Koronavirüs
| Koronavirüs | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Avian koronavirüsün Geçirimli elektron mikroskobu ⓘ | |||||||||||||||||
 bir SARS-CoV-2 virüsünün illüstrasyonu Kırmızı: spike proteinleri (S) Gri: çift katlı lipit zarfı Sarı: zarf proteinleri (E) Turuncu: membran proteinleri (M) | |||||||||||||||||
Virüs sınıflandırması  | |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| Cinsler | |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| Sinonimler | |||||||||||||||||
|
| |||||||||||||||||
Koronavirüs ya da korona virüsü (Latince: Orthocoronavirinae), kuşlarda ve memelilerde hastalıklara sebep olan ve Coronaviridae familyasının iki alt familyasından birini oluşturan virüslerdir. İnsanlarda genellikle ciddi olmayan virüs, nezle vakalarının önemli bir bölümüne yol açmasıyla birlikte, aralarında MERS-CoV, SARS-CoV ve COVID-19 (2019-nCoV)'un bulunduğu bazı nadir koronavirüs çeşitleri ölüm riski bulunduran solunum yolu enfeksiyonlarına neden olabilir. Koronavirüsler ineklerde ve domuzlarda ishal, tavuklarda ise üst solunum yolu hastalıklarına sebep olur. ⓘ
İçerisinde barındırdığı genetik materyal (genom) pozitif polariteli, tek iplikçikli RNA'dan oluşur. Bugüne kadar tespit edilmiş en büyük RNA genomuna sahip virüslerdir, 30 kilobazdan büyük bir uzunluğa sahiptir. 125 nanometre büyüklüğe sahip olan virüsün en belirgin özelliği etrafındaki değneğe benzeyen çıkıntılarıdır. Bu özelliğiyle mikroskop altında güneşin taç küresine (Latince: corona) benzediği için koronavirüs adını almıştır. ⓘ
SARS-CoV 2'ye karşı birçok aşı geliştirilmiştir. Ayrıca hastalığın kontrol edilmesinde semptomatik tedavi, izolasyon ve çeşitli deneysel uygulamalar da yer alır. El yıkama, mesafe koyma ve yüze dokunmama koronaviral hastalıkların yayılmasını önlemek için önerilen önlemlerdendir. ⓘ
Etimoloji
"Koronavirüs" ismi, "taç" veya "çelenk" anlamına gelen Latince corona kelimesinden türetilmiştir ve Yunanca κορώνη korṓnē, "çelenk, çelenk" kelimesinden ödünç alınmıştır. Bu isim, insan koronavirüslerini ilk kez gözlemleyen ve inceleyen June Almeida ve David Tyrrell tarafından ortaya atılmıştır. Kelime ilk kez 1968 yılında Nature dergisinde gayri resmi bir grup virolog tarafından yeni virüs ailesini tanımlamak için basılı olarak kullanılmıştır. Bu isim, elektron mikroskobunda viryonların (virüsün enfektif formu) karakteristik görünümüne atıfta bulunur; bu viryonlar, güneş koronasını veya halesini anımsatan bir görüntü oluşturan büyük, soğanlı yüzey çıkıntılarından oluşan bir saçağa sahiptir. Bu morfoloji, virüsün yüzeyindeki proteinler olan viral spike peplomerler tarafından oluşturulur. ⓘ
Koronavirüs bilimsel adı, 1971 yılında Uluslararası Virüs İsimlendirme Komitesi (daha sonra Uluslararası Virüs Taksonomisi Komitesi olarak değiştirilmiştir) tarafından cins adı olarak kabul edilmiştir. Yeni türlerin sayısı arttıkça, cins 2009 yılında Alphacoronavirus, Betacoronavirus, Deltacoronavirus ve Gammacoronavirus olmak üzere dört cinse ayrılmıştır. Koronavirüs ortak adı, Orthocoronavirinae alt ailesinin herhangi bir üyesine atıfta bulunmak için kullanılır. 2020 itibariyle 45 tür resmi olarak tanınmaktadır. ⓘ
Tarihçe
Hayvanlarda koronavirüs enfeksiyonuna ilişkin ilk raporlar 1920'lerin sonlarında, Kuzey Amerika'da evcilleştirilmiş tavuklarda akut solunum yolu enfeksiyonunun ortaya çıkmasıyla ortaya çıkmıştır. Arthur Schalk ve M.C. Hawn 1931 yılında Kuzey Dakota'da tavuklarda görülen yeni bir solunum yolu enfeksiyonunu tanımlayan ilk ayrıntılı raporu hazırlamıştır. Yeni doğan civcivlerdeki enfeksiyon, %40-90 gibi yüksek ölüm oranlarıyla birlikte nefes nefese kalma ve halsizlikle karakterize edilmiştir. Leland David Bushnell ve Carl Alfred Brandly 1933 yılında enfeksiyona neden olan virüsü izole etti. Virüs o zamanlar enfeksiyöz bronşit virüsü (IBV) olarak biliniyordu. Charles D. Hudson ve Fred Robert Beaudette virüsü ilk kez 1937 yılında kültüre aldı. Bu örnek Beaudette suşu olarak bilinmeye başlandı. 1940'ların sonlarında iki hayvan koronavirüsü daha keşfedildi: beyin hastalığına (murin ensefaliti) neden olan JHM ve farelerde hepatite neden olan fare hepatit virüsü (MHV). O dönemde bu üç farklı virüsün birbiriyle ilişkili olduğu fark edilmemişti. ⓘ
İnsan koronavirüsleri 1960'larda Birleşik Krallık ve Amerika Birleşik Devletleri'nde iki farklı yöntem kullanılarak keşfedildi. İngiliz Tıbbi Araştırma Konseyi'nin Soğuk Algınlığı Birimi'nde çalışan E.C. Kendall, Malcolm Bynoe ve David Tyrrell 1961 yılında B814 olarak adlandırılan benzersiz bir soğuk algınlığı virüsü toplamıştır. Bu virüs, rinovirüsler, adenovirüsler ve bilinen diğer soğuk algınlığı virüslerinin başarıyla üretildiği standart teknikler kullanılarak üretilememiştir. 1965 yılında Tyrrell ve Bynoe, yeni virüsü insan embriyonik trakeasının organ kültüründen seri olarak geçirerek başarılı bir şekilde kültüre etti. Yeni kültürleme yöntemi laboratuvara Bertil Hoorn tarafından tanıtıldı. İzole edilen virüs, gönüllülere intranazal olarak aşılandığında soğuk algınlığına neden oldu ve eter ile inaktive edildi, bu da bir lipid zarfına sahip olduğunu gösterdi. Chicago Üniversitesi'nden Dorothy Hamre ve John Procknow 1962 yılında tıp öğrencilerinden yeni bir soğuk algınlığı virüsü izole etmiştir. Virüsü böbrek doku kültüründe izole edip büyüttüler ve 229E olarak adlandırdılar. Bu yeni virüs gönüllülerde soğuk algınlığına neden olmuş ve B814 gibi eter ile etkisiz hale getirilmiştir. ⓘ
Londra'daki St Thomas' Hastanesi'nden İskoç virolog June Almeida, Tyrrell ile işbirliği yaparak 1967 yılında IBV, B814 ve 229E'nin yapılarını karşılaştırmıştır. Elektron mikroskobu kullanılarak üç virüsün morfolojik olarak genel şekilleri ve ayırt edici sopa benzeri sivri uçları ile ilişkili olduğu gösterildi. Aynı yıl Ulusal Sağlık Enstitüsü'ndeki bir araştırma grubu, organ kültürü kullanarak bu yeni virüs grubunun başka bir üyesini izole etmeyi başardı ve örneklerden birine OC43 (organ kültürü için OC) adını verdi. B814, 229E ve IBV gibi, yeni soğuk virüsü OC43 de elektron mikroskobuyla gözlemlendiğinde kendine özgü sopa benzeri sivri uçlara sahipti. ⓘ
IBV benzeri yeni soğuk virüslerin kısa süre sonra morfolojik olarak fare hepatit virüsüyle de ilişkili olduğu gösterilmiştir. Bu yeni virüs grubuna, ayırt edici morfolojik görünümlerinden sonra koronavirüsler adı verildi. İnsan koronavirüsü 229E ve insan koronavirüsü OC43 sonraki yıllarda incelenmeye devam etti. B814 koronavirüs suşu kaybolmuştur. Mevcut insan koronavirüsünün hangisi olduğu bilinmemektedir. O zamandan beri 2003 yılında SARS-CoV, 2003 yılında HCoV NL63, 2004 yılında HCoV HKU1, 2013 yılında MERS-CoV ve 2019 yılında SARS-CoV-2 dahil olmak üzere diğer insan koronavirüsleri tanımlanmıştır. Ayrıca 1960'lardan bu yana çok sayıda hayvan koronavirüsü de tanımlanmıştır. ⓘ
Mikrobiyoloji
Yapı
Koronavirüsler benzersiz yüzey çıkıntılarına sahip büyük, kabaca küresel partiküllerdir. Boyutları oldukça değişkendir ve ortalama çapları 80 ila 120 nm'dir. Çapı 50 ila 200 nm arasında değişen uç boyutlar bilinmektedir. Toplam moleküler kütle ortalama 40.000 kDa'dır. Bir dizi protein molekülü ile gömülü bir zarf içinde yer alırlar. Lipid çift katmanlı zarf, membran proteinleri ve nükleokapsid virüsü konak hücre dışındayken korur. ⓘ
Viral zarf, membran (M), zarf (E) ve spike (S) yapısal proteinlerinin tutturulduğu bir lipid çift tabakasından oluşur. Lipit çift tabakadaki E:S:M molar oranı yaklaşık 1:20:300'dür. E ve M proteinleri, viral zarfı şekillendirmek ve boyutunu korumak için lipit çift tabaka ile birleşen yapısal proteinlerdir. S proteinleri konak hücrelerle etkileşim için gereklidir. Ancak insan koronavirüsü NL63, M proteininin konak hücre için bağlanma bölgesine sahip olması ve S proteinine sahip olmaması bakımından tuhaftır. Zarfın çapı 85 nm'dir. Elektron mikrograflarında virüsün zarfı, belirgin bir çift elektron yoğun kabuk (virüs partikülünü taramak için kullanılan elektron ışınına nispeten opak olan kabuklar) olarak görünür. ⓘ
M proteini, genel şekli sağlayan zarfın ana yapısal proteinidir ve bir tip III membran proteinidir. 218 ila 263 Amino asit kalıntısından oluşur ve 7,8 nm kalınlığında bir tabaka oluşturur. Kısa bir N-terminal ektodomain, üçlü yayılan bir transmembran domain ve bir C-terminal endodomain olmak üzere üç domaine sahiptir. C-terminal alanı, zarfın ekstra kalınlığına katkıda bulunan matris benzeri bir kafes oluşturur. Farklı türlerin protein amino-terminal alanlarında N- veya O-bağlı glikanlar bulunabilir. M proteini, virüs yaşam döngüsünün birleşme, tomurcuklanma, zarf oluşumu ve patogenez aşamalarında çok önemlidir. ⓘ
E proteinleri minör yapısal proteinlerdir ve farklı türlerde oldukça değişkendir. Bir koronavirüs partikülünde E protein molekülünün sadece yaklaşık 20 kopyası bulunur. Boyutları 8,4 ila 12 kDa'dır ve 76 ila 109 amino asitten oluşurlar. İntegral proteinlerdir (yani lipid tabakasına gömülüdür) ve bir transmembran alanı ve bir ekstramembran C-terminal alanı olmak üzere iki alana sahiptirler. Tek bir α-helikal transmembran alanı ile neredeyse tamamen α-helikaldirler ve lipid çift katmanında pentamerik (beş moleküler) iyon kanalları oluştururlar. Viryon montajı, hücre içi kaçakçılık ve morfogenezden (tomurcuklanma) sorumludurlar. ⓘ
Sivri uçlar koronavirüslerin en ayırt edici özelliğidir ve korona veya halo benzeri yüzeyden sorumludur. Ortalama olarak bir koronavirüs partikülünde 74 yüzey çivisi bulunur. Her bir sivri uç yaklaşık 20 nm uzunluğundadır ve S proteininin bir trimerinden oluşur. S proteini de bir S1 ve S2 alt biriminden oluşur. Homotrimerik S proteini, virüs ile konak hücre arasında reseptör bağlanması ve membran füzyonuna aracılık eden bir sınıf I füzyon proteinidir. S1 alt birimi sivri ucun baş kısmını oluşturur ve reseptör bağlama alanına (RBD) sahiptir. S2 alt birimi, spike'ı viral zarfa sabitleyen ve proteaz aktivasyonunda füzyonu sağlayan gövdeyi oluşturur. İki alt birim, konak hücre membranına bağlanana kadar viral yüzeyde açıkta kaldıklarından kovalent olmayan bir şekilde bağlı kalırlar. İşlevsel olarak aktif bir durumda, üç S1 iki S2 alt birimine bağlanır. Alt birim kompleksi, virüs konak hücreye bağlandığında ve konak hücrenin katepsin ailesi ve transmembran proteaz serin 2 (TMPRSS2) gibi proteazların etkisi altında konak hücre ile kaynaştığında ayrı alt birimlere ayrılır. ⓘ
S1 proteinleri enfeksiyon açısından en kritik bileşenlerdir. Konak hücre özgüllüğünden sorumlu oldukları için aynı zamanda en değişken bileşenlerdir. N-terminal alanı (S1-NTD) ve C-terminal alanı (S1-CTD) olarak adlandırılan ve her ikisi de reseptör bağlama alanı olarak görev yapan iki ana alana sahiptirler. NTD'ler konak hücrenin yüzeyindeki şekerleri tanır ve bağlar. Bunun bir istisnası, bir protein reseptörü olan karsinoembriyonik antijenle ilişkili hücre yapışma molekülü 1'e (CEACAM1) bağlanan MHV NTD'sidir. S1-CTD'ler anjiyotensin dönüştürücü enzim 2 (ACE2), aminopeptidaz N (APN) ve dipeptidil peptidaz 4 (DPP4) gibi farklı protein reseptörlerini tanımaktan sorumludur. ⓘ
Koronavirüslerin bir alt kümesi (özellikle betakoronavirüs alt grubu A üyeleri) de hemaglutinin esteraz (HE) adı verilen daha kısa sivri uç benzeri bir yüzey proteinine sahiptir. HE proteinleri yaklaşık 400 amino asit kalıntısından oluşan homodimerler olarak ortaya çıkar ve 40 ila 50 kDa boyutundadır. Sivri uçların arasına gömülmüş 5 ila 7 nm uzunluğunda küçük yüzey çıkıntıları olarak görünürler. Konak hücreye tutunmaya ve konak hücreden ayrılmaya yardımcı olurlar. ⓘ
Zarfın içinde, nükleokapsid (N) proteininin birden fazla kopyasından oluşan ve pozitif anlamlı tek sarmallı RNA genomuna sürekli bir Boncuk-üzerinde-ip tipi konformasyonda bağlanan nükleokapsid bulunur. N proteini 43 ila 50 kDa büyüklüğünde bir fosfoproteindir ve üç korunmuş alana bölünmüştür. Proteinin çoğunluğu, tipik olarak argininler ve lizinler bakımından zengin olan 1. ve 2. alanlardan oluşur. Domain 3 kısa bir karboksi terminal ucuna sahiptir ve bazik amino asit kalıntıları üzerinde asidik fazlalığı nedeniyle net bir negatif yüke sahiptir. ⓘ
Viral zarfın içerisinde nükleokapsit yer alır. Nükleokapsit, pozitif yönelimli ve tek iplikçikli RNA'ya bağlı pek çok nükleokapsid (N) proteininden oluşur. ⓘ
Genom
Koronavirüsler pozitif anlamlı, tek sarmallı bir RNA genomu içerir. Koronavirüsler için genom boyutu 26,4 ila 31,7 kilobaz arasında değişmektedir. Genom boyutu RNA virüsleri arasındaki en büyük boyutlardan biridir. Genomun 5′ metillenmiş bir başlığı ve 3′ poliadenillenmiş bir kuyruğu vardır. ⓘ
Bir koronavirüs için genom organizasyonu 5′-lider-UTR-replicase (ORF1ab)-spike (S)-envelope (E)-membrane (M)-nucleocapsid (N)-3′UTR-poly (A) tail şeklindedir. Genomun ilk üçte ikisini kaplayan 1a ve 1b açık okuma çerçeveleri replikaz poliproteinini (pp1ab) kodlar. Replikaz poliproteini kendi kendine bölünerek 16 yapısal olmayan protein (nsp1-nsp16) oluşturur. ⓘ
Daha sonraki okuma çerçeveleri dört ana yapısal proteini kodlar: spike, zarf, membran ve nükleokapsid. Bu okuma çerçevelerinin arasına aksesuar proteinler için okuma çerçeveleri serpiştirilmiştir. Aksesuar proteinlerin sayısı ve işlevleri spesifik koronavirüse bağlı olarak benzersizdir. ⓘ
Replikasyon döngüsü
Hücre girişi
Enfeksiyon, viral spike proteini tamamlayıcı konak hücre reseptörüne bağlandığında başlar. Bağlanmadan sonra, konak hücrenin bir proteazı reseptöre bağlı spike proteini parçalar ve aktive eder. Mevcut konak hücre proteazına bağlı olarak, bölünme ve aktivasyon virüsün konak hücreye endositoz veya viral zarfın konak membranı ile doğrudan füzyonu yoluyla girmesini sağlar. ⓘ
Genom çevirisi
Konakçı hücreye girişte virüs partikülü kaplanmamıştır ve genomu hücre sitoplazmasına girer. Koronavirüs RNA genomu 5′ metillenmiş bir başlığa ve 3′ poliadenillenmiş bir kuyruğa sahiptir, bu da bir mesajcı RNA gibi davranmasını ve konak hücrenin ribozomları tarafından doğrudan çevrilmesini sağlar. Konak ribozomlar virüs genomunun ilk örtüşen açık okuma çerçeveleri ORF1a ve ORF1b'yi iki büyük örtüşen poliprotein olan pp1a ve pp1ab'ye çevirir. ⓘ
Daha büyük poliprotein pp1ab, kaygan bir sekansın (UUUAAAC) ve açık okuma çerçevesi ORF1a'nın sonundaki bir aşağı akış RNA psödoknotunun neden olduğu -1 ribozomal çerçeve kaymasının bir sonucudur. Ribozomal çerçeve kayması, ORF1a'nın ardından ORF1b'nin sürekli olarak çevrilmesini sağlar. ⓘ
Poliproteinlerin, poliproteinleri farklı spesifik bölgelerde parçalayan PLpro (nsp3) ve 3CLpro (nsp5) adlı kendi proteazları vardır. Poliprotein pp1ab'nin bölünmesi 16 yapısal olmayan protein (nsp1 ila nsp16) verir. Ürün proteinleri arasında RNA'ya bağımlı RNA polimeraz (nsp12), RNA helikaz (nsp13) ve ekzoribonükleaz (nsp14) gibi çeşitli replikasyon proteinleri bulunur. ⓘ
Replikaz-transkriptaz
Yapısal olmayan proteinlerin bir kısmı bir araya gelerek çok proteinli replikaz-transkriptaz kompleksi (RTC) oluşturur. Ana replikaz-transkriptaz proteini RNA'ya bağımlı RNA polimerazdır (RdRp). Bir RNA ipliğinden RNA'nın replikasyonu ve transkripsiyonunda doğrudan rol oynar. Kompleksteki diğer yapısal olmayan proteinler replikasyon ve transkripsiyon sürecine yardımcı olur. Örneğin ekzoribonükleaz yapısal olmayan proteini, RNA'ya bağımlı RNA polimerazın sahip olmadığı bir düzeltme işlevi sağlayarak replikasyona ekstra sadakat sağlar. ⓘ
Replikasyon - Kompleksin ana işlevlerinden biri viral genomu replike etmektir. RdRp, pozitif-anlamlı genomik RNA'dan negatif-anlamlı genomik RNA sentezine doğrudan aracılık eder. Bunu, negatif-anlamlı genomik RNA'dan pozitif-anlamlı genomik RNA'nın replikasyonu takip eder. ⓘ
Transkripsiyon - Kompleksin diğer önemli işlevi viral genomu transkribe etmektir. RdRp, pozitif-anlamlı genomik RNA'dan negatif-anlamlı subgenomik RNA moleküllerinin sentezine doğrudan aracılık eder. Bu süreci, bu negatif-anlamlı subgenomik RNA moleküllerinin karşılık gelen pozitif-anlamlı mRNA'lara transkripsiyonu takip eder. Subgenomik mRNA'lar, ortak bir 5'-başına ve kısmen yinelenen 3'-ucuna sahip bir "iç içe set" oluşturur. ⓘ
Rekombinasyon - Replikaz-transkriptaz kompleksi, aynı enfekte hücrede en az iki viral genom bulunduğunda genetik rekombinasyon yeteneğine de sahiptir. RNA rekombinasyonu, bir koronavirüs türü içindeki genetik değişkenliğin belirlenmesinde, bir koronavirüs türünün bir konakçıdan diğerine atlama kabiliyetinde ve nadiren de olsa yeni koronavirüslerin ortaya çıkışının belirlenmesinde önemli bir itici güç gibi görünmektedir. Koronavirüslerde rekombinasyonun kesin mekanizması belirsizdir, ancak muhtemelen genom replikasyonu sırasında şablon değiştirmeyi içerir. ⓘ
Birleşme ve salınım
Çoğaltılan pozitif-anlamlı genomik RNA, yavru virüslerin genomu haline gelir. mRNA'lar, virüs genomunun ilk örtüşen okuma çerçevesinden sonraki son üçte birlik kısmının gen transkriptleridir. Bu mRNA'lar konakçının ribozomları tarafından yapısal proteinlere ve birçok aksesuar proteine çevrilir. RNA çevirisi endoplazmik retikulum içinde gerçekleşir. Viral yapısal proteinler S, E ve M, salgı yolu boyunca Golgi ara bölmesine doğru hareket eder. Burada M proteinleri, nükleokapside bağlanmasının ardından virüslerin montajı için gereken protein-protein etkileşimlerinin çoğunu yönlendirir. Progeny virüsler daha sonra salgı vezikülleri aracılığıyla ekzositoz yoluyla konak hücreden salınır. Virüsler serbest bırakıldıktan sonra diğer konak hücreleri enfekte edebilir. ⓘ
Bulaşma
Enfekte taşıyıcılar virüsleri çevreye yayabilir. Koronavirüs spike proteininin tamamlayıcı hücre reseptörü ile etkileşimi, salınan virüsün doku tropizmini, enfektivitesini ve tür aralığını belirlemede merkezi öneme sahiptir. Koronavirüsler esas olarak epitel hücrelerini hedef alır. Koronavirüs türüne bağlı olarak bir konakçıdan diğerine aerosol, fomit veya fekal-oral yolla bulaşırlar. ⓘ
İnsan koronavirüsleri solunum yollarının epitel hücrelerini enfekte ederken, hayvan koronavirüsleri genellikle sindirim sisteminin epitel hücrelerini enfekte eder. Örneğin SARS koronavirüsü, anjiyotensin dönüştürücü enzim 2 (ACE2) reseptörüne bağlanarak aerosol yoluyla akciğerlerin insan epitel hücrelerini enfekte eder. Transmissible gastroenteritis coronavirus (TGEV), Alanine aminopeptidase (APN) reseptörüne bağlanarak fekal-oral yolla sindirim sistemindeki domuz epitel hücrelerini enfekte eder. ⓘ
Sınıflandırma
Koronavirüsler, Coronaviridae ailesi, Nidovirales takımı ve Riboviria alemindeki iki alt aileden biri olan Orthocoronavirinae alt ailesini oluşturur. Dört cinse ayrılırlar: Alphacoronavirus, Betacoronavirus, Gammacoronavirus ve Deltacoronavirus. Alphacoronavirüsler ve betacoronavirüsler memelileri enfekte ederken, gammacoronavirüsler ve deltacoronavirüsler öncelikle kuşları enfekte eder. ⓘ
- Cins: Alphacoronavirüs;
- Türler: Alphacoronavirus 1 (TGEV, Feline coronavirus, Canine coronavirus), Human coronavirus 229E, Human coronavirus NL63, Miniopterus bat coronavirus 1, Miniopterus bat coronavirus HKU8, Porcine epidemic diarrhea virus, Rhinolophus bat coronavirus HKU2, Scotophilus bat coronavirus 512
- Betacoronavirus Cinsi;
- Türler: Betacoronavirus 1 (Bovine Coronavirus, Human coronavirus OC43), Hedgehog coronavirus 1, Human coronavirus HKU1, Middle East respiratory syndrome-related coronavirus, Murine coronavirus, Pipistrellus yarasa koronavirüsü HKU5, Rousettus yarasa koronavirüsü HKU9, Şiddetli akut solunum sendromu ile ilişkili koronavirüs (SARS-CoV, SARS-CoV-2), Tylonycteris yarasa koronavirüsü HKU4
- Gammacoronavirus Cinsi;
- Türler Kuş koronavirüsü, Beluga balinası koronavirüsü SW1
- Genus Deltacoronavirus
- Türler: Bülbül koronavirüsü HKU11, Domuz koronavirüsü HKU15 ⓘ
Köken
Tüm koronavirüslerin en son ortak atasının (MRCA) M.Ö. 8000 gibi yakın bir tarihte var olduğu tahmin edilmektedir, ancak bazı modeller ortak atayı 55 milyon yıl veya daha öncesine yerleştirerek yarasa ve kuş türleriyle uzun süreli birlikte evrime işaret etmektedir. Alfakoronavirüs hattının en son ortak atası yaklaşık M.Ö. 2400, betakoronavirüs hattının M.Ö. 3300, gammakoronavirüs hattının M.Ö. 2800 ve deltakoronavirüs hattının yaklaşık M.Ö. 3000 yılına yerleştirilmiştir. Sıcakkanlı uçan omurgalılar olarak yarasalar ve kuşlar, koronavirüs gen havuzu için ideal bir doğal rezervuardır (yarasalar alfacoronavirüsler ve betacoronavirüs için rezervuar, kuşlar ise gammacoronavirüsler ve deltacoronavirüsler için rezervuardır). Virüslere ev sahipliği yapan yarasa ve kuş türlerinin çokluğu ve küresel çeşitliliği, koronavirüslerin kapsamlı bir şekilde evrimleşmesini ve yayılmasını sağlamıştır. ⓘ
Birçok insan koronavirüsünün kökeni yarasalardır. İnsan koronavirüsü NL63, MS 1190 ve 1449 yılları arasında bir yarasa koronavirüsü (ARCoV.2) ile ortak bir atayı paylaşmıştır. İnsan koronavirüsü 229E, MS 1686 ile 1800 yılları arasında bir yarasa koronavirüsü (GhanaGrp1 Bt CoV) ile ortak bir atayı paylaşmıştır. Daha yakın zamanda, alpaka koronavirüsü ve insan koronavirüsü 229E, 1960'tan önce bir süre birbirinden ayrılmıştır. MERS-CoV insanlarda yarasalardan develerin ara konakçılığı yoluyla ortaya çıkmıştır. MERS-CoV, çeşitli yarasa koronavirüs türleriyle ilişkili olmasına rağmen, birkaç yüzyıl önce bunlardan ayrılmış gibi görünmektedir. En yakın akraba olan yarasa koronavirüsü ve SARS-CoV 1986 yılında ayrışmıştır. SARS-CoV'un ataları ilk olarak Hipposideridae cinsindeki yaprak burunlu yarasaları enfekte etmiş; daha sonra Rhinolophidae türündeki at nalı yarasalarına, ardından Asya palmiye misk kedilerine ve son olarak da insanlara yayılmıştır. ⓘ
Diğer betakoronavirüslerin aksine, Betakoronavirüs 1 ve alt cinsi Embecovirüs olan sığır koronavirüsünün yarasalardan değil kemirgenlerden kaynaklandığı düşünülmektedir. 1790'larda at koronavirüsü, türler arası bir sıçramanın ardından sığır koronavirüsünden ayrılmıştır. Daha sonra 1890'larda insan koronavirüsü OC43, başka bir türler arası yayılma olayının ardından sığır koronavirüsünden ayrılmıştır. İlgili zamanlama, nörolojik semptomlar ve pandeminin bilinmeyen etkeni nedeniyle 1890 grip pandemisinin influenza virüsünden değil, bu yayılma olayından kaynaklanmış olabileceği tahmin edilmektedir. İnsan koronavirüsü OC43'ün solunum yolu enfeksiyonlarına neden olmasının yanı sıra nörolojik hastalıklarda da rol oynadığından şüphelenilmektedir. 1950'lerde insan koronavirüsü OC43 bugünkü genotiplerine ayrışmaya başlamıştır. Filogenetik olarak, farenin karaciğerini ve merkezi sinir sistemini enfekte eden fare hepatit virüsü (Murine coronavirus), insan coronavirus OC43 ve sığır coronavirus ile ilişkilidir. İnsan koronavirüsü HKU1 de yukarıda bahsedilen virüsler gibi kemirgen kökenlidir. ⓘ
Koronavirüslerin en son ortak atası (ESOA) MÖ 8000 civarına tarihlenir. Buna rağmen koronavirüslerin çok daha eski olabileceği de düşünülür. Alphacoronovirus, Betacoronavirus, Gammacoronavirus, ve Deltacoronavirus cinslerinin ESOA'ları sırasıyla MÖ 2400, MÖ 3300, MÖ 2800 ve MÖ 3000'e dayanmaktadır. Sıcakkanlı ve uçabilen, kuş ve memeli gibi omurgalıların ideal konaklar olduğu ve koronavirüs evriminde ve yayılmasındaki ana faktörleri oluşturduğu düşünülür. Alphacoronovirus ve Betacoronavirus için yarasalar, Gammacoronavirus ve Deltacoronavirus için ise kuşlar ideal genetik kaynaktır. ⓘ
İnsanlarda enfeksiyon
Koronavirüsler risk faktörü açısından önemli farklılıklar gösterir. MERS-CoV gibi bazıları enfekte olanların %30'undan fazlasını öldürebilirken, soğuk algınlığı gibi bazıları nispeten zararsızdır. Koronavirüsler, ateş ve şişmiş lenf bezlerinden kaynaklanan boğaz ağrısı gibi önemli semptomları olan soğuk algınlığına neden olabilir. Koronavirüsler pnömoniye (doğrudan viral pnömoni ya da ikincil bakteriyel pnömoni) ve bronşite (doğrudan viral bronşit ya da ikincil bakteriyel bronşit) neden olabilir. Ağır akut solunum yolu sendromuna (SARS) neden olan ve 2003 yılında keşfedilen SARS-CoV adlı insan koronavirüsü, hem üst hem de alt solunum yolu enfeksiyonlarına neden olduğu için benzersiz bir patogeneze sahiptir. ⓘ
Altı tür insan koronavirüsü bilinmektedir ve bir tür iki farklı suşa bölünmüştür, böylece toplamda yedi tür insan koronavirüsü ortaya çıkmıştır. ⓘ
Dört insan koronavirüsü, geçmişte daha agresif olabilecekleri iddia edilse de, genellikle hafif semptomlar üretir:
- İnsan koronavirüsü OC43 (HCoV-OC43), β-CoV
- İnsan koronavirüsü HKU1 (HCoV-HKU1), β-CoV
- İnsan koronavirüsü 229E (HCoV-229E), α-CoV
- İnsan koronavirüsü NL63 (HCoV-NL63), α-CoV- ⓘ
Üç insan koronavirüsü potansiyel olarak ciddi semptomlar üretir:
- Şiddetli akut solunum sendromu koronavirüsü (SARS-CoV), β-CoV (2003 yılında tanımlanmıştır)
- Orta Doğu solunum sendromu ile ilişkili koronavirüs (MERS-CoV), β-CoV (2012'de tanımlanmıştır)
- Şiddetli akut solunum sendromu koronavirüs 2 (SARS-CoV-2), β-CoV (2019'da tanımlanmıştır) ⓘ
Bunlar sırasıyla SARS, MERS ve COVID-19 olarak adlandırılan hastalıklara neden olmaktadır. ⓘ
Soğuk algınlığı
Soğuk algınlığına genellikle rinovirüsler neden olsa da, vakaların yaklaşık %15'inde neden bir koronavirüstür. İnsan koronavirüsleri HCoV-OC43, HCoV-HKU1, HCoV-229E ve HCoV-NL63 dünya çapında yetişkinlerde ve çocuklarda insan popülasyonunda sürekli olarak dolaşmakta ve soğuk algınlığının genellikle hafif semptomlarını üretmektedir. Dört hafif koronavirüs, ılıman iklimlerde kış aylarında ortaya çıkan mevsimsel bir insidansa sahiptir. Tropikal iklimlerde herhangi bir mevsimde baskınlık yoktur. ⓘ
Şiddetli akut solunum sendromu (SARS)
| MERS-CoV | SARS-CoV | SARS-CoV-2 | |
|---|---|---|---|
| Hastalık | MERS | SARS | COVID-19 |
| Salgınlar | 2012, 2015, 2018 |
2002–2004 | 2019–2021 pandemi |
| Epidemiyoloji | |||
| İlk tarih tanımlanmış vaka |
Haziran 2012 |
Kasım 2002 |
Aralık 2019 |
| İlk konum tanımlanmış vaka |
Cidde, Suudi Arabistan |
Shunde, Çin |
Wuhan, Çin |
| Yaş ortalaması | 56 | 44 | 56 |
| Cinsiyet oranı (E:K) | 3.3:1 | 0.8:1 | 1.6:1 |
| Onaylanmış vakalar | 2494 | 8096 | 563,421,090 |
| Ölümler | 858 | 774 | 6,371,262 |
| Vaka ölüm oranı | 37% | 9.2% | 1.13% |
| Semptomlar | |||
| Ateş | 98% | 99–100% | 87.9% |
| Kuru öksürük | 47% | 29–75% | 67.7% |
| Dispne | 72% | 40–42% | 18.6% |
| İshal | 26% | 20–25% | 3.7% |
| Boğaz ağrısı | 21% | 13–25% | 13.9% |
| Ventilatör kullanımı | 24.5% | 14–20% | 4.1% |
| Notlar | |||
2003 yılında, bir önceki yıl Asya'da başlayan şiddetli akut solunum sendromu (SARS) salgını ve dünyanın başka yerlerindeki ikincil vakaların ardından, Dünya Sağlık Örgütü (WHO), birkaç laboratuvar tarafından tespit edilen yeni bir koronavirüsün SARS'a neden olan etken olduğunu belirten bir basın açıklaması yayınladı. Virüs resmi olarak SARS koronavirüsü (SARS-CoV) olarak adlandırıldı. 29 ülke ve bölgeden 8.000'den fazla kişi enfekte olmuş ve en az 774 kişi hayatını kaybetmiştir. ⓘ
Orta Doğu Solunum Sendromu (MERS)
Eylül 2012'de, başlangıçta Novel Coronavirus 2012 olarak adlandırılan ve şu anda resmi olarak Orta Doğu solunum sendromu koronavirüsü (MERS-CoV) olarak adlandırılan yeni bir koronavirüs türü tanımlandı. Dünya Sağlık Örgütü kısa bir süre sonra küresel bir uyarı yayınladı. DSÖ'nün 28 Eylül 2012 tarihli güncellemesinde virüsün insandan insana kolayca geçmediği belirtilmiştir. Ancak 12 Mayıs 2013 tarihinde Fransa'da insandan insana bulaşan bir vaka Fransız Sosyal İşler ve Sağlık Bakanlığı tarafından teyit edilmiştir. Buna ek olarak, Tunus'ta Sağlık Bakanlığı tarafından insandan insana bulaşma vakaları rapor edilmiştir. Teyit edilen iki vaka, hastalığı Katar ve Suudi Arabistan'ı ziyaret ettikten sonra hastalanan rahmetli babalarından kapmış gibi görünen kişilerle ilgiliydi. Buna rağmen, enfekte olan bireylerin çoğu virüsü bulaştırmadığı için virüsün insandan insana yayılmasında sorun yaşandığı görülmektedir. 30 Ekim 2013 itibariyle Suudi Arabistan'da 124 vaka ve 52 ölüm gerçekleşmiştir. ⓘ
Hollanda Erasmus Tıp Merkezi virüsü diziledikten sonra virüse yeni bir isim verildi: İnsan Koronavirüsü-Erasmus Tıp Merkezi (HCoV-EMC). Virüsün son adı Orta Doğu solunum sendromu koronavirüsüdür (MERS-CoV). ABD'deki tek vaka (her ikisi de hayatta kalmıştır) Mayıs 2014'te kaydedilmiştir. ⓘ
Mayıs 2015'te, Orta Doğu'ya seyahat eden bir adamın hastalığını tedavi etmek için Seul bölgesindeki dört hastaneye gitmesiyle Kore Cumhuriyeti'nde bir MERS-CoV salgını meydana gelmiştir. Bu, Orta Doğu dışındaki en büyük MERS-CoV salgınlarından birine neden olmuştur. Aralık 2019 itibariyle, 2.468 MERS-CoV enfeksiyonu vakası laboratuvar testleriyle doğrulanmış olup, bunların 851'i ölümcüldür ve ölüm oranı yaklaşık %34,5'tir. ⓘ
Aralık 2019'da Çin'in Wuhan kentinde bir pnömoni salgını rapor edilmiştir. 31 Aralık 2019'da salgının, Dünya Sağlık Örgütü tarafından 2019-nCoV geçici adı verilen ve daha sonra Uluslararası Virüs Taksonomisi Komitesi tarafından SARS-CoV-2 olarak yeniden adlandırılan yeni bir koronavirüs türünden kaynaklandığı tespit edildi. ⓘ
19 Temmuz 2022 itibariyle, COVID-19 pandemisinde en az 6.371.262 doğrulanmış ölüm ve 563.421.090'dan fazla doğrulanmış vaka olmuştur. Wuhan suşu, SARS-CoV ile yaklaşık %70 genetik benzerliğe sahip 2B grubundan yeni bir Betacoronavirus suşu olarak tanımlanmıştır. Virüs, bir yarasa koronavirüsüne %96 oranında benzerlik göstermektedir, bu nedenle yarasalardan da kaynaklandığından şüphelenilmektedir. ⓘ
Malezyalı viral pnömoni hastalarının arşivlenmiş örnekleri üzerinde yapılan bir sürveyans çalışması sırasında virologlar, 2018 yılında insanları enfekte eden bir köpek koronavirüsü türü tespit etti. ⓘ
Hayvanlarda enfeksiyon
Koronavirüslerin 1930'lardan beri veteriner hekimlikte patolojik durumlara neden olduğu kabul edilmektedir. Domuz, sığır, at, deve, kedi, köpek, kemirgen, kuş ve yarasa gibi çeşitli hayvanları enfekte etmektedirler. Hayvanlarla ilişkili koronavirüslerin çoğu bağırsak sistemini enfekte eder ve fekal-oral yolla bulaşır. Özellikle veterinerlik ve zoonotik hastalıklarla ilgilenen virologlar tarafından, bu hayvan koronavirüslerinin viral patogenezini aydınlatmaya yönelik önemli araştırma çabaları sarf edilmiştir. ⓘ
Çiftlik hayvanları
Koronavirüsler evcilleştirilmiş kuşları enfekte eder. Bir tür koronavirüs olan enfeksiyöz bronşit virüsü (IBV), kuşlarda enfeksiyöz bronşite neden olur. Virüs, enfeksiyondan kaynaklanan yüksek ölüm oranı, hızlı yayılımı ve üretim üzerindeki etkisi nedeniyle kümes hayvancılığı endüstrisi için endişe kaynağıdır. Virüs hem et üretimini hem de yumurta üretimini etkiler ve önemli ekonomik kayıplara neden olur. Tavuklarda enfeksiyöz bronşit virüsü sadece solunum yollarını değil aynı zamanda ürogenital sistemi de hedef alır. Virüs tavuk boyunca farklı organlara yayılabilir. Virüs aerosol ve dışkı ile kontamine olmuş gıdalar yoluyla bulaşır. IBV'ye karşı farklı aşılar mevcuttur ve virüsün ve varyantlarının yayılmasını sınırlamaya yardımcı olmuştur. İnfeksiyöz bronşit virüsü, Avian coronavirus türünün bir dizi türünden biridir. Kuş koronavirüsünün bir başka türü de hindilerde enterite neden olan hindi koronavirüsüdür (TCV). ⓘ
Koronavirüsler domuz yetiştiriciliği ve sığır yetiştiriciliği gibi hayvancılığın diğer dallarını da etkilemektedir. Yarasa koronavirüsü HKU2 ile ilişkili olan domuz akut ishal sendromu koronavirüsü (SADS-CoV) domuzlarda ishale neden olur. Porcine epidemic diarrhea virus (PEDV) yakın zamanda ortaya çıkan ve benzer şekilde domuzlarda ishale neden olan bir koronavirüstür. Alphacoronavirus 1 türünün bir üyesi olan Transmissible gastroenteritis virus (TGEV), genç domuzlarda ishale neden olan bir başka koronavirüstür. Sığır endüstrisinde, Betacoronavirus 1 türünün bir üyesi olan ve HCoV-OC43 ile ilişkili olan bovine coronavirus (BCV), genç buzağılarda şiddetli bol enteritten sorumludur. ⓘ
Evcil hayvanlar
Koronavirüsler kedi, köpek ve gelincik gibi evcil hayvanları enfekte eder. Her ikisi de Alphacoronavirus 1 türünün üyesi olan iki kedi koronavirüsü formu vardır. Kedi enterik koronavirüsü, klinik önemi az olan bir patojendir, ancak bu virüsün spontan mutasyonu, yüksek mortaliteye sahip bir hastalık olan kedi enfeksiyöz peritonitine (FIP) neden olabilir. Köpekleri enfekte eden iki farklı koronavirüs vardır. Alphacoronavirus 1 türünün bir üyesi olan Canine coronavirus (CCoV), hafif gastrointestinal hastalığa neden olur. Betacoronavirus 1 türünün bir üyesi olan ve HCoV-OC43 ile ilişkili olan Canine respiratory coronavirus (CRCoV) solunum yolu hastalığına neden olur. Benzer şekilde, gelincikleri enfekte eden iki tip koronavirüs vardır. Gelincik enterik koronavirüsü, epizootik kataral enterit (ECE) olarak bilinen bir gastrointestinal sendroma ve gelincik sistemik koronavirüsü (FSC) olarak bilinen virüsün daha ölümcül bir sistemik versiyonuna (kedilerdeki FIP gibi) neden olur. ⓘ
Laboratuvar hayvanları
Koronavirüsler laboratuvar hayvanlarını enfekte eder. Murine koronavirüs türünün bir üyesi olan fare hepatit virüsü (MHV), özellikle laboratuvar faresi kolonileri arasında yüksek ölüm oranına sahip salgın bir fare hastalığına neden olmaktadır. SARS-CoV'un keşfinden önce, MHV hem in vivo ve in vitro hem de moleküler düzeyde en iyi çalışılmış koronavirüstür. Bazı MHV suşları farelerde ilerleyici bir demiyelinizan ensefalite neden olur ve bu da multipl skleroz için bir fare modeli olarak kullanılmıştır. Murine coronavirus türünün bir suşu olan Sialodacryoadenitis virus (SDAV), laboratuvar sıçanlarının yüksek derecede bulaşıcı coronavirusudur ve bireyler arasında doğrudan temas ve dolaylı olarak aerosol yoluyla bulaşabilir. Tavşan enterik koronavirüsü, genç Avrupa tavşanlarında akut gastrointestinal hastalığa ve ishale neden olur. Ölüm oranları yüksektir. ⓘ
Önleme ve tedavi
İnsan koronavirüsü SARS-CoV-2'ye karşı farklı yöntemler kullanılarak bir dizi aşı geliştirilmiştir. İnsan koronavirüslerine karşı viral proteazlar, polimerazlar ve giriş proteinleri gibi antiviral hedefler de tanımlanmıştır. Bu proteinleri ve viral replikasyonun farklı adımlarını hedef alan ilaçlar geliştirilmektedir. ⓘ
Etkinlikleri sınırlı olsa da hayvan koronavirüsleri IBV, TGEV ve Canine CoV için aşılar mevcuttur. PEDV gibi yüksek derecede bulaşıcı hayvan koronavirüslerinin salgınları durumunda, diğer sürülere bulaşmayı önlemek için tüm domuz sürülerinin imha edilmesi gibi önlemler kullanılabilir. ⓘ
MERS
Orta Doğu Solunum Sendromu (MERS), ilk olarak 2012 yılında Suudi Arabistan'da tespit edilmiş, MERS-CoV'un yol açtığı bir koronavirüs enfeksiyonudur. Bu virüsün bulaştığı hastaların %36'sı hayatını kaybetmektedir. Nefes darlığı, öksürük ve ateş hastalığın en önemli belirtileri arasındadır. Bazı bünyeler hastalığı hafif belirtilerle atlatabilir. Hastalıktan kurtulanların virüsü bulaştırma riski yoktur. ⓘ
Şiddetli akut solunum yolu sendromu koronavirüsü 2 veya CoVID-19 veya Vuhan koronavirüsü, ilk olarak 2019'da bildirilmiş, Çin'in Vuhan kenti kökenli bir virüstür. İnsandan insana bulaşabilen virüsün bulaşma hızı 2020 yılının Ocak ayı ortalarında hızlanmıştır. Virüsün kuluçka dönemi 4-14 gündür. Virüsün bulaştığı bireylerde görülen ölüm oranının %3'ün altında olduğu tahmin edilmektedir. ⓘ
COVID-19 pandemisi ile mücadele eden Çin aşı çalışmalarına devam etmektedir. Rusya ise aşı çalışmalarına destek veren ilk ülke olmuştur. ⓘ
19 Temmuz 2022 itibarıyla Dünya çapında SARS-CoV-2 virüsü nedeniyle 569.194.391 vaka, 6.390.482 ölüm ve 540.403.013 iyileşme gözlenmiştir. ⓘ