SARS-CoV

Das Virusgenom von SARS-CoV wurde erstmalig am 12.4.2003 vollständig sequenziert. Es umfasst rund 29,7 kbp und kodiert mehrere Proteine, die als Open-Reading-Frame-Proteine (ORF) und Strukturproteine (S, E, M, N) gelabelt werden. Unter den ORF-Proteinen befinden sich die Nichtstrukturproteine. Die Gesamtlänge des Genoms kann zwischen den verschiedenen Isolaten leicht schwanken.^[1]

• 4.382 Aminosäuren (AS) langes ORF1a-Polyprotein
• 2.628 AS langes ORF1b-Polyprotein
• 1.255 AS langes Oberflächen-Glykoprotein (S, "spike")
• 274 AS langes ORF3a-Protein
• 154 AS langes ORF3b-Protein
• 76 langes AS Struktur- bzw. Hüllprotein (E, "envelope")
• 221 AS langes Membran-Glykoprotein (M, "matrix")
• 63 AS langes ORF6-Protein
• 122 AS langes ORF7a-Protein
• 44 AS langes ORF7b-Protein
• 39 AS langes ORF8a-Protein
• 84 AS langes ORF8b-Protein
• 422 AS langes Nukleokapsid-Phosphoprotein (N, "nucleoprotein")
• 98 AS langes ORF9b-Protein

Am 5'- bzw. 3'-Ende des Genoms befinden sich jeweils kurze, untranslatierte Bereiche.

Die genetische Varianz von SARS-CoV ist im Vergleich zu anderen RNA-Viren relativ gering, da Coronaviren wegen ihres größeren und komplexen Genoms sehr wahrscheinlich über eine Transkriptionsfehlerkorrektur verfügen.^[2]

• Klassifikation: Viren
  • Bereich: Riboviria (RNA-Viren)
    • Ordnung: Nidovirales
      • Familie: Coronaviridae
        • Gattung: Betacoronavirus
          • Untergattung: Sarbecovirus
            • Art: SARS-CoV

Im Mai 2003 wurden Proben von verschiedenen Wildtieren auf dem Guangdong-Tiermarkt entnommen. SARS-CoV ließ sich beim Larvenroller (Paguma larvata), einer Schleichkatzenart, nachweisen. Der Nachweis war nicht an Symptome der Tiere gebunden.

2005 konnten SARS-CoV-ähnliche Viren in Fledermäusen nachgewiesen werden. Anschließende phylogenetische Analysen ließen mit hoher Wahrscheinlichkeit darauf schließen, dass SARS-CoV ursprünglich aus Fledermaus- bzw. Flughundpopulationen stammt. Die Tiere zeigen keine Symptome, dienen aber als Erregerreservoir.

In der Elektronenmikroskopie stellen sich die Viruspartikel als rundliche Stukturen mit einem Durchmesser von 50 (ohne Nukleokapsid, d.h. leer) bis 100 nm (mit Nukleokapsid) dar.^[3] Die aus der Virushülle ragenden Spikes bestehen aus zwei Untereinheiten: einem Verankerungselement S1 und einer homotrimeren S2-Einheit aus Glykoproteinen, welche die rezeptorbindende Domäne (RBD) trägt. Ferner finden sich in der Virushülle weitere Proteinbestandteile wie ein M-Protein, ein E-Protein und ein Hämagglutininesterase-Dimer (HE).

Die spiralig aufgewundene RNA im Virusinneren ist von einem Nukleokapsid aus N-Protein umgeben.

SARS-CoV kann zu Forschungszwecken in einer Zellkultur vermehrt werden. Für die Anzucht lassen sich verschiedene humane und tierische Zelllinien verwenden, u.a. Vero-E6-, HEK-293- und Huh7-Zellen.^[4]

Die Übertragung von SARS-CoV erfolgt sowohl von Tier-zu-Mensch als auch von Mensch-zu-Mensch. Die Erreger können auf folgende Weise weitergegeben werden:

• Kontaktinfektion: Enger körperlicher Kontakt, Berührung eines Erkrankten
• Tröpfcheninfektion: Einatmen infizierter Flüssigkeitspartikel, die ein Erkrankter durch Niesen oder Husten verbreitet.
• Schmierinfektion: Berührung kontaminierter Gegenstände. Coronaviren können bis zu 9 Tage auf Oberflächen wie Metall, Glas oder Plastik überleben.^[5]

Obwohl Diarrhö ein verbreitetes Symptom von SARS ist, scheint der fäkal-orale Infektionsweg eine untergeordnete Rolle zu spielen.

Die Basisreproduktionszahl (R₀) von SARS-CoV wird von verschiedenen Autoren zwischen 2 und 4 angegeben. Ein Konsensus-Dokument der WHO setzt die R₀ bei 3 an.^[6] Ein Infizierter gibt die Erkrankung also im Durchschnitt an etwa 3 Nicht-Infizierte weiter. Wie bei anderen Virusinfektionen sind Superspreader jenseits der Basisreproduktionszahl möglich.

Für das Andocken des Virus an menschliche Epithelzellen in den Atemwegen ist das Spike-Proteins S des Virus verantwortlich. Es adressiert die Pneumozyten der unteren Atemwege und das Dünndarmepithel.^[7] Der Tropismus für die oberen Atemwege ist wahrscheinlich schwächer als bei Influenzaviren.

SARS-CoV bindet an die Exopeptidase ACE2 menschlicher Zellen. Strukturanalysen zeigen, dass diese Bindung schwächer ist als die Bindung von SARS-CoV-2, das ebenfalls an dieses Protein bindet.^[8]

Direkter Virusnachweis

Der direkte Virusnachweis erfolgt durch Identifikation virustypischer Gensequenzen mit Hilfe der RT-PCR in verschiedenen Körperflüssigkeiten. Das Probenmaterial sollte sowohl aus den oberen (Nasopharynx-Abstrich, Oropharynx-Abstrich) als auch aus den unteren Atemwegen (Sputum, Trachealaspirat, BAL) entnommen werden. Dabei sind nach Vorgabe des Labors für die PCR geeignete Abstrichträger und spezielle Virustransportmedien zu verwenden.

Indirekter Virusnachweis

Der indirekte Virusnachweis kann über die Bestimmung spezifischer Antikörper gegen SARS-CoV im Blutserum per ELISA erfolgen.