Исследования показывают, что одной мутации в вирусе H5N1, которым недавно заразились коровы, достаточно, чтобы увеличить вероятность его передачи от человека к человеку и риск превращения в пандемию. Кроме того, обмен генами с другими вирусами человеческого гриппа может практически сразу же привести к пандемическому потенциалу. Эти наблюдения подчеркивают важность мониторинга эволюции вируса.
Вспышки птичьего гриппа, поразившие молочные фермы США, вызывают растущую обеспокоенность. Хотя изначально вирус поражал только домашнюю и морскую птицу, с марта этого года он начал распространяться на крупный рогатый скот и домашних животных. За последнюю неделю вирус был обнаружен у 675 стад крупного рогатого скота в 15 штатах США. Он также вызывает смертельные инфекции у многих других млекопитающих, которые вступают в контакт с зараженными птицами.
Случаев передачи вируса от человека к человеку пока не зарегистрировано. Случаи заболевания людей, обнаруженные в последние месяцы, были связаны с воздействием загрязненной окружающей среды или животных. Однако органы здравоохранения обеспокоены способностью вируса более эффективно распространяться среди людей. Вирус был впервые идентифицирован у свиней в октябре прошлого года, которые являются отличными инкубаторами для вируса, что позволяет предположить, что вирус быстро мутирует и расширяет круг своих потенциальных хозяев.
Исследование Scripps Research, опубликованное в журнале , что подтверждает возможность быстрого развития вируса и показывает, что одной мутации в штамме вируса, которым недавно заражались коровы, было достаточно, чтобы увеличить его способность передавать вирус от человека к человеку. Когда вирус заражает людей, он мутирует сильнее, увеличивая свою способность вызывать 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 заражают хозяев преимущественно через гликановые рецепторы, содержащие птичью сиаловую кислоту. Чтобы заразить других хозяев, они мутируют, чтобы распознать свои специфические рецепторы сиалированных гликанов. Чтобы распространиться среди людей, они распознают сиалилированные гликаны человеческого типа.
«Мониторинг изменений в специфичности рецепторов (того, как вирус распознает клетки-хозяева) важен, поскольку связывание с рецепторами является критическим шагом в распространении вируса», — объяснил соавтор исследования Ян Уилсон, профессор структурной биологии в Scripps Research.
Обратите внимание: Учёные разработали революционную технологию для исследования египетских мумий.
Пресс-релиз.Чтобы выявить эти изменения, команда ввела несколько мутаций в гемагглютинин штамма H5N1 2.3.4.4b, который передается человеку при контакте с инфицированным скотом. Мутации были выбраны так, чтобы отражать возникающие в природе мутации. Они обнаружили, что мутация Q226L значительно увеличила способность вируса связываться с сиалилированными гликанами человека.
«Эти результаты показывают, что вирусы могут легко эволюционировать, чтобы распознавать человеческие рецепторы», — объясняет Тин-Хуэй Линь, ведущий автор исследования. «Однако наше исследование не предполагает, что такая эволюция уже произошла, и не предполагает, что это происходит в настоящее время единственные мутировавшие вирусы H5N1 могут передаваться от человека к человеку", - добавил он.
Второй этап исследования заключается в оценке того, как эта мутация возникает естественным путем и ее последствий. Для этого ученые провели расширенные тесты связывания, имитирующие процесс прикрепления вируса к клеткам. Это позволило детально наблюдать, как мутировавший гемагглютинин H5N1 взаимодействует с рецептором человека. Они обнаружили, что мутация Q226L дала вирусу ранее недоступную способность к приживлению.
Эти наблюдения согласуются с исследованием, проведенным Медицинским центром Университета Эразма в Нидерландах, которое конкретно показало, что вариант H5N1 2022 года (H5N1 2.3.4.4b) связывается с клетками человека и заражает их более эффективно, чем вариант H5N1 2005 года, который реплицируется в клетках человека вариант (H5N1 2.3.2.1). Подробную информацию о результатах исследования можно найти на платформе предварительной публикации .
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 могут потребоваться и другие изменения, такие как мутации в основной полимеразе 2 (E627K), которые могут улучшить репликацию и стабильность вируса в клетках человека. Однако если штамм вируса, заражающий людей, приобретает мутацию «переключателя» рецептора, у него с большей вероятностью разовьются другие штаммы.
С другой стороны, вирус может приобрести все эти мутации одновременно, обмениваясь генами с вирусами человеческого гриппа при заражении человека, создавая мгновенный пандемический потенциал. Несколько пандемий гриппа были вызваны аналогичными процессами. Арис Кацуракис из Оксфордского университета рассказал New Scientist: «Это очень тревожно.
Эти результаты подчеркивают необходимость бдительного мониторинга эволюции этого и других вирусов гриппа, поражающих людей. Хотя вероятность новой пандемии в настоящее время невелика, «продолжение мониторинга происходящих генетических изменений позволит нам лучше подготовиться к признакам повышенной заразности», — пояснил Уилсон. «Подобные исследования помогают нам выявлять мутации, которые необходимо отслеживать, и определять соответствующие реакции», — заключил он.
Все последние новости здравоохранения и медицины читайте на New-Science.ruБольше интересных статей здесь: Новости науки и техники.