SARS-CoV-2 pada Hewan

Virus corona merupakan positive-sense RNA viruses, dimana terdapat identifikasi virus corona baru yaitu SARS-CoV-2 (2019-nCoV) yang berada dalam order: Nidovirales, famili: Coronaviridae, sub-famili Orthocoronavirinae, genus: Betacoronavirus, dan sub-genus: Sarbecovirus. SARS-CoV dan MERS-CoV juga berada didalam genus yang sama dengan SARS-CoV-2 yaitu Betacoronavirus, namun bila dibandingkan dengan SARS-CoV-2 terdapat perbedaan pada level genetiknya. SARS-CoV-2  bila dibandingkan dengan SARS-CoV hanya memiliki 79% kemiripan, dan bila ia dibandingkan dengan MERS-CoV hanya memiliki 50-51.8% kemiripan. Bila dibandingkan antara SARS-CoV-2 dengan origin SARS coronaviruses pada kelelawar (bat-SL-CoVZC45 dan bat-SL-CoVZXC21 (yang dijuga dikenal sebagai ZC45 dan ZXC21) memiliki kemiripan sebanyak 88-89%, sementara itu SARS-CoV-2 memiliki kemiripan sebanyak 82% dengan human SARS-CoV Tor2 dan human SARS-CoV BJ01 2003 pada level nukleotida.  Sehingga SARS-CoV-2 memiliki kedekatan yang lebih dengan bat origin SARS-CoV pada kelelawar (Drexler et al. 2014; Hu et al. 2017; Hu et al. 2018; Chan et al. 2020; Malik et al. 2020a, Mohd et al. 2016; Ramadan and Shaib 2019; Ren et al. 2020; Malik et al. 2020a). Melalui analisis genome yang lebih mendalam ditemukan 380 amino acid substitutions diantara sequences dari SARS-CoV-2 yang mungkin berkontribusi pada fungsional dalam pathogenic divergence dari virus ini (Wu et al. 2020a).  

Gambaran potensi jalur zoonosis SARS-CoV-2  (Tiwari et al. 2020).

Jalur zoonosis pada SARS-CoV-2 masih terus dalam kajian, begitu juga dengan jangkauan hospesnya. Kelelawar diduga sebagai sumber reservoir dari SARS-CoV-2, sedangkan hospes intermediate  masih belum begitu jelas namun terdapat spekulasi seperti pangolins (trenggiling) dan ular sebagai hospes intermediate  (Tiwari et al. 2020). Beberapa kajian menunjukkan replikasi SARS-CoV-2 yang rendah pada babi, ayam, serta itik, sedangkan hewan seperti kucing dan ferret adalah rentan (susceptible) (Shi et al. 2020). Jangkauan hospes yang agak luas dari SARS-CoV-2 diduga terkait dengan ketidakstabilan dari enzim replicase, RNA dependent RNA polymerase, polybasic furin cleavage site, dan O-linked glycans, kurangnya mekanisme proofreading, serta tingginya mutasi pada receptor-binding domain (RBD) dari spike gene dan rekombinasi genetik (Su et al. 2016; Chen 2020; Patel and Jernigan 2020). Penelitian menunjukkan SARS-CoV dan SARS-CoV-2 menggunakan reseptor masuk ACE2 sebagai reseptor masuk sel yang serupa (Zhou et al. 2020a). Namun dengan adanya dugaan bahwa bisa terjadi mutasi pada bagian RBS dari S gene CoV, maka jangkauan hospes yang dapat terinfeksi baik hewan maupun manusia adalah lebih luas, serta patogenicity dan transmissibility dari virus juga dapat berubah dan meningkat. Hal ini menjadi salah satu kekhawatiran global yang perlu diatasi (Chen 2020; Patel and Jernigan 2020).

Kelelawar

Kelelawar merupakan hospes reservoir yang ideal dari CoV, dimana keberadaan virus dapat bertahan secara persisten pada kelelawar dan bersifat asymtomatic (Tiwari et al. 2020).  Pemerdagaan kelelawar seperti pada live-animal markets, baik sebagai makanan atau obat tradisional meningkatkan resiko terjadinya penularan penyakit zoonosis yang dibawa oleh kelelawar sebagai hospes reservoir yang ideal untuk corona virus (CoV). Pada penelitian yang dilakukan pada kasus pandemic COVID 19, penelitian di laboratorium menunjukkan SARS-CoV-2 memiliki 96% kemiripan dengan bat CoV pada level genetiknya dan diduga sebagai sumber dari zoonotic spillover (Tang et al. 2006; Rodriguez-Morales et al. 2020b; Zhou et al. 2020a).  

Pangolins (Trenggiling)

Coronavirus juga dapat diisolasi dari Malayan Pangolins, dimana RBD pada S protein dari SARS-CoV-2 memilki kedekatan dengan Pangolins-CoV sehingga pangolins diduga dapat menjadi hospes intermediate dari SARS-CoV-2 (Xiao et al. 2020). Namun pada penelitian yang lain menunjukkan SARS-CoV-2 yang disolasi dari individu yang terinfeksi menunjukkan kemiripan yang tinggi terhadap Beta CoV/Bat/Yunnan/RatTG13/2013 virus berbandingkan dengan isolasi dari pangolins (Li et al. 2020b) sehingga ada kemungkinan pangolins sebagai hospes intermediate adalah lebih rendah. Sehingga perlu dilakukan kajian lebih lanjut tentang hospes intermediate untuk mengkonfirmasi jalur origin dari SARS-CoV-2 pada manusia (Tiwari et al., 2020). 

Canines dan Felines

Terdapat beberapa kasus infeksi SARS-CoV-2 pada anjing dan kucing. Di Hong Kong dilaporkan terdapat anjing yang terinfeksi SARS-CoV-2 (Almendros 2020). Kasus pertama dilaporkan pada anjing Pomeranian berumur 17 tahun yang positif berdasarkan hasil RT-PCR dari sample oral dan nasal (Almendros 2020a; American Veterinary Medical Association 2020). Namun hasil uji secara serological adalah negatif, yang diduga karena sample darah yang diambil berasal dari tahap lanjutan dan kemungkinan antibodi telah terbentuk setelah 14 hari atau lebih, sehingga menunjukkan hasil positif lemah (Almendros and Gascoigne 2020b). Adanya seroconversion pada anjing mengindikasikan telah terbentuknya antibodi pada anjing terhadap infeksi SARS-CoV-2. Lemahnya infeksi pada anjing diduga sebagai hasil dari respon imun yang terbentuk (Almendros and Gascoigne 2020b).  Hasil ujicoba di laboratorium pada anjing secara inokulasi menunjukkan replikasi virus yang rendah pada anjing (Shi et al. 2020).  Riwayat anjing yang terinfeksi SARS-CoV-2 memiliki kontak yang rapat dengan pemiliknya dimana pemilik atau owner tersebut berstatus positif SARS-CoV-2 (American Veterinary Medical Association 2020) sehingga true infection yang terjadi pada anjing adalah disebabkan oleh human-animal transmission, dimana manusia sebagai sumber yang menularkan virus kepada anjing. Hingga saat ini belum ada bukti menunjukkan anjing dapat menukarkan virus kembali ke manusia (Almendros 2020).

Pada kucing di Hong Kong dan Belgium juga ditemukan kasus positif SARS-CoV-2 (American Veterinary Medical Association 2020). Selain itu hasil eksperimental dari peneliti dari Harbin Veterinary Research Institute melaporkan kucing yang diinfeksi SARS-CoV-2 dibawah kondisi ujicoba dapat menularkan kepada kucing lain yang rentan/susceptible, dibawah satu ruang/tempat yang sama (Mallapaty 2020; Shi et al. 2020). Hasil ujicoba di laboratorium pada kucing secara inokulasi menunjukkan replikasi virus secara efisien pada kucing. Kucing juga diduga dapat menyebarkan infeksi melalui droplets. RNA virus juga dapat ditemukan pada feses kucing 3 hari setelah infeksi (Shi et al. 2020). Namun hasil percobaan secara inokulasi di laboratorium belum tentu akurat untuk menggambarkan kondisi yang terjadi secara natural di lapangan. Adanya kucing yang tidak menunjukkan gejala setelah terinfeksi SARS-CoV-2 memungkinkan adanya indikasi potensi yang rendah untuk terjadinya penularan penyakit (Mallapaty 2020). Selain itu juga didapai terbentuknya SARS-CoV-2 neutralizing antibodies pada kucing. Hal ini menunjukkan adanya respon imun yang pada kucing. Kucing yang menunjukkan titer neutralizing antibodi yang tinggi memiliki riwayat tinggal rapat dengan pemiliknya yang berstatus positif SARS-CoV-2 (Zhang et al. 2020b). 

Di Bronx Zoo New York-USA ditemukan kasus positif SARS-CoV-2 pada Harimau Malaya. Harimau ini diduga terinfeksi dari penjaga hewan / zookeeper yang positif SARS-CoV-2 namun penjaga hewan ini tidak menunjukkan gejala / asymptomatic. Karnivora ini diuji SARS-CoV-2 setelah ia menunjukkan adanya gejala gangguan respirasi yang ringan (United States Department of Agriculture 2020). Partner dari laboratorium kebun binatang mencoba mengembangkan test melalui sample feses sehingga tidak dibutuhkan anesthesia umum pada kucing besar dan kemudian dilakukan pengujian kepada kucing besar yang lain dan didapai kucing besar yang positif SARS-CoV-2 dengan gejala klinis dan dapat sembuh dengan sepenuhnya (American Veterinary Medical Association. 2020).

Mink / Cerpelai

Di Belanda dilaporkan kasus positif SARS-CoV-2 pada mink atau cerpelai di sebuah peternakan cerpelai. Cerpelai menunjukkan adanya tanda-tanda penyakit gastrointestinal dan respirasi. Selain itu, penjaga hewan di sana menunjukkan gejala COVID-19, dan diduga penjaga hewan ini menularkan SARS-CoV-2 kepada cerpelai. Infeksi SARS-CoV-2 pada cerpelai diduga dapat menyebabkan pneumonia dan kematian, namun tingkat mortality dan morbility adalah rendah. Cerpelai yang terinfeksi juga dapat bersifat asymptomatic atau tanpa gejala (American Veterinary Medical Association. 2020).

Hewan Model 

Terdapat beberapa hewan seperti hewan babi, ferret, kucing, orangutan, monyet, kelelawar yang memiliki kemiripan struktur pada reseptor ACE2 dengan manusia (Jarvis 2020). Kemiripan struktur reseptor ini memungkinkan hewan tersebut digunakan sebagai hewan model untuk mempelajari lebih lanjut tentang infeksi SARS-CoV-2 dan pengembangan serta evaluasi vaksin dan antiviral. Selain itu dapat juga digunakan transgenic mice sebagai hewan coba untuk model SARS-CoV-2 dimana dengan penggunaan hewan model yang berukuran kecil akan lebih mudah untuk dimanipulasi serta lebih mudah untuk didapatkan (Dhama et al. 2020c).

Salah satu hewan model yang digunakan untuk mempelajari pathogenesis SARS-CoV-2 adalah rhesus monkey. Pada monyet yang dijadikan hewan coba menunjukkan jumlah virus yang tinggi pada swab oral-naso. Ditemukan juga lesi penyakit melalui gambaran radiograph paru-paru serta gejala klinis (Munster et al. 2020). Selain potensi hewan model pada non-human primate seperti monyet untuk pengembangan vaksin dan antiviral, ia juga dapat memberi gambaran yang jelas akan potensi penularannya secara natural di alam terutama terkait interaksi manusia dan monyet yang begitu dekat di beberapa tempat pariwisata tertentu. Hal ini memungkinkan transmisi dari manusia ke monyet dan mungkin sebaliknya. Sehingga mempelajari mekanisme infeksi dan pathogenesis perlu dilakukan baik secara eksperimental maupun sample di lapangan.  

Referensi:

Almendros A. 2020a. Can companion animals become infected with Covid-19? Vet Rec. 186(12):388–389. 

Almendros A, Gascoigne E. 2020b. Can companion animals become infected with Covid-19? Vet Rec. 186(13): 419–420. 

American Veterinary Medical Association. 2020. SARS-CoV-2 in animals, including pets. https://www.avma.org/resources-tools/animal-healthand-welfare/covid-19/sars-cov-2-animals-including-pets. 

Chan JF, Kok KH, Zhu Z, Chu H, To KK, Yuan S, Yuen KY. 2020. Genomic characterization of the 2019 novel human-pathogenic coronavirus isolated from a patient with atypical pneumonia after visiting Wuhan. Emerg Microbes Infect. 9(1):221–236. 

Chen J. 2020. Pathogenicity and transmissibility of 2019nCoV-A quick overview and comparison with other emerging viruses. Microbes Infect. 22(2):69–71.

Dhama K, Sharun K, Tiwari R, Dadar M, Malik YS, Singh KP, Chaicumpa W. 2020c. COVID-19, an emerging coronavirus infection: advances and prospects in designing and developing vaccines, immunotherapeutics, and therapeutics. Hum Vaccin Immunother. 18:1–7. 

Drexler JF, Corman VM, Drosten C. 2014. Ecology, evolution and classification of bat coronaviruses in the aftermath of SARS. Antiviral Res. 101:45–56.

Hu B, Zeng LP, Yang XL, Ge XY, Zhang W, Li B, Xie JZ, Shen XR, Zhang YZ, Wang N, Luo DS, et al. 2017. Discovery of a rich gene pool of bat SARS-related coronaviruses provides new insights into the origin of SARS coronavirus. PLoS Pathog. 13(11):e1006698

Hu D, Zhu C, Ai L, He T, Wang Y, Ye F, Yang L, Ding C, Zhu X, Lv R, et al. 2018. Genomic characterization and infectivity of a novel SARS-like coronavirus in Chinese bats. Emerg Microbes Infect. 7(1):154 

Jarvis C. 2020. Mar 16, 2020 which species transmit Covid19 to humans? we’re still not sure. [Accessed 2020 April 1). https://www.the-scientist.com/news-opinion/ which-species-transmit-covid-19-to-humans-were-stillnot-sure-67272. 

Li X, Zai J, Zhao Q, Nie Q, Li Y, Foley BT, Chaillon A. 2020b. Evolutionary history, potential intermediate animal host, and cross-species analyses of SARS-CoV-2. J Med Virol. 92(6):602–611. 10.1002/jmv.25731. 

Malik YS, Sircar S, Bhat S, Sharun K, Dhama K, Dadar M, Tiwari R, Chaicumpa W. 2020a. Emerging novel Coronavirus (2019-nCoV)-Current scenario, evolutionary perspective based on genome analysis and recent developments. Vet Q. 40(1):68–76. 

Mallapaty S. 2020. Coronavirus can infect cats - dogs, not so much. Nature. doi: 10.1038/d41586-020-00984-8 

Mohd HA, Al-Tawfiq JA, Memish ZA. 2016. Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus (MERS-CoV) origin and animal reservoir. Virol J. 13:87. 

Munster VJ, Feldmann F, Williamson BN, van Doremalen N, P
erez-P
erez L, Schulz J, Meade-White K, Okumura A, Callison J, Brumbaugh B, et al. 2020. Respiratory disease and virus shedding in rhesus macaques inoculated with SARS-CoV-2. Nature. doi: 10.1038/s41586-020-2324-7. 

Patel A, Jernigan DB, 2019-nCoV CDC Response Team. 2020. Initial Public Health Response and Interim Clinical Guidance for the 2019 Novel Coronavirus Outbreak United States, December 31, 2019-February 4, 2020. MMWR Morb Mortal Wkly Rep. 69(5):140–146. 

Ramadan N, Shaib H. 2019. Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV): a review. Germs. 9(1): 35–42.

Ren LL, Wang YM, Wu ZQ, Xiang ZC, Guo L, Xu T, Jiang YZ, Xiong Y, Li YJ, Li H, et al. 2020. Identification of a novel coronavirus causing severe pneumonia in human: a descriptive study. Chin Med J (Engl). 133(9):1015–1024. 

Rodriguez-Morales AJ, Bonilla-Aldana DK, Balbin-Ramon GJ, Rabaan AA, Sah R, Paniz-Mondolfi A, Pagliano P, Esposito S. 2020b. History is repeating itself, a probable zoonotic spillover as a cause of an epidemic: the case of 2019 novel Coronavirus. Infez Med. 28(1):3–5. 

Su S, Wong G, Shi W, Liu J, Lai ACK, Zhou J, Liu W, Bi Y, Gao GF. 2016. Epidemiology, genetic recombination, and pathogenesis of Coronaviruses. Trends Microbiol. 24(6):490–502.

Shi J, Wen Z, Zhong G, Yang H, Wang C, Huang B, Liu R, He X, Shuai L, Sun Z, et al. 2020. Susceptibility of ferrets, cats, dogs, and other domesticated animals to SARS-coronavirus 2. Science. 8:eabb7015. 

Tang XC, Zhang JX, Zhang SY, Wang P, Fan XH, Li LF, Li G, Dong BQ, Liu W, Cheung CL, et al. 2006. Prevalence and genetic diversity of coronaviruses in bats from China. J Virol. 80(15):7481–7490. 

Tiwari, R., Dhama, K., Sharun, K., Yatoo, M.I., Malik, Y.S., Singh, R., Michalak, I., Sah, R., Bonilla-Aldana, D.K., Rodriguez-Morales, A. 2020. Covid-19: animals, veterinary and zoonotic links. Veterinary Quarterly, 40:1, 169-182, DOI: 10.1080/01652176.2020.1766725 

United States Department of Agriculture. 2020. USDA statement on the confirmation of COVID-19 in a tiger in New York. [Accessed 2020 April 7]. https://www.aphis. usda.gov/aphis/newsroom/news/sa_by_date/sa-2020/nyzoo-covid-19. 

Wu A, Peng Y, Huang B, Ding X, Wang X, Niu P, Meng J, Zhu Z, Zhang Z, Wang J, et al. 2020a. Genome composition and divergence of the novel coronavirus (2019nCoV) originating in China. Cell Host Microbe. 27(3): 325–328. 

Xiao K, Zhai J, Feng Y, Zhou N, Zhang X, Zou JJ, Li N, Guo Y, Li X, Shen X, et al. 2020. Isolation and characterization of 2019-nCoV-like coronavirus from Malayan Pangolins. bioRxiv. doi: 10.1101/2020.02.17.951335

Zhang Q, Zhang H, Huang K, Yang Y, Hui X, Gao J, Jin M. 2020b. SARS-CoV-2 neutralizing serum antibodies in cats: a serological investigation. bioRxiv. doi: 10.1101/ 2020.04.01.021196 

Zhou P, Yang XL, Wang XG, Hu B, Zhang L, Zhang W, Si HR, Zhu Y, Li B, Huang CL, et al. 2020a. A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. Nature. 579(7798):270–273.