Выполняя поиск в общедоступных базах данных, исследователи во главе с Йошихиро Каваока из Университета Висконсин-Мэдисон идентифицировали восемь генов вирусов гриппа, выделенных из диких уток, которые обладали поразительным генетическим сходством с генами, из которых состоял вирус пандемического гриппа 1918 года. Пандемия «испанского гриппа» 1918 года была одной из самых разрушительных вспышек болезни в истории человечества, в результате которой, по оценкам, погибло около 40 миллионов человек во всем мире.
Новая работа была опубликована сегодня (11 июня 2014 г.) в журнале Cell Host and Microbe. Это показывает, что «в природе существуют генофонды, которые могут вызвать серьезную пандемию в будущем», — говорит Каваока, международный эксперт по гриппу и старший автор нового отчета.
Чтобы оценить риск, связанный с вирусом, который может приобрести все восемь генов, подобных 1918 году, команда использовала методы обратной генетики для создания вируса, который отличался от вируса 1918 года только на 3 процента аминокислот, из которых состоят белки вируса. Полученный в результате вирус был более патогенным для мышей и хорьков, чем обычный вирус птичьего гриппа, но не был таким патогенным, как вирус 1918 года, и он не передавался у хорьков через респираторные капли — основной способ передачи гриппа.
Поскольку риск пандемии возрастает, когда вирус становится передаваемым, группа Каваока затем провела дополнительные эксперименты, чтобы определить, сколько изменений потребуется, чтобы вирус, подобный птичьему 1918 году, стал передаваться у хорьков, — хорошо принятая модель для исследований передачи гриппа.
Исследователи идентифицировали семь мутаций в трех вирусных генах, которые позволили патогену передаваться так же эффективно, как вирус 1918 года. По словам Каваока, полученный вирус, состоящий из генетических факторов, циркулирующих у диких и домашних птиц, демонстрирует, что генетические ингредиенты потенциально смертельного и пандемического патогена существуют в природе и могут объединяться, чтобы сформировать такой вирус.
Новое исследование важно, потому что оно показывает потенциальный риск циркуляции штаммов вирусов птичьего гриппа, объясняет Каваока.
По его словам, знание того, какие гены искать, может помочь предсказать вероятность появления нового штамма пандемического гриппа и, что важно, помочь ученым разработать стратегии борьбы с таким патогеном.
Важно отметить, что это исследование обеспечивает дополнительную информацию и доказательства механизмов, ответственных за адаптацию вирусов птичьего гриппа к млекопитающим. Одна мутация в новом трансмиссивном 1918-подобном птичьем вирусе, например, ответственна за усиление роста вируса в клетках млекопитающих. Мутации в гемагглютинине, белке, обнаруженном на поверхности вирусов гриппа, который связывается с клетками-хозяевами, изменяют стабильность белка, изменение, которое потенциально может повысить способность вируса инфицировать верхние дыхательные пути человека.
Те же механизмы были связаны с эффективной передачей птичьего вируса H5N1, как сообщалось в более раннем исследовании, и недавно появившийся вирус H7N9, заражающий людей в Китае, также, по-видимому, обладает некоторыми из тех же качеств.
Ключевой вывод нового исследования, отмечает Каваока, заключается в том, что сыворотки людей, вакцинированных текущей вакциной против сезонного гриппа (которая защищает от гриппа H1N1 2009, родственного вируса), реагировали с новым трансмиссивным вирусом птиц, подобным 1918 году. Это открытие предполагает, что защита от потенциальной угрозы пандемии существует в доступной в настоящее время вакцине.
Кроме того, команда показала, что новый трансмиссивный вирус, как ожидается, будет чувствителен к противовирусному препарату осельтамивиру.
Исследования передачи проводились в специально разработанных условиях жесткой изоляции с использованием соразмерных практик биобезопасности в UW-Madison с одобрения Институционального комитета по биобезопасности университета. Проект рукописи был рассмотрен Национальным институтом аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID) при Национальных институтах здравоохранения (NIH) в соответствии с реализацией институтом Политики правительства США по надзору за вызывающими озабоченность исследованиями двойного назначения в биологических науках.
«Целью исследования было оценить риск птичьих вирусов, которые в настоящее время циркулируют в природе», — объясняет Каваока, который, помимо назначения профессором в Школе ветеринарной медицины UW-Madison, занимает должность преподавателя в университете. Токио. «Мы обнаружили гены вирусов птичьего гриппа, весьма тесно связанные с вирусом 1918 года, и для оценки пандемического потенциала в случае появления такого птичьего вируса, подобного 1918 году, выявили изменения, которые позволили ему передаваться через хорьков.
«В каждом исследовании мы узнаем больше о ключевых особенностях, которые позволяют вирусу птичьего гриппа адаптироваться к млекопитающим и стать заразным», — говорит Каваока. «В конце концов, мы надеемся, что сможем надежно идентифицировать вирусы со значительным пандемическим потенциалом, чтобы мы могли надлежащим образом сосредоточить усилия по обеспечению готовности."