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El síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 ( SARS-CoV-2 ) [2] [3] es el virus que causa la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19), la enfermedad respiratoria responsable de la pandemia COVID-19 . [4] Conocido coloquialmente simplemente como el coronavirus , anteriormente se lo conocía por su nombre provisional , nuevo coronavirus 2019 ( 2019-nCoV ), [5] [6] [7] [8] y también se le ha llamado coronavirus humano 2019 ( HCoV-19 ohCoV-19 ). [9] [10] [11] [12] La Organización Mundial de la Salud declaró el brote una Emergencia de Salud Pública de Importancia Internacional el 30 de enero de 2020 y una pandemia el 11 de marzo de 2020. [13] [14]

El SARS-CoV-2 es un virus de ARN monocatenario de sentido positivo [15] [16] (y, por lo tanto, de la clase IV de Baltimore [17] ) que es contagioso en los seres humanos. [18] Según lo descrito por los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU . , Es el sucesor del SARS-CoV-1 , [11] [19] el virus que causó el brote de SARS 2002-2004 .

Taxonómicamente , el SARS-CoV-2 es un virus de la especie coronavirus relacionado con el síndrome respiratorio agudo severo (SARSr-CoV). [2] Se cree que tiene orígenes zoonóticos y tiene una gran similitud genética con los coronavirus de los murciélagos, lo que sugiere que surgió de un virus transmitido por murciélagos . [20] [21] [22] [10] Se está investigando si el SARS-CoV-2 provino directamente de los murciélagos o indirectamente a través de hospedadores intermediarios. [23] [24] El virus muestra poca diversidad genética , lo que indica que el evento de desbordamientoEs probable que la introducción del SARS-CoV-2 en humanos haya ocurrido a fines de 2019. [25]

Los estudios epidemiológicos estiman que cada infección da como resultado 5,7 nuevas cuando ningún miembro de la comunidad es inmune y no se toman medidas preventivas . [26] El virus se transmite principalmente entre las personas a través del contacto cercano y a través de las gotitas respiratorias producidas al toser o estornudar. [27] [28] Entra principalmente en las células humanas al unirse a la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2). [20] [29] [30] [31]

Terminología

El nombre "2019-nCoV" en uso en un letrero trilingüe en un centro de salud de Lisboa en febrero de 2020.

Durante el brote inicial en Wuhan , China, se utilizaron varios nombres para el virus; algunos nombres utilizados por diferentes fuentes incluyen el "coronavirus" o "coronavirus de Wuhan". [32] [33] En enero de 2020, la Organización Mundial de la Salud recomendó "2019 nuevo coronavirus" (2019-nCov) [34] [6] como el nombre provisional del virus. Esto estaba de acuerdo con la guía de la OMS de 2015 [35] contra el uso de ubicaciones geográficas, especies animales o grupos de personas en los nombres de enfermedades y virus. [36] [37]

El 11 de febrero de 2020, el Comité Internacional de Taxonomía de Virus adoptó el nombre oficial de "coronavirus 2 del síndrome respiratorio agudo severo" (SARS-CoV-2). [38] Para evitar confusión con la enfermedad del SARS , la OMS a veces se refiere al SARS-CoV-2 como "el virus COVID-19" en las comunicaciones de salud pública [39] [40] y el nombre HCoV-19 se incluyó en algunas investigaciones artículos. [9] [10] [11]

El público en general suele llamar tanto al virus como a la enfermedad que causa "coronavirus". El presidente de Estados Unidos, Donald Trump, se refirió repetidamente al virus como el "virus chino" en tuits, entrevistas y conferencias de prensa en la Casa Blanca, lo que generó algunas críticas de que estaba estigmatizando la enfermedad con tintes raciales o nacionalistas. [41] [42] [43]

Virología

Infección y transmisión

La transmisión de persona a persona del SARS-CoV-2 se confirmó el 20 de enero de 2020, durante la pandemia de COVID-19 . [18] [44] [45] [46] Se asumió inicialmente que la transmisión se producía principalmente a través de gotitas respiratorias al toser y estornudar dentro de un rango de aproximadamente 1,8 metros (6 pies). [28] [47] Los experimentos de dispersión de luz láser sugieren que hablar es un modo de transmisión adicional [48] [49] y uno de gran alcance [50] y poco investigado [51] , en interiores, con poco flujo de aire. [52] [53]Otros estudios han sugerido que el virus también puede estar en el aire , y que los aerosoles pueden potencialmente transmitir el virus. [54] [55] [56] Durante la transmisión de persona a persona, se cree que un promedio de 1000 viriones infecciosos del SARS-CoV-2 inician una nueva infección. [57] [58]

El contacto indirecto a través de superficies contaminadas es otra posible causa de infección. [59] La investigación preliminar indica que el virus puede permanecer viable en plástico ( polipropileno ) y acero inoxidable ( AISI 304 ) hasta por tres días, pero no sobrevive en cartón por más de un día o en cobre por más de cuatro horas; [11] El jabón inactiva el virus, lo que desestabiliza su bicapa lipídica . [60] [61] También se ha encontrado ARN viral en muestras de heces y semen de individuos infectados. [62] [63]

El grado en que el virus es infeccioso durante el período de incubación es incierto, pero las investigaciones han indicado que la faringe alcanza la carga viral máxima aproximadamente cuatro días después de la infección [64] [65] o la primera semana de síntomas, y disminuye después. [66]

Un estudio realizado por un equipo de investigadores de la Universidad de Carolina del Norte encontró que la cavidad nasal es aparentemente el sitio inicial dominante para la infección con la subsiguiente siembra de virus mediada por aspiración en los pulmones en la patogénesis del SARS-CoV-2. [67] Descubrieron que había un gradiente de infección de cultivos epiteliales pulmonares de alto en proximal a bajo en distal, con una infección focal en células ciliadas y neumocitos de tipo 2 en las vías respiratorias y regiones alveolares, respectivamente. [67]

Existe alguna evidencia de transmisión de persona a animal del SARS-CoV-2, incluidos ejemplos en felinos . [68] [69] Algunas instituciones han aconsejado a las personas infectadas con SARS-CoV-2 que restrinjan el contacto con los animales. [70] [71]

Transmisión asintomática

El 1 de  febrero de 2020, la Organización Mundial de la Salud (OMS) indicó que "la transmisión de casos asintomáticos probablemente no sea un factor importante de transmisión". [72] Un metanálisis encontró que el 17% de las infecciones son asintomáticas y que las personas asintomáticas tenían un 42% menos de probabilidades de transmitir el virus. [73]

Sin embargo, un modelo epidemiológico del comienzo del brote en China sugirió que "la diseminación presintomática puede ser típica entre las infecciones documentadas" y que las infecciones subclínicas pueden haber sido la fuente de la mayoría de las infecciones. [74] Eso puede explicar cómo de 217 a bordo de un crucero que atracó en Montevideo , solo 24 de 128 que dieron positivo por ARN viral mostraron síntomas. [75]De manera similar, un estudio de noventa y cuatro pacientes hospitalizados en enero y febrero de 2020 estimó que los pacientes arrojaron la mayor cantidad de virus dos o tres días antes de que aparezcan los síntomas y que "una proporción sustancial de transmisión probablemente ocurrió antes de los primeros síntomas en el caso índice ". [76]

Reinfección

Todavía hay muchas preguntas sobre la reinfección y la inmunidad a largo plazo. [77] No se sabe qué tan común es la reinfección, pero los informes han indicado que ocurre con una gravedad variable. [77]

El primer caso notificado de reinfección fue el de un hombre de 33 años de Hong Kong que dio positivo por primera vez el 26 de marzo de 2020, fue dado de alta el 15 de abril de 2020 después de dos pruebas negativas y volvió a dar positivo el 15 de agosto de 2020 (142 días después). , que fue confirmado por la secuenciación del genoma completo que muestra que los genomas virales entre los episodios pertenecen a diferentes clados . [78] Los hallazgos tenían las implicaciones de que la inmunidad colectiva puede no eliminar el virus si la reinfección no es una ocurrencia infrecuente y que las vacunas pueden no ser capaces de brindar protección de por vida contra el virus. [78]

Otro estudio de caso describió a un hombre de 25 años de Nevada que dio positivo por SARS-CoV-2 el 18 de abril de 2020 y el 5 de junio de 2020 (separados por dos pruebas negativas). Dado que los análisis genómicos mostraron diferencias genéticas significativas entre la variante del SARS-CoV-2 muestreada en esas dos fechas, los autores del estudio de caso determinaron que se trataba de una reinfección. [79] La segunda infección del hombre fue sintomáticamente más grave que la primera, pero se desconocen los mecanismos que podrían explicar esto. [79]

Reservorio y origen zoonótico

Transmisión de SARS-CoV-1 y SARS-CoV-2 de mamíferos como portadores biológicos a humanos

Las primeras infecciones conocidas por SARS-CoV-2 se descubrieron en Wuhan, China. [20] La fuente original de transmisión viral a los humanos sigue sin estar clara, al igual que si el virus se volvió patógeno antes o después del evento de desbordamiento . [25] [80] [10] Debido a que muchos de los primeros infectados eran trabajadores del mercado de mariscos de Huanan , [81] [82] se ha sugerido que el virus podría haberse originado en el mercado. [10] [83] Sin embargo, otra investigación indica que los visitantes pueden haber introducido el virus en el mercado, lo que luego facilitó la rápida expansión de las infecciones. [25] [84] Un análisis de la red filogenética de 160 genomas de coronavirus tempranos muestreados desde diciembre de 2019 hasta febrero de 2020 mostró que el tipo de virus más estrechamente relacionado con el coronavirus de murciélago era más abundante en Guangdong , China, y se designó como tipo "A". El tipo predominante entre las muestras de Wuhan, "B", está más relacionado con el coronavirus del murciélago que el tipo ancestral "A". [85] [86]

La investigación sobre el reservorio natural del virus que causó el brote de SARS 2002-2004 ha dado como resultado el descubrimiento de muchos coronavirus de murciélagos similares al SARS , la mayoría originados en el género Rhinolophus de murciélagos herradura . El análisis filogenético indica que las muestras tomadas de Rhinolophus sinicus muestran una semejanza del 80% con el SARS-CoV-2. [22] [87] [88] El análisis filogenético también indica que un virus de Rhinolophus affinis , recolectado en la provincia de Yunnan y designado como RaTG13 , tiene una semejanza del 96% con el SARS-CoV-2. [20] [89]

Las muestras tomadas de Rhinolophus sinicus , una especie de murciélagos de herradura , muestran una semejanza del 80% con el SARS-CoV-2.

Los murciélagos se consideran el reservorio natural más probable del SARS-CoV-2, [90] [91] pero las diferencias entre el coronavirus del murciélago y el SARS-CoV-2 sugieren que los seres humanos se infectaron a través de un huésped intermedio. [83] Aunque los estudios han sugerido algunos posibles candidatos, el número y las identidades de los huéspedes intermedios siguen siendo inciertos. [92] Casi la mitad del genoma del virus tiene un linaje filogenético distinto de los parientes conocidos. [93]

Un estudio publicado en julio de 2020 sugirió que los pangolines son un huésped intermedio de coronavirus similares al SARS-CoV-2. [94] [95] Sin embargo, estudios adicionales indican que es poco probable que los pangolines sean reservorios o huéspedes intermediarios del SARS-CoV-2. Los aislamientos obtenidos de pangolines incautados en Guangdong eran solo un 92% idénticos en secuencia al genoma del SARS-CoV-2, un número que es demasiado bajo para que el virus del pangolín sea un huésped intermedio. Además, es poco probable que los pangolines sean reservorios de virus similares al SARS-CoV-2 porque se enferman a causa de la infección, a diferencia de los verdaderos reservorios como los murciélagos. [96]El dominio de unión al receptor de la proteína del pico del virus del pangolín es muy similar al de SARS-CoV-2, siendo los cinco residuos de aminoácidos críticos en el motivo de unión al receptor idénticos en ambos virus. [96] Sin embargo, resulta que el virus del pangolín se une mal al receptor ACE2 humano. [97]

Toda la evidencia disponible sugiere que el SARS-CoV-2 tiene un origen animal natural y no está modificado genéticamente . [98] Sin embargo, al comienzo de la pandemia, las teorías de conspiración se difundieron en las redes sociales afirmando que el virus fue diseñado por ingeniería biológica por China en el Instituto de Virología de Wuhan . [99]

Filogenética y taxonomía

El SARS-CoV-2 pertenece a la amplia familia de virus conocidos como coronavirus . [33] Es un virus de ARN monocatenario de sentido positivo (+ ssRNA), con un solo segmento de ARN lineal. Otros coronavirus pueden causar enfermedades que van desde el resfriado común hasta enfermedades más graves como el síndrome respiratorio de Oriente Medio (MERS, tasa de letalidad ~ 34%). Es el séptimo coronavirus conocido que infecta a las personas, después de 229E , NL63 , OC43 , HKU1 , MERS-CoV y el SARS-CoV original . [100]

Al igual que el coronavirus relacionado con el SARS implicado en el brote de SARS de 2003, el SARS-CoV-2 es miembro del subgénero Sarbecovirus ( linaje beta-CoV B). [101] [102] Su secuencia de ARN tiene aproximadamente 30.000 bases de longitud, [15] relativamente larga para un coronavirus. El SARS-CoV-2 es único entre los betacoronavirus conocidos en su incorporación de un sitio de escisión polibásico , una característica conocida por aumentar la patogenicidad y la transmisibilidad en otros virus. [10] [103] [104]

Con un número suficiente de genomas secuenciados , es posible reconstruir un árbol filogenético del historial de mutaciones de una familia de virus. Para el 12 de enero de 2020, cinco genomas de SARS-CoV-2 habían sido aislados de Wuhan y reportados por el Centro Chino para el Control y la Prevención de Enfermedades (CCDC) y otras instituciones; [15] [105] el número de genomas aumentó a 42 para el 30 de enero de 2020. [106] Un análisis filogenético de esas muestras mostró que estaban "altamente relacionadas con un máximo de siete mutaciones relativas a un ancestro común ", lo que implica que el primer ser humano la infección se produjo en noviembre o diciembre de 2019. [106] Al 7 de mayo de 2020,4.690 genomas de SARS-CoV-2 muestreados en seis continentes estaban disponibles al público. [107] [ aclaración necesaria ]

El 11 de febrero de 2020, el Comité Internacional de Taxonomía de Virus anunció que, de acuerdo con las reglas existentes que calculan las relaciones jerárquicas entre los coronavirus basándose en cinco secuencias conservadas de ácidos nucleicos, las diferencias entre lo que entonces se llamaba 2019-nCoV y el virus del SARS de 2003 brote fueron insuficientes para separar las especies virales . Por lo tanto, identificaron 2019-nCoV como un virus del coronavirus relacionado con el síndrome respiratorio agudo severo . [108]

En julio de 2020, los científicos informaron que una variante de SARS-CoV-2 más infecciosa con la variante de proteína de pico G614 ha reemplazado a D614 como la forma dominante en la pandemia. [109] [110] En octubre de 2020, los científicos informaron en un preprint que una variante, 20A.EU1 , se observó por primera vez en España a principios del verano y se ha convertido en la variante más frecuente en varios países europeos . También ilustran la aparición y propagación de otros grupos frecuentes de secuencias que utilizan Nextstrain . [111] [112]

En octubre de 2020, los investigadores descubrieron un posible gen superpuesto llamado ORF3d , en el genoma del virus Covid-19 . Se desconoce si la proteína producida por ORF3d tiene alguna función, pero provoca una fuerte respuesta inmune. ORF3d se ha identificado antes, en una variante de coronavirus que infecta a los pangolines . [113] [114]

Variantes

Micrografía electrónica de transmisión de color falso de una variante de coronavirus B.1.1.7. Se cree que el aumento de la transmisibilidad de la variante se debe a cambios en la estructura de las proteínas de pico, que se muestran aquí en verde.

Hay muchos miles de variantes de SARS-CoV-2, que se pueden agrupar en clados mucho más grandes . [115] Se han propuesto varias nomenclaturas de clados diferentes . Nextstrain divide las variantes en cinco clados (19A, 19B, 20A, 20B y 20C), mientras que GISAID las divide en siete (L, O, V, S, G, GH y GR). [116]

Varias variantes notables de SARS-CoV-2 surgieron a fines de 2020.

  • Se cree que el linaje B.1.1.7 (anteriormente conocido como Variant of Concern 202012/01 (VOC 202012/01)) surgió en el Reino Unido en septiembre de 2020. Los marcadores epidemiológicos sugieren que la variante es más transmisible y letal. Entre las diversas mutaciones de la variante se encuentra una en el dominio de unión al receptor de la proteína de pico que cambia la asparagina en la posición 501 a tirosina (N501Y). Esta mutación puede hacer que el virus se una más estrechamente al receptor ACE2. Actualmente se encuentra extendido a nivel mundial.
  • La variante 501.V2 , que tiene la misma mutación N501Y, surgió de forma independiente en Sudáfrica . Se detectó en muestras de pacientes recolectadas a principios de octubre de 2020 y actualmente se disemina a nivel mundial.
  • La variante B.1.207 apareció en Nigeria. Tiene una mutación en la proteína de pico (P681H) que también se encuentra en la variante VOC 202012/01. P681H se encuentra cerca del sitio de escisión de furina S1 / S2. No hay evidencia de que las mutaciones aumenten la transmisibilidad de la variante. [117]
  • Los primeros casos de Lineage B.1.525 se detectaron en diciembre de 2020 en el Reino Unido y Nigeria . Actualmente se encuentra extendido a nivel mundial.
  • La variante Cluster 5 surgió entre visones y criadores de visones en Dinamarca. Tiene un conjunto de mutaciones que no se han observado en otras variantes, incluidos cuatro cambios de aminoácidos en la proteína de pico. La variante resiste moderadamente los anticuerpos neutralizantes . Después de estrictas cuarentenas, la prohibición del cultivo de visones y una campaña de eutanasia de visones, se cree que ha sido erradicado. [118]
  • El linaje P.1, detectado por primera vez en Manaus , Brasil y ya extendido a nivel mundial, los trabajos de preimpresión mostraron que la variante es más transmisible y tiene una mayor tasa de muertes que los linajes B.1.1.28 y B.1.195.

Biología estructural

Estructura de un virión SARSr-CoV

Cada virión del SARS-CoV-2 tiene entre 50 y 200 nanómetros de diámetro. [82] Al igual que otros coronavirus, el SARS-CoV-2 tiene cuatro proteínas estructurales, conocidas como proteínas S ( pico ), E (envoltura), M ( membrana ) y N ( nucleocápside ); la proteína N contiene el genoma del ARN, y las proteínas S, E y M juntas crean la envoltura viral . [119] La proteína de pico, que ha sido obtenida a nivel atómico usando microscopía electrónica criogénica , [120] [121] es la proteína responsable de permitir que el virus se adhiera y se fusione con la membrana de una célula huésped; [119]específicamente, su subunidad S1 cataliza la unión, la fusión de la subunidad S2. [122]

SARS-CoV-2 pico homotrímero con una subunidad de la proteína resaltado. El dominio de unión de ACE2 es magenta.

Los experimentos de modelado de proteínas en la proteína de pico del virus pronto sugirieron que el SARS-CoV-2 tiene suficiente afinidad por el receptor de la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2) en las células humanas para usarlas como un mecanismo de entrada celular . [123] Para el 22 de enero de 2020, un grupo de China que trabajaba con el genoma completo del virus y un grupo de Estados Unidos que utilizaba métodos de genética inversa demostraron de forma independiente y experimental que el ACE2 podría actuar como receptor del SARS-CoV-2. [20] [124] [29] [125] Los estudios han demostrado que el SARS-CoV-2 tiene una mayor afinidad por la ECA2 humana que el virus del SARS original. [120] [126] El SARS-CoV-2 también puede utilizarbasigin para ayudar en la entrada de la celda. [127]

El cebado inicial de la proteína de pico por la proteasa transmembrana, serina 2 (TMPRSS2) es esencial para la entrada de SARS-CoV-2. [30] La proteína del huésped neuropilina 1 (NRP1) puede ayudar al virus en la entrada de la célula huésped utilizando ACE2. [128] Después de que un virión de SARS-CoV-2 se adhiere a una célula diana, la proteasa TMPRSS2 de la célula abre la proteína espiga del virus, exponiendo un péptido de fusión en la subunidad S2 y el receptor ACE2 del huésped. [122] Después de la fusión, se forma un endosoma alrededor del virión, que lo separa del resto de la célula huésped. El virión se escapa cuando el pH del endosoma desciende o cuando la catepsina , un huéspedcisteína proteasa, la escinde. [122] El virión luego libera ARN en la célula y obliga a la célula a producir y diseminar copias del virus , que infectan más células. [129]

El SARS-CoV-2 produce al menos tres factores de virulencia que promueven la eliminación de nuevos viriones de las células huésped e inhiben la respuesta inmunitaria . [119] Si incluyen la regulación a la baja de ACE2, como se ve en coronavirus similares, sigue bajo investigación (hasta mayo de 2020). [130]

Micrografías electrónicas de barrido coloreadas digitalmente de viriones del SARS-CoV-2 (amarillo) que emergen de células humanas cultivadas en un laboratorio

Epidemiología

Micrografía electrónica de transmisión de viriones del SARS-CoV-2 (rojo) aislados de un paciente durante la pandemia de COVID-19

Con base en la baja variabilidad exhibida entre las secuencias genómicas conocidas del SARS-CoV-2 , las autoridades de salud probablemente detectaron el virus a las pocas semanas de su aparición entre la población humana a fines de 2019. [25] [131] El primer caso de infección conocido actualmente está fechado al 1 de diciembre de 2019, aunque un caso anterior podría haber ocurrido el 17 de noviembre de 2019. [132] [133] El virus se propagó posteriormente a todas las provincias de China y a más de 150 países de todo el mundo. [134] Se ha confirmado la transmisión del virus de persona a persona en todas estas regiones. [135] El 30 de enero de 2020, el SARS-CoV-2 fue designado Emergencia de Salud Pública de Importancia Internacional.por la OMS, [136] [13] y el 11 de marzo de 2020 la OMS lo declaró pandemia . [14] [137]

Las pruebas retrospectivas recopiladas dentro del sistema de vigilancia chino no revelaron indicios claros de una circulación sustancial no reconocida de SARS-CoV-2 en Wuhan durante la última parte de 2019. [138]

Se ha estimado que el número de reproducción básico ( ) del virus es de alrededor de 5,7. [26] Esto significa que se espera que cada infección por el virus resulte en 5.7 nuevas infecciones cuando ningún miembro de la comunidad es inmune y no se toman medidas preventivas . El número de reproducción puede ser mayor en condiciones densamente pobladas como las que se encuentran en los cruceros . [139] Se pueden emplear muchas formas de esfuerzos preventivos en circunstancias específicas para reducir la propagación del virus. [140]

Ha habido alrededor de 96.000 casos confirmados de infección en China continental. [134] Si bien la proporción de infecciones que resultan en casos confirmados o progresan a una enfermedad diagnosticable sigue sin estar clara, [141] un modelo matemático estimó que 75,815 personas se infectaron el 25 de enero de 2020 solo en Wuhan, en un momento en que el número de casos confirmados en todo el mundo fue de solo 2.015. [142] Antes del 24 de febrero de 2020, más del 95% de todas las muertes por COVID-19 en todo el mundo habían ocurrido en la provincia de Hubei , donde se encuentra Wuhan. [143] [144] Al 30 de marzo de 2021, el porcentaje había disminuido al 0,12%. [134]

Al 30 de marzo de 2021, ha habido un total de 127,788,017 casos confirmados de infección por SARS-CoV-2 en la pandemia en curso. [134] El número total de muertes atribuidas al virus es 2.794.421. [134] Muchas recuperaciones de infecciones confirmadas y no probadas no se informan, ya que algunos países no recopilan estos datos, pero al menos 72.501.170 personas se han recuperado de infecciones confirmadas. [134]

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