Наукові доповіді Національного університету біоресурсів і природокористування України

Аналіз поширення SARS-CoV-2 у світі серед різних видів тварин

А. Моложанова
Завантажити статтю
Анотація

У даній статті представлені результати епізоотологічного аналізу даних сучасної, переважно іноземної, наявної інформації щодо виникнення та поширення SARS-CoV-2 серед різних видів тварин. Використовували офіційні дані Держпродспоживслужби України та офіційні дані організації Всесвітньої охорони здоров'я тварин (МЕБ). Також було проведено аналіз доступної інформації опублікованої іноземними та вітчизняними вченими стосовно випадків захворювання та позитивних результатів досліджень на COVID-19 серед тварин. SARS-CoV-2 став найбільшою глобальною катастрофою в галузі охорони здоров’я з часів пандемії грипу 1918 року відомого як «іспанський грип», створивши безпрецедентну загрозу для всього людства, завдавши колосальних збитків світовій економіці. За останні два десятиліття спалахи коронавірусу викликали занепокоєння у всьому світі, включи випадки з важким гострим респіраторним синдромом (SARS), що зареєстрований у Китаї в 2003 році. Та спалах у 2012 році з Близькосхідним респіраторним синдромом (MERS). Коронавіруси, такі як MERS-CoV і SARS, разом із лихоманкою Ебола та грипом перебувають у списках інфекцій із пандемічним потенціалом . Коронавіруси спричиняють велику різноманітність захворювань у тварин, і їхня здатність викликати важкі захворювання худоби, таких як свині, корови, кури, собаки та коти, призвела до значних досліджень цих вірусів у останній половині двадцятого століття. Широкий спектр видів ссавців продемонстрував сприйнятливість через експериментальне зараження та в природних умовах під час тісного контакту з інфікованими людьми та іншими інфікованими тваринами. Але зафіксовано випадки коли люди можуть передати SARS-CoV-2 тваринам, особливо під час близького контакту. Такі випадки інфікування тварин SARS-CoV-2 було задокументовано по всьому світу. Більшість цих тварин заразилися після контакту з людьми з COVID-19, включаючи власників, доглядачів або інших осіб, які були в тісному контакті

Ключові слова

COVID 19; CoV; MERS-CoV; коронавіруси

ЦИТУВАТИ
Molozhanova, A. (2024). Study of the SARS-CoV-2 global distribution among different animal species. Scientific Reports of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, 20(3). https://doi.org/10.31548/dopovidi.3(109).2024.016
Використані джерела

[1] Wu, F., et al. (2020). A new coronavirus associated with human respiratory disease in China. Nature, 579(7798), 265-269. doi: 10.1038/s41586-020-2008-3.

[2] Zhou, P., et al. (2020). A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. Nature, 579, 270-273. doi: 10.1038/s41586-020-2012-7.

[3] Taubenberger, J.K., Kash, J.C., & Morens, D.M. (2019). The 1918 influenza pandemic: 100 years of questions answered and unanswered. Science Translational Medicine, 11, article number eaau5485. doi: 10.1126/scitranslmed.aau5485.

[4] Latinne, A., Hu, B., Olival, K.J., Zhu, G., Zhang, L., Li, H., Chmura, A.A., Field, H.E., Zambrana-Torrelio, C., Epstein, J.H., Li, B., Zhang, W., Wang, L.-F., Shi, Z.-L., & Daszak, P. (2020). Origin and cross-species transmission of bat coronaviruses in China. Nature Communications, 11, article number 4235. doi: 10.1038/s41467-020-17687-3.

[5] World Health Organization. (n.d.). Retrieved from https://www.who.int/.

[6] Kumar, D., Batra, L., & Malik, M.T. (2020). Insights of Novel Coronavirus (SARS-CoV-2) disease outbreak, management and treatment. AIMS Microbiology, 6(3), 183-203. doi: 10.3934/microbiol.2020013.

[7] Da Silva, P.G., Mesquita, J.R., de São José Nascimento, M., & Ferreira, V.A.M. (2020). Viral, host and environmental factors that favor anthropozoonotic spillover of coronaviruses: an opinionated review, focusing on SARS-CoV, MERS-CoV and SARS-CoV-2. Science of the Total Environment, 750, article number 141483. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.141483.

[8] Severe acute respiratory syndrome (SARS): SARS basics fact sheet. (n.d.). Retrieved from https://www.cdc.gov/sars/about/fs-sars.html.

[9] Rabaan, A.A., Al-Ahmed, S.H., Haque, S., Sah, R., Tiwari, R., Malik Y.S., Dhama, K., Yatoo, M.I., & Bonilla-Aldana, D.K. (2020). SARS-CoV-2, SARS-CoV, and MERS-COV: A comparative overview. Infez Med, 28(2), 174-184.

[10] Kandeel, M., Ibrahim, A., Fayez, M., & Al-Nazawi, M. (2020). From SARS and MERS CoVs to SARS-CoV-2: Moving toward more biased codon usage in viral structural and nonstructural genes. Journal of Medical Virology, 92(6), 660-666. doi: 10.1002/jmv.25754.

[11] Peeri, N.C., Shrestha, N., Rahman, M.S., Zaki, R., Tan, Z., Bibi, S., Baghbanzadeh, M., Aghamohammadi, N., Zhang, W., & Haque, U. (2020). The SARS, MERS and novel coronavirus (COVID-19) epidemics, the newest and biggest global health threats: what lessons have we learned? International Journal of Epidemiology, 49(3), 717-726. doi: 10.1093/ije/dyaa033.

[12] Liya, G., Yuguang, W., Jian, L., Huaiping, Y., Xue, H., Jianwei, H., Jiaju, M., Youran, L., Chen, M., & Yiqing, J. (2020). Studies on viral pneumonia related to novel coronavirus SARS-CoV-2, SARS-CoV, and MERS-CoV: A literature review. APMIS, 6, 423-432. doi: 10.1111/apm.13047.

[13] Feshchenko, Y.I. (2020). Viral load as a marker of the risk of severe course and progression of COVID-19: A review. Infusion & Chemotherapy, 2, 5-10. doi: 10.32902/2663-0338-2020-2-5-10.

[14] Zhang, Y.Z., & Holmes, E.C. (2020). A genomic perspective on the origin and emergence of SARS-CoV-2. Cell, 181, 223-227. doi: 10.1016/j.cell.2020.03.035.

[15] de Wilde, A.H., Snijder, E.J., Kikkert, M., & van Hemert, M.J. (2017). Host factors in coronavirus replication. In R. Tripp & S. Tompkins (Eds.), Roles of host gene and non-coding RNA expression in virus infection (vol. 419, pp. 1-42). Cham: Springer. doi: 10.1007/82_2017_25.

[16] Ghosh, P., Jayaram, S., Patwardhan, D., Marimuthu, S., Lenehan, P., Venkatakrishnan, A., Hughes, T., Zemmour, D., Anand, P., & Soundararajan, V. (2021). Diversity of Coronavirus receptors. Preprints, 2021, article number 2021080071. doi: 10.20944/preprints202108.0071.v1.

[17] Katella, K. (2023). 9 things everyone should know about the coronavirus outbreak. Retrieved from https://www.yalemedicine.org/news/2019-novel-coronavirus.

[18] Li, X., Zai, J., Zhao, Q., Nie, Q., Li, Y., Foley, B. T., & Chaillon, A. (2020). Evolutionary history, potential intermediate animal host, and cross-species analyses of SARS-CoV-2. Journal of Medical Virology, 92(6), 602-611. doi: 10.1002/jmv.25731.

[19] Walls, A.C., Park, Y.J., Tortorici, M.A., Wall, A., Mcguire, A.T., & Veesler, D. (2020). Structure, function and antigenicity of the SARS-CoV-2 spike glycoprotein. Cell, 181(2), 281-292. doi: 10.1016/j.cell.2020.02.058.

[20] Li, Q., Shah, T., Wang, B., Qu, L., Wang, R., Hou, Y., Baloch, Z., & Xia, X. (2023). Cross-species transmission, evolution and zoonotic potential of coronaviruses. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 12, article number 1081370. doi: 10.3389/fcimb.2022.1081370.

[21] Banerjee, A., Doxey, A.C., Mossman, K., & Irving, A.T. (2021). Unraveling the zoonotic origin and transmission of SARS-CoV-2. Trends in Ecology & Evolution, 36, 180-184. doi: 10.1016/j.tree.2020.12.002.

[22] Shereen, M.A., Khan, S., Kazmi, A., Bashir, N., & Siddique, R. (2020). COVID-19 infection: Origin, transmission, and characteristics of human coronaviruses. Journal of Advanced Research, 24, 91-98. doi: 10.1016/j.jare.2020.03.005.

[23] Ye, Z.W., Yuan, S., Yuen, K.S., Fung, S.Y., & Jin, D.Y. (2020). Zoonotic origins of human coronaviruses. International Journal of Biology Sciences, 16(10), 1686-1697. doi: 10.7150/ijbs.45472.

[24] Worobey, M., et al. (2022). The huanan seafood wholesale market in wuhan was the early epicenter of the COVID-19 pandemic. Science, 377(6609), 951-959. doi: 10.1126/science.abp8715.

[25] Guy, M. (2020). Coronavirus: A wake-up call on illegal wildlife trade? Basel Institute on Governance. Retrieved from https://baselgovernance.org/blog/coronavirus-wake-call-illegal-wildlife-trade.

[26] Shereen, M.A., Khan, S., Kazmi, A., Bashir, N., & Siddique, R. (2020). COVID-19 infection: Origin, transmission, and characteristics of human coronaviruses. Journal of Advanced Research, 24, 91-98. doi: 10.1016/j.jare.2020.03.005.

[27] Hidalgo, P., Valdés, M., & González, R.A. (2021). Molecular biology of coronaviruses: An overview of virus-host interactions and pathogenesis. Boletín médico del Hospital Infantil de México, 78(1), 41-58. doi: 10.24875/BMHIM.20000249.

[28] Clayton, E., Rohaim, M.A., Bayoumi, M., & Munir, M. (2021). The molecular virology of coronaviruses with special reference to SARS-CoV-2. Advances in Experimental Medicine and Biology, 1352, 15-31. doi: 10.1007/978-3-030-85109-5_2.

[29] Zhang, X.Y., Huang, H.J., Zhuang, D.L., Nasser, M.I., Yang, M.-H., Zhu, P., & Zhao, M.-Y. (2020). Biological, clinical and epidemiological features of COVID-19, SARS and MERS and AutoDock simulation of ACE2. Infectious Diseases of Poverty, 9, article number 99. doi: 10.1186/s40249-020-00691-6.

[30] Pickering, B.S., Smith, G., Pinette, M.M., Embury-Hyatt, C., Moffat, E., Marszal, P., Lewis, C.E. (2021). Susceptibility of domestic swine to experimental infection with severe acute respiratory syndrome Coronavirus 2. Emerging Infectious Diseases, 27, 104-112. doi: 10.3201/eid2701.203399.

[31] Magtoto, R., Poonsuk, K., Baum, D., Zhang, J., Chen, Q., Ji, J., Piñeyro, P., Zimmerman, J., & Giménez-Lirola, L.G. (2019). Evaluation of the serologic cross-reactivity between transmissible gastroenteritis coronavirus and porcine respiratory coronavirus using commercial blocking enzyme-linked immunosorbent assay kits. ASM Journals, 4(2). doi: 10.1128/mSphere.00017-19.

[32] Cheng, S., Wu, H., & Chen, Z. (2020). Evolution of transmissible gastroenteritis virus (TGEV): A codon usage perspective. International Journal of Molecular Sciences, 21(21). doi: 10.3390/ijms21217898.

[33] Li, Z., Chen, Y., Li, L., Xue, M., & Feng, L. (2024). Different infectivity of swine enteric coronaviruses in cells of various species. Pathogens, 13(2), article number 174. doi: 10.3390/pathogens13020174.

[34] Turlewicz-Podbielska, H., & Pomorska-Mól, M. (2021). Porcine coronaviruses: Overview of the state of the art. Virologica Sinica, 36(5), 833-851. doi: 10.1007/s12250-021-00364-0.

[35] Li, G., Zhai, S.L., Zhou, X., Chen, T.B., Niu, J.W., Xie, Y.S., Si, G.B., Cong, F., Chen, R.A., & He, D.S. (2022). Phylogeography and evolutionary dynamics analysis of porcine delta-coronavirus with host expansion to humans. Transboundary and Emerging Diseases, 69(5), 1670-1681. doi: 10.1111/tbed.14503.

[36] Liu, Q., & Wang, H.Y. (2021). Porcine enteric coronaviruses: an updated overview of the pathogenesis, prevalence, and diagnosis. Veterinary Research Communications, 45, 75-86. doi: 10.1007/s11259-021-09808-0.

[37] Tekes, G., & Thiel, H.-J. (2016) Feline coronaviruses: Pathogenesis of feline infectious peritonitis. Advances in Virus Research, 96, 193-218. doi: 10.1016/bs.aivir.2016.08.002.

[38] Islam, A., Ferdous, J., Islam, S., Abu Sayeed, M., Choudhury, S. D., Saha, O., Hassan, M.M., & Shirin, T. (2021). Evolutionary dynamics and epidemiology of endemic and emerging coronaviruses in humans, domestic animals, and wildlife. Viruses, 13(10), article number 1908. doi: 10.3390/v13101908.

[39] Franzo, G., Drigo, M., Legnardi, M., Grassi, L., Pasotto, D., Menandro, M.L., Cecchinato, M., & Tucciarone, C.M. (2020). Bovine coronavirus: Variability, Evolution, and dispersal patterns of a no longer neglected betacoronavirus. Viruses, 12(11), article mumber 1285. doi: 10.3390/v12111285.

[40] Vlasova, A.N., & Saif, L.J. (2021). Bovine coronavirus and the associated diseases. Frontiers in Veterinary Science, 8, article number 643220. doi: 10.3389/fvets.2021.643220.

[41] Zhu, Q., Li, B., & Sun, D. (2022). Advances in bovine coronavirus epidemiology. Viruses, 14(5), article number 1109. doi: 10.3390/v14051109.

[42] Alhamo, M.A., Boley, P.A., Liu, M., Niu, X., Yadav, K. K., Lee, C., Saif, L.J., Wang, Q., & Kenney, S.P. (2022). Characterization of the cross-species transmission potential for porcine deltacoronaviruses expressing sparrow coronavirus spike protein in commercial poultry. Viruses, 14(6), article number 1225. doi: 10.3390/v14061225.

[43] Stone, H.M., Unal, E., Romano, T.A., & Turner, P.E. (2023). Beluga whale and bottlenose dolphin ACE2 proteins allow cell entry mediated by spike protein from three variants of SARS-CoV-2. Biology Letters, 19(12), article number 20230321. doi: 10.1098/rsbl.2023.0321.

[44] Cerri, A., Bolatti, E.M., Zorec, T.M., Montani, M.E., Rimondi, A., Hosnjak, L., Casal, P.E., Di Domenica, V., Barquez, R.M., Poljak, M., & Giri, A.A. (2023). Identification and characterization of novel alphacoronaviruses in Tadarida brasiliensis (Chiroptera, Molossidae) from Argentina: Insights into recombination as a mechanism favoring bat coronavirus cross-species transmission. Microbiology Spectrum, 11(5), article number e0204723. doi: 10.1128/spectrum.02047-23.

[45] Wong, A.C.P., Lau, S.K.P., & Woo, P.C.Y. (2021). Interspecies jumping of bat coronaviruses. Viruses, 13(11), article number 2188. doi: 10.3390/v13112188.

[46] Nga, P.T., et al. (2011) Discovery of the first insect nidovirus, a missing evolutionary link in the emergence of the largest RNA virus genomes. PLoS Pathog, 7, article number e1002215. doi: 10.1371/journal.ppat.1002215.

[47] Lauber, C., Ziebuhr, J., Junglen S., Drosten, C., Zirkel, F., Nga, P.T., Morita, K., Snijder, E.J., & Gorbalenya, A.E. (2012). Mesoniviridae: A proposed new family in the order Nidovirales formed by a single species of mosquito-borne viruses. Archives of Virology, 157,1623-1628. doi: 10.1007/s00705-012-1295-x.

[48] Rutherford, C., Kafle, P., Soos, C., Epp, T., Bradford, L., & Jenkins, E. (2022). Investigating SARS-CoV-2 susceptibility in animal species: A scoping review. Environmental Health Sage Journals, 16. doi: 10.1177/11786302221107786.

[49] Shi, J., et al. (2020). Susceptibility of ferrets, cats, dogs, and other domesticated animals to SARS-coronavirus 2. Science, 368, 1016-1020. doi: 10.1126/science.abb7015.

[50] Mathavarajah, S., & Dellaire, G. (2020). Lions, tigers and kittens too: ACE2 and susceptibility to COVID-19. Evolution, Medicine, and Public Health, 2020(1), 109-113. doi: 10.1093/emph/eoaa021.

[51] Pourbagher‑Shahri, A.M., Mohammadi, G., Ghazavi, H., & Forouzanfar, F. (2023). Susceptibility of domestic and companion animals to SARS‑CoV‑2: A comprehensive review. Tropical Animal Health and Production, 55, article number 60. doi: 10.1007/s11250-023-03470-1.

[52] Abdel-Moneim, A.S., & Abdelwhab, E.M. (2020). Evidence for SARS-CoV-2 infection of animal hosts. Pathogens, 9(7), article number 529. doi: 10.3390/pathogens9070529.

[53] Csiszar, A., Jakab, F., Valencak, T.G., Lanszki, Z., Tóth, G.E., Kemenesi, G., Tarantini, S., Fazekas-Pongor, V., & Ungvari, Z. (2020). Companion animals likely do not spread COVID-19 but may get infected themselves. GeroScience, 42(5), 1229-1236. doi: 10.1007/s11357-020-00248-3.

[54] Mallapaty, S. (2020). Coronavirus can infect cats – dogs, not so much. Nature, 27(5), article number 1362-1370. doi: 10.1038/d41586-020-00984-8.

[55] Oguzoglu, T.C., Koc, B.T., & Akkutay-Yoldar, A.Z. (2021). Triple viral infections in the same cats: Feline coronavirus, feline parvovirus, feline foamy virus. Revista MVZ Córdoba, 26(3), article number e2182. doi: 10.21897/rmvz.2182.

[56] Shi, J., et al. (2020). Susceptibility of ferrets, cats, dogs, and other domesticated animals to SARS-coronavirus 2. Science, 368, 1016-1020. doi: 10.1126/science.abb7015.

[57] Bosco-Lauth, A.M., Hartwig, A.E., Porter, S.M., Gordy, P.W., Nehring, M, Byas, A.D., VandeWoude, S., Ragan, I.K., Maison, R.M., & Bowen, R.A. (2020). Experimental infection of domestic dogs and cats with SARS-CoV-2: Pathogenesis, transmission, and response to reexposure in cats. Proceedings of the National Academy of Sciences, 117(42), 26382-26388. doi: 10.1073/pnas.2013102117.

[58] Sit, T.H.C., et al. (2020). Infection of dogs with SARS-CoV-2. Nature, 586, 776-778. doi: 10.1038/s41586-020-2334-5.

[59] Zhai X, Sun J, Yan Z, Zhang J, Zhao J, Zhao Z, Gao, Q., He, W.-T., Veit, M., & Su, S. (2020). Comparison of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 spike protein binding to ACE2 receptors from human, pets, farm animals, and putative intermediate hosts. Journal of Virology, 94(15). doi: 10.1128/jvi.00831-20.

[60] OIE. COVID-19 (SARS-COV-2), Hong Kong (SAR - PRC) (2020). Retrieved from https://www.oie.int/wahis_2/public/wahid.php/Reviewreport/Review?page_refer=MapFullEventReport&reportid=33546.

[61] Pet dog tests positive for COVID-19 virus. (2020). Retrieved from https://www.info.gov.hk/gia/general/202003/19/P2020031900606.htm.

[62] Das, T., Sikdar, S., Chowdhury, M.H.U., Nyma, K.J., & Adnan, M. (2023). SARS-CoV-2 prevalence in domestic and wildlife animals: A genomic and docking based structural comprehensive review. Heliyon, 9, article number e19345. doi: 10.1016/j.heliyon.2023.e19345.

[63] Murphy, H.L., & Ly, H. (2021). Understanding the prevalence of SARS-CoV-2 (COVID-19) exposure in companion, captive, wild, and farmed animals. Virulence, 12(1), 2777-2786. doi: 10.1080/21505594.2021.1996519.

[64] Dillon, S., et al. (2023). Accelerated evolution of SARS-CoV-2 in free-ranging white-tailed deer. Nature Communications, 14(1), article number 5105. doi: 10.1038/s41467-023-40706-y.

[65] USDA APHIS. Confirmation of COVID-19 in deer in Ohio. (2021). Retrieved from https://www.aphis.usda.gov/aphis/newsroom/stakeholder-info/sa_by_date/sa-2021/sa-08/covid-deer.

[66] USDA APHIS. Confirmed cases of SARS-CoV-2 in animals in the United States. (2021). Retrieved from https://www.aphis.usda.gov/aphis/ourfocus/onehealth/one-health-sarscov2-in-animals.

[67] World Organisation for Animal Health. SARS-CoV-2 in Animals – Situation Report. (2022). Retrieved from https://www.woah.org/app/uploads/2023/01/sars-cov-2-situation-report-20.pdf.

[68] Damas, J., et al. (2020). Broad host range of SARS-CoV-2 predicted by comparative and structural analysis of ACE2 in vertebrates. PNAS, 117, 22311-22322. doi: 10.1073/pnas.2010146117.