Осталось всего три шага до новой пандемии
Пандемия COVID-19 показала, как плохо человечество готово к такой масштабной вирусной атаке. И это даже несмотря на то, что коронавирусы уже давали о себе знать и раньше. Поэтому, чтобы опасность не застала врасплох, нужно заранее познакомиться с потенциальными угрозами — например, с птичьим гриппом. Насколько он опасен для человека и близок к тому, чтобы вызвать новую пандемию?
Вездесущий грипп
Впервые птичий грипп описал в 1878 году итальянский ветеринар Эдуардо Перрончито, назвавший его «куриный тиф». Вспышка заразного заболевания поразила кур на фермах в окрестностях города Турина. Позднее болезнь стали называть «чумой птиц». В начале ХХ века она накрывала страны Европы, Африки и Азии. В 1955-м было доказано, что инфекция, вызывающая «птичью чуму», — это вирус гриппа. Наиболее опасные формы (например, вызванные штаммом H5N1) называются также высокопатогенным гриппом птиц. Возможность заражения человека птичьим гриппом была доказана на практике в 1997 году в Гонконге: штаммом H5N1 заразились 18 человек, из которых шестеро умерли.
Так что птичий грипп перестал быть опасным только лишь для птиц. Помимо единичных случаев заражения людей в разные годы, зафиксированы заболевания морских львов в Перу, норок в Испании и медведей гризли в США. Способность проникать в организм все новых видов млекопитающих подтверждает опасения ученых о том, что вирус может мутировать и стать опасным для людей. А там уже и до новой пандемии недалеко. Срочно нужны вакцины.
Вспышки птичьего гриппа на птицефабриках приводят к гибели десятков тысяч птиц
Фото: © TSpider / Shutterstock / FOTODOM
И все же, перед тем как вызвать пандемию, вирус птичьего гриппа H5N1 должен серьезно измениться. На данный момент вирус распространяется через загрязненную птичьими фекалиями воду и проникает в организм птицы через клетки кишечника. В случае с людьми он должен переключиться на клетки легких, попав туда воздушно-капельным путем. Как показала пандемия COVID-19, такая стратегия для вируса — залог успеха.
Исследователи в разные годы отслеживали случаи заражения животных и изучали взятый у них вирус, чтобы понять, что ему помогло преодолеть межвидовой барьер. Для этого, например, в 2014 году ученые секвенировали геном вируса на разных этапах вспышки, который поразил тюленей в Европе.
Пока что вирус не может проникнуть в человека, за редкими исключениями.
Птичий грипп в России
В феврале 2021 года был выявлен первый случай заражения человека птичьим гриппом в России. Болезнь была подтверждена сразу у семи сотрудников птицефабрики «Владимирская» в Ахтубинском районе Астраханской области. Вспышка была зафиксирована на птицефабрике еще в декабре 2020 года, после этого все поголовье было уничтожено, а у сотрудников птицефабрики, заразившихся птичьим гриппом, болезнь протекала в легкой форме и вызвала иммунный ответ.
Ученые даже брали клетки легких больных онкологией пациентов и пробовали заражать их вирусом. У них ничего не вышло. Так давайте же попробуем смоделировать ситуацию, когда H5N1 преобразится настолько, что сможет заражать людей. Что ему для этого необходимо сделать? Ответ на этот вопрос ученые представили в журнале Science.
Инструкция для птичьего гриппа
Большинство вирусов птичьего гриппа содержат глутаминовую кислоту. Первым шагом может стать мутация (ученые уже присвоили ей номер — E627K), которая приведет к замене аминокислоты глутамата на лизин. Такая мутация изменит субъединицу полимеразы PB2, что позволит вирусу успешно создавать свои копии после проникновения в клетку человека. Кстати, это одна из мутаций, которая привела к пандемии испанки в 1918 году.
Испанка в России
Пандемия 1918–1919 годов охватила все континенты, кроме Антарктиды. В некоторых странах болезнь настигла до 80% населения. В России переболели испанским гриппом более миллиона человек. Точно оценить масштабы болезни в государстве затрудняла Гражданская война, эпидемии сыпного тифа и других инфекционных заболеваний.
По разным данным, в общей сложности испанским гриппом на планете переболели около 25 млн человек
Фото: © Everett Collection / Shutterstock / FOTODOM
На самом деле птичий грипп уже делал этот первый шаг. Ученые обнаружили мутацию E627K у лисиц в Нидерландах в конце 2021-го и начале 2022 года. А потом она нашлась и у тюленей в Новой Англии. В теории этот первый шаг. Но нужны еще изменения: какие же?
Второй шаг — изменение белка гемагглютинина, который расположен на поверхности вируса и помогает ему прикрепляться к молекулам на поверхности клеток хозяина. У человека форма белка несколько отличается от таковой у птиц. Все вирусы гриппа, способные заражать человека, адаптировали этот белок. Для этого хватит двух мутаций — Q226L и G228S.
Третий шаг — сделать вирус способным распространяться по воздуху. Для этого нужно снова немного поменять гемагглютинин. У птиц он приспособлен для взаимодействия в водной среде. Эти три изменения — минимальный набор для пандемии.
Межвидовой барьер, который вирус должен преодолеть, все же взять не так просто. Однако широкая распространенность вируса может позволить ему быстрее найти нужную комбинацию. Знание о том, что должно произойти, чтобы вирус вызвал новую пандемию, даст нам время на подготовку — например, для массового выпуска вакцины.
По мнению самих врачей, необходимо заранее создавать библиотеки вакцинных штаммов, чтобы иметь возможность быстро разрабатывать моновакцины — против конкретных штаммов вируса птичьего гриппа. Еще один вариант — это вакцины, которые будут направлены против всех вирусов гриппа типа А, передающихся и человеку, и животным.
