Птичий грипп H5N1: одной мутации теперь достаточно, чтобы приблизить его к риску пандемии - New-Science.ru
06 декабря 2024, 00:00
Исследования показывают, что одной мутации в вирусе H5N1, которым недавно заразились коровы, достаточно, чтобы повысить его потенциал передачи от человека к человеку и риск превращения в пандемию. Более того, обмениваясь генами с другими вирусами человеческого гриппа, он может приобрести пандемический потенциал практически мгновенно. Эти наблюдения подчеркивают важность мониторинга эволюции вируса. Эпидемия птичьего гриппа, поразившая молочные фермы в США, вызывает все большее беспокойство. Хотя первоначально вирус заражал только домашнюю птицу и морских птиц, с марта этого года он начал распространяться на крупный рогатый скот и домашних животных. За последнюю неделю вирус был обнаружен в 675 коровьих стадах в 15 штатах США. Он также вызвал смертельные инфекции у многих других млекопитающих, контактировавших с зараженными птицами.
На сегодняшний день не зарегистрировано ни одного случая передачи вируса от человека к человеку. Случаи заболевания людей, выявленные в последние месяцы, связаны с контактом с зараженной средой или животными. Однако органы здравоохранения обеспокоены способностью вируса более эффективно распространяться среди людей. В октябре прошлого года вирус был впервые обнаружен у свиней, которые являются отличными инкубаторами для вируса, что указывает на то, что он быстро мутирует и расширяет круг потенциальных хозяев.
Исследование Исследовательского института Скриппса, опубликованное в журнале
Science, подтверждает потенциал вируса к быстрой эволюции, показывая, что одной мутации в штамме, который недавно заразил коров, было бы достаточно, чтобы повысить его способность к передаче вируса от человека к человеку. Инфицируя людей, вирус получит больше мутаций, что увеличит его способность вызвать пандемию.
Повышение потенциала передачи вируса с помощью одной мутации
Вирусы гриппа связываются со своими хозяевами с помощью белка гемагглютинина, который связывается с гликанами — рецепторами клеточной поверхности, состоящими из молекул сахара и белков. Штаммы H5N1 в основном заражают хозяев с гликановыми рецепторами, содержащими сиаловую кислоту птичьего типа. Чтобы заразить других хозяев, они мутируют, распознавая их специфические сиалилированные гликановые рецепторы. Чтобы распространяться среди людей, они распознают сиалилированные гликаны человеческого типа.
"
Очень важно отслеживать изменения в специфичности рецепторов (способ, которым вирус распознает клетки хозяина), поскольку связывание рецепторов — ключевой шаг к передаче вируса", — объясняет в пресс-релизе Ян Уилсон, соавтор исследования и профессор структурной биологии в Институте Скриппса.
Чтобы выявить эти изменения, группа исследователей внесла несколько мутаций в гемагглютинин штамма H5N1 2.3.4.4b, который передается человеку через контакт с инфицированным крупным рогатым скотом. Мутации были выбраны таким образом, чтобы отражать те, которые могут возникнуть естественным образом. Они обнаружили, что мутация Q226L значительно улучшает способность вируса связываться с сиалилированными гликанами человеческого типа.
"
Эти результаты демонстрируют легкость эволюции вируса для распознавания рецепторов человеческого типа", — объясняет Тинг-Хуи Лин, ведущий автор исследования. "
Однако наше исследование не предполагает, что такая эволюция уже произошла или что нынешний вирус H5N1, который имеет только эту мутацию, передается от человека к человеку", — добавляет он.
Второй этап исследования заключался в оценке того, как подобная мутация могла возникнуть естественным путем, и ее последствий. Для этого ученые провели продвинутые тесты на связывание, имитирующие процесс, в ходе которого вирус прикрепляется к клетке. Это позволило детально проследить, как мутировавший гемагглютинин H5N1 взаимодействует с рецепторами человеческого типа. Они обнаружили, что мутация Q226L дает вирусу возможность имплантации, которой у него раньше не было.
Эти наблюдения согласуются с результатами исследования Медицинского центра Университета Эразма в Нидерландах, которое показало, в частности, что вариант H5N1 2022 года (H5N1 2.3.4.4b) эффективнее связывается с клетками человека и лучше реплицируется в них, чем вариант 2005 года (H5N1 2.3.2.1). Результаты исследования подробно описаны на платформе предварительной публикации
bioRxiv.
Обмен генами с другими вирусами гриппа
Однако исследователи отмечают, что одной этой мутации недостаточно, чтобы вызвать пандемию. Для эффективного распространения вируса от человека к человеку, вероятно, необходимы и другие изменения, такие как мутации в основной полимеразе 2 (E627K), которые улучшают репликацию и стабильность вируса в клетках человека. Однако если штамм вируса, заражающий человека, приобретет мутацию "переключателя" рецепторов, то с большей вероятностью у него появятся и другие.
С другой стороны, вирус может приобрести все эти мутации одновременно, обменявшись генами с вирусом гриппа человека при заражении одной особи, и таким образом мгновенно развить пандемический потенциал. Несколько пандемий гриппа были вызваны подобным процессом. "
Это очень тревожно", — сказал New Scientist Арис Кацуракис из Оксфордского университета.
Эти результаты подчеркивают необходимость бдительного наблюдения за эволюцией этого вируса, а также других вирусов гриппа, заражающих человека. Хотя вероятность новой пандемии в настоящее время невелика, "
постоянный мониторинг генетических изменений по мере их возникновения позволит нам лучше подготовиться к признакам повышения трансмиссивности", — объясняет Уилсон. "
Подобные исследования помогают нам выявлять мутации, которые необходимо отслеживать, и определять соответствующие ответные меры", — заключает он.
Читайте все последние новости здоровья и медицины на New-Science.ru