но новое исследование действительно предоставляет удобный список видов млекопитающих, которые следует отслеживать на предмет коронавирусных инфекций и событий рекомбинации в будущем, сказал он.
Сеть потенциального заражения
Чтобы предсказать, какие млекопитающие являются вероятными носителями коронавируса, авторы создали компьютерный алгоритм, который наметил связи между потенциальными носителями и известными коронавирусами. Алгоритм проанализировал известные коронавирусы и посмотрел, каких животных они, как известно, заражают. Затем он рассмотрел других животных, которые были тесно связаны, жили в аналогичных средах обитания или питались такими же диетами, поскольку они, вероятно, также являются носителями аналогичных популяций коронавируса. Алгоритм также сравнил последовательности геномов различных коронавирусов, исходя из идеи, что близкородственные коронавирусы, вероятно, смогут заразить сходных хозяев.
Обнаружив эти связи, алгоритм определил, какие млекопитающие потенциально могут быть носителями большого количества коронавирусов и, следовательно, быть очагами рекомбинации коронавирусов.
С помощью этого алгоритма команда провела скрининг 876 видов млекопитающих, включая 185 известных носителей коронавируса. Остальные 691 вид принадлежали к тому же роду, что и известный хозяин. Алгоритм проверил потенциальные связи между этими животными и 411 коронавирусами, полная последовательность РНК которых уже известна.
«Эти 411 вирусов содержат все семь коронавирусов, которые, как известно, заражают людей, а также полный спектр других коронавирусов, чьи геномы были секвенированы», – сказали авторы.
Хотя в анализ были включены все секвенированные штаммы SARS-CoV-2, они рассматривались в анализе как единое целое. «Все варианты SARS-CoV-2 очень похожи, только с относительно небольшими мутациями; мы не ожидаем, что наши результаты по специфичности хозяина будут сильно различаться между ними», – сказали авторы Live Science.
Из 126 видов, идентифицированных как потенциальные хозяева SARS-CoV-2, несколько животных выделялись как представляющие самый высокий риск рекомбинации. Некоторые из этих животных уже были отмечены как потенциальные хозяева рекомбинации для SARS-CoV-2, а также для родственного вируса SARS-CoV, который вызвал вспышки тяжелого острого респираторного синдрома в начале 2000-х годов.
Например, азиатская пальмовая циветта (Paradoxurus hermaphroditus) была прогнозируемым хозяином для 32 коронавирусов в дополнение к SARS-CoV-2. Большая подковообразная летучая мышь (Rhinolophus ferrumequinum) и промежуточная подковоносная летучая мышь (Rhinolophus affinis) были предсказанными хозяевами для 67 и 44 дополнительных коронавирусов соответственно, а панголин (Manis javanica) – для 14.
В дополнение к этим предполагаемым хозяевам модель выделила диких животных, которые ранее не были связаны с рекомбинацией SARS-CoV-2. К ним относились азиатская желтая летучая мышь (Scotophilus kuhlii), шимпанзе (Pan troglodytes) и африканская зеленая обезьяна (Chlorocebus aethiops). По прогнозам модели, обыкновенный еж (Erinaceus europaeus), европейский кролик (Oryctolagus cuniculus) и домашняя кошка (Felis catus) также являются вероятными хозяевами для коинфекции и рекомбинации.
Но «наиболее заметным результатом для хозяина рекомбинации SARS-CoV-2 является домашняя свинья (Sus scrofa)», которая, по прогнозам, содержит 121 коронавирус в дополнение к SARS-CoV-2, пишут авторы.
«Учитывая большое количество коронавирусов, которые, по прогнозам нашей системы, могут быть инфицированы свиньи, мы предлагаем мониторинг свиней в группе« высокого риска ». [living conditions]Авторы сообщили Live Science. Например, свиньи, содержащиеся в непосредственной близости от других сельскохозяйственных животных с высоким риском, будут считаться группой высокого риска, в то время как свиньи, содержащиеся изолированно от других животных, будут относиться к группе относительно низкого риска, сказали они.
Сценарии высокого риска
Исследование также выявило 102 потенциальных вида, которые могут быть одновременно инфицированы SARS-CoV-2 и MERS-CoV, коронавирусом, вызывающим ближневосточный респираторный синдром (MERS). Летальность от MERS намного выше, чем от COVID-19, который оценивается в около 35%, поэтому рекомбинация этих двух вирусов может быть чрезвычайно опасной, что делает полученный вирус одновременно высоко трансмиссивным и способным вызвать тяжелое заболевание, говорят авторы.
Модель также предсказала возможные взаимодействия, которые вообще не включали SARS-CoV-2. Команда обнаружила, что многие генетически разнообразные коронавирусы могут смешиваться и обмениваться своей РНК; например, 291 вид млекопитающих были предсказанными хозяевами коронавирусов из четырех или более различных подродов, таксономической подкатегории ниже рода и выше видов.
Однако, по словам Банерджи, вероятность рекомбинации коронавирусов из одного подрода выше, чем от вирусов из разных подродов. «Мы не знаем, будут ли рекомбинировать разные подроды; это маловероятно, но это не было экспериментально продемонстрировано», – сказал он.
Домашняя свинья, малая азиатская желтая летучая мышь, а также большие и средние подковоносы – все они явились вероятными хозяевами для этих событий рекомбинации, но в список высокого риска попали и другие виды. Примечательно, что это включало верблюда-верблюда (Camelus dromedarius), известного хозяина коронавируса и основного передатчика БВРС-КоВ человеку.
Забегая вперед, авторы исследования планируют разработать аналогичную модель для видов птиц, чтобы увидеть, какие птицы могут быть источником рекомбинации коронавируса; Среди известных носителей птичьего коронавируса есть индейка (Meleagris gallopavo) и цесарка (Numida meleagris), среди прочих, согласно отчету 2005 г. Патология птиц. После сбора данных о птицах команда хочет смоделировать, как часто потенциальные носители коронавируса в животном мире контактируют друг с другом.
«Это позволит оценить, где в пределах географического ареала вид-хозяин подвергается наибольшему риску, и, таким образом, более конкретно нацелить наблюдение на то,« что и где »», – говорят авторы. Кроме того, они планируют включить клинически значимые данные в свои прогнозы, указав, какие вирусы, как известно, вызывают заболевания у людей, и какие симптомы они вызывают.
По словам Банерджи, на данный момент вероятность рекомбинации у разных видов неизвестна, равно как и риск того, что эти теоретические смешения могут вызвать у людей заболевание. Но «мой вывод из этой рукописи: [to] – распространить наблюдение на малоизученные и недооцененные потенциальные резервуары коронавирусов », – сказал Банерджи. Резервные виды будут переносить коронавирусы, не заболевая сами, но затем передают вирусы другим животным, которые действительно заболевают; например, летучие мыши являются основным резервуаром коронавирусов.
Такое раннее выявление потенциальных хозяев для коронавирусов могло бы помочь ученым разработать целевые программы наблюдения, чтобы уловить рекомбинацию «по мере того, как она происходит и до крупной вспышки», пишут авторы. По словам Банерджи, в случае вспышки ученые могут легко сослаться на данные о коронавирусах, обнаруженных у животных из группы высокого риска, чтобы идентифицировать новый патоген.
В нашем Telegram‑канале вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
