ویروس کرونا در حیوانات
ویروس کرونا در حیوانات

بررسی حساسیت حیوانات اهلی و همراه به ویروس سارس کووید نوع ۲ با رویکرد دام‌های بزرگ

بیماری کرونا ویروس ۲۰۱۹ (Covid-19) سبب سندرم حاد شدید تنفسی کرونا ویروس ۲ (SARS-Cov-2) شده و در ووهان چین، اواخر دسامبر شناسایی شده و پاندمی آن در ۱۸۹ کشور یا ناحیه گسترش یافته است. کرونا ویروس RNA تک رشته‌ای سنس مثبت داشته و انسان و حیوانات را درگیر می‌کند.

این ویروس در راسته nidovirale و خانواده Coronaviridae و تحت خانواده orthocoronavirinae قرار داشته که به چهار جنس آلفا، بتا، گاما و دلتا با گونه‌های متنوعی تقسیم می‌شود. ۷ نوع کرونا ویروس انسان (HcoV) وجود داشته که به نظر می‌رسد در ۶۰ سال اخیر HcoV-229E ، و HcoV-OC43 طی دهد ۱۹۶۰ و SARS-CoV ، HcoV-NL63، HcoV-HKU1، سندرم تنفسی خاورمیانه (MERS-CoV) و SARS-CoV-2 اخیر در قرن ۲۱ رخ داده‌اند. ائلین کرونا ویروس‌ ها اساسا مرتبط با بخش فوقانی دستگاه تنفسی می‌باشند اما همچنین در کنار عفونت‌های همزمان با سایر عوامل می‌توانند مجاری تحتانی را نیز درگیر نمایند. سارس و مرس تروپیسم بافتی بیشتری داشته و بیشتر عفونت مجاری تحتانی تنفسی و بیماری خارج ریوی ایجاد می‌کند. اخیرا وقوع کووید۱۹ به طرز متفاوتی گسترش یافته و شدت آن با سارس و مرس متقاوت می‌باشد. دوره انکوباسیون کووید ۱۹ از ۱ تا ۴ روز و اختصاصا تا ۱۰ روز بوده و در کووید ۱۹ دوره انکوباسیون معمولا ۳-۷ و گاهی ۱۴ روز است.

بیشتر بدانید: درمان کرونا با زهر زنبورعسل در طب سنتی راستی آزمایی می شود

مخزن اغلب HcoV خفاش یا جوندگان است. SARS-CoV-2 ابتدا از چین منشا گرفت که معمولا خفاش و محصولات آن به عنوان غذا و دارو استفاده می‌شود. اولین مبتلایان با بازار فروش حیوانات وحشی در ارتباط بودند. کووید۱۹ همانند SARS-CoV از آنزیم معکوس کننده آنژیوتانسین ۲ (ACE2) استفاده می‌کند و از آمینوپپتیداز N و دیپپتیدیل پپتیداز ۴ به عنوان پذیرنده ورود ویروس استفاده نمی‌کند. ACE2 پذیرنده اصلی SARS-CoV-2 به همراه سرین پروتئاز داخل غشایی (TMPRSS2) که نقش مهمی در شکستن پروتئین اسپایک که به فیوز شدن ویروس کمک می‌کند. چندین مطالعه بر اساس نقش ACE2 در اتصال و عفونت زایی SARS-CoV-2 به صورت in silico، in vitro و in vivo انجام شده است. تمام گونه های کرونا ویروس گونه‌های مختلفی از پستانداران و پرندگان را آلوده می‌کنند. برای مطالعه حلقه گم شده انتقال کوید۱۹ و تنوع پذیرنده ACE2، آنالیز تکاملی توالی ۲۰۷ که دربردارنده ACE2 است در ۱۹۸ گونه پستاندارانجام شده است. این مطالعه تاکید دارد که ACE2 دستخوش انتخاب مثبت در خفاش‌ها شده و ACE2 انسان دربردارنده ۲۴ آمینواسید است که نیاز به اتصال پروتئین اسپایک ویروس کووید۱۹ دارد و هرگونه‌ای که دربردارنده آمینواسیدهای مشابه باشد میزبان حساس این کرونا ویروس جدید می‌شود. همسانی ACE2 میان انسان، فرت، گربه ها بالا است.
ویروس کرونا در حیوانات
تمام گونه های کرونا ویروس گونه‌های مختلفی از پستانداران و پرندگان را آلوده می‌کنند
توسعه اخیر در مطالعات مربوط به کووید۱۹ در حیوانات نشا داد که پانگولین‌ها بیشتر به عنوان میزبان واسطه مطرح می‌باشند. پانگولین‌ها به دلیل استفاده در غذا و محصولات دارویی در چین و آفریقا به عنوان فاکتور خطر محسوب می‌شوند. پروتئین ACE2 انسان‌ها توالی زیادی دارد که در زباد(civet) (86.93%) و پانگولین (۸۵.۴%) شناسایی شده اما هنوز ارتباطی در مورد میزبان واسط بودن زباد مشاهده نشده است. با این حال سوالات بی‌جواب بسیاری وجود دارد، واگرایی منشا CoV پانگولین با SARS-CoV-2 در اغلب ژن‌ها وجود دارد به جز ناحیه کدشونده متصل شونده پذیرنده (RBD) نشان می‌دهد که پانگولین ها می‌توانند میزبان حساسی مانند انسان باشد که به مطالعات بعدی هشدار می‌دهد. طیف وسیعی از میزبانان این چالش پیدا کردن میزبان را ایجاد می‌کند. SARS-CoV از خوک‌ها نشان‌دهنده خطر زئونوز معکوس می‌باشد. مدارکی دال بر وجود ژنوم SARS-CoV-2  در گربه‌ها، مینک، ببر، شیر و سگ وجود دارد. در این مطالعه تمرکز بر حساسیت حیوانات به SARS-CoV-2 با تاکید بر چهارپایان اهلی و حیوانات همراه دارد.

بیشتر بدانید: ردپای مشکوک ویروس کرونا در آبزیان دریایی بعد از بروسلوز

از آن جهت که پذیرنده اتصال ویروس اولین مرحله برای ورود ویروس است، راهی برای کشف حیوانات حساس مطالعه سطح بیان ACE2 در گونه‌های مختلف حیوانی و مقایسه خصوصیت اتصال آن با SARS-CoV-2 با استفاده از رهیافت‌های بیوشیمیایی و الگوریتمی انجام می‌شود.در مطالعه ای همانندسازی مدل پروتئین اسپایک SARS-CoV-2 با ACE2 چندین گونه پستاندار انجام داده و پیش بینی شده است که SARS-CoV-2 توانایی اتصال به ACE2 میمون، اورانگوتان، بابون، راسو، زباد، چندین گونه خفاش نعل اسبی، خوک، فرت، سگ، گربه، پانگولین، خفاش میوه‌خوار مالایی، اسب، گاو، خرگوش، روباه قرمز، گوسفند، همستر چینی و سایر گونه‌های همستر، بوزینه، رت و موش خرما شود. گونه‌هایی که نمی‌توانند به ویروس متصل شوند شامل شتر، راکون، خفاش های نعل اسبی بزرگ، موش، پلاتی پوس، فیل آفریقایی، جوجه تیغی اروپایی، میمون پوزه دراز، رت کانگورو و خوکچه هندی است.
ویروس کرونا در حیوانات
از آن جهت که پذیرنده اتصال ویروس اولین مرحله برای ورود ویروس است
سنجش اتصال ویروس مرتبط با ACE2 از ۱۴ گونه پستاندار، با استفاده از لنتو ویروس‌ های مشابه که نوع وحشی را بیان می‌کنند Sپروتئین ناقص را از SARS-CoV-2 جدا کرده، نشان می‌دهد که انسان یا میمون رزوس تمایل بالایی به اتصال با پروتئین اسپایک SARS-CoV-2 نشان می‌دهند در حالی که ACE2 موش حداقل آن را نشان داد. بعد از پریمات‌ها، ACE2 خرگوش و پانگولین به تحت واحد S1 پروتئین اسپایک SARS-CoV-2 متصل شده که نشان می‌دهد این دو گونه احتمالا میزبان واسط باشند.
جهت دریافتن تاریخچه تکاملی و حفظ ژن ACE2 میان گونه‌ها، ما توالی های نوکلئوتید ۳۱۰ ژن ACE2 اورتولوگ مهره‌داران را شامل پرندگان(n=70)، خزندگان(n=21 شامل تمساح، لاکپشت و مارمولک)، دوزیستان (n=5)، ماهی‌های استخوانی و غضروفی (n=74)، لامپری (n=1) و پستانداران(n=138) برای مطالعات فیلوژنتیک بارگیری نمودیم. تاریخچه تکاملی ACE2 با استفاده از روش های MEGA X به دست می‌آید. همولوگ بودن ACE2 میان گونه‌های مختف پستانداران احتمال انتقال بین گونه ای را نشان می‌دهد. توالی ACE2 میزبان واسط احتمالی، پانگولین مالایی توالی بسیاری با گربه‌ها، ببر و راکون و فرت دارد.

بیشتر بدانید: درمان کرونا با زهر زنبور عسل واقعیت دارد؟

میزبان‌های واسط (فرت چینی، زباد، راکون) و سایر میزبان‌های حساس شامل حیوانات آزمایشگاهی (رت، موش، میمومن رزوس) و خانگی (سگ، گربه و خرگوش)  می باشد. در میان آن‌ها ACE2 میمون رزوس، انسان، انسان، پانگولین، پانگولین، خرگوش سفید نیوزلند و گربه اتصال قابل ملاحظه‌ای با پروتئین S1 ویروس SARS-CoV-2 برقرار می‌کند. سگ، گربهف خرگوش و پانگولین بیش از ۵۰% اتصال hACE2 و در حیوانات آزمایشگاهی کمتر از ۱۰%  را نشان میدهند که درواقع گروه قبلی حساسیت بیشتری دارند. آنالیزهای رسوبی ایمنی با استفاده از پراب‌های s1 و rbd نیز  نتایجی را نشان می‌دهد که SARS-CoV-2 می‌تواند اسفاده از ACE2 چندین حیوان برای ورود به سلول میزبان و گسترش عفونت نشان می‌دهد.

 

  شش تشکل بخش خصوصی خواستار حذف ارز ترجیحی شدند

عفونت طبیعی در حیوانات

طی اواخر مارس ۲۰۲۰، عفونت طبیعی حاصل از افراد مبتلا به کووید۱۹ در حیوانات همراه گزارش شد مانند سگ در هنگ کنگ و گربه در آمریکا. سگ ها فاقد علائم اما گربه هر دو علائم دیسترس تنفسی و گوارشی را نشان می‌دهند به همراه مشکلات تنفسی، اسهال و استفراغ. بررسی های سرولوژیک بر نمونه‌های ۳۵ گونه  در نوامبر ۲۰۱۹ تا مارس ۲۰۲۰ شامل حیوانات وحشی (شتر، مینک، راسو، شیر، پانگولین، پاندا، زباد، خرس، پاندا قرمز، طاووس، الپاکا، ببر، جوجه تیغی، سمور، گراز وحشی) و حیوانات اهلی (خوک، گوسفند، اسب، گاو) و حیوانات  همراه (سگ و گربه‌ها) و آزمایشگاهی (موش، رت، فرت و خوکچه هندی، میمون و خرگوش) هیچ شواهدی علیه SARS-CoV-2 توسط الایزا ساندویچ نشان ندادند. این مطالعه همچنین نشان داد که سگ‌های خیابانی و گربه‌ها شهر ووهان از نظر این ویروس منفی بودند. تیتر آنتی بادی و PCR سگ‌هایی با صاحبین الوده نیز منفی بود. با این حال مطالعه ای در فرانسه علائم بالینی در گربه‌ها و سگ‌هایی که با صاحبین مبتلا و یا دانشجوهای دامپزشکی مبتلا زندگی می‌کردند دیده شد اما RT-PCR آن‌ها همانند تست‌های رسوبی علیه S1 پروتئین اسپایک و انتهای C نوکلئوپروتئین آن منفی بود.

بیشتر بدانید: استفاده درمانی از زهر زنبور عسل

تیتر خنثی سازی بالا ۱۰۸۰ در ۱۴.۷% گربه‌ها در ووهان چین توسط الایزا غیرمستقیم  علیه RBD ویورس کووید۱۹ جمع‌آوری شده نشان‌دهنده عفونت طبیعی یا خطر زئونوز مستقیم در گربه‌ها می‌باشد. زئونوز معکوس SARS-CoV-2 تنها در گربه‌های خانگی وجود ندارد اما همچنین در گربه‌های بزرگ دیده می‌شود. در ایالات متحده، چهار شیر مالایی در باغ وحش Bronx در نیویورک دیسترس تنفسی، سرفه مشادهد شد و نمونه‌های مدفوع مثبت شده نشان دهدنه دفع ویروس کووید۱۹  درگیری سیستم تنفسی و گوارشی همانند انسان دارد. رادیوگراف سینه ببر سندرم بینابینی الوئولار را نشان داد که با یکپارچگی متوسط ریه،  ضخیم شدگی دیواره برونش‌ها (peribronchial cuffing) مشابه عفونت ریه SARS-CoV-2 در انسان مشاهده شد. بنابراین، vRNA نیز از مایعات نای و مدفوع این حیوان جداسازی شد. عفونت به سایر حیوانات گسترش یافت، که شامل سایر ببرهای مالایی، شیرها می‌باشد. پایش مدفوع به صورت طولانی مدت دفع ویروس از مدفوع شیر و ببر را نشان داد. این اولین عفونت طبیعی در گربه های غیراهلی، احتمالا از طریق زئونوز معکوس بود. مینک‌ها هم به صورت طبیعی از از افرادی که از آنها مراقبت می‌کنند آلوده می‌شوند اخیرا مشاهده گربه‌های سرومثبت و یک گربه vRNA مثبت در مزرعه مینک‌ها نشان می‌دهد احتمالا انتقال حیوان به حیوان نیز وجود دارد. غیر از هلند، گزارشاتی از الودگی مینک‌ها نیز در سایر کشور‌های اروپایی مانند اسپانیا و دانمارک وجود دارد.
ویروس کرونا در حیوانات
رده سلول خوکی تکثیر ویروس را بدون هرگونه جهشی حمایت کرد

حیوانات آلوده هر دو علائم تنفسی و گوارشی را نشان می‌دهد. در ایلات متحده نیز دو طغیان در مزارع پرورش مینک‌ها دیده شده است. بنابراین نشان می‌دهد که مینک ها حساسیت بالایی دارند. توالی یابی کل ژنوم سویه‌های SARS-CoV-2 مینک و انسان در هلند انجام شده و شواهدی مبنی بر اولین انتقال حیوان به انسان را نشان می‌دهد و مینک‌ها توانایی بالقوه‌ای برای میزبان واسطه بودن دارد. هنوز شواهد علمی برای اثبات انتقال حیوان به انسان و حیوان به حیوان وجود نداشته اما احتمال آن وجود دارد.

مدل‌های هومولوگ ACE2 و اختصاصی بودن اتصال آن با پروتئین اسپایک SARS-CoV-2 که مشخص نمود که پرندگان خانگی سطوح متغیر حساسیت دارند، بوقلمون بالاترین  و به دنبال آن مرغ و اردک‌ها کمترین حساسیت را دارند. با این حال، عفونت طبیعی SARS-COV-2 در این گونه‌ها هنوز گزارش نشده است. عفونت طبیعی در گاو نر هلشتاین-گاوهای شیری هلندی در سن ۵-۴ ماهگی  که به صورت داخل بینی با دوز ۱۰۵  ۱ TCID۵۰ /ml از ویروس SARS-CoV-2 تلقیح شدند حضور RNA ویروس در سواپ بینی و شواهدی از واکنش در سرم دیده شد. عفونت طبیعی خرگوش سفید نیوزلندی هیچ علائم بالینی آشکاری را نشان ندادند، با این حال RNA ویروسی در بینی، گلو، و سواپ رکتوم حضور داشت که حساسیت خرگوش به SARS-CoV-2 را نشان می‌دهد. سایر مطالعات عفونت طبیعی در موش خرما (ferret) که با صاحبین مبتلا در تماس بودند هیچ شواهدی از عفونت طبیعی بر پایه‌ی RT-PCR و الایزا وجود ندارد بنابراین انتقال از انسان به موش خرما رخ نمی‌دهد. با این حال موش خرما می‌تواند تحت شراط آزمایشگاهی آلوده شوند.

بیشتر بدانید: شناسایی ۶ نوع متفاوت بیماری کووید ۱۹

مطالعات تجربی نشان داد خوک، جوجه، و اردک حساس به کووید۱۹ نیستند. خوک‌های ۴ هفته‌ای که با ویروس SARS-CoV تلقیح شده بودند در سال ۲۰۰۴ آنتی بادی های اختصاصی را نشان داده بنابراین خوک به آن مبتلا می‌شود. اما مطالعه اخیر برای ارزیابی حساسیت خوک به SARS-CoV-2 به صورت برون تنی (سلول‌های بیضه خوک و سلول‌های کلیه PK-15) و مدل‌های درون تنی هیچ کدام از ویروس ، RNA ویروسی و آنتی بادی‌های خنثی کننده وجود نداشت، اما رده سلول خوکی تکثیر ویروس را بدون هرگونه جهشی حمایت کرد. سایر مطالعات عفونت تجربی نیز گزارش دادند که خوک و مرغ‌ها مقاوم به SARS-CoV-2 هستند درحالی که خفاش و موش خرماها دفع ویروس و تغییراتی در سرم را نشان دادند. بنابراین، گزارشی از عفونت طبیعی خوک به SARS-CoV-2 وجود ندارد. اما به دلیل نزدیک بودن خوک به انسان جانب احتیاط باید رعایت شود زیرا با وقوع چند جهش احتمال درگیری انسان وجود دارد.
با این حال هنوز نمی‌توان به طور قطع گفت انتقال حیوان به انسان وجود دارد اما در این میان مینک‌ها قابلیت آن را دارند. حیواناتی نظیر گربه، سگ، خوک، موش خرما، گاو، اسب، بز، گوسفند، خرگوش، همستر چینی و … به عنوان میزبانان بالقوه می‌توانند باشند. با این حال عفونت طبیعی تنها در گربه، سگ و مینک رخ داده است. در گربه افزایش بیان ACE2 در پوست، لاله گوش، ریه، شبکیه بوه در حالی که در سگ ها تنا پوست و شبیکه میزان بالای بیان ACE2 را نشان دادند. به صورت قابل ملاحظه، گربه به صورت طبیعی نسبت به سگ بیشتر به SARS-CoV-2 حساس بود. در چهارپایان اهلی، مانند خوک، گاو، بز، و خرگوش میزان بالایی از ACE2 در بافت‌های خارج ریوی مانند کلیه، کبد، قلب و غیره دیده شد. مطالعات آتی نیاز به دریافتن تروپیسم ویروس در سایر جمعیت‌های حیوانی حساس دارد.
ویروس کرونا در حیوانات
مطالعات آتی نیاز به دریافتن تروپیسم ویروس در سایر جمعیت‌های حیوانی حساس دارد

قدرت حساسیت بیماری اساسا بر بیان پروتئازهایی مانند TMPRSS2 و furin می‌باشد که برای فعال سازی پروتئین اسپایک ویروس و عفونت زایی آن مورد نیاز می‌باشد. اخیرا اثبات شد که گابلت سل‌ مخاط بینی، پنوموسیت تیپ II ریه، و انتروسیت‌هایی که وظیفه جذب را بر عهده دارند، سطح بالای قابل توجهی از ACE2 را بیان می‌کنند و همچنین سلول های اپیتلیال بافت‌های تنفسی ACE2 و TMPRSS2 را به میزان بالیی بیان می‌کنند. این مطالعات نشان دادند ارتباط مثبتی بین اینترفرون (IFN) و بیان ACE2 در بافت‌های حاصل از افراد یا حیوانات بیمار در مقایسه با گروه کنترل سالم را نشان داد. در این مطالعه، سکانس scRNA حاصل از بیوپسی ریه یا روده از عفونت‌ها یا شرایطی که باعث شروع پاسخ اینترفرون می‌شود، برای اثبات افزایش بیان ACE2 و ACE2+TMPRSS2 استفاده کردند. افزایش بیان ACE2 سبب ایجاد پذیرنده سلولی بیشتری برای ورود ویروس شده که برای پاتوژنز SARS-CoV-2 می‌تواند بحرانی باشد و این مسئه میان گونه‌های مختلف متفاوت است.

مطالعه‌ Ulrich و دوستان: شش گاو به صورت داخل بینی با SARS-CoV-2 تلقیح شدند و همراه سه گاو سالم در تماس هم نگهداری کردند. در دو حیوان تلقیح شده سطح پائینی از تکثیر ویروس و  واکنش اختصاصی سرم، با این وجود حضور تیتر بالای آنتی بادی علیه بتاکرونا ویروس دیده شد و گاوهایی که در تماس با گاوهای تلقیح شده بودند آلوده نشدند. تمام گاوهای مورد مطالعه آنتی بادی‌های خنثی کننده کرونا ویروس گاوی را پیش از عفونت SARS-C0V-2 داشتند. بنرابراین طبق این مطالعه گاوها حساسیت کمتری به کرونا ویروس جدید داشته بنابراین شواهدی دال بر نقش داشتن گاو در پاندمی انسانی وجود نداشته هرچند که گزارشاتی از عفونت طبیعی گاو وجود دارد. با این که در این مطالعه انتقال از حیوان آلوده به حیوان سالم در تماس مستقیم انتقال نیافت اما در جمعیت‌هایی با تراکم بالای گاو و تعداد بالای موارد ابتلا در جمعیت‌های انسانی مثل آمریکا در موارد ارتباط نزدیک مراقبین و افراد با دام داشته باشند احتمال انتقال از انسان به دام به صورت anthropo-zoonotic وجود دارد. از این جهت در صورت وجود تماس مستقیم فرد آلوده به کووید۱۹ با دام، گاوها نیز می‌توانند در مطالعات این پاندمی دربرگرفته شود. همچنین احتمال آلودگی گاوها با سایر کرونا ویروس‌ ها مانند بتاکرونا ویروس وجود داشته بنابراین باید در تست‌های تشخیصی از جمله الایزا و PCR مورد توجه قرار گیرد. عفونت همزمان به صورت بالقوه‌ای ممکن است سبب وقوع نوترکیبی بین SARS-CoV-2 و کرونا ویروس گاوی (BCoV)  شود و در نتیجه آن ویروسی که ایجاد می‌شود دارای خصوصیات هر دو ویروس تنفسی اولیه می‌باشد که می‌تواند تهدیدی اضافی برای انسان و جمعیت دامی باشد و باید تحت پایش قرار بگیرد.

منبع: تیم محتوایی دامیران      /     نویسنده: دکتر زهرا شهبازی      /      لینک کوتاه مقاله: b2n.ir/daamiran23
Chithra, C. S., Milton, T., Dan, W., Feng, L. Susceptibility of livestock and companion animals to COVID-19. Journal of Medical virology. (2020): 1-10.
Ulrich, L., Wernike, K., Hoffmann, D., Mettenleiter, T. C., Beer, M. Experimental infection of cattle with SARS-CoV-2. Friedrich-Loeffler-Institut. 2020.
ویروس کرونا در حیوانات

اشتراک گذاری

امتیاز شما به این مطلب

منبع:

برای کپی کلیک کنید

دیدگاهتان را بنویسید

دامیران