SARS-CoV-2 Virüsünün Hastalık Yapma Mekanizması

Tüm koronavirüsler (CoV) ORF1 ‘downstream’ bölgelerinde viral replikasyon, nükleokapsid ve ‘spike’ için proteinleri kodlayan spesifik genler içerir (Van Boheemen vd. 2012). Koronavirüslerin dış yüzeyindeki ‘spike’ adı verilen glikoprotein yapıları, virüsün konakçı hücrelere bağlanmasından ve girişinden sorumludur (Shereen vd. 2020). 

Reseptör bağlanma bölgesine (RBD), virüsler gevşek bir şekilde bağlıdır ve bu durum virüsün birden fazla konakçıya ulaşmasını sağlar (Raj vd. 2013, Perlman ve Netland 2009).  Diğer koronavirüsler çoğunlukla aminopeptidazları veya karbonhidratları insan hücrelerine giriş için anahtar reseptör olarak tanırken, SARS-CoV ve MERS-CoV ekzopeptidazları tanır (Wang vd. 2013). Bir koronavirüsün giriş mekanizması, hücresel proteazlara bağlıdır ki bunlar; insan solunum yolu tripsin benzeri proteaz (HAT), katepsinler ve transmembran proteaz serin 2 (TMPRSS2)’den oluşmaktadır (Bertram vd. 2011, Glowacka vd. 2011). MERS-koronavirüs dipeptidil peptidaz 4 (DPP4) kullanırken, HCoV-NL63 ve SARS-koronavirüsleri, anjiyotensin dönüştürücü enzim 2 (ACE2) anahtar reseptör olarak kullanırlar (Raj vd. 2013, Wang vd. 2013, Shereen vd. 2020).

SARS-CoV-2, ‘spike’ proteini ile tipik koronavirüs yapısına sahiptir ve ayrıca RNA polimeraz, 3-kimotripsin benzeri proteaz, papain-benzeri proteaz, helikaz, glikoprotein ve yardımcı proteinler gibi diğer poliproteinleri, nükleoproteinleri ve membran proteinlerini ifade etmektedir (Wu vd. 2020a, Zhou vd. 2020). SARS-CoV-2'nin ‘spike’ proteini, van der Waals kuvvetlerini sürdürmek için RBD bölgesinde 3 boyutlu bir yapı içerir (Xu vd. 2020a). SARS-CoV-2'nin RBD bölgesindeki 394 glutamin kalıntısı, insan ACE2 reseptörü üzerindeki kritik lizin 31 kalıntısı tarafından tanınır (Wan vd. 2020). Konakçı hücrelerde SARS-CoV-2'nin yaşam döngüsü S proteininin hücresel reseptör ACE2'ye bağlanması ile başlar. Reseptör bağlanmasından sonra, S proteinindeki konformasyon değişikliği, hücre zarı ile endozomal yol boyunca viral zarf füzyonunu kolaylaştırır. Daha sonra SARS-CoV-2 RNA'sını konakçı hücreye salar. Genom RNA, viral proteazlar tarafından küçük ürünlere ayrılan viral replikaz poliproteinler pp1a ve 1ab'ye dönüştürülür. Polimeraz, süreksiz transkripsiyon ile bir dizi subgenomik mRNA üretmekte ve son olarak ilgili viral proteinlere dönüştürülmektedir. Viral proteinler ve genom RNA daha sonra ER ve Golgi'de virionlara birleştirilir ve daha sonra veziküller yoluyla taşınır ve hücreden çıkarılır (Shereen vd. 2020).

COVID-19 Hastalığının Yayılma Özellikleri

Çin’ in Wuhan kentinde ortaya çıkan ve tüm dünyaya hızla yayılan yeni korona (corona) virüs salgını (COVID-19) dünyada pandemiye yol açmıştır. COVID-19 hastalığı etmeni SARS-CoV-2 olarak adlandırılan virüs, koronavirüs ailesine dahil olan yeni tip korona virüsdür.  Literatüre ilk olarak 31 Aralık 2019’da Wuhan’da akciğerde iltihaplanma (pnömoni) teşhisi konulan hastalarda görülmesi ile girmiştir. 

COVID-19’a neden olan SARS-CoV-2’in bulaşmasında en büyük rolü insandan insana solunum damlacıkları yoluyla direkt veya indirekt temas oynamaktadır. 

Kesin olarak bilinmese de virüsün yayılma olasılığının bireylerin hastalık semptomlarını en çok gösterdiği zamanda olduğu düşünülmektedir. Semptomları göstermemelerine rağmen enfekte olmuş bireylerin virüsü yayabileceği ihtimalleri üzerinde de durulmaktadır.  

Bunlardan ayrı olarak, Amerikan Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezi (CDC)’ne göre virüsten etkilenen bazı bölgelerde hastalığın doğrudan iletişim kurmamış kişiler arasında yayıldığı da saptanmış bulunmaktadır.  COVID-19 hastalığının bulaşmasında sıkça temas edilen yüzeylerin potansiyel bir risk olabileceği de belirtilmektedir. Ancak, bireylerin kontamine olmuş yüzeylerle temasından sonra, ellerinde oluşan viral yükü veya kontamine olma sıklığını açıklayan veriler henüz bulunmamaktadır.

Şimdiye kadar 2 köpek (Hong Kong) ve 1 kedinin (Belçika) SARS-CoV-2 ile enfekte olduğu bildirilmiştir. New York Post’un haberine göre, Belçika’da bulunan bir kedinin SARS-CoV-2 testi pozitif çıkmış olup kedinin COVID-19’un tipik semptomlarını (nefes darlığı da dahil) gösterdiği tespit edilmiştir. Kedinin test sonucunun pozitif çıkmasından 1 hafta önce sahibinin de hastalık belirtileri gösterdiği belirtilmiştir. Virüse kediden alınan dışkı örneğinde rastlanılmıştır. Fakat bulaşıcı hastalık uzmanları ve birçok uluslararası evcil hayvan sağlık örgütlerine göre herhangi bir evcil hayvanın COVID-19’u insanlara veya diğer hayvanlara bulaştırma riski olduğuna dair kanıt bulunmamaktadır. Bunlara ek olarak Fransa Gıda, Çevre ve İş Sağlığı & Güvenliği Ajansı’nın yayınladığı bilgilere göre; 

Virüsün çiftlik hayvanları ve evcil hayvanlar tarafından bulaşması olasılığına ilişkin olarak, uzmanların sonuçları şunları göstermektedir:

- SARS-CoV-2 virüsü, hücrelere erişmesini sağlayan belirli bir hücresel reseptöre bağlanır. Bu reseptör evcil hayvan türlerinde tanımlanmış ve insan virüsü ile etkileşime girebilecek gibi görünse de -bu konuda daha çok çalışmaya ihtiyaç duyulmasına rağmen- uzmanlar, reseptörün varlığının bu hayvanlarda enfeksiyon için yeterli bir koşul olmadığını belirtmektedir. Bunun sebebi olarak virüsün sadece reseptörleri değil, aynı zamanda çoğalmasına olanak tanıyan diğer hücre bileşenlerini de kullanması gerektirdiğini gösterilmiştir.

- Virüs genomu, Hong Kong’da enfekte bir hastayla temas eden bir köpeğin burun ve ağız boşluklarında tespit edilirken, virüs genetik materyalinin hayvanda saptanması hayvanın enfekte olduğu sonucuna varmak için yeterli bir kanıt değildir. Bu durumda pasif kontaminasyon göz ardı edilmemelidir çünkü virüs nemli mukoza zarlarında replike olmadan hayatta kalabilmektedir.  Bunu göz önünde bulundurarak uzmanlar, ek analizler yaparak bu vakayı daha fazla araştırma sonuçları geldikçe yayınlamaya devam edeceklerini belirtmişlerdir. 

Amerikan Veteriner Hekimleri Birliği’ne (AVMA) göre; COVID-19 hastalığınız yoksa evcil hayvanlarınızla normalde olduğu gibi yürüme, besleme, oyun oynama gibi aktivitelerde bulunabilirsiniz. Bu etkileşimler sırasında hijyenik kurallara dikkat etmelisiniz. Örneğin evcil hayvanınızla etkileşime girmeden önce ve girdikten sonra ellerinizi yıkayın, hayvanınızın bakımlı olduğundan emin olun ve hayvanınızın yiyecek-su kaplarını, yatak malzemelerini, oyuncaklarını düzenli temizleyin.

KAYNAKÇA

NOT: Kaynaklar orjinal dilinden Türkçeye çevirilmiştir.

Ahmadiara, E. (2020). Possibility of Faecal-Oral Transmission of  Novel Coronavirus (SARS-CoV-2) via Consumption of Contaminated Foods of Animal Origin: A Hypothesis. Journal of Food Quality and Hazards Control.

Bertram, S. Glowacka, I. Müller, M.A. Lavender, H. Gnirss, K. Nehlmeier, I. et al. Cleavage and activation of the severe acute respiratory syndrome coronavirus spike protein by human airway trypsin-like protease Journal of virology., 85 (24) (2011), pp. 13363-13372

Brown, L. (2020). First known cat infected with coronavirus reported in Belgium. Nypost.com. Available at https://nypost.com/2020/03/27/first-known-cat-infected-with-coronavirus-...

French Agency for Food, Environmental and Occupational Health & Safety. (2020). COVID-19 cannot be transmitted by either farm animals or domestic animals.

Glowacka, I. Bertram, S. Müller, M.A. Allen, P. Soilleux, E. Pfefferle, S.et al. Evidence that TMPRSS2 activates the severe acute respiratory syndrome coronavirus spike protein for membrane fusion and reduces viral control by the humoral immune response Journal of virology., 85 (9) (2011), pp. 4122-4134

Kampf, G., Todt, D., Pfaender, S., Steinmann, E. (2020). Persistence of coronaviruses on inanimate surfaces and their inactivation with biocidal agents. Journal of Hospital Infection.

Li F. 2008. Structural analysis of major species barriers between humans and palm civets for severe acute respiratory syndrome coronavirus infections. J Virol 82:6984–6991. doi:10.1128/JVI.00442-08.

Perlman, S. Netland J. Coronaviruses post-SARS: update on replication and pathogenesis Nature reviews Microbiology., 7 (6) (2009), pp. 439-450

Raj, V.S. Mou, H. Smits, S.L. Dekkers, D.H. Müller, M.A. Dijkman, R. et al. Dipeptidyl peptidase 4 is a functional receptor for the emerging human coronavirus-EMC Nature., 495 (7440) (2013), pp. 251-254

Van Boheemen, S. de Graaf, M. Lauber, C. Bestebroer, T.M. Raj, V.S. AM. Zaki, et al. Genomic characterization of a newly discovered coronavirus associated with acute respiratory distress syndrome in humans MBio., 3 (6) (2012), pp. e00473-e512

Wan, Y. Shang, J. Graham, R. Baric, R.S. Li F. Receptor recognition by novel coronavirus from Wuhan: An analysis based on decade-long structural studies of SARS Journal of virology (2020)

Wang, N. Shi, X. Jiang, L. Zhang, S. Wang, D. Tong, P. et al. Structure of MERS-CoV spike receptor-binding domain complexed with human receptor DPP4 Cell Research., 23 (8) (2013), p. 986

Wu, F. Zhao, S. Yu, B. Chen, Y.-M. Wang, W. Song, Z.-G. et al. A new coronavirus associated with human respiratory disease in China Nature., 1–5 (2020a)

Wu KL, Peng GQ, Wilken M, Geraghty RJ, Li F. 2012. Mechanisms of host receptor adaptation by severe acute respiratory syndrome coronavirus. J Biol Chem 287:8904–8911. doi:10.1074/jbc.M111.325803.

Xu, X. Chen, P. Wang, J. Feng, J. Zhou, H. Li, X. et al. Evolution of the novel coronavirus from the ongoing Wuhan outbreak and modeling of its spike protein for risk of human transmission Science China Life Sciences., 63 (3) (2020a), pp. 457-460

Zhou, P. Yang, X. Wang, X. Hu, B. Zhang, L. Zhang, W.et al. A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin Nature [Internet]., Feb (2020), p. 3