COVID и методы диагностики

Абстрактный

Коронавирусная болезнь 2019 (COVID-19) - опасная для жизни респираторная инфекция, вызванная вирусом тяжелого острого респираторного синдрома (SARS-CoV-2), новым коронавирусом человека. COVID-19 был объявлен Всемирной организацией здравоохранения пандемией в марте 2020 года из-за его непрерывного и быстрого распространения по всему миру. Быстро появляющиеся эпицентры COVID-19 и мутанты проблем создали гигантский хаос в секторах здравоохранения по всему миру. COVID-19 продолжает бесконтрольно распространяться, несмотря на все меры по смягчению последствий, с более чем 185 миллионами инфекций и примерно 4 миллионами смертей во всем мире. До тех пор, пока не появятся эффективные и доступные антиретровирусные препараты и не будет проведена вакцинация населения в целом, своевременная диагностика инфекции и принятие соответствующего поведения в отношении COVID остается основным инструментом сдерживания все еще нарастающей пандемии COVID-19. В этом обзоре представлен обновленный обзор различных методов тестирования COVID-19 на образцах людей, а также вкратце обсуждаются биохимический состав и способ передачи SARS-CoV-2. Рассмотрены технологические достижения в различных молекулярных, серологических и иммунологических методах, включая, в основном, полимеразную цепную реакцию с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР), CRISPR, анализ латерального потока (LFA) и иммуносенсоры.

Вступление

В декабре 2019 года в городе Ухань провинции Хубэй, Китай, было выявлено новое инфекционное заболевание под названием Коронавирусная болезнь 2019 (COVID-19). Первоначальная оценка образцов группы пациентов, поступивших с лихорадкой, кашлем и одышкой, выявила пневмонию неизвестного происхождения, которая позже оказалась вирусной инфекцией, вызванной патогеном, принадлежащим к линии Betacoronavirus B [ 1 ]. Основываясь на генетическом сходстве с геномом вируса ближневосточного респираторного синдрома (MERS-CoV), вируса тяжелого острого респираторного синдрома (SARS-CoV) и коронавируса летучих мышей RaTG13, этот новый вирус был назван SARS-CoV-2 [ 1–3]. Летучие мыши, которые считались естественной средой обитания для различных коронавирусов, включая вирусы, подобные SARS-CoV и MERS-CoV, были предсказаны на основе результатов секвенирования генома и эволюционных исследований, как предполагаемых естественных хозяев в происхождении SARS. -CoV-2 [ 4–6 ]. Существуют различные типы коронавирусов, вызывающих инфекции у людей, и SARS-CoV-2 занимает седьмое место в этой серии [ 2 , 7 , 8]. Существует четыре разных рода коронавируса: α-CoV, β-CoV, γ-CoV и δ-CoV. Α- и β-CoV вызывают инфекцию у млекопитающих, тогда как γ- и δ-CoV заражают птиц. Ранее шесть CoV были признаны вирусами человеческого происхождения, среди них HCoV-NL63 и α-CoVs HCoV-229E, а также β-CoVs HCoV-HKU1 и HCoV-OC43, которые имеют низкую патогенность и вызывают незначительные респираторные симптомы, такие как общие респираторные симптомы. простуда у человека [ 9 ]. SARS-CoV-2, с другой стороны, более эффективен, чем SARS-CoV и MERS-CoV, и может привести к смерти от пневмонии [ 10 , 11]. Было показано, что COVID-19 демонстрирует высокий уровень выделения вируса в верхних дыхательных путях на ранней стадии инфекции, что приводит к высокой доле лиц, способных к передаче, которые имеют предсимптоматические, бессимптомные и умеренно выраженные симптомы [ 12 ]. По этой причине передача SARS-CoV-2 чаще всего наблюдается среди людей, находящихся в тесном контакте с пациентами или носителями инкубатора. Бессимптомные случаи - еще одна проблема, связанная с их способностью распространять вирус, не вызывая заметных симптомов у инфицированных людей. Было обнаружено, что заражение SARS-CoV-2 может использовать аналогичный хозяйский белок, называемый ангиотензинпревращающим ферментом 2 (ACE2), который используется SARS-CoV, для заражения людей [ 1]. ACE2 экспрессируется многими тканями, например эпителиальными клетками, выстилающими нос, рот и легкие, и действует как основная точка входа для вируса COVID-19. Недавние результаты показывают, что SARS-CoV-2 использует комплекс клеточной поверхности, который включает первичный рецептор, называемый ACE2, и сериновую протеазу, называемую трансмембранной протеазой серин 2 (TMPRSS2), совместно локализованную на поверхности клеток-хозяев, для усиления опосредованного шипами (S) белка. проникновение SARS-CoV-2 в хозяйскую клетку ( рисунок 1 ) [ 13 ]. Гликопротеины, называемые S или белками-шипами, представляют собой белки оболочки вируса, содержащие два активных домена - домен S1, который содержит сайты связывания рецептора и также вызывает прикрепление бактерий к клеточному рецептору, и домен S2, который содержит сайты протеолитического расщепления для облегчения проникновения вируса в клетки-мишени [13 , 14 ]. Как только происходит связывание лиганд-рецептор, TMPRSS2 отсекает спайковый гликопротеин и контролирует проникновение вирусных оболочек в клетки-хозяева посредством различных изменений синхронизации [ 15 ]. Блокада рецептора АПФ может контролироваться путем ингибирования ингибирования протеазы TMPRSS2.