Coronaviridae (Ch.24)

24. Coronaviridae

Keyword

• envelope에 S protein 모양에 대한 설명
• [Transmissible gastroenteritis & Porcine epidemic diarrhea] 면역 형성 시 쓰는 전략 (Entero coronavirus feedback?)

type	ssRNA
genome	1 (+) linear
morphology	구형
envelope	O
복제효소 / 장소	viral RNA polymerase / 세포질

Classification

• Order Nidovirales : Nested set transcription - Arteriviridae, Roniviridae
  • family Coronaviridae
    • genus Coronavirus
      • group 1a
        • Transmissible gastroenteritis virus
        • Porcine respiratory coronavirus
        • Canine coronavirus
        • Feline enteric coronavirus
      • group 1b : Porcine epidemic diarrhea virus
      • group 2a : Bovine coronavius, Canine respiratory coronavirus
      • group 2b : Human SARS coronavirus
      • group 3 : Avian infectious bronchitis virus
    • genus Torovirus
      • Berne virus (말의 설사 증상)
      • Breda virus (소의 설사 증상)

Structure

• (+) ssRNA, 25-31kb. (non-segmented RNA 중 가장 큼)
• 유전체는 감염성이 있어, 유전체만 있어도 replication 가능.
• 구형+다형성. 80-220nm. Enveloped. club-shaped spike.
  • genus torovirus는 rod-shaped, 120-140nm.
• 이십면체 모양의 internal core를 가짐. 내부의 coronavirus는 나선형의 nucleocapsid를 가짐.
  • genus torovirus는 도넛 모양의 tightly coiled - tubular nucelocapsid. 곤봉 모양의 spike.
• 3-4개의 구조 단백질을 가짐.
  • S (Major spike glycoprotein)
  • M & E (Transmembrane glycoproteins)
  • N (Nucleoprotein)
  • HE (Hemagglutinin esterase)
  • genus torovirus는 E 단백질이 없음.

Replication

• nested set transcription을 이용해 구조단백질을 만듦

Nested set transcription

• Single 유전체 안의 여러 유전자에 대한 mRNA가 3’ 말단을 공유하는 방식으로 만들어짐.
• Order Nidovirales의 특징임. (Corona/Arteri/Roniviridae)
  • 유전자의 재배열로 인해 replication 방식은 공유하지만 구조적 차이가 존재하는 family들이 됨.

• Host range는 S protein의 영향을 크게 받음 : Receptor binding, Virus-cell fusion을 담당.

Coronavirus의 유전체 발현 기전 보충

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24.1 Transmissible Gastroenteritis Virus (TGE)

• 돼지에서 장관계 질병을 일으키는 전염성 질환.
• Porcine Respiratory Coronavirus는 처음에 TGE의 gene deletion으로 발생했으나, 지금은 더 흔한 질병이 됨.

1. 임상 증상

• 모든 나이에서 감염 가능. 그러나 어린 돼지에서 자주, 그리고 가장 심각하게 나타남.
• 구토, 노란 수용성 설사, 빠른 체중감소, 탈수 증상
• 감수성 있는 어린 개체 + 고병원성 바이러스 → 며칠 이내에 폐사.
• 2-3주령 이후로는 폐사 잘 X
• 성체에서는 일시적으로 수양성 설사 가능, 대체로 무증상. (때1떄로 폐사율 높을 수도?)
• 어미돼지 : 식욕부진, 발열, 구토, 설사, 수유 장애 등

2. 역학 & 전파

• 섭식을 통해 감염(fecal-oral infection).
• 바이러스 shedding 중인 돼지. 물리적 전파. 농장과 농장 사이 전파.
• background immunity가 형성되어 있으면 상대적으로 경미.
  • PRCV에 감염된 경우에도 면역 강하게 형성됨.
• 면역 없는 집단에 유입되면 모든 나이대에 epizootic하게 전파, 폭발적 발생.
• 사료를 먹기 시작한 4주령 정도의 돼지는 모체에서 온 IgA가 사라져 문제가 됨.

3. 병리

• 잠복기는 18-72시간. (3일 정도)
• 어린 동물에서 심각한 이유
  • 신생 개체의 면역 체계는 naïve하고 미성숙함.
  • 모유가 위산을 중화해 위산의 산성도가 낮음.
  • 소장 융모를 구성하는 enterocyte의 renewal이 비교적 느림.
  • 소화장애, 흡수장애, 설사로 인해 발생하는 전해질과 체액의 불균형에 취약.
• TGE virus는 소장 융모(villi)의 성숙한 enterocytes에 선택적으로 감염하여 세포를 파괴함. → villi가 빠르고 심각하게 짧아짐, 뭉툭해짐. → 점막의 흡수 구역 소실.
• Villi의 enterocyte가 파괴되어 소화 효소의 분비가 줄어들고, 모유의 소화능력이 감소. → 소화되지 않은 모유가 저류함.
• 저류된 모유는 소장 내부 삼투압을 높이고, 체액과 전해질 손실을 유발. → 전해질 불균형, acidosis.

4. 면역

• herd immunity 확보를 위해 사용하는 feed-back 기법
  • TGEV에 대해서는 점막 면역이 중요하다. 점막의 IgA 수준을 높이기 위해서 직접 점막에 백신을 접종하는것으로 면역이 획득되기 쉽다.
  • 어미 돼지에게 사체로부터 획득한 혈장을 구강투여함. / 1-2주령 사이 새끼돼지들이 폐사하면, 폐사체의 장 샘플에서 바이러스를 추출, 정제, 모돈에게 급이.
  • 1-2주 내에 면역이 부스팅되고 초유에서 높은 농도의 IgA를 분비한다.
  • 다음에 태어나는 자돈은 면역이 좋은 초유를 먹는다.

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24.2 Porcine Respiratory Coronavirus (PRCV)

• TGE 바이러스의 5’쪽 deletion muation → tropism이 장관계가 아니라 호흡기로 바뀜.
• nasal swab을 통해 쉽게 검출 가능.
• 현재 백신은 개발 X, 증상이 경미해서 백신 없어도 괜찮음.

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24.4 Feline Enteric coronavirus & Feline Infectious Peritonitis virus

• 고양이에서 전신적이고 치명적인 증상
• Sporadic하게 발생.
• Enteric coronavirus의 mutation → macrophage에 대한 tropism 획득 → Infectious peritonitis
• serotype 2 : canine coronavirus의 유전체의 일부를 가지는 recombinant
• 2가기 형태
  • wet form (복수 관찰됨)
  • dry form (복수 관찰X)

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