فيروس كورونا

فيروسات كوروناأوالكورونافيرينات المستقيمة(الاسم العلمي: Orthocoronavirinae) هيعائلة فرعيةمنفيروسات الرنامفردة السلسلةموجبة الدلالةالمغلفةالتي تصيبالثديياتوالطيور،وتنتمي إلىعائلةالفيروسات التاجيةمنرتبةالفيروسات العشية.أول فيروس كورونا تم تحديده هوفيروس التهاب الشعب الهوائية المعديالذي يصيب الدجاج في عقد 1920، واكتُشفت فيروسات كورونا التي تسبب الزكام للبشر في عقد 1960. سميت هذه الفيروسات باسم كورونا بسبب مظهرها تحت المجهر الإلكتروني الذي يبدوكهالةأو تاج بسبببروتينات الشوكة.
يتراوح طولجينومفيروسات كورونا بين 26 ألف و32 ألفنوكليوتيدوهو أطول الجينومات بين فيروسات الرنا،ويشفر أربعبروتينات بنيوية:الشوكة(S)،الغلاف(E)،الغشاء(M)،القفيصة النووية(N) وفي بعض الفيروسات بروتين خامس هوإستراز الراصة الدموية(HE) كما يشفر جينالريبلكازوالعديد منالبروتينات الملحقة. فضلا على الحفاظ على بنية الفيروس، تملك هذه البروتينات وظائف متعددة مثل تعزيز الإصابة ومقاومة الاستجابات المناعيةللمضيف. يقوم بروتين الشوكة بالارتباطبمستقبلاتٍ على سطح الخليةالمضيفة ودمج الغلاف الفيروسي معالغشاء الخلويالخاص بالخلية المضيفة للدخول إليها. بعد الدخول إلى السيتوبلازم تعمل بعضالبروتينات اللابنيويةعلى إعادة تنظيمالغشاء الداخليلإنشاء عضيات التضاعف التي يحدث فيها النسخ والتضاعف.أثناء النسخ، يحدث تبديل للقالب لإنشاء جزيئاترنا جينومية فرعيةبأطوال مختلفة تشفر واحدا أو عدة بروتينات بنيوية وهي ميزة تتميز بها الفيروسات العشية، قد يكون تبديل القالب هو آليةالتأشيب الجينيبين مختلف فيروسات كورونا التي تسمح لها بتوليد سلالات جديدة أوالانتقال عبر الأنواع. يخضع جين الريبليكازلانزياح إطار ريبوسومي-1 أثناء الترجمة لنسخ عديد البروتين الكبير 1ab الذي يخضعلقصذاتي بواسطة وظيفةالبروتيازالخاصة بالبروتينين اللابنيويين 3 و5 وينتج عنه 16 بروتينا لا بنيويا لها وظائف متنوعة أهمها البروتين اللابنيوي 12 الذي يملك وظيفةبوليميراز الرنا المعتمد على الرناويقوم بعملية النسخ، والبروتين اللابنيوي 14 الذي يملك وظيفةتصحيحتزيد من دقة النسخ، وربما يكون السبب في قدرة فيروسات كورونا على امتلاك جينوم بهذا الطول. الإصابة بفيروس كورونا تسبب استجابات خلوية عديدة مثل استجابة إجهاد الشبكية الإندوبلازمية التي تؤدي إلى إفرازالسيتوكيناتوحدوثالاستماتة، وتؤثر على العديد منمسارات التأشيروتثير استجابات مناعية، لكن يملك الفيروس بعض الآليات لمقاومة هذه الاستجابات وتثبيط مسارات تخليقالإنترفيرونات.
تنقسم عائلة فيروسات كورونا الفرعية إلى أربعأجناس:فيروس كورونا ألفا،فيروس كورونا بيتا،فيروس كورونا غاما،فيروس كورونا دلتاوتصيب أجناس ألفا وبيتا الثدييات فقط وسلفهما المشترك يمكن أن يكون فيروسا خفاشيا، أما غاما ودلتا فيصيب معظمها الطيور بشكل رئيسي مع أنواع قليلة تصيب الثدييات ويُفترض أن سلفهما المشترك فيروس يصيب الطيور. ينتمي فيروساسارس-كوفوسارس-كوف-2إلىنوعالفيروسات المرتبطة بالسارسالذي ينتمي إلىالجنس الفرعيالفيروسات الساربيكويةالذي ينتمي إلى جنس فيروسات بيتا.يشمل الجنس الفرعيفيروس إمبيكوالفيروسات التيتصيب الفئرانومن بينها فيروس التهاب الكبد الفأري وهو فيروس نموذجي في الأبحاث وقد تم توضيح العديد من الآليات الجزيئة لفيروسات كورونا عبر دراسته.
توجد سبع فيروسات تصيب البشر، 4 منها (فيروس كورونا البشري OC43،فيروس كورونا البشري HKU1،فيروس كورونا البشري 229Eوفيروس كورونا البشري NL63) يمكن أن تسببالزكام، والثلاثة الأخرى سببت تفشيات أمراض خطيرة حول العالم وهيفيروس كورونا المرتبط بالمتلازمة التنفسية الحادة الشديدة النوع 1(سارس-كوف)،فيروس كورونا المرتبط بمتلازمة الشرق الأوسط التنفسية(ميرس-كوف)وفيروس كورونا المرتبط بالمتلازمة التنفسية الحادة الشديدة النوع 2(سارس-كوف-2). فضلا عن ذلك، توجد العديد من فيروسات كورونا التي يمكن أن تصيب الماشية والدواجن والحيوانات الأليفة وحيوانات المختبر والحيوانات البرية، مثلفيروس كورونا الطيريالذي يصيب الدجاج والعديد من فيروسات كورونا الخنزيرية التي تصيب الخنازيروفيروس كورونا الكلبيوفيروس كورونا القططياللذان يصيبان الكلاب والقطط،وفيروس كورونا مورينالذي يصيب الفئران والجرذان المختبرية.
اشتُق اسم "coronavirus" (عربيًا: فيروس كورونا. اختصارًاCoV) من الكلمة (اللاتينيةcorona) وتعني «التاج» أو «الإكليل» المأخوذة بدورها من الكلمة (الإغريقيةκορώνη) وتعنيإكليل زهورأوالإكليل.صيغ المصطلح بواسطةجون ألميداوديفيد تيريلاللذان كانا أول من لاحظ ودرس فيروسات كورونا البشرية.استُعمل المصطلح لأول مرة في منشور سنة 1968 بواسطة مجموعة من علماء الفيروسات غير الرسميين في مجلةنيتشرلتسمية عائلة الفيروسات الجديدة.يُشير الاسم إلى المظهر المميزللفيريونات(الشكل المُعدي للفيروس) والذي يظهر عبرالمجهر الإلكتروني، حيث تمتلك خُملًا/زغاباتٍ من البروزات السطحية البصلية الكبيرة، مما يُظهرها على شكل تاج الملك أوالهالة الشمسية.يحدث هذاالتشكُلعبرقسيماتٍ فولفيةللشوكة الفيروسية(S)، وهيبروتيناتٌتملأ سطح الفيروس وتحددانتحاء المضيف.
قُبل الاسم العلمي "Coronavirus" بواسطة اللجنة الدولية لتسمية الفيروسات التي أعيدت تسميتها لاحقا إلىاللجنة الدولية لتصنيف الفيروسات(ICTV) في عام 1971.ومع ازدياد عددالأنواعتم تقسيم هذهالعائلة الفرعيةإلى أربعالجنسهي:فيروس كورونا ألفا،فيروس كورونا بيتا،فيروس كورونا غاماوفيروس كورونا دلتاعام 2009.يُستخدم الاسم الشائع فيروس كورونا للإشارة إلى أي عضو فيالعائلة الفرعية"Orthocoronavirinae" منعائلةالفيروسات التاجية.واعتبارا من 2020، يوجد 45 نوعا من فيروسات كورونا معترف بها رسميا.
فياللغة العربية، تُعتبر تسميةفيروس كوروناأكثر شيوعًا من باقي التسميات الأُخرى، ولكن التسميات الأُخرى أكثر دقةٍ في الوصف، حيثُ يُسمى: الفيروس التاجي،فيروس الهالة،الفيروسة المُكَلَّلَة(أو الفيروس المكلل)،الحُمّة التاجيّةالحُمَة الإكليلية،الحمة التاجية المكللة.
ظهرت أولى التقارير عن إصابة حيواناتٍ بفيروس كورونا في أواخر العقد 1920، عندما تفشت عدوى تنفسية حادة بين دجاجٍ مستأنس في أمريكا الشمالية.حيث كتب آرثر شالك وم.س. هاون عام 1931 أول تقرير مفصل يصفعدوى تنفسية جديدة بين الدجاجفيداكوتا الشمالية. اتسمت إصابة الكتاكيت حديثة الولادة باللهاث والفتور مع معدلات نفوق عالية بين 40-90٪.عزل ليلاند ديفيد وكارل ألفريد الفيروس الذي تسبب في الإصابة بالعدوى عام 1933،وعُرف آنذاك باسم فيروسالتهاب الشعب الهوائية المعدي(IBV). تمكن تشارلز د.هدسون وفريد روبرت بيوديت منزرع الفيروسلأول مرة عام 1937،وأصبحت تلك العينة تُعرف باسم سلالة بيوديت. في أواخر العقد 1940، اكتُشف نوعان آخران من فيروسات كورونا الحيوانية: JHM الذي يتسبب في مرض الدماغ (التهاب الدماغعند الفئران)وفيروس التهاب الكبد الفأري(MHV) الذي يسبب التهاب الكبد في الفئران.لم يتم في ذلك الوقت إدراك أن هذه الفيروسات الثلاثة المختلفة كانت لها صلة ببعضها.
اكتُشفت فيروسات كورونا البشرية في العقد 1960باستخدام طريقتين مختلفتين في المملكة المتحدة والولايات المتحدة.جمع إ.س. كيندال، ومالكولم بينو،وديفيد تيريلفي عام 1961 أثناء عملهم فيوحدة الزكامالتابعةلمجلس البحوث الطبية البريطانيفيروسا فريدا يسببالزكامسُمي بـB814.ولم يتمكنوا منزراعتهباستخدام التقنيات المعيارية التي نجحت سابقا في زراعةالفيروسات الأنفيةوالفيروسات الغديةوغيرها من الفيروسات التي تسبب الزكام. في عام 1965، نجح تيريل وبينو في زراعة الفيروس الجديد عبرتمريره بشكل متسلسلفيمزارع أعضاءلقصبات هوائيةجنينيةبشرية.وهي طريقة زراعة جديدة أحضرها برتيل هورن إلى ذلك المختبر.تسبَّبَ الفيروس المعزول عندتلقيحالمتطوعين به عن طريق الأنف في الإصابة بالزكام وتم تثبيطه بواسطةالإيثروهو ما يشير إلى امتلاكهلغلاف دهني.عزلت دوروثي هامريوجون بروكنو فيجامعة شيكاغوفيروس زكام جديد من طلاب طبٍ في عام 1962، وقاما بتنميته فيمزرعة نسيجالكلى وسمياه229E. سبّب الفيروس الجديد زكاما لدى المتطوعين، وعلى غرار B814 ، تم تثبيطه بواسطة الإيثر.
قارنت عالمة الفيروسات الاسكتلنديةجون ألميدامنمستشفى سانت توماسفي لندن -بالتعاون مع تيريل- بُنى الفيروسات IBV وB814 و229E في عام 1967.باستخدامالمجهر الإلكتروني، تبين أن الفيروسات الثلاثة لها صلةمورفولوجيامن خلال شكلها العاموشوكاتهاالمميزة التي تشبهالنفل.تمكنت مجموعة بحثية فيمعاهد الصحة الوطنية الأمريكيةفي نفس العام من عزل عضو آخر من هذه المجموعة الجديدة من الفيروسات باستخدامزراعة الأعضاءوقامت بتسمية إحدى العيناتOC43(OC اختصارٌ لـorgan culture).على غرار B814 و229E وIBV، كان لفيروس الزكام الجديد OC43 شوكات مميزة شبيهة بالنفل عندما لوحظ بالمجهر الإلكتروني.
سرعان ما تبين أن فيروسات الزكام الجديدة المماثلة لـ IBV لها صلة مورفولوجية بفيروس التهاب الكبد الفأري،وسُميت هذه المجموعة الجديدة من الفيروسات باسم فيروسات كورونا وذلك لمظهرها المورفولوجي المميز.استمرت دراسةفيروس كورونا البشري 229Eوفيروس كورونا البشري OC43خلال العقود اللاحقة،أما سلالة فيروس كورونا B814 فقد فُقدت ومن غير المعروف أيٌّ من فيروسات كورونا الحالية هو فيروس B814.منذ ذلك الحين، تم تحديد عدة فيروسات كورونا بشرية أخرى ومنها:سارس-كوففي عام 2003،وكوف-NL63 البشريفي عام 2003،وكوف-HKU1 البشريفي عام 2004،وميرس-كوففي عام 2013،وسارس-كوف-2في عام 2019.كما تم تحديد عدد كبير من فيروسات كورونا الحيوانية منذ الستينيات.
فيروسات كورونا هي جسيمات كبيرة، كروية الشكل تقريبا وذات نتوءات (شوكات) سطحية فريدة.حجمها متغير بدرجة كبيرة ومتوسط قطرها يترواح بين 80 إلى 120نانومتر، ويصل قطر الأحجام المختلفة إلى حد أدناه 50 ناتومتر وأقصاه 200 نانومتر.يبلغ متوسطالكتلة الجزيئيةالكلية 40000 كيلودالتون. وهي محاطة بغلافمدمجةفيه عدة جزيئاتبروتينية.يحمي غلافالليبيد ثنائي الطبقةوبروتينات الغشاءوالقفيصة النوويةالفيروس عندما يكون خارجالخلية المضيفة.
يتكونغلاف الفيروسمن ليبيد ثنائي الطبقة تكونالبروتينات البنيوية:الغشاء(M)والغلاف(E)والشوكة(S) مدمجة به.نسبة تواجد هذه البروتينات في غشاء اللبيد ثنائي الطبقة هي حوالي 1 بروتين غلاف لكل 20 بروتين شوكة لكل 300 بروتين غشاء.بروتينا الغلاف والغشاء هما المسؤولان على تحديد شكل الفيروس حيث يتآثران مع الليبيد ثنائي الطبقة لإحداثانحناءات في الغشاءوإنشاء فيروس شكله كروي تقريبا وتحديد حجمه.بروتين الشوكة ضروري من أجل التآثر معمستقبلات على سطح الخلاياالمضيفة من أجلالدخول، لكنفيروس كورونا البشري NL63متميز بأن بروتين الغشاء هو من لديه نطاق الارتباط بمستقبلات الخلية المضيفة وليس بروتين الشوكة.يبلغ قطر الغلاف حوالي 85 نانومتر. يظهر غلاف الفيروس في الصور المجهرية الإلكترونية كزوج مميز من أغلفةكثافة الإلكترون(غلافان معتمان نسبيا مقارنة بشعاع الإلكترون المستخدم لمسح جسيم الفيروس).
تملك فيروسات كوروناجينوم رنامفرد السلسلةموجب الدلالة، يتراوحطولهبين 26 ألف إلى 32 ألفنوكليوتيد.وهو من أكبر الجينومات بين فيروسات الرنا. يحتوي الجينوم علىقبعة 5'ممثيلة فيالنهاية 5'وذيل عديد أدينينفيالنهاية 3'طوله بين 30-60أدينين.
تنظيمالجيناتفي جينوم فيروسات كورونا عموما هو:المنطقة غير المترجمة 5'-الريبلكاز-الشوكة-الغلاف-الغشاء-القفيصة النووية-المنطقة غير مترجمة 3'- ذيل عديد الأدينين. يشغلإطارا القراءة المقتوحان1a و1b ثلثي الجينوم ويشفران عديد بروتين الريبلكاز 1ab الذي يقوم بقص نفسه إلى16 برووتينا لا بنيويا.تشفر إطارات القراءة المفتوحة التالية البروتينات البنيوية الرئيسية الأربعة: الشوكة والغلاف والغشاء والقفيصة النووية، وفي بعض الفيروسات يوجد بروتين بنيوي خامس هوإستراز الراصة الدموية(HE). تتخلل هذه البروتينات البنيويةبروتينات ملحقةيختلف عددها وموضعها ووظيفتها وطولها حسب الفيروس،ورغم أن معظمها غيرلازممن أجل تضاعف الفيروس أو إصابته للخلية إلا أنها مسؤولة على الوظيفةالإمراضيةللفيروس وتلعب أدوارا في مقاومةالاستجابة المناعيةللمضيف.
المنطقة غير المترجمة 5'واختصارا مغم 5'(5′ UTR)والمنطقة غير المترجمة 3'(مغم 3') هما منطقتان من جينوم فيروس كورونا لا تتمترجمتهماإلى بروتينات لكنهما ضروريتان ولازمتان من أجلتنسخ الفيروسوتضاعفه، وتحتويان على العديد منالحلقات جذعيةالتي تسلسلاتهاوبُناها الثانويةمنحفظةتطوريًا.
يبلغ طولالمنطقة غير المترجمة 5' الخاصة بفيروس كوروناحوالي 200-300 نوكليوتيد،وتحتوي بشكل عام علىالحلقة الجذعية1 (SL1) والحلقة الجذعية 2 (SL2) والحلقة الجذعية 4 (SL4)، ويملكفيروس كورونا البقري،وفيروس كورونا المرتبط بالسارسوبعض فيروسات كورونا غاما ودلتا أيضا حلقة جذعية 3 (SL3) بين الحلقة الجذعية 2 والحلقة الجذعية 4.فضلا عن هيئة التطوي الكاملة، يمكن أن تتواجد SL1 كذلك في توازن ديناميكي مع هيئات تطوي عالية الطاقة غير كاملة التطوي في الجذع، تعمل بمساعدة بروتينات مفترضة على التآثر مع مناطق أخرى من الجينوم على مسافات طويلة والمشاركة في تنسخ الفيروس وتضاعفه.تسلسل الحلقة SL2 هو التسلسل الأكثر انحفاظا بين تسلسلات الحلقات الجذعية في مغم 5'، ويمكن أيضًا أن يكون له صلة بتنسخ الفيروس وتضاعفه.تحتوي الحلقة SL3 على التسلسل المنظم للنسخ الطليعي (TRS-L) في منطقة الحلقة وهو أساسي وحاسم لتخليقالرنا الجينومي الفرعيأثناء تضاعف الفيروس، لكن هذه الحلقة غير مستقرة في فيروسات مثلفيروس كورونا الفأري.تسلسل الحلقة SL4 طويل نسبيًا ويمكن تقسيم الحلقة الجذعية إلى جزأين: 4a و4b مفصولين بانتباج في المنتصف. يوجد إطار قراءة مفتوح قصير في SL4 في العديد من فيروسات كورونا هوإطار القراءة المفتوح عكس الاتجاه، الذي يمكنه تثبيط ترجمةالريبليكاز 1ab، تُظهر النتائج التجريبية أن SL4 متسامحة للغاية مع الطفرات وتتحملها وحتى استبدال SL4 كاملة بتسلسل مختلف لا يؤثر على التضاعف (ولكن إذا تم حذفها لا يمكن أن يتضاعف الفيروس)، لذلك افتُرض أن وظيفتها الرئيسية هي تحديد الرنا الجينومي الفرعي الذي يتم نسخه،وبنية جذعها أكثر مرونة وهو ما يسمح لها بالتآثر مع الرنا الجينومي الفرعي أثناء النسخ والمساعدة في تبديل القالب.
علاوة على هذه الحلقات، تملك العديد من فيروسات كورونا حلقة خامسة SL5مع الاتجاهبالنسبة للحلقة الرابعة. تتجاوز الحلقة 5 في فيروسات ألفا وبيتا المنطقة غير المترجمة 5' وتتداخل مع ORF1a وتسلسلها أكثر انحفاظا بين فيروسات ألفا. تتكون الحلقة 5 في فيروسات ألفا وبيتا من ثلاث حلقات صغيرة SL5a وSL5b وSL5c جميعها تحتوي على التسلسل5'-UUCCG(U/C)-3في أعلاها.إشارة التغليفضرورية من أجل تجميع بعض فيروسات كورونا.تملك فيروسات غاما الحلقة SL5 كذلك لكن بنييتها مختلفة قليلا عن تلك الخاصة بفيروسات ألفا وبيتا،ويمكن أن يكون لها أيضا دور في تضاعف الرنا الفيروسي.
يبلغ طولالمنطقة غير المترجمة 3' الخاصة بفيروس كوروناحوالي 300-500 نوكليوتيد (دون احتساب ذيل عديد الأدينين).النهاية 5' للمنطقة غير المترجمة 3' الخاصة بفيروسات بيتا (مباشرة بعد نهاية جين القفيصة النووية) عبارة عن حلقة جذعية منتبجة (BSL) ضرورية لتضاعف الفيروس طولها حوالي 70 نوكليوتيد، وقد تحتوي بعض فيروسات كورونا غاما على هذه البنية كذلك،ولكنها غير متواجدة في فيروسات ألفا.توجد بنيةعقدة كاذبةطولها 54 نوكليوتيد مع الاتجاه بالنسبة للحلقة المنتبجة في فيروسات كورونا ألفا وبيتا، والتي قد تكون مطلوبة لتضاعف الفيروس. ترتبط حلقةٌ جذعية ثانية خاصة بالعقدة الكاذبة (PK-SL2) بتسلسلٍ في جذع الحلقة المنتبجة لتشكيلالعقدة الكاذبةوهذا يعني أن الحلقة المنتبجة والعقدة الكاذبةمتداخلتانفي التسلسل ولا يمكنهما التطوي إلى هيئاتهما في آن واحد (صورة) وأنهما يعملانكمفتاح جزيئي.معدل تواجد الحلقة المنتبجة والعقدة الكاذبة بشكل مستقل أو تشكيلهما لهيئة مشتركة يكون بتوازن ديناميكي من أجل تنظيم بدء نسخ سلسلة الرنا الفيروسية سالبة الدلالة. فحين لا تشكل العقدة الكاذبة هيئة مشتركة مع الحلقة المنتبجة يُفترض أنها تترابط مع تسلسل النهاية 3' لتشكيل جذع يعمل كموقع لتجميع البروتينات اللابنيوية التي تعمل على تخليق السلسلة الجينومية السالبة، وعند الانتهاء من النسخ وانفصال تسلسل النهاية 3' تعود الحلقة الكاذبة للتشكل.
مع الاتجاه بالنسبة للعقدة الكاذبة تتواجد عقدة جذعية أخرى طويلة ومتفرعة غير ضرورية لتضاعف الفيروستسمى المنطقة فائقة التغير (HVR) بسبب تغير تسلسلها الكبير بين الفيروسات. تحتوي هذه الحلقة على تسلسل ثماني محفوظ5′-GGAAGAGC-3′وظيفته غير واضحة لحد الآن.
يمكن تقسيم بروتينات فيروسات كورونا إلى قسمين:البروتينات البنيويةوالبروتينات اللابنيوية، وتشمل البروتينات البنيوية:الغشاء(M)والغلاف(E)والشوكة(S) وفي بعض الفيروساتإستراز الراصة الدموية(HE) وتدخل جميعها في تركيب الفيروس. أما البروتينات اللابنيوية فهي 16 بروتينا تنتج من القص الذاتي لعديد البروتين 1ab الذي يُشفره جين الريبليكاز (ORF1ab) ولها أدوار مختلفة أهمها نسخ ومضاعفة الفيروس، بالإضافة إلى البروتينات البنيوية واللابنيوية، تملك العديد من فيروسات كورونا بروتينات ملحقة ذات وظائف متنوعة.
بروتين الغشاءهو البروتين الرئيسيللغلاف الفيروسيوالأكثر توافرا فيه من بين البروتينات البنيوية الأخرى، وهوبروتين غشائيمن النوع الثالث طوله 218 إلى 263حمض أمينيويشكل طبقة سمكها 7.8 نانومتر.ويملك نطاقنهاية أمنيةقصيرخارجيوثلاثنطاقات عبر غشائيةونطاقنهاية كربوكسيليةداخلييشكل مطرسا مثل الشبيكة يزيد من ثخانة ومتانة الغلاف. حسب الفيروس، يمكن أن تتمغلكزةالنطاق الأميني الخارجي لهذا البروتين بربطالجليكاناتفي Nأوفي O. تلعب بروتينات الغشاء دورا مفتاحيا في تجميع الفيروس، فهي تغير بنيتها لتعديلانحناء الغشاءوتشكيل الغلاف الفيروسي،وتتآثر مع البروتينات البنيوية الأخرى لتنسيق تجميع الفيروسوتبرعمه.
تستخدم جميع فيروسات كورونا بروتين الشوكة للارتباط بالمستقبلات على سطح الخلية المضيفة، لكن أظهرت دراسات أن بروتين الغشاء الخاصبفيروس كورونا البشري NL63يمكنه الارتباطبالجليكان البروتينيكبريتات الهيبارانالمتواجد على سطح الخلايا المضيفة، لكن يبقى بروتين الشوكة مطلوبا من أجل دخولٍ ناجح.
بروتين الغلافهو بروتين بنيوي ثانوي يختلف كثيرا بين أنواع فيروسات كورونا.يوجد حوالي 20 بروتين غلاف فقط في فيروس كورونا،ويتراوح طوله بين 76 إلى 109 حمض أميني ووزنه الجزيئي بين 8.4 و12 كيلو دالتون. بروتين الغلاف هو الأصغر بين البروتينات البنيوية الأربعة وهوبروتين غشائي مدمجيملك نطاقين: نطاق عبر غشائي ونطاق نهاية كربوكسيلية خارجي، النطاق عبر الغشائي هولولب ألفامفرد يمكن أن يتجمع إلى خماسي قسيمات -كما هو الحال في سارس-كوف- ويشكلقنوات أيونيةتسمىفيروبوريناتتسمح للأيونات (بشكل أساسي أيونات الهيدروجين) بالمرور. وظيفة هذه القناة الأيونية مازالت قيد الدراسة، لكن قد يكون لها دور في عملية تحرير الفيروس من الخلايا.فضلا عن ذلك، تشارك بروتينات الغلاف أيضًا في تجميع الفيروس وتنقله داخل الخلية وتبرعمه. أظهرت الدراسات أنفيروس التهاب الكبد الفأريالذي يفتقر إلى بروتينات الغلاف لا يزال بإمكانه إصابة الخلايا. ولوحظ انخفاض في إمراضية فيروس السارس،أماميرس-كوفالذي يفتقر إلى بروتين الغلاف فلم يكن قادرا على إصابة الخلايا.بالإضافة إلى ذلك، قد تثبط بروتينات الغلاف لبعض فيروسات كوروناالاستجابة المناعيةللخلايا المضيفة.
بروتينات الشوكةهي السمة الأكثر تمييزا لفيروسات كورونا وهي المسؤولة عن مظهر السطح الذي يشبه الهالة أو التاج. يحتوي جسيم فيروس كورونا في المتوسط على 74 شوكة،ويبلغ طول كل شوكة حوالي 20 نانومتر وهي عبارة عنمثلوثمن بروتين الشوكة. يتكون بروتين الشوكة بدوره من وحدتين فرعيتين S1 وS2. بروتين الشوكة الثلاثي المتجانس هو بروتيندمج غشاء من الصنف الأوليتوسط الارتباط بالمستقبلات واندماج الغشاء بين الفيروس والخلية المضيفة. تمثل الوحدة الفرعية S1 رأس الشوكة وتحتوي علىنطاق الارتباط بالمستقبل، وتمثل الوحدة الفرعية S2 الجذع الذي يثبت الشوكة في الغلاف الفيروسي وتقوم عند تنشيطها بالبروتياز بدمج الغشائين. تظل الوحدتان الفرعيتان مرتبطتين بشكل غير تساهمي وهما مكشوفتان على سطح الفيروس حتى ترتبطان بغشاء الخلية المضيفة.ينقسم مركب الوحدات الفرعية إلى وحدات فرعية منفردة عندما يرتبط الفيروس بالخلية المضيفة ويندمج بها بفضل وظيفةالبروتيازاتمثل: عائلةالكاتبسينات،وبروتياز السيرين عبر الغشائي 2(TMPRSS2) الخاصة بالخلية المضيفة.
نطاقات الوحدة S1 هي أهم مكونات الشوكة في إحداث الإصابة، وهي أيضا المكونات الأكثر تنوعا بين الفيروسات لأنها مسؤولة علىالانتحاء الخلوي. تمتلك الوحدة الفرعية S1 نطاقين رئيسيين هما: نطاق النهاية الأمينية (S1-NTD) ونطاق النهاية الكربوكسيلية (S1-CTD)، وكلاهما يعمل كنطاق ارتباط بالمستقبل. تتعرف نطاقات النهاية الأمينية على السكريات الموجودة على سطح الخلية المضيفة وترتبط بها،بينما تتعرف نطاقات النهاية الكربوكسيلية على المستقبلات البروتينية المختلفة مثلالإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2،أمينوببتيداز الألانينوالببتيداز نازع الببتيديل 4وترتبط بها.
فضلا عن النطاقات المستخدمة عادة، يمكن لجزيئاتالغليكوزيلالموجودة على بروتين الشوكة أن ترتبطبالليكتيناتالموجودة على سطح الخلية. على سبيل المثال: رغم أن سارس-كوف عادة ما يستخدم المسستقبل ACE2 إلا أن غليكوزيل بروتين اللشوكة يمكن أن يرتبط بـCLEC4MوDC-SIGNوغيرها من الليكتينات الأخرى كمستقبلات بديلة.
قامت عدة دراسات بتحليل بنية بروتين الشوكة الخاص بفيروس كورونا الفأري ووجدت أنتطوينطاق النهاية الأمينية لـS1 يشبه تطويالجالكتينفي الخلايا الحيوانية، ووفقا لذلك اقتُرحت فرضية أن أصل النطاق الأميني لبروتين الشوكة يرجع إلى خلية حيوانية مضيفة، أي أن أول فيروس كورونا حصل على الجين منالليكتينالخاص بالخلية المضيفة والذي يستطيع الارتباط بالجليكانات الموجودة على سطح الخلية واستخدمها كمستقبل لإصابة الخلايا، ولكن لاحقا تحور S1 الخاص بالعديد من فيروسات كورونا وتطور ليصبح قادرا على الارتباط بمستقبلات البروتين في الخلية المضيفة. على سبيل المثال: اتخذ النطاق الأميني لفيروس كورونا الفأري بنية جديدة واكتسب القدرة على الارتباط بـCEACAM1وهو ما زاد من قدرة الفيروس على الارتباط بخلايا الفئران بشكل كبير. ونظرا لعدم الحاجة إلى الارتباط بالسكريات فإنه فقد تدريجيا وظيفة الليكتين وزيادة على ذلك فقد وظيفة إستراز الراصة الدموية. في المقابل، فيروس كورونا البقري وفيروس كورونا البشري OC43 وغيرها مازالت تستخدم السكريات كمستقبلات، لذلك تحتفظ نطاقاتها الأمينية بوظيفة الليكتين.في عملية تطور S1 الخاص بفيروس كورونا، يواجه النطاق الكربوكسيليضغطا تطورياأكبر، لذلك معدل التطور فيه أسرع من معدل التطور في النطاق الأميني. عندما يتحور النطاق الكربوكسيلي ويحاول الارتباط بمستقبلات جديدة، يمكن استخدام النطاق الأميني الذي يرتبط بالجليكوزيل كآلية تأمين لضمان إمكانية ارتباط الفيروس بالخلايا.
يوجد موقعان في بروتين الشوكة يحدث فيهماالقصمن أجل أن يتمكن فيروس كورونا من إصابة الخلايا وهما: موقع S1/S2 عند حدود المنطقتين وموقع S2'. بعد القص في الموقع الأول تفقد المنطقتين S1 وS2ترابطهما التساهمي، لكنهما تبقيان مرتبطتين ببعضهما عبرقوى بين جزيئيةأخرى. عند الارتباط بالمستقبل تخضع بنية S2لتغير هيئييسمح بقص ثانٍ في موقع S2' يتحرر بواسطتهببتيد الدمجالذي يشرع في عملية دمج الغشائين الفيروسي والخلوي، وهو ما يسمح لجينوم الرنا الفيروسي بالدخول إلى السيتولازم.
تختلف فيروسات كورونا في مرحلةدورة حياة الفيروسالتي يحدث فيها القص وخاصة في موقع S1/S2، إذ يُقص بروتين الشوكة في بعض فيروسات كورونا بواسطة بروتيازات داخل خلوية قبل أن يغادر الخلية. على سبيل المثال: يوجد تسلسل لدى فيروس كورونا الفأري A59،وميرس-كوفوسارس-كوف-2بين S1 وS2 يمكن لبروتيازالفيورينأن يقوم بالقص فيه داخل الخلايا. في حين أن فيروسات أخرى تُقص بواسطة بروتيازات خارج خلوية مثلالإيلاستازبعدالإخراج الخلوي.بعد الارتباط بالمستقبلات الخلوية تغير المنطقة S2 هيئتها بسرعة ثم يتم قصها في موقع S2' بواسطة بروتيازات أخرى على سطح الخلايا مثلبروتياز السيرين عبر الغشائي 2بالنسبة لسارس-كوف-2، وبعد القص يمكن للفيروس أن يندمج مع غشاء الخلية ويدخل إلى السيتوبلازم.. الفيروسات التي لا تحتوي على مواقع قص للفيورين مثل سارس-كوف لا يتم قصها في S1/S1 وS2' سوى بواسطة بروتيازات على سطح الخلية أو فيالجسيم الحالبعد إصابة الخلايا.
توجدالقفيصة النوويةداخل الغلاف الفيروسي وتتكون من العديد منبروتينات القفيصة النوويةالمرتبطة بالرنا. يرتبط بروتين القفيصة النووية بجينوم الرنا مفرد السلسلة موجب الدلالة على هيئةخرز على خيطمستمرة، كما ترتبط بروتينات القفيصة النووية ببعضها البعض مشكلة خيوط قفيصة نووية عرضها من 10 إلى 15 نانومتر وطولها مئات النانومترات.بروتينات القفيصة هيبروتينات فوسفوريةوزنها الجزيئي من 45 إلى 50 ألف كيلو دالتون وطولها في سارس-كوف 422حمض أمينيوفي سارس-كوف-2 419 حمض أميني.يتكون بروتين القفيصة من 5 نطاقات: نطاق أميني يرتبط بالرنا ونطاق كربوكسيلي يشكل مثنويات متجانسة، يفصلهما نطاق مركزيمضطرب جوهرياعالي الانحفاظ وغني بالسيرين، وعلى جانبيهما نطاقان آخران مضطربان جوهريا.بروتين القفيصة متعدد الوظائف وهومولد كبير للمناعةحيث وُجدتأجسام مضادةله لدى المرضى المتعافين من مرضيالسارسوكوفيد 19،وفضلا عن وظيفته الرئيسية في تعبئة الجينوم الفيروسي والمساهمة في عملية التجميع، يساهم بروتين القفيصة في عملية تبديل القالب لنسخ الرنا الجينومي الفرعي،ويدخل إلىالنواةويسبب توقفدورة الخليةفيطور التركيبعبر تآثرات معمركب الكيناز المعتمد على السيكلينكما أنهيثبطاستجاباتالإنترفيرونفي كل من سارس-كوف، ميرس-كوف، وسارس-كوف-2 بطرق متنوعة.
فضلا عن بروتينات الغشاء والغلاف والشوكة، يوجد بروتين آخر على غلاف فيروسات كورونا من جنسبيتا، الفرع A (مثلفيروس كورونا الفأريوفيروس كورونا البشري HKU1) هوإستراز الراصة الدموية(HE).هذا البروتينمثنويويتكون من وحدتين فرعيتين متماثلتين وطوله حوالي 400 حمض أميني، وهو بارز على سطح الفيروس مثل بروتين الشوكة لكنه أقصر منه وطوله حوالي 5 إلى 7 نانومتر، ووظيفته المساعدة في ارتباط الفيروس بالمستقبلات على الخلية المضيفة.بالإضافة إلى فيروسات كورونا، تحتويفيروسات الإنفلونزاوفيروسات توروعلى هذا البروتين كذلك، مما يشير إلى إمكانية حدوثتأشيببين هذه الفيروسات.يتكون بروتين إستراز الراصة الدموية من نطاقين رئيسيين: نطاق ليكتين ونطاقإستراز. يمكن أن يرتبط كل من نطاق الليكتين وبروتين الشوكة بمستقبلاتحمض السياليكعلى سطح الخلايا المضيفة، يساعد نطاق الإستراز في تحرير الفيروس من الخلية ومغادرته لها عبر قصأستيلمن الوضعية 9 من جزيء حمض السياليك (9-O-Ac-Neu5Ac) النهائي. بعدانتقالفيروس كورونا البشري OC43 (الذي ينتمي إلىالنوعفيروس كورونا بيتا 1) إلى مضيف بشري من فيروس كورونا البقري، فقد إستراز الراصة الدموية قدرة الارتباط بحمض السياليك تدريجيا، وأصبح بروتين الشوكة فقط هو الذي يربط بحمض السياليك، وتأثر نشاط نطاق الإستراز كذلك. خضع إستراز الراصة الدموية لفيروس كورونا البشري HKU1لتطور تقاربيأيضا وحدثت له تغيرات مماثلة. قد تكون هذه التغيرات مرتبطة بتكيف الفيروس مع مستقبلات حمض السياليك على خلاياالجهاز التنفسيالبشرية.
يتكونإطار القراءة المفتوحORF1abمن إطارين مفتوحين ORF1a وORF1b متصلين عبرانزياح إطار ريبوسومي مبرمجيسمح للريبوسوم بالاستمرار في الترجمة بعدكودون التوقفالموجود في نهاية ORF1a، ويسمى هذان الإطاران في بعض الأحيان بجين الريبليكاز.يشغل جين الريبليكازالمقبع 5'حوالي ثلثي الجينوم ويُترجمبترجمة معتمدة على القبعة.إلى عديدي البروتين pp1a وpp1ab الذين يخضعانلتحلل بروتينيتنتج منه عدةبروتينات لابنيويةذات وظائف مختلفة فيدورة حياة الفيروس، منهابروتيازاتومكونات مركب المضاعف الناسخ.
يحدث انزياح الإطار فيتسلسل زلقتليهبنية رنا ثانويةعلى شكلعقدة كاذبة.وتم قياس نسبة فعالية انزياح الإطار بين 20-50% لدىفيروس كورونا الفأري،و45-70% لدى سارس-كوف-2،وهو ما يعني التعبير عن بروتين pp1a حوالي 1.5 إلى 2 مرة أكثر من البروتين pp1ab.يوجد في فيروسات كورونا 16 بروتينا لابنيويا، يحتوي عديد البروتين pp1a على البروتينات اللابنيوية من 1 حتى 11 ويحتوي عديد البروتين pp1ab على البروتينات اللابنيوية من 1 حتى 10 ومن 12 حتى 16. يقوم بالمعالجة التحللية (القص) بروتيازان: نطاق بروتياز مماثل للبابايين يتواجد في البروتين اللابنيوي 3 متعدد النطاقات ويقص البروتينات من 1 حتى 4، ثم يقومالبروتياز 3CL(ويُعرف بالبروتياز الرئيسي، وهو البروتين اللابنيوي 5) بباقي عمليات القص حتىالنهاية الكربوكسيليةلعديد البروتين.
يسرد الجدول بالأسفل جميع الوظائف المعروفة لحد الآن للبروتينات اللابنيوية الخاصة بفيروساات كورونا:
فضلا عن الجينات المذكورة أعلاه، تحتوي معظم جينومات فيروسات كورونا على العديد من إطارات القراءة المفتوحة التي تشفربروتينات ملحقة أو إضافية، وكلها تقعمع الاتجاهبالنسبة لجين الريبليكاز وهي موزعة بين أو داخل جينات البروتينات البنيوية الأربعة وبعضها له صلة بها. يمكن أن تكونإطارات القراءة المفتوحةالخاصة بالبرروتينات الملحقةمتداخلةوتختلف أعدادها وأطوالها ومواضعها ووظائفها من فيروس إلى آخر، وهي في الغالب أصغر من البروتينات البنيوية وليستلازمةلتكاثر وتضاعف الفيروس وخاصة في الخلايا المختبرية.من وظائف البروتينات الملحقة تعديل الاستجابات المناعية والتهرب منها، لها دور في إجهاد الشبكة الإندوبلازمية والإستماتة والالتهام الذاتي، تعملكفيروبوريناتوتزيد منحدة الفيروس.على سبيل المثال تمنع البروتينات الملحقة استجابةالإنترفيروناتمن النوع 1 وهي خط الدفاع الأول ضد الفيروسات بطرق واستراتيجيات متنوعة حيث يقومORF3bفي سارس-كوف باستهدافMAVSويقاطعORF9bالخاص بسارس كوف-2 إضافة اليوبيكوتين إلىنيمولتثبيط مسارRIG-I-MAVS ومنع تخليق الإنترفيرونات.يرتبطORF6الخاص بسارس-كوفبكاريوفيرين ألفا 2لمنع نقلستات 1إلى النواة.ويثبط NS4a الخاص بميرس-كوف استجابات الإجهاد الفيروسية التي يتوسطهاPKR.
تستخدم معظم فيروسات كورونا بروتينات الشوكة للارتباط بالمستقبلات الموجودة على سطح الخلايا المضيفة، ولكن يمكن لبعض فيروسات كورونا أن ترتبط بالخلايا المضيفة ببروتينات أخرى مثل بروتين الغشاء الخاصبفيروس كورونا البشري NL63وإستراز الراصة الدموية فيالفيروسات الإمبيكوية. حيث يمكن لكلاهما أن يرتبط مععديدات السكاريدعلى سطح الخلية للمساعدة في الإصابة.بعد ارتباط بروتين الشوكة بالمستقبل، تقوم بروتيازات المضيف (مثل الكاتبسينوبروتياز السيرين عبر الغشائي 2) بقصه وتنشيطه. تبعا لسلالة الفيروس، يمكن للفيروس النشط أن يدخل الخلية عن طريقالإدخال الخلويأو يندمج مباشرة مع غشاء الخلية المضيفة ويدخل السيتوبلازم.يستخدم كل من:فيروس كورونا السنوري، 229E،فيروس كورونا الطيري، سارس-كوف، فيروس إلتهاب الكبد الفأري A59 وفيروس إلتهاب الكبد الفأري JHM الطريقة الثانية.فضلا عن البروتيازات، تؤثر بروتينات مضيفة أخرى على عملية إصابة الفيروس للخلية مثل:البروتين الغشائي المستحث بالإنترفيرون‏ الذي يمنع الفيروسات من دخول الخلايا،والبروتين المحتوي على الفالوسينالذي يساعد الفيروسات الموجودة فيالجسيمات الداخليةعلى دخول السيتوبلازم.
المستقبلات التي تستخدمها فيروسات كورونا للدخول إلى الخلية متنوعة وغير مرتبطةبجنسمحدد فمثلا: ينتمي فيروس كورونا البشري NL63 إلى جنسفيروسات ألفاوسارس-كوف إلىفيروسات بيتا، لكن يستخدم كلاهماالإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2(ACE2) كمستقبل. أمافيروس التهاب المعدة والأمعاء الساريوفيروس الإسهال الوبائي الخنزيريوهما من نفس جنس فيروس NL63 (ألفا) يستخدمان مستقبلأمينوببتيداز الألانين. يستخدم فيروس كورونا الفأري وميرس-كوف اللذان ينتميان إلى فيروسات بيتا (مثل سارس-كوف) مستقبليجزيء التصاق الخلية المرتبط بالمستضد السرطاني المضغي 1والببتيداز نازع الببتيديل 4على التوالي. علاوة على ذلك، تستخدم العديد من فيروسات كورونا جزيئات غليكوزيل معدلة موجودة في بروتينات على سطح الخلية كمستقبلات أومستقبلات مساعدة.على سبيل المثال، يستخدم فيروس كورونا البشري OC43وفيروس كورونا البقري9-O-حمض السياليككمستقبل.
بعد دخول القفيصة إلى السيتوبلازم، تقص بروتيازات خلوية بروتينات القفيصة النووية لتحرير الجينوم الفيروسي.ولأن جينوم فيروس كورونا رنويموجب الدلالةويملكقبعة 5'وذيل عديد الأدينينمثل الرنا الرسول الخاص بحقيقيات النوى فإنه يُترجم مباشرة بواسطةالريبوسوم.أول ما تتم ترجمته هوجين الريبليكازوفي سبيل التعبير عن كلا عديدي البروتين، يستخدم الفيروستسلسلا زلقا5'-UUUAAAC-3'وعقدة كاذبةلإحداثانزياح إطار ريبوسومي-1 للاستمرار في الترجمة وإنتاج عديد البروتين الكبير pp1ab. في معظم الحالات، يقوم الريبوسوم بفك بنية العقدة الكاذبة والاستمرار في الترجمة حتى يصادفكودون التوقفالخاص بـ ORF1a. لكن في بعض الأحيان وبمساعدة بروتينات فيروسية أو خلوية،تعيق العقدة الكاذبة الريبوسوم عن الاستمرار في الترجمة وتتسبب في توقفه مؤقتًا على التسلسل الزلق، وهو ما يؤدي إلى تغيُرإطار القراءةعبر العودة إلى الخلف بنيوكليوتيد واحد (انزياح إطار -1)، قبل أن يتمكن الريبوسوم من فك بنية العقدة الكاذبة والاستمرار في ترجمة ORF1b وإنتاج عديد البروتين الكامل pp1ab.
من غير المعروف بالضبط سبب استخدام الفيروسات لانزياح الإطار للتحكم في التعبير عن البروتينات، لكن افتُرض أن السبب إما من أجل التحكم الدقيق في نسبة بروتينات عديد البروتين pp1a وبروتينات عديد البروتين pp1b، أو لتأخير إنتاج بروتينات pp1b حتى تحضِّر بروتينات pp1a بيئة مناسبة لنسخ ومضاعفة الجينوم الفيروسي.
بعد ترجمة إطار القراءة ORF1a تقوم البروتينات اللابنيوية 3 و4 و6بإحداث تغييرات في بنيةالشبكة الإندوبلازميةوإنشاء عضيات التضاعف (ROs) التي يحدث فيها تضاعف الفيروس. تختلف فيروسات كورونا في نوع عضيات التضاعف التي تُحدثها وتشمل هذه العضيات: الأغشية الملففة (CM)، الحويصلات مزدوجة الغشاء (DMV)، الشبكة الإندوبلازميةالمزمومة(zippered ER)، وتشير الدراسات إلى أن الحويصلات مزدوجة الغشاء هي مركز تضاعف الفيروس.تنشأ الحويصلات مزدوجة الغشاء منحويصلاتمشتقة من الشبكة الإندوبلازمية، حيث تقوم بروتينات فيروسية بتسخير مسارتفكيك البروتين المرتبط بالشبكة الإندوبلازمية(ERAD) لإنشائها.كما يمكن أن تنشأ من استثارة مسارالالتهام الذاتي.يُعتقد أن القيام بعملية النسخ والتضاعف داخل الحويصلات مزدوجة الغشاء آلية لإخفاء الرنا الفيروسي ووسيلة لتجنب الاستجابات المضادة للفيروسات التي تُحدثها جزيئات الرنا مزدوجة السلسلة.
في الحويصلات مزدوجة الغشاء، تتجمع العديد من البروتينات اللابنيوية (البروتين اللابنيوي 7 و8 و9 و10 و12 و13 و14 و16) التي نتجت من قص عديد البروتين pp1ab لتشكيل مركب التضاعف والنسخلنسخومضاعفةجينوم الرنا الفيروسي. أهم بروتينات هذا المركب هو البروتين اللابنيوي 12 (بوليميراز الرنا، الذي يحفز تخليق الرنا، أما البروتينات الأخرى فلها وظائف مساعدة مختلفة مثل: البروتين اللابنيوي 14 (نوكلياز خارجيللرنا) الذي يوفر وظيفةتصحيحويقوم بإزالة النيوكليوتيدات غير المتطابقة وتحسين دقة النسخ.تملك فيروسات الرنا عمومامعدل طفراتعالٍ (10إلى 10طفرة لكل موقع لكل عملية نسخ) حين يتجاوز طول الجينوم 15 ألف نوكليوتيد وينتج عن ذلك حدوثكارثة خطأبسبب تراكم العديد من الطفرات، لذلك جينومها له حد علوي.لكن معدل الطفرات في فيروس كورونا أقل بكثير من باقي فيروسات الرنا الأخرى بسبب وظيفة التصحيح الخاصة بالبروتين اللابنيوي 14 ويُقدر بـ (10إلى 10طفرة لكل موقع لكل نسخ) وهو قريب من معدل الطفراتلفيروسات الدنامفردة السلسلة،لذلك يمكن لجينوماتها بلوغ طول كبير يتجاوز 30 ألف نوكليوتيد. فضلا عن فيروسات كورونا، فيروسات الرنا الأخرى التي تملك وظائف التصحيح هي:فيروسات تورووالفيروسات الرونيةوينتمي كلاهما إلىرتبةالفيروسات العشيةوكلاهما يحتوي على جينومات أطول من جينومات فيروسات الرنا الأخرى.بالإضافة إلى هذه البروتينات اللابنيوية الفيروسية، يوجد العديد من بروتينات الخلية المضيفة في الغشاء الداخلي للحويصلات مزدوجة الغشاء بما في ذلك البروتينات المسؤولة عن النقل الحويصلي والبروتينات المرتبطةباليوبيكويتينوالبروتينات المرتبطة بمسار الالتهام الذاتي والعديد من بروتينات بدء الترجمة التي تساعد في ترجمة الرنا. تبّين أن مركب التضاعف والنسخ يتم تجميعه بجوار الريبوسومات على غشاء الشبكة الإندوبلازمية لتحسين كفاءة ترجمة الرنا وتخليق البروتينات.
يتكون لب مركب التضاعف والنسخ في سارس-كوف-2 من بوليميراز الرنا المعتمد على الرنا (البروتين اللابنيوي 12،nsp12) وثلاث بروتينات لابنيوية: البروتين اللابنيوي 7 ونسختان من البروتين اللابنيوي 8.طول بوليميراز الرنا في سارس-كوف-2 932 حمض أميني ويتكون من أربع نطاقات رئيسية: نايران (NiRAN) ويملك وظيفةناقل نوكليوتيديل، الواجهة، الأصابع والكف.ترتبط بالبوليميراز نسختان من البروتين اللابنيوي 8، وبسبب عدم تناظر البوليميراز فإن البروتين اللابنيوي 7 مطلوب من أجل أن يتوسط التآثرات بين البروتينين اللابنيويين 12 و8 على إحدى الجهتين.يرتبطهليكازان(البروتين اللابنيوي 13)بامتدادات لولبيةللبروتينين 8 فوق لولب الرنا المزدوج (الصورة)، ويملك هذان الهليكازان تآثرات محدودة بين بعضهما البعض ويبدو أنهما يعملان على استقرار البنية الإجمالية لمركب التضاعف والنسخ.يعمل الهليكازان على تسهيل نسخ جينوم الرنا المليء بالبنى الثانوية والثالثية عبر تفكيك هذه البنى أما البروتينات اللابنيوية 9 و10 و14 و16 فلها أدوار في تنظيم تخليقالقبعة 5'واستقرار بنى جينوم الرنا.
فضلا عن الهيئةالموحودةلبوليميراز الرنا، يمكن أن يشكل هذا الأخيرمثنويا، يرتبط فيه كل بوليميراز بنسخة واحدة من البروتين 8 ويتثنيان عبر تآثرات بين البروتينين 7 الخاصين بهما ليتخذا هيئة توازي متضاد. افترض أن هذه الهيئة المثنوية تلعب دورا في نسخ الرنا الجينومي الفرعي وتبديل القالب.
تملكالفيروسات العشيةسمة مميزة لها عن باقي فيروسات الرنا وهي إنتاجهالرنا جينومي فرعيبأطوال مختلفة لتخليق البروتينات البنيوية والملحقة عبر آلية تبديل قالب معقدة.بعد تشكل مركب التضاعف والنسخ في الحويصلات مزدوجة الغشاء، يستخدم مركب التضاعف الرنا الفيروسي الموجب لإنتاجرنا سالبكامل الطول عبر نسخ مستمر، ثم يُستخدم هذا الرنا السالب كقالب لإنتاج رنا جينومي موجب كامل الطول. فضلا عن التضاعف الجينومي بالنسخ المستمر، يقوم مركب التضاعف بنسخ متقطع ينتج عنه رنا فرعي بأطوال مختلفة.
يتم إنشاء الرنا الفرعي عند إنشاء السلسلة السالبة عبر نموذج نسخ متقطع يفترض: وجود مواقع خاصة تسمى التسلسل المنظم للنسخ الجسمي (TRS-B) في بداية كل جين والتي تشكل تآثرات رنا-رنامكملةبعيدة المدى مع التسلسل المنظم للنسخ الطليعي (TRS-L) المتواجد في حلقة الـSL3 في المنطقة غير المترجمة 5'.تُنظَّم هذه التآثرات بين التسلسل الجسمي والطليعي بواسطة مركبات رنا-بروتين يُفترض أنها تساهم في توقف مركب التضاعف والنسخ عند التسلسل الجسمي.بعد نسخ التسلسل الجسمي ينفصل مركب التضاعف والنسخ عنه ويعيد الارتباط بالتسلسل الطليعي مبدلا القالب ومتجاوزا جزءا كبيرا من الجينوم ويقوم بنسخ التسلسل الطليعي.بعد نسخ جزيئات الرنا الفرعية السالبة، تُستخدم هذه الأخيرة لنسخ رنا فرعي موجب، وعادة ما يُترجم من الرنا الجينومي الفرعي الموجب إطار القراءة المفتوح الأولعكس الاتجاهفقط، أما الرنا الجينومي السالب والرنا الجينومي الفرعي السالب فهما أقل تواترا في الخلايا المصابة وقد لا يشفران أي بروتينات فيروسية.
يُنظَّم تبديل القالب بواسطة بروتينات فيروسية وخلوية أهمهابروتين القفيصة النوويةالذي يملك نشاطشابرونرنا يسهل عملية تبديل القالب وهو مطلوب ليكون النسخ فعالا،ومن بين وظائفه أنه يقوم بتوظيف الهليكاز الخلويDDX1الذي يسمح بتجاوز التوقف عند التسلسل الجسمي لنسخ رنا فرعي أطول أو رنا جينومي كامل.رغم أن معظم الرنا الفرعي (~90%) ينشأ عبر تبديل القالب بين التسلسلات الجسمية والتسلسل الطليعي إلا أن نسبة صغيرة منه (< 10%) يمكن أن تنشأ بطريقة مستقلة عن التسلسل الجسمي أو حتى مستقلة تماما عن التسلسلات المنظمة للنسخ،وهو ما يشير إلى حدوث تآثرات رنا-رنا غير قياسية تسببها بعض بُنى الرنا أو ارتباط عوامل فيروسية أو خلوية أثناء عمليات تبديل القالب، مثل تآثراتالرنوات النووية الصغيرةالخلوية (U1 وU2 وU4) مع مواقع محددة في إطاري القراءة ORF1a وORF1b.
لأن مركب التضاعف والنسخ بإمكانه تبديل القالب أثناء النسخ عند التسلسل المنظم للنسخ، فإنه يستطيع تبديل نسخ سلسلة فيروس بأخرى حين يتواجد أكثر من جينوم رنا فيروسي واحد في الخلية، وينتج عن ذلكتأشيبلجينات الرنا الفيروسي.تفاصيل الآلية مازلت غير معروفة، لكن أظهرت دراسة أن البروتين اللابنيوي 14 المسؤول عن التصحيح له دور كذلك في آلية التأشيب الجيني.التأشيب الجيني آلية مهمة في تنوع فيروسات كورونا، وتسمحبتطفيرتسلسلات الفيروس لتوليد سلالات وأنواع جديدة وكذلك السماح للفيروساتبالانتقال عبر الأنواع.تملك عدة فيروسات كورونا سجلات على أحداث تأشيب جيني بينها، على سبيل المثال فيروس كورونا البشري OC43 المقسم إلى خمسةأنماطمن A حتى E: النمط D هو ناتج تأشيب بين النمطين B وC، والنمط E هو ناتج تأشيب بين الأنماط B وC وD.تملك مستخلصة أمستردام-1 من فيروس كورونا البشري NL63 جزءا من تسلسل بروتين الشوكة الخاص بمستخلصة 496 وذلك بسبب تأشيب جيني،سارس-كوف (وهو من نمط بيتا) قد تكون له علاقة بالأنماط ألفا وغاما فقد وجدت دراساتعلم تطور السلالاتفيه مناطق تأشيب محتملة بين فيروسات من نمط ألفا وغاما وفيروسات أخرى من نمط بيتا،والعديد من فيروسات كورونا الخفاشية المرتبطة بالسارس عادة ما تقوم بتأشيبات جينية بين بعضها البعض. المصدر الرئيسي لنشوءفيروس السارسقد يكون حدوث تأشيبات بين عدة فيروسات كورونا خفاشية.
بعد نسخ الرنا الجينومي والفرعي تنتقل هذه الجزيئات إلى السيتوبلازم عبر مسامات موجودة في الحويصلات مزدوجة الغشاء، ويُترجم الرنا الفرعي لإنتاج البروتينات البنيوية والملحقة وتتموقع البروتينات البنيوية في الشبكة الإندوبلازمية وجهاز غولجي أين تتعرضلتعديلات ما بعد الترجمة،ثم تنتقل هذه البروتينات ومنها البروتين الشوكي في هيئة قبل الاندماجالمثلوثيةعبر حويصلات صغيرة إلى الحويصلات مفردة الغشاء (SMV) -وهي مكان تجميع الفيروس- وتندمج بها.ثم يتجمع بروتين الشوكة والغشاء والغلاف على جزءٍ من غشاء الحويصلة مفردة الغشاء وتتسبب تآثرات بينه وبين بروتينات الغلاف والغشاء في انحنائه.وبوجودالقفيصة الفيروسيةوتآثرات بين بروتينات الغشاء والقفيصة يحدث تبرعم الفيروس إلى داخل الحويصلة مفردة الغشاء التي تحتوي في النهاية على العديد من الفيروسات ثم تغادر هذه الأخيرة الخلية عبرالإخراج الخلوي.بعدها يمكن للفيروسات الجديدة المحررة إصابة خلايا أخرى.عملية تجميع فيروس كورونا يمكن أن تساهم فيها بروتينات من الخلية المضيفة مثلالأنيبيبات الدقيقة،خيوط الأكتينوالفيمنتينات، وتختلف هذه البروتينات حسب الفيروس.
يقوم بروتين القفيصة النووية بتغليف الرنا الجينومي لتكوين القفيصة النووية وتكديسها من أجل تعبئتها في الفيروس من خلال التآثر معإشارة التغليفالتي يختلفموقع تواجدهاحسب نوع الفيروس ولا توجد سوى في الرنا الجينومي الفيروسي الكامل وهي الطريقة التي يتجنب بها الفيروس تغليف رنا جينومي فرعي أو رنا يخص الخلية المضيفة، ويمكن لكلا بروتيني الغشاء والقفيصة التعرف على هذه الإشارة والتآثر معها.آلية تكوين القفيصة وتجميع الفيروس غير واضحة تماما، لكن تشير دراسات على سارس-كوف-2 إلى أن بروتين القفيصة عند ارتباطه بالرنا الجينومي يخضعانلانفصال طورسائل-سائل ويشكلانتكثفاتأو تكدسات.يتكون بروتين القفيصة من نطاقين منحفظين: نطاق أميني يرتبط بالرنا يُعتقد أنه يقوم بتآثرات مع إشارة التغليف ونطاق كربوكسيلي يشكلمثنوي متجانسيُفترض أن له دور في تجميع البروتين النووي الريبوزي (تكوين القفيصة)،وتتواجد وسط وعلى جانبي هذين النطاقين نطاقاتمضطربة جوهريا(IDRs) (الصورة)، النطاق المركزي عاليالانحفاظوغنيبالسيرينوفسفرته تلعب دورا في سلوكالهلامأو السائل لتكثفات بروتين القفيصة والرنا.النطاقان الجانبيان أقل انحفاظا والنطاق الكربوكسيلي منهما الخاص بسارس-كوف يرتبط بالبروتين الغشائي وهو ما يوحي بدور مهم لهذا النطاق في تعبئة وتجميع الفيروس.
أشارت دراسات سابقة إلى أنالبروتينات النوويةالريبوزية الفيروسية (vRNP) خيطية لولبية الشكل لكن أظهرت دراساتبالتصوير المقطعي البردي الإلكتروني(cryo-ET) على سارس-كوف-2 بُنى حبيبية الشكل، حيث يحتوي كل فيروس على 35-40 مركب بروتيني نووي ريبوزي يتخذ كل واحد منها بنية أسطوانية صدفية قطرها 15 نانومتر.وداخل الفيروس، تتجه هذه المركبات القريبة من الغشاء الفيروسي باتجاه الغشاء، الأمر الذي يوحي بأنها تتآثر بشكل خاص مع البروتين الغشائي. وداخل مركب البروتين النووي الريبوزي، تقترحنمذجة تجريبيةمستندة على بُنى النطاقين الأميني والكربوكسيلي أنه يتكون من حوالي 800 نوكليوتيد مغلفة بحوالي 12 نسخة من بروتين القفيصة،يمكن لمركبات البروتين النووي الريبوزي المفردة أن تشكل تكدسات خطية وهذا ما يفسر التضارب في الشكل الملاحظ لها ويوحي بأنها يمكن أن تتخذ أشكالا منحفظة متنوعة.
الأفراد المصابون قادرون علىنشر الفيروساتفي البيئة. تآثر بروتين الشوكة معمستقبل خلويمكمل له أمر أساسي في تحديدانتحاء الأنسجة، شدة العدوى،ومجال الأنواعالتي يصيبها الفيروس.تستهدف فيروسات كورونا بشكل أساسيالخلايا الظهارية،وتنتقل من مضيف إلى مضيف آخر حسب نوع الفيروس إما عن طريقالرذاذ التنفسيأوالمواد المحتوية على الفيروس، أوالطريق الفموي الشرجي.
تصيب فيروسات كورونا البشرية الخلايا الظهارية فيالجهاز التنفسي، بينما تصيب فيروسات كورونا الحيوانية عموما الخلايا الظهارية فيالجهاز الهضمي.على سبيل المثال، يصيب فيروس كورونا السارس الخلايا الظهارية للرئة البشرية عن طريق الهباء الجوي بالارتباط بمستقبلالإنزيم المحول للأنجيوتنسين. ويصيبفيروس التهاب المعدة والأمعاء الساريالخلايا الظهارية للخنازير في الجهاز الهضمي عبر الطريق الفموي الشرجي بالارتباط بمستقبلأمينوببتيداز الألانين.
بعد الإصابة بفيروس كورونا يمكن للبروتينات اللابنيوية أن تستثيرالالتهام الذاتي، إذ ترتبط عملية تكوين الحويصلات مزدوجة الغشاء (DMV، موقع تضاعف الرنا الفيروسي) في الشبكة الإندوبلازمية ارتباطا وثيقا باستجابة الالتهام الذاتي، وتتشكل بعد إعادة تنظيم أو تغيير بنية غشاء الشبكة الإندوبلازمية. مع ذلك، توجد نتائج تجريبية تفيد بأن فيروسات كورونا يمكنها أن تصيب بنجاح الخلايا التي تعوز بروتينات الالتهام الذاتي المهمة مثلATG5. لذلك يمكن لبعض فيروسات كورونا (مثل: فيروس التهاب الكبد الفأري، وفيروس التهاب الشعب الهوائية المعدي، وفيروس كورونا البشري NL63) أن تحفز تكوين الحويصلات مزدوجة الغشاء من خلال مسار آخر (مسارERAD) وهو مسار مستقل عن مسار الالتهام الذاتي، لكنه يستعين ببعض البروتينات المستخدمة في مسار الالتهام الذاتي مثلMAP1LC3B.في استجابة الالتهام الذاتي، يقومBECN1بتحفيز اندماجالجسيمات البلعمية الذاتيةواليحلولاتلتفكيك المواد الموجودة فيها، ويمكن لفيروسات كورونا أن تمنع عمل BECN1 بعدة طرق لتجنب اندماج الحويصلات مزدوجة الغشاء مع اليحلولات.
تؤدي عملية تضاعف فيرووس كورونا وتجميعه إلى تغيّر ملحوظ في بنية الشبكة الإندوبلازمية، حيث تترجَم جميع بروتينات الفيروس بواسطة الريبوسومات في الشبكة الإندوبلازمية ويخضع معظمها إلىتعديلات بعد ترجمةمتنوعة منها:الغلكزة،إضافة البالميتيكإضافةاليوبيكويتين،إضافة الـADP ريبوز، إضافةبروتين سومو، كما أنتطويوبلمرةهذه البروتينات يعتمد على مساعدة الشابرونات الموجودة داخل الشبكة الإندوبلازمية وهو ما يزيد العبء على هذه الأخيرة. فضلا عن ذلك، تؤدي الإصابة بالفيروس إلى استثارة مسار الالتهام الذاتي ومسارات أخرى تُنتِج الكثير منالحويصلاتالتي تستهلك مكونات غشاء الشبكة الإندوبلازمية وهو ما يُحدث ضغطا على الشبكة. تؤدي جميع هذه العوامل إلى إثارة استجابة خلوية تسمى استجابة إجهاد الشبكية الإندوبلازمية.تُحفز استجابة إجهاد الشبكة عدة مسارات خلوية تقوم بتقليل ترجمة البروتينات وتعمل كآلية لمحاربة الإصابة بالفيروس، ففي بعض فيروسات كورونا يُنشِّط إجهاد الشبكةكينازات عامل البدء 2مثل:EIF2AK3وPKRفي المرحلة الأولى من الإصابة والتي تقوم بفسفرة عامل البدءeIF2لمنع الترجمة وتحفيرالاستماتةوتخليقالسيتوكينات.على سبيل المثال: يمكن تحفيز التعبير عنالإنترفيرون من النوع 1بعد أن تنشِّط الإصابة بفيروس التهاب المعدة والأمعاء الخنزيري مسار EIF2AK3.‏يمكن لإجهاد الشبكة كذلك أن ينشط مسارIRE1-XBP1‏ومسارATF6‏،والعديد من المسارات المختلفة التي تؤدي إلى تخليق البروتينات المضادة للإجهاد والسيتوكينات.
يمكن لفيروسات كورونا أن تُحدِثالاستماتةمن خلال عدة آليات، إذ يمكن أن يسبب سارس-كوف استماتة خلايا الرئة والطحالوالغدة الزعتريةوأنسجة أخرى من خلال مسارالكاسباز،ويمكن أن يسبب ميرس-كوف الاستماتة لأنسجة الجهاز التنفسي والخلايا التائية بطرق مختلفة، كما يمكن أن يتسبب فيروس كورونا البشري OC43 في استماتة الخلايا العصبية بمسار مستقل على الكاسباز لكن يستخدم بروتينBax.ويُحدث سارس-كوف-2 الاستماتة كذلك.يمكن أن تتسبب الإصابة بفيروس كورونا أيضا بشكل غير مباشر في استماتة الخلايا المصابة عن طريق تحفيز استجابة إجهاد الشبكة الإندوبلازمية أو تحفيزمسار MAPK/ERK.فضلا عن أنسجة الانتحاء الرئيسية، تسبب الفيروسات المذكورة سابقا موت العديد من أنواع الخلايا المناعية. إذ يمكن لفيروس كورونا البشري 229E أن يقتلالخلايا المتغصنة(ولكن ليس من خلال الاستماتة)، وبالتالي يمكن أن يثبط الاستجابة المناعية للمضيف.هناك العديد من الطرق للتسبب في الاستماتة بما في ذلك مسارات استجابة إجهاد الشبكة الإندوبلازمية المذكورة آنفا، والعديد من مساراتMAPKالتي يمكن أن تسببها عدوى فيروس كورونا. على سبيل المثال، بعد تنشيط كينازاتp38، يمكن فسفرةEIF4Eلتثبيط الترجمة وتحفيز الاستماتة، تحفز كينازاتJNKالاستماتة كذلك وقد يكون لها وظائف أخرى مضادة للفيروسات. مع ذلك، يوجد مسار MAPK آخر يُحدثه فيروس كورونا هو مسارERKله نتائج عكس نتائج مسار كينازات p38، إذ يقوم بفسفرةeIF4EBP1وتحرير eIF4E المرتبط به ليقوم بدوره في بدء عملية الترجمة.
يمكن للإصابة بفيروس كورونا أن تتسبب في تخليق مختلفالسيتوكيناتعبر مسارات مختلفة مما يؤدي إلىاستجابة التهابية، وهي الاستجابة المناعية الفطرية للخلايا المضيفة. فضلا عن المسارات المذكورة أعلاه التي تحفز التعبير عن السيتوكينات نتيجة إجهاد الشبكة الإندوبلازمية، يمكن لفيروسات كورونا أيضا أن تنشط العديد من مسارات MAPK في الخلايا مثل: مثل p38 وERK وJNKويمكن لهذه المسارات الثلاثة تحفيز التعبير عن مجموعة متنوعة من السيتوكينات. تم الإبلاغ عن سيتوكينات مثل:CCL2وإنترلوكين 8وإنترلوكين 6وTNF-αوCOX-2في مختلف فيروسات كورونا.
بعد إصابة المضيف، يمكنه تطويرمناعة تكيفيةضد فيروس كورونا عبر تنشيطخلايا تائيةوخلايا بائيةمحددة. يمكن أن تستمر مناعة الأشخاص الأصحاء ضد فيروسات كورونا الأربعة (229E وOC43 وNL63 وHKU1) التي تسببالزكاملنحو نصف عام إلى عام فقط، وبعد ذلك يمكن أن يصابوا بنفس الفيروس مرة أخرى.يتم إنتاجالأجسام المضادةضد بروتين الشوكة الخاص بسارس-كوف في غضون ثلاثة أسابيع،وقد يكون الوقت اللازم لإنتاجها في سارس-كوف-2 أقصر.عيارالأجسام المضادة لمرضى السارس سوف يتغير بمرور الوقت، تتبعت بعض الدراسات المرضى فيحدث السارسووجدت أن استجابات الأجسام المضادةوخلايا البائية الذاكرةفي المرضى انخفضت بشكل ملحوظ بعد عدة سنوات. في المقابل، يمكن أن يحافظ الجسم علىخلايا التائية الذاكرةلفترة أطول.مع ذلك، قد تختلف مدة المناعة من شخص لآخر حيث وُجد أنه لا يزال بالإمكان اكتشاف الأجسام المضادة لدى بعض المرضى بعد إصابتهم بالسارس منذ أكثر من عشر سنوات. تختلف مدة بقاء الأجسام المضادة التي تنتجها الإصابة بفيروس ميرس-كوف تبعا لشدة الأعراض، فعيار الأجسام المضادة بعد سنتين من الإصابة أكبر بكثير لدى مرضى الحالات الحادة منه لدى مرضى الحالات المتوسطة.
يدوم مفعول التطعيم ضد فيروس التهاب الشعب الهوائية المعدي في الدجاج حوالي 9 أسابيع فقط وكان فعالا ضد بعض السلالات فقط .يشبه فيروس كورونا التنفسي الخنزيري (PRCV) إلى حد كبيرفيروس التهاب المعدة والأمعاء الساريالخنزيري، ويمكن للخنازير المصابة به اكتساب مناعة ضده فقط وليس لكليهما، لكن المناعة المخاطية ضده (الغلوبولين المناعي أ) تضعف بمرور الوقت، الأبقار المصابة بفيروس كورونا البقري تضعف مناعتها بمرور الوقت كذلك. تؤدي الاستجابة المناعية الناتجة عن الإصابة بسلالة JHM من فيروس التهاب الكبد الفأري إلىإزالة الميالينمن الخلايا العصبية في الدماغ مع القضاء على الفيروس.
تمتلك فيروسات كورونا مجموعة متنوعة من الآليات لمجابهة الاستجابة المناعية للخلايا المضيفة. فضلا عن وظائفها البنيوية أو التحفيزية، تملك العديد من بروتينات فيروس كورونا وظائفتهربومقاومة للاستجابة المناعية. ومقارنة بفيروسات الرنا الأخرى لا يسبب فيروس كورونا قدرا كبيرا من التعبير عنالإنترفيرونات من النوع الأول، مما يوحي بأن لديه آليات لمنع التعبير عنها.يملك البروتين اللابنيوي 3 (بروتياز PLpro) الخاص بفيروسات: سارس-كوف، ميرس-كوف، IBV، كورونا الفأري، NL63 البشري -زيادة على وظيفة القص الذاتي- وظيفةإزالة اليوبيكويتينمن بروتينات المضيف، ويملك نفس البروتين في سارس-كوف وميرس-كوف وظيفة إضافية هي إزالة وسمISG15من بروتينات المضيف. ولكون إضافة كلٍّ من اليوبيكويتين وISG15 تلعب دورا مهما فيمسارات التأشيرالخاصة بالاستجابة المناعية الخلوية، فإن إزالة هذه الوسوم تثبط الاستجابة المناعية وتخفض من التعبير عن الإنترفيرونات وهي الطريقة التي يقاوم بها البروتين اللابنيوي 3 الاستجابة المناعية،فضلا عن آليات المقاومة بالقص هذه يملك نفس البروتين في سارس-كوف آلية لتثبيط تخليق الإنترفيرون 1 مستقلة عن القص بالبروتياز.يمكن لكل من البروتين اللابنيوي 3 والبروتين اللابنيوي1وORF3bوبروتين القفيصة النووية في سارس-كوف أن يثبطوا تنشيط مسارRIG-Iلمنع الرنا الفيروسي مزدوج السلسلة من إثارة استجابة مناعية، ويمكنلـORF6أن يثبط تنشيطمسار JAK/STATبحيث تثبط كلا الآليتين تخليق الإنترفيرون 1. يمنع البروتين اللابنيوي 1 الكثير من جزيئات الرنا الرسول الخاصة بالمضيف -ومن بينها الرنا الرسول الخاص بالإنترفيرونات- من الترجمة ويسبب تفككها، أما الرنا الرسول الخاص بالفيروس في حد ذاته فهو لا يتأثر بوظيفة البروتين اللابنيوي 1 بفضل تسلسل خاص في المنطقة غير المترجمة 5'.
فضلا عن تنشيط RIG-I، يمكن للرنا الفيروسي مزدوج السلسلة أن ينشط2'-5' مخلقة قليل الأدينيلاتلتخليق 2'-5' قليل الأدينيلات وبعدها تنشيطالريبونوكلياز L، وفي سبيل مقاومة هذه الاستجابة يقوم البروتين اللابنيوي 4B‏ (ns4b) في ميرس-كوف والبروتين اللابنيوي 2 في فيروس التهاب الكبد الفأري بتفكيك 2'-5' قليل الأدينيلات لمنعه من تنشيط الريبونوكلياز L وبالتالي منع الرنا الفيروسي من التفكك.يمكن لبروتين الغلاف في سارس-كوف أن يثبط مسارERN1الذي يُحفز بواسطة استجابة إجهاد الشبكة الإندوبلازمية وبالتالي يمنع الاستماتة وتخليق السيتوكينات.وربما هذه الآلية قد تكون مرتبطة بوظيفة بروتينات الغلاف في تشكيلفيروبورينات(قنوات آيونية).يقوم بروتين القفيصة النووية بتكوينتكثفاتمع الرنا ويستخدم بروتين لبحبيبة إجهادG3BP1وبالتالي يحرم الخلية من استخدامه في تكوين حبيبات الإجهاد ويمنع الاستجاباتالمناعية الفطريةالمعتمدة على G3BP1.
فيروسات كورونا هيعائلة فرعيةتنتمي إلىعائلةالفيروسات التاجية، التي تنتمي إلىالرتبة الفرعية«كورنيدوفرينيات» (Cornidovirineae) التي تنتمي إلىرتبةالفيروسات العشية.تنقسم عائلة الفيروسات التاجية إلى ثلاث فروع: الكورونافيرينات المستقيمة (Orthocoronavirinae) والتي تعرف بالاسم الشهير فيروسات كورونا،الليتوفيرينات، والعائلة الفرعية الجديدة البيتوفيرينات (Pitovirinae).تنقسم عائلة فيروسات كورونا الفرعية إلى أربعأجناس(فيروس كورونا ألفا،فيروس كورونا بيتا،فيروس كورونا غاما،فيروس كورونا دلتا) وتصيب أجناس ألفا وبيتا الثدييات فقط، أما غاما ودلتا فيصيب معظمها الطيور بشكل رئيسي مع أنواع قليلة تصيب الثدييات.ينتمي فيروساسارس-كوفوسارس-كوف-2إلىنوعالفيروسات المرتبطة بالسارسالتي تنتمي إلىالجنس الفرعيالفيروسات الساربيكويةالتي تنتمي إلى جنس فيروسات بيتا.يعتمد تصنيف فيروسات كورونا على سبع تسلسلات محفوظة في جينORF1abفإذا كانت تسلسلات الأحماض الأمينية الناتجة من هذه التسلسلات السبع متماثلة بينسلالتينمن الفيروس بنسبة تزيد عن 90% تعتبر السلالتين من نفس النوع.
النوع النموذجيلفيروس كورونا ألفاهوفيروس كورونا ألفا 1(ألفا-كوف-1)،الذي ينقسم إلى 14 جنسا فرعيا منها: فيروس كورونا ألفا 1 (فيروس كورونا الكلبي، فيروس كورونا القططي، فيروس التهاب المعدة والأمعاء الساري الخنزيري)، فيروس كورونا ألفا 2 (فيروس كوروناابن مقرض، فيروس كوروناالمنك)، فيروس كوروناالألبكة، فيروس كورونا البشري 229E، فيروس كورونا البشري NL63، فيروس كوروناخفاش الحذوة الكبيرHuB-2013 ‏(BtRf-AlphaCoV/HuB2013)، فيروس كورونا الخفاش محني الجناح نوع 1 (Bat-CoV MOP1)، فيروس كورونا الخفاش محني الجناح HKU8 ‏(Bat-CoV HKU8)، فيروس كورونا خفاشمايوتيس ريكيتيSax-2011 ‏(BtMr-SAX2011)، فيروس كورنا الخفاشي CDPHE15 ‏(BtCoV CDPHE15)، فيروس كورنا الخفاشي 3398 (PK-BatCoV 3398)، فيروس كورونا خفاش نيكتالوس فيلتينوس SC-2013 ‏(BtNv-SC2013)، فيروس كورونا زبابات T14 ‏(Sa-CoV T14)، فيروس كورونا خفاشإلف الظلام512 (Bat-CoV 512)، فيروس الإسهال الوبائي الخنزيري (PEDV)، فيروسات خفاش الأقحوان مثل فيروس كورونا خفاش حدوة الفرس الصيني HKU2 ‏(Bat-CoV HKU2)، فيروس كورونا متلازمة الإسهال الحاد الخنزيري (SADS-CoV)، فيروس كورونا زبابة ونتشنغ (WESV) وفيروس كورونا الجرذ البني لوتشنغ (LRNV).
فيما يليالشجرة التطوريةلكل مجموعة رئيسية من فيروس كورونا ألفا (راجع أمبر بابينو وزملائها، تشيتشيانغ وو وزملائه):
النوع النموذجيلجنس فيروس كورونا بيتا هوفيروس كورونا الفأري(م-كوف) الذي ينقسم إلى 5 أجناس فرعية منها:فيروس كورونا بيتا 1(فيروس كورونا البشري OC43،فيروس كورونا البقري،فيروس كورونا الخيلي،فيروس التهاب الدماغ والنخاع الشوكي الراصي الخنزيري)،فيروس كورونا الأرنبي HKU14‏(RbCoV HKU14)،فيروس كورونا الجرذ الصيني HKU24‏(ChRCoV HKU24)،فيروس كورونا البشري HKU1،فيروس كورونا الفأري،فيروس كورونا ميودس 2JL14‏(MrufCoV 2JL14)،فيروس كورونا خفاش أيدولون C704‏(Ei-BatCoV C704)،فيروس كورونا خفاش بيبيسترالوس HKU5‏(Bat-CoV HKU5)،فيروس كورونا خفاش راوستوس HKU9‏(HKU9-1)،فيروس كورونا خفاش راوستوس GCCDC1‏(Ro-BatCoV GCCDC1)،فيروس كورونا خفاش تيلونيكترايس HKU4‏(Bat-CoV HKU4)،فيروس كورونا المرتبط بمتلازمة الشرق الأوسط التنفسية(ميرس-كوف)،فيروس كورونا القنفذ البري(EriCoV)، فيروس كورونا خفاش زاريا (ZBCoV)،فيروس كورونا خفاش برات مستدير الورق جيجيانغ2013(BtHp- BetaCoV/ZJ2013)،وفيروس كورونا المرتبط بالمتلازمة التنفسية الحادة الشديدة(سارس-كوف، سارس-كوف-2 والسلالات المرتبطة) والعديد من الفيروسات الأخرى.
فيما يلي الشجرة التطورية للمجموعات الرئيسية من فيروس كورونا بيتا (راجع أمبر بابينو وزملائها، تشيتشيانغ وو وزملائه):
النوع النموذجيلجنس فيروس كورونا غاما هوفيروس كورونا الطيري(AvCoV) وينقسم إلى ثلاثة أجناس فرعية منها:فيروس كورونا الحوتي، فيروس كورونا الطيري،فيروس كورونا الطيري 9203(AvCoV 9203)،فيروس كورونا الإوزي CB17‏(BcanCoV CB17)،فيروس كورونا البطي 2714(DuCoV 2714)، وفيروسات أخرى.
فيما يلي الشجرة التطورية للمجموعات الرئيسية من فيروس كورونا غاما (راجع أمبر بابينو وزملائها، ميشال ويلي وزملائها):
النوع النموذجيلجنس فيروس كورونا دلتا هوفيروس كورونا البلبلي HKU11‏(Bulbul-CoV HKU11) وينقسم إلى ثلاث أجناس فرعية منها: فيروس كوروناودجونHKU20 ‏(WiCoV HKU20)، فيروس كورونا البلبلي HKU11،فيروس كورونا الخنزيري HKU15‏(PorCoV HKU15)، فيروس كورونادجاج الماءالشائع HKU21 ‏(CMCoV HKU21)، فيروس كورونامونياHKU13 ‏(MuCoV HKU13)، فيروس كوروناأبيض العينHKU16 ‏(WeCoV HKU16) فيروس كوروناالعقعق روبنHKU18 ‏(MRCoV HKU18)، فيروس كورونابلشون الليلHKU19 ‏(NHCoV HKU19)،فيروس كورونا الصقري HKU27‏(FalCoV UAE-HKU27)، فيروس كوروناالحبارى الإفريقيHKU28 ‏ (HouCoV UAE-HKU28)، فيروس كوروناالحمامHKU29 ‏ (PiCoV UAE-HKU29)،فيروس كورونا السمان HKU30‏(QuaCoV-HKU30) وفيروسات أخرى.
فيما يلي الشجرة التطورية للمجموعات الرئيسية من فيروس كورونا دلتا (راجع أمبر بابينو وزملائها،وميشال ويلي وزملائها):
تستخدم بعض الدراساتبوليميراز الرنا المعتمد على الرناكساعة جزيئيةوتقدر أنأحدث سلف مشتركلجميع فيروسات كورونا برز إلى الوجود بين 8000-10000 سنة قبل الميلاد، وأن أحدث سلف مشترك لفيروسات كورونا ألفا يعود إلى 2400 سنة قبل الميلاد ولفيروسات بيتا إلى سنة 3300 سنة قبل الميلاد ولفيروسات غاما إلى 2800 سنة قبل الميلاد ولفيروسات دلتا إلى 3000 سنة قبل الميلاد.لكن بعض العلماء يعتقدون أن هذه الدراسات تبالغ في تقديرمعدل التطفرلفيروسات كورونا وتتجاهل تأثيراصطفاء التنقيةويقترحون نموذجا يزعم أن أحدث سلف مشترك لفيروسات كورونا ظهر منذ 55 مليون سنة وخضع إلى تطور مشترك طويل الأمد في الخفافيش والطيور.الخفافيش والطيورمستودع طبيعيمثالي لجينات فيروس كورونا لكونها فقاريات طائرة منذوات الدم الحار(مع كون الخفافيش مستودعا لفيروسات ألفا وبيتا، والطيور مستودعا لفيروسات غاما ودلتا). مكّن العدد الكبير لأنواع الخفافيش والطيور التي تستضيف الفيروسات والنطاق العالمي لانتشارها من تطور كثيف وانتشار كبير لفيروسات كورونا.
يرجع أصل العديد من فيروسات كورونا البشرية إلى الخفافيش.اشترك فيروس كورونا البشري NL63 فيسلف مشتركمع فيروس كورونا الخفاشي(ARCoV.2) بين 1190-1449 م.وتشارك فيروس كورونا البشري 229E مع فيروس كورنا الخفاشي (GhanaGrp1 Bt CoV) في سلف مشترك بين 1686-1800 م.حديثا،تشعبفيروس كوروناالألبكةعن فيروس 229E في وقت ما قبل عام 1960.انتقل ميرس-كوف إلى البشر من الخفافيش عبر الجمال كمضيف وسيط.ومع أن ميرس-كوف له صلة بالعديد من فيروسات كورونا، يبدو أنه تشعب عن هذه الأخيرة منذ عدة قرون.تشعب سارس-كوف عن أقرب فيروسات كورنا الخفاشية صلة به سنة 1986.أصاب أسلاف سارس-كوف أول مرةخفاش الأنف الورقيمن عائلةالهيبوسيدردياتثم انتشرت إلىخفاش حدوة الفرسفي عائلة خفاشيات حدوة الفرس، ثم إلىزباد النخيل الآسيويوأخيرا إلى البشر.
خلافا لغيره من فيروسات كورونا بيتا، يرجع أصلفيروس كورونا البقريالذي ينحدر من النوعفيروس كورونا بيتا 1والجنس الفرعيفيروس أمبيكوإلىالقوارضوليس إلى الخفافيش.في عقد 1790 تشعب فيروس كورونا الخيلي عن فيروس كورونا البقري بعدانتقال عبر الأنواع.ولاحقا في العقد 1890 تشعب فيروس كورونا البشري OC43 عن فيروس كورونا البقري بعد حادثة انتقال أخرى عبر الأنواع.افتُرض أنجائحة الإنفلونزا 1890قد يكون سببها حادثة انتقال عبر الأنواع، وليس فيروس الإنفلونزا بسبب توقيت حدوثها، الأعراض العصبية والمسبب غير المعروف للجائحة.فضلا عن التسبب في عداوى تنفسية، اشتُبه أن فيروس كورونا البشري OC43 لعب دورا فيالأمراض العصبية.في عقد 1950 بدا فيروس OC43 في التشعب إلىأنماطه الجينيةالحالية.فيعلم تطور السلالات، فيروس التهاب الكبد الفأري الذي يصيب كبد الفأر والجهاز العصبي المركزي،له صلة بفيروس كورونا البشري OC43 وفيروس كورونا البقري. فيرروس كورونا البشري HKU1 -كغيره من الفيروسات المذكورة سابقا- له أصول ترجع إلى القوارض كذلك.
تختلف فيروسات كورونا اختلافا ملحوظا في عامل الخطر حيث يمكن لبعضها أن يقتل أكثر من 30٪ من المصابين مثل ميرس-كوف، والبعض الآخر غير ضار نسبيا ويسبب زكاما خفيفا.يمكن أن تسبب فيروسات كورونا زكاما مصحوبا بأعراض حادة مثل: مثل الحمىوالتهاب الحلقبسببالزوائد الأنفيةالمنتفخة.يمكن أن تسبب فيروسات كوروناذات الرئة(إماذات الرئة الفيروسيالمباشر أوذات رئة بكتيريثانوي)والتهاب القصبات(إما التهاب قصبات فيروسي مباشر أو التهاب قصبات بكتيري ثانوي).فيروس كورونا البشري المكتشف عام 2003 -سارس-كوف- الذي يسببمتلازمة تنفسية حادة وخيمة(سارس) ، لهإمراضيةفريدة لأنه يسبب التهاباتالجهاز التنفسي العلويوالسفلي.
توجد ستة أنواع معروفة من فيروسات كورونا البشرية، وينقسم نوع واحد إلى سلالتين مختلفتين، ما يجعل العدد الكلي سبع سلالات يمكنها إصابة البشر. أربع سلالات من بين هذه السلالات السبع تتسبب في أعراض خفيفة عموما، ورغم تكيف البشر معها، ربما كانت هذه الفيروسات أكثر حدة في الماضي:
ثلاث فيروسات كورونا يمكن أن تسبب أعراضا حادة:
يمكن أن تتسبب فيروسات كورونا البشرية (229E ،OC43 ،NL63 ،HKU1) في الإصابة بالزكام،وتنتشر هذه الفيروسات الأربعة على نطاق واسع بين السكان، وتتسبب في ظهور أعراض خفيفة. تشير الإحصائيات إلى أن 15٪ من حالات الزكام تسببها هذه الفيروسات الأربعة (وتشير بيانات أخرى إلى 20٪-30٪) في حين أن 50% من الحالات يسببهاالفيروس الأنفي.في المناطق ذاتالمناخ المعتدل، تحدث الإصابة بهذه الفيروسات غالبا في فصل الشتاء،ولا يوجد فرق كبير في أوقات الإصابة في مناطقالمناخ المداري.قد تتنافس فيروسات كورونا الأربعة مع بعضها البعض ويكون انتشارها بين السكان دوريا.مع أن فيروسات كورونا هذه تسبب الزكام فقط، فقد افتُرض أنها ربما تسببت في أوبئة حادة عندما ظهرت لأول مرة منذ قرون أو عقود مضت، ثم تطورت بمرور الوقت وتأقلم عليها البشر وأصبحت هذه السلالات أقلإمراضا.مثل فيروس كورونا البشري OC43 وفيروس كورونا البقري اللذان تشعبا عن النوعفيروس كورونا بيتا 1في العقد 1890، حيث انتقل الفيروس البقري عبر الأنواع واكتسب القدرة على إصابة البشر،وعلى هذا الأساس افترض بعض العلماء أنجائحة الإنفلونزا (1889–1890)قد يكون سببها فيروس OC43 الناتج من هذا الانتقال عبر الأنواع وليس فيروس الأنفلونزا.
في نهاية عام 2002 ظهرتذات رئة غير نموذجيةفي مقاطعةغوانغدونغبالصين، وتطورت لاحقا إلىتفشي السارس 2002-2004الذي استمر حوالي عام تقريبا. انتشر الوباء إلى 29 دولة وأصاب أزيد من 8000 شخص توفي منهم 774 فردا.في مارس 2003 سمت منظمة الصحة العالمية بشكل رسمي المرض باسمالسارس، ووجد العديد من العلماء أن الوباء سببه أحد فيروس كورونا وكان أول فيروس كورونا يسبب مرضا خطيرا. أرجع العلماء مصدر الفيروس المباشر إلىزباد النخلالذي بيع في الأسواق، وكان تماثل التسلسل بين فيروسسارس-كوف زباد النخلوفيروس السارس البشري 99.8%،لكنالمستودع الطبيعيلهذا الفيروس يُفترض أن يكون أحد الخفافيش مثل:خفاش حدوة الحصان الصيني الأصهبأوخفاش الحذوة الكبير.فترة حضانةفيروس السارس حوالي 4 إلى 6 أيام وبعدها تظهر أعراض مماثلةللإنفلونزاوالالتهاب الرئوي. في الحالات الحادة يمكن أن يعاني المرضى من صعوبات في التنفس وقد يتطور الأمر إلىمتلازمة الضائقة التنفسية الحادة(ARDS). تصبح أعراض الإصابة أكثر حدة بعد أن يبدأ جهاز المناعة في محاربة الفيروس حيث تبين أن بعض الأعراض يسببها فرط الاستجابة المناعية الخاصة بالمريض.بعض مرضى السارس مازالوا يعانون من العديد من المضاعفات مثل:التليف الرئوي، هشاشة العظاموالنخر اللاوعائيبعد الشفاء، وتطور لدى مرضى آخريناضطراب الكرب التالي للصدمة النفسيةأواضطراب مزاجي.
في 2012 ظهر فيروس كورونا جديد سُمي لاحقا بفيروس كورونا متلازمة الشرق الأوسط التنفسية (ميرس-كوف)، حيث تم عزله من رئة مريض مصاب بأعراض تنفسية حادة في المملكة العربية السعودية.ويُعتقد أنه انتقل إلى البشر من الجمال،حيث وجدت دراسة أن فيروس كورونا الذي أصابالجمال العربيةالبالغة وصغارها مطابق بنسبة 99.9% لجينومات ميرس-كوف البشرية.أما أصل هذا الفيروسومستودعه الطبيعيفيُعتقد أنه يرجع إلى الخفافيش،وأن له صلة وثيقةبفيروس كورونا خفاش تيلونيكترايس HKU4وفيروس كورونا خفاش بيبيسترالوس HKU5.اعتبارا من يناير 2021، أُبلغ عن 2500 حالة منها 45 حالة في 2020.وتوفي حوالي 35% من الأفراد الذين أصيبوا بالفيروس.وفضلا عن التفشي الأول عام 2012 حدثت تفشيات أخرى أحدها في كوريا الجنوبية عام2015وآخر في السعودية عام2018.فترة حضانةفيروس ميرس حوالي 5.5 يوم،ويسبب أعراضا منها الحمى، السعال، الإسهال وضيق التنفس.بعض المرضىلا تظهر عليهم الأعراض، والحالات الخطيرة يمكن أن تسبب ذات رئة وخيمةومتلازمة الضائقة التنفسية الحادة.الفيروس معدي نسبيا، وفي الغالب يصيب الأفراد الذين هم في اتصال مباشر مع المرضى، ولا ينتقل غالبا خارج المستشفى.
في ديسمبر 2019، حدث تفشيالتهاب رئويجديد في مدينةووهانبمقاطعةخوبيبالصين. ووجد العلماء في 31 ديسمبر أن التفشي سببه سلالة جديدة من فيروسات كورونا،والتي سميت لاحقاسارس-كوف-2بواسطةاللجنة الدولية لتصنيف الفيروسات. يملك سارس-كوف-2تماثل تسلسلقدره 79% مع سارس-كوف.ويُعتقد أن الخفافيش هي المستودع الطبيعي الأرجح له،حيث يملكفيروس كورونا الخفافيش RaTG13تسلسلا متماثلا بنسبة 96.1% والفيروس الجديد المكتشف في اللاوسBANAL-52نسبة 96.8%،توحي نسبة التماثل بين هذه الفيروسات الخفاشية وسارس-كوف-2 بأن البشر قد أصيبوا بالفيروس عبر مضيف وسيط،لكن بقي هذا الوسيط وهو المصدر المباشر لإصابة البشر غير معروف.
اعتبارا من 22 يناير 2023 يوجد على الأقل 6٬739٬355حالة وفاة مؤكدة وأزيد من 668٬843٬945إصابة مؤكدة بسببجائحة كوفيد 19، التي كان لها تأثير كبير على المجتمعوالإقتصاد العالميوسببت أسوءركود اقتصاديمنذالكساد الكبيرفي عقد 1930.أعراض كوفيد 19 متنوعة وتختلف من فرد لآخر، ومدة حضانة فيروس سارس-كوف-2 تتراوح بين 1 إلى 14 يوما. على الأقل ثلث الأفراد المصابينلا تظهر عليهم الأعراض، لكن بإمكانهم نقل الفيروس،معظم أعراض كوفيد 19 خفيفة أو متوسطة ومن بينها: الحمى، السعال، الإعياء، فقدان الشم المؤقتوذات الرئةالخفيفة. تعاني نسبة صغيرة من المرضى من أعراض حادة منها: ضيق التنفسونقص التأكسج، أما الحالات الخطرة فقد تعاني منفشل تنفسي،صدمةوفشل الأعضاء المتعدد.بعض المرضى تبقى لديهم أعضاء متضررة بعد الشفاء تفشل في التعافي التام، ويعانون من مضاعفات ما بعد الإصابة لأمد طويل.
عُرِف أن فيروسات كورونا تسبب حالات مرضية فيالطب البيطريمنذ ثلاثينيات القرن الماضي،وهي تصيب مجموعة متنوعة من الحيوانات منها: الخنازير والأبقار والخيول والجمال والقطط والكلاب والقوارض والطيور والخفافيش.تصيب معظم فيروسات كورونا المرتبطة بالحيواناتالسبيل الهضميبواسطةالطريق الفموي الشرجي.تم تركيز جهود بحثية معتبرة لمعرفةالإمراضية الفيروسيةالخاصة بفيروسات كورونا الحيوانية هذه، وخاصة من قبل علماء الفيروسات المهتمين بالأمراض البيطريةوالحيوانية.
يمكن لفيروسات كورونا أن تصيب أنواعا مختلفة من الدواجن والماشية. فيروس التهاب الشعب الهوائية المعدي (IBV) هو فيروس كورونا غاما يصيب الدواجن عبرالهباء الجويأوالطريق الفموي الشرجي،ويسببالتهابا شعبيا معدياويصيبالجهاز البولي التناسليفضلا عنالسبيل التنفسي.يملك فيروس التهاب الشعب المعدي معدل نفوق مرتفع، وانتشارا سريعا،ويؤثر على إنتاج البيض ويسبب خسائر اقتصادية كبيرة، وتوجد العديد من اللقاحات للوقاية منه.بعض السلالات الشبيهة بـIBV يمكنها أن تصيبالدجاج الروميوتسببالتهاب الأمعاءمنها فيروس كورونا الدجاج الرومي (TCV).يُصنف فيروس التهاب الشعب المعدي إلى جانب مختلف سلالات الدجاج الرومي وبعض الفيروسات التي تصيب الطيور البرية إلى نوعين: فيروس كورونا الطيري،وفيروس كورونا الطيري 9203تحت جنس فيروسات كورونا غاما.
تصاب الماشية مثل الخنازير والأبقار والأحصنة بفيروسات كورونا كذلك.من بين فيروسات كورونا التي تصيب الخنازير:فيروس الإسهال الوبائي الخنزيري(PEDV)،فيروس التهاب المعدة والأمعاء الساريالخنزيري (TGEV)،فيروس كورونا دلتا الخنزيري(PdCV)،فيروس التهاب الدماغ والنخاع الشوكي الراصي الخنزيري(PHEV)وفيروس كورونا متلازمة الإسهال الحاد الخنزيري(SADS-CoV). باستثناء PHEV الذي يصيب النسيج العصبي كذلك، تصيب فيروسات كورونا الخنزيرية الجهاز الهضمي وتسبب القيء والإسهال وأعراضا أخرى. فيروسا TGEV وPHEV متنشران بين الخنازير لأزيد من 10 سنوات أما SADS-CoV وPdCV فهما فيروسان حديثا النشأة،ورغم أن PEDV متواجد منذ 1970 إلا أن سلالة شديدة الإمراض ظهرت في 2010 وسببت خسائر ملحوظة فيتربية الخنازيرفي بلدان مختلفة.من بين الفيروسات الناشئة، تسلسل SADS-CoV مماثل جدالفيروس كورونا خفاش حدوة الفرس الصيني HKU2،وتسلسل PEDV مماثللفيروس كورونا خفاش إلف الظلام 512وقد يرجع أصلهما إلى انتقال عبر الأنواع من الخفافيش.ربما يرجع أصل PdCV إلى فيروسات كورونا الطيرية فتسلسله متماثل جدا معفيروس كورونا الدوري HKU17وفيروس كورونا السمان HKU30ويُفترض أنهما ينتميان إلى نفس النوع.
فيروس كورونا البقري الذي يصيب الأبقار قريب الصلةبفيروس كورونا البشري OC43،ويسبب أعراضا مثل الإسهال لدى العجول.يسببفيروس كورونا الفرسيالذي يصيب الخيول الإسهال كذلك،ونادرا ما يكون قاتلا.
تصاب الحيوانات الأليفة مثل: القطط والكلاب وابن مقرض بفيروسات كورونا كذلك.ينتميفيروس كورونا السنوريإلى فيروسات ألفاويمكن أن يُقسم إلى نوعين: فيروس كورونا القططي المعوي (FECV) الذي يصيب الأمعاء ويسبب أعراضا خفيفة، وفيروس التهاب البريتون المعدي السنوري (FIPV) الذي يمكن أن يسببالتهاب البريتون المعدي السنوريالحاد.ينتقل FECV عبر الطريق الشرجي الفموي ويمكن أن يتطفر إلى FIPV بعد الإصابة، ثم ينتقل لإصابة مختلف أعضاء القطط.معدل النفوق بالتهاب البريتون المعدي السنوري مرتفع وعادة ما تموت القطط خلال عام واحد من ظهور الأعراض.
معروف بأن اثنين من فيروسات كورونا تصيب الكلاب:فيروس كورونا الكلبي(CCoV)وفيروس كورونا التنفسي الكلبي(CRCoV). الأول من فيروسات كورونا ألفاويسبب أعراضا معدية معوية خفيفة،أما الثاني فهو من فيروسات كورونا بيتاويصيب الجهاز التنفسي وهو أحد الممرضات التي تسببسعال الكلاب.يوجد كذلك نوعان من فيرووسات كورونا التي تصيب ابن مقرض:فيروس كورونا ابن مقرضويسببالتهاب الأمعاء، وفيروس كورونا جهازي ابن مقرضي (FSC) وهو أشد خطرا ويسببمرض جهازيمماثل لالتهاب البريتون المعدي السنوري.
يمكن لفيروسات كورونا أن تصيب العديد من الحيوانات المستخدمة في المختبرات.فيروس التهاب الكبد الفأري (MHV) كان أكثر فيروس كورونا تمت دراستهحيوياومخبريا وعلى المستوى الجزيئي قبل اكتشاف سارس-كوف،ويصيب صغارفئران التجاربمسببا معدلات نفوق عالية،بينما يسبب أعراضا خفيفة قابلة للعكس لدى الفئران البالغة، لكنه يثير استجابة مناعية يمكن أن تؤثر على تفسير النتائج التجريبية.ينقسم MHV إلى عدة سلالات وتتنوع الأنسجة التي يصيبها وحدة الأعراض التي يسببها. يسبب MHV-1 أعراضا تنفسية وتسبب السلالتان A59 وMHV-3التهاب الكبدويسبب JHVالتهاب الدماغ. يحفز الفيروس الأخير استجابات مناعية لدى الفئران تسبب أضرارالأغمدة الميالينفي العصبونات، لذلك يُستخدم كنموذج حيواني لدراسةالتصلب المتعدد.من فيروسات كورونا التي تصيب الجرذان:فيروس التهاب الغدد اللعابية والدمعية(SDAV) وفيروس كورونا باركر الجرذي (RCoV-P)، يمكن أن تصيب السلالة الأولى الأعينوالغدد الدمعيةوالغدد اللعابيةويمكن كذلك أن تؤثر على تكاثر الجرذان وتسببتغيرات سلوكيةوهي أحد أهم الممرضاتلجرذان التجارب.تصنف هاتان السلالتان الجرذيتان مع مختلف سلالات MHV الفأرية كنوع واحد ويشار إليهم جميعا باسمفيروس كورونا الموريني.
يوجد فيروس كورونا يمكن أن يصيب الأرانب ويسبب التهاب الأمعاء مع معدلات نفوق عالية، ويسمى فيروس كورونا المعوي الأرنبي (RECV) وينتقل عبر الطريق الشرجي الفموي.فضلا عن ذلك، تُصاب الأرانب المستخدمةلزراعةاللولبية الشاحبةبممرضات غير معروفة يفترض أن تكون فيروس كورونا، وتوجد حالات قليلة فقط لإصابة الأرانب بهذين النوعين من فيروس كورونا.في 2012، وجد بعض الباحثينفيروس كورونا الأرنبي HKU14في الأرانب التي بيعت في الأسواق، وهو فيروس بيتا يصيب الأرانب من دون أعراض ظاهرة.توجد كذلك تقارير حول إصابة فيروس كوروناللكابياء الخنزيريةوتسببه في أعراضٍ مثل الإسهال والتهاب الأمعاء، لكن مدى انتشار الفيروس في أوساط الكابياء الخنزيرية وعلاقته بفيروسات كورونا الأخرى مازالت غير معروفة.
زيادة على الحيوانات سالفة الذكر التي يربيها الإنسان، توجد العديد من سلالات فيروس كورونا التي تصيب الطيور والثدييات البرية. بعد حدث السارس في عام 2003، اكتُشِف عدد كبير من فيروسات كورونا ألفا وبيتا في مجموعة متنوعة من الخفافيش البرية، ويرتبط العديد منها ارتباطا وثيقا بسلالات سارس-كوف وميرس-كوف وسارس-كوف-2 التي تسببت في التفشيات.وُجدت العديد من سلالات هذين الجنسين في ثدييات برية صغيرة مثل: القوارضوأرنبيات الشكلوالقنافذوالزبابات.فضلا عن ذلك، وُجد فيمجتراتمثل:الرنةوالغزلانوالبيسونوالظباءوالزرافات سلالات فيروس كورونا مماثلة لفيروس كورونا البقري،ووجد كذلك لدى الثدييات البحرية مثلالفقمياتوالحيتانياتفيروسات من الجنس ألفا وغاما على التوالي (فيروس كورونا الحوتي)أما لدى الطيور البرية فقد عُثر على سلالات كثيرة من غاما ودلتا، وصُنف العديد من سلالات غاما تحت النوع الجديدفيروس كورونا البطي 2714. معظم الأنواع في جنس دلتا تصيب الطيور البرية.بالإضافة إلى الثدييات والطيور، وُجدت سلالةٌ لفيروس كورونا تصيبالزواحف(السحالي الصينية).
بين الأمراض البشرية، لا توجد لقاحات لفيروسات كورونا البشرية الأربعة التي تسبب الزكام، وسبيل تجنب الإصابة بها هو غسل الأيادي وتجنب لمس الأعين والأنف والفم وارتداء الكمامات.اعتبارا من 2021، مازال لا يوجد لقاح فعال للوقاية من السارس،وميرس،لكن بعض اللقاحات ضد ميرس هي قيد التطوير.السارس مرض ينتقل عبرالرذاذ التنفسيويمكنلقناع N95منع الإصابة به بفعالية،وبسبب قوة الإعداء الكبيرة لمرضى الحالات الحادة فإن العزلوالحجر الصحيإجراء فعال من أجل الحد من انتشاره، والمرضى الذين يتم عزلهم قبل اليوم الخامس من الإصابة نادرا ما يقومون بنقل الفيروس للآخرين.
فضلا عن الحفاظ على النظافة الشخصية وعزل المرضى، من إجراءات منع انتشار كوفيد 19: الحرص علىالتباعد الاجتماعي، إلغاء التجمعات غير الضرورية، العمل والدراسة عبر الإنترنيت ومنع انتشار الجائحة عبر تقييد السفر.طُورت العديد مناللقاحات لكوفيد 19وتنصح منظمة الصحة العالمية الأفراد بأخذ جميع الجرعات الموصى بها بواسطة الهيئات الصحية التي يتبعون لها بمجرد أن يحين دورهم بما في ذلك جرعة معززة إذا تمت التوصية بها.
لدى الحيوانات، تطوير اللقاحات ضد فيروسات كورونا صعب لأنها عرضة للتأشيب الجيني، ويمكن للقاحات أن تعزز حدوث طفرات أخرى. لا يمكن الوقاية منالتهاب البريتون المعدي السنوريالذي تسببه الإصابة بفيروس كورونا السنوري باللقاحات، واللقاحات المطورة ضده في الماضي لم تفشل في الوقاية منه وحسب بل تسببت في تفاقم الأعراض.حاليا، توجد لقاحات يمكن أن تقي من فيروس التهاب الشعب الهوائية المعدي (IBV)،فيروس التهاب المعدة والأمعاء الساري(TGEV)، وفيروس الإسهال الوبائي الخنزيري (PEDV) وفيروس كورونا الكلبي، لكن تأثيرها الوقائي غير تام ويمكن أن تسبب تأشيبا جينيا لتوليد سلالات جديدة، خضع فيروس التهاب المعدة والأمعاء الساري إلى طفرةحذف تسلسلونتجت سلالة متطفرة تسمى فيروس كورونا التنفسي الخنزيري (PRCV) تسبب أعراضا خفيفة ونجح التلقيح بهذه السلالة الموهنة من الوقاية ضد تفشيات جديدة حادة لـTGEV خلال الـ30 عاما الماضية.