Chránia domáce zvieratá svojich majiteľov v ére COVID-19?

Pôvodný článok: Do pets protect their owners in the COVID-19 era?; 12.5.2020

Jan Jurgiel, Krzysztof J. Filipiak, Łukasz Szarpak, Miłosz Jaguszewski, Jacek Smereka, Tomasz Dzieciątkowskig

Úvod

K prepuknutiu nákazy COVID-19 a globálnemu šíreniu choroby spôsobenej SARS-CoV-2 došlo koncom roka 2019 v čínskom Wu-chane [1]. Po infikovaní viac ako 120 000 ľudí a takmer 5 000 mŕtvych to Svetová zdravotnícka organizácia oznámila ako globálne kontrolovateľnú pandémiu [2]. V apríli 2020 počet prípadov presiahol 2 milióny a infekcia sa rozšírila do viac ako 180 krajín [3], [4]. Ľudské koronavírusy (HCoV) boli pôvodcom nielen súčasnej pandémie, ale aj epidémií SARS a MERS, ktoré infikovali a pripravili o život tisíce ľudí [5], [6]. Virologické a genetické štúdie potvrdili, že netopiere boli hostiteľmi oboch vírusov, ktoré sa ďalej šírili cibetkami a dromedármi [7], [8], [9]. Posledné štúdie naznačujú, že zdrojom rôznych koronavírusov môžu byť špecifické druhy zvierat: netopiere pre alfa- a beta- koronavírusy, vtáky pre gamma- a delta- koronavírusy a hlodavce pre predchodcu beta- koronavírusu línie A [10], [11], [12].

Infekcia nepostihuje len divoké zvieratá a existuje veľa známych kmeňov, ktoré ovplyvňujú hospodárske a domáce zvieratá [13]. Príznaky spôsobené koronavírusmi závisia od typu kmeňa; môžu zahŕňať gastrointestinálne ochorenia (hnačky, zvracanie, anorexia), ochorenia dýchacích ciest (dyspnoe, kašeľ, sipot) a iné. Živočíšny pôvod nového koronavírusu viedol k diskusii o možnom prenose choroby kontaktom s domácimi zvieratami. Všeobecný strach sa ešte zvýšil po potvrdení SARS-CoV-2 u tigra v zoologickej záhrade v Bronxe [14]. Svetová zdravotnícka organizácia v snahe čeliť týmto obavám sa odvolala na nedostatok dôkazov o šírení nového koronavírusu zo spoločenských zvierat na ľudí [15].

Empirické pozorovania ukazujú, že prítomnosť domácich zvierat môže mať pozitívny vplyv na priebeh COVID-19. Neoficiálne dôkazy sa snažia argumentovať tým, že COVID-19 iba veľmi zriedkavo postihuje veterinárnych lekárov. Lekárka Sabina Olex-Condor, španielska lekárka v Madride, v rozhovore naznačila, že mierny priebeh je častejší u pacientov vlastniacich domáce zvieratá (k dispozícii na: www.vetnolimits.com; www.psy.pl; www.plus.gloswielkopolski.pl ). Korelácia medzi vlastníctvom domácich zvierat a miernym priebehom COVID-19 sa zatiaľ nepotvrdila. V našej štúdii sme prešli množstvo literatúry a pokúsili sme sa nájsť možné vysvetlenie tohto javu. Predpokladáme, že kontakt so zvieracími koronavírusmi by mohol viesť k stimulácii imunitného systému, čím sa vytvorí účinná reakcia na infekciu SARS-CoV-2.

Výskyt zvieracieho koronavírusu u domácich zvierat

Možný pozitívny vplyv vlastníctva zvieraťa je možné zvážiť, ak je prítomnosť zvieracích koronavírusov v populácii domácich miláčikov vysoká. Preto sme študovali práce prezentujúce výskyt zvieracích koronavírusov. V našej analýze sa zameriavame na psy, a to z dvoch dôvodov: 1) sú to najbežnejšie druhy chované ako domáce zvieratá [16], 2) psie koronavírusy sa môžu ľahko prenášať na človeka prostredníctvom kvapiek. Mačacie koronavírusy sa detegujú aj u mačiek, ale ich príznaky súvisia hlavne s gastrointestinálnym traktom alebo sú pôvodcom neobvyklej a zvyčajne smrteľnej abnormálnej imunitnej odpovede na vírusovú infekciu, ale prenos zo zvieraťa na človeka je veľmi obmedzený [17].

Tabuľka 1 ukazuje mieru detekcie u psov. Podľa štúdií je detekcia psích respiračných koronavírusov (CrCoV) ustálená od 7,5% do 54,7%. Štúdie s najvýznamnejšou vzorkou (Priestnal a kol. 2006 a More a kol. 2020) preukázali detekciu: 54,7% pre Severnú Ameriku, 36,0% pre Spojené kráľovstvo a 53,0% pre Nový Zéland.

AutorPočet vzoriek (n)Miera detekcieMetódaRegión
Priestnal a kol. (2006) [18]1000
824
54.7%
36.0%
Sérologické testovanieSeverná Amerika
UK
More a kol. (2020) [19]101553.0%Sérologické testovanieNový Zéland
Priestnal a kol. (2007) [20]49023.3%Sérologické testovanieTaliansko
An a kol. (2010) [21]48312.8%Sérologické testovanieKórea
Hielb a kol. (2019) [22]2647.5%Sérologické testovanieRakúsko
Knesl a kol. (2009) [23]25129.0%Sérologické testovanieNový Zéland
Mitchell a kol. (2017) [24]24747.0%
7.7%
Sérologické testovanieEurópa
Decarao a kol. (2007) [25]21532.0%Sérologické testovanieTaliansko
Schulz a kol. (2014) [26]1519.8%Molekulárne testovanieNemecko
Erles a kol. (2003) [27]11937.0%Molekulárne testovanieUK
Erles et Brownlie [28](2005)11338.9%Sérologické testovanieUK
Sowman a kol. (2018) [29]9350.5%Sérologické testovanieNový Zéland
Wille a kol. (2020) [30]8814.7%Molekulárne testovanieŠvédsko
Tabuľka 1
Súhrn štúdií zisťujúcich výskyt koronavírusov u psov.

Dáta ukazujú, že výskyt CrCoV je u psov vysoký, čo môže naznačovať, že ľudia, ktorí majú domáce zviera, môžu mať častejší kontakt s rôznymi typmi psích koronavírusov. Pretože infikované domáce zvieratá nemusia mať príznaky, kontakt majiteľov s patogénmi môže byť bezpríznakový[31].

Krížová reaktivita a mobilizácia imunitného systému

Ľudský imunitný systém bojuje proti rôznym vírusovým infekciám tromi cestami: 1) sprostredkovanou interferónom, 2) sprostredkovanou cytotoxickými bunkami a 3) sprostredkovanou protilátkami [32]. V prvej ide o interferón, ktorý poskytuje účinnú imunitnú reakciu aktiváciou NK-buniek a makrofágov, potlačením produkcie vírusových proteínov a reguláciou prezentácie antigénu T-lymfocytom. V druhej môžu cytotoxické bunky priamo zabíjať hostiteľské bunky infikované vírusom pomocou špecifických receptorov a enzýmov, čím zastavia ďalšiu infekciu [33].

Zastavenie infekcie sprostredkované protilátkami je možné uskutočniť rôznymi mechanizmami: aglutináciou, fagocytózou alebo komplementovou systémovou degradáciou, ale všetky sú stimulované opsonizáciou protilátok [32]. Účinnosť tohto procesu súvisí so špecifickosťou protilátky – schopnosťou protilátky rozlišovať medzi podobnými a odlišnými antigénmi. Avšak v dôsledku skríženej reaktivity môžu protilátky reagovať na iný antigén v dôsledku podobnosti jeho štruktúr [34]. Reakcia na podobný antigén môže viesť k účinnej imunitnej ochrane, ako keby sa uskutočnila proti primárnemu cieľu. Krížová reaktivita súvisí so stupňom podobnosti primárneho antigénu s druhým, napríklad: neutralizačné protilátky proti „starému“ SARS-CoV majú miernu väzbovú silu k novému koronavírusu SARS-CoV-2.

Genóm koronavírusov kóduje štyri štrukturálne a šestnásť neštrukturálnych proteínov, približne [35], [36]. Spike proteíny (S-proteín) sú štrukturálne proteíny, ktoré rozpoznávajú a pripájajú sa k ACE2 umiestnenému na bunkovej membráne epitelu dýchacích ciest a pľúcnom parenchýme. Vo svojej štúdii Tilocca a kolegovia sekvenovali aminokyselinovú sekvenciu SARS-CoV-2 a porovnali ju so sekvenciami odvodenými od iných zvieracích koronavírusov [37]. Analýza ukázala, že podobnosť celej sekvencie medzi SARS-CoV-2 a psím respiračným koronavírusom (CrCoV) je 36,39% (porovnanie proteínu GI QHR63290 s QAY30030). Ďalšie skúmanie sekvencie epitopu však ukazuje vysokú homológiu: 57,14%, 80,00%, 83,33% a 100,00% v CrCoV epitopoch: 789–799, 754–764, 424–437 a 1139–1152. Na základe údajov predpokladáme, že opakovaný kontakt so zvieracími koronavírusmi môže viesť k imunizácii. Tento účinok bol potvrdený experimentálnymi štúdiami. Výskum vedený Luom a kolegami ukázal, že nukleokapsidový proteín odvodený z CrCoV a exprimovaný v E. coli vykazoval antigénnu skríženú reaktivitu s antisérami proti ľudským koronavírusom [38].

Ďalej Zhao a kolektív navrhujú ešte jedno vysvetlenie ochranného účinku kontaktu so zoonotickými koronavírusmi [39]. Krížová reaktivita s T-lymfocytmi môže vyvolať imunitnú odpoveď. Pamäťové T-lymfocyty CD4 + na epiteli dýchacích ciest môžu účinne produkovať interferón-gama, čo vedie k aktivácii ďalších buniek a účinnej reakcii.

Pacienti, ktorí vlastnia domáce zvieratá, teda mohli mať mierny priebeh infekcie SARS-CoV-2, ako bolo pozorované v Španielsku. Opakovaný kontakt s patogénmi môže fungovať ako imunitná mobilizácia proti SARS-CoV-2 mnohými rôznymi cestami.

Závery

  1. U psov sa často vyskytujú psie respiračné koronavírusy.
  2. Vlastníctvo zvieraťa môže viesť ku kontaktu s koronavírusmi psov.
  3. Opakovaný kontakt s koronavírusmi psov môže stimulovať ľudský imunitný systém a poskytnúť účinnú reakciu na SARS-COV-2.
  4. Je potrebné ďalšie preskúmanie korelácie medzi vlastníctvom domácich miláčikov a priebehom COVID-19. Takéto údaje, aj keď spätne získané, sa oplatí analyzovať.

Referencie

1. Wu Y.-C., Chen C.-S., Chan Y.-J. The outbreak of COVID-19: an overview. J Chin Med Assoc. 2020;83:217–220. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
2. WHO Coronavirus disease 2019 (COVID-19) Situation Report – 52.
3. COVID-19 Dashboard by the Center for Systems Science and Engineering (CSSE) at Johns Hopkins University (JHU).
4. Mallapaty S. What the cruise-ship outbreaks reveal about COVID-19. Nature. 2020;580:18. [PubMed] [Google Scholar]
5. Sorensen M.D. Severe acute respiratory syndrome (SARS): development of diagnostics and antivirals. Ann N Y Acad Sci. 2006;1067:500–505. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
6. http://www.emro.who.int/health-topics/mers-cov/mers-outbreaks.html.
7. Yin Y., Wunderink R.G. MERS, SARS and other coronaviruses as causes of pneumonia: MERS, SARS and coronaviruses. Respirology. 2018;23:130–137. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
8. Li W. Bats are natural reservoirs of SARS-like coronaviruses. Science. 2005;310:676–679. [PubMed] [Google Scholar]
9. Ithete N.L. Close relative of human middle east respiratory syndrome coronavirus in bat, South Africa. Emerg Infect Dis. 2013;19:1697–1699. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
10. Woo P.C.Y. Discovery of seven novel mammalian and avian coronaviruses in the genus deltacoronavirus supports bat coronaviruses as the gene source of alphacoronavirus and betacoronavirus and avian coronaviruses as the gene source of gammacoronavirus and deltacoronavirus. J Virol. 2012;86:3995–4008. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
11. Woo P.C.Y. Molecular diversity of coronaviruses in bats. Virology. 2006;351:180–187. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
12. Lau S.K.P. Discovery of a novel coronavirus, china rattus coronavirus HKU24, from Norway rats supports the murine origin of betacoronavirus 1 and has implications for the ancestor of betacoronavirus lineage A. J Virol. 2015;89:3076–3092. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
13. Wang Q., Vlasova A.N., Kenney S.P., Saif L.J. Emerging and re-emerging coronaviruses in pigs. Curr Opin Virol. 2019;34:39–49. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
14. https://www.bbc.com/news/world-us-canada-52177586.
15. WHO Coronavirus disease (COVID-19) advice for the public: Myth busters.
16. Applebaum J.W., Peek C.W., Zsembik B.A. Examining U.S. pet ownership using the General Social Survey. Soc Sci J. 2020;1–10 doi: 10.1080/03623319.2020.1728507. [CrossRef] [Google Scholar]
17. Jaimes J.A., Whittaker G.R. Feline coronavirus: insights into viral pathogenesis based on the spike protein structure and function. Virology. 2018;517:108–121. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
18. Priestnall S., Brownlie J., Dubovi E., Erles K. Serological prevalence of canine respiratory coronavirus. Vet Microbiol. 2006;115:43–53. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
19. More G., Dunowska M., Acke E., Cave N. A serological survey of canine respiratory coronavirus in New Zealand. New Zealand Vet J. 2020;68:54–59. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
20. Priestnall S.L., Pratelli A., Brownlie J., Erles K. Serological prevalence of canine respiratory coronavirus in southern italy and epidemiological relationship with canine enteric coronavirus. J VET Diagn Invest. 2007;19:176–180. [PubMed] [Google Scholar]
21. An D.-J. A serological survey of canine respiratory coronavirus and canine influenza virus in Korean dogs. J Vet Med Sci. 2010;72:1217–1219. [PubMed] [Google Scholar]
22. Hiebl A. Detection of selected viral pathogens in dogs with canine infectious respiratory disease in Austria. J Small Anim Pract. 2019;60:594–600. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
23. Knesl O., Allan F., Shields S. The seroprevalence of canine respiratory coronavirus and canine influenza virus in dogs in New Zealand. New Zealand Vet J. 2009;57:295–298. [PubMed] [Google Scholar]
24. Mitchell J.A. European surveillance of emerging pathogens associated with canine infectious respiratory disease. Vet Microbiol. 2017;212:31–38. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
25. Decaro N. Serological and molecular evidence that canine respiratory coronavirus is circulating in Italy. Vet Microbiol. 2007;121:225–230. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
26. Schulz B.S., Kurz S., Weber K., Balzer H.-J., Hartmann K. Detection of respiratory viruses and Bordetella bronchiseptica in dogs with acute respiratory tract infections. Vet J. 2014;201:365–369. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
27. Erles K., Toomey C., Brooks H.W., Brownlie J. Detection of a group 2 coronavirus in dogs with canine infectious respiratory disease. Virology. 2003;310:216–223. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
28. Erles K., Brownlie J. Investigation into the causes of canine infectious respiratory disease: antibody responses to canine respiratory coronavirus and canine herpesvirus in two kennelled dog populations. Arch Virol. 2005;150:1493–1504. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
29. Sowman H., Cave N., Dunowska M. A survey of canine respiratory pathogens in New Zealand dogs. New Zealand Vet J. 2018;66:236–242. [PubMed] [Google Scholar]
30. Wille M. Evolutionary genetics of canine respiratory coronavirus and recent introduction into Swedish dogs. Infect Genet Evol. 2020;82 [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
31. Buonavoglia C. Canine coronavirus highly pathogenic for dogs. Emerg Infect Dis. 2006;12:492–494. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
32. https://www.immunology.org/public-information/bitesized-immunology/pathogens-and-disease/immune-responses-bacteria.
33. Rosendahl Huber S., van Beek J., de Jonge J., Luytjes W., van Baarle D. T cell responses to viral infections – opportunities for peptide vaccination. Front. Immunol. 2014;5 [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
34. Frank S.A. Princeton University Press; 2002. Immunology and evolution of infectious disease. [Google Scholar]
35. Chen Y., Liu Q., Guo D. Emerging coronaviruses: genome structure, replication, and pathogenesis. J Med Virol. 2020;92:418–423. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
36. Donnelly C.A. Epidemiological and genetic analysis of severe acute respiratory syndrome. Lancet Infect Dis. 2004;4:672–683. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
37. Tilocca B. Molecular basis of COVID-19 relationships in different species: a one health perspective. Microbes Infect. 2020 doi: 10.1016/j.micinf.2020.03.002. S1286457920300484. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
38. Lu S. Genetic and antigenic characterization of recombinant nucleocapsid proteins derived from canine coronavirus and canine respiratory coronavirus in China. Sci China Life Sci. 2016;59:615–621. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
39. Zhao J. Airway memory CD4 + T cells mediate protective immunity against emerging respiratory coronaviruses. Immunity. 2016;44:1379–1391. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *