Вирусы сезонного гриппа H1N1 могут быть прямыми потомками «испанки»

Международная группа исследователей получила три новых генома вируса гриппа 1918 года, вызвавшего глобальную пандемию. Анализ геномов указывает на то, что современные вирусы H1N1, вызывающие сезонные вспышки гриппа, могут напрямую происходить от вируса «испанки». Ранее считалось, что эти вирусы возникли в результате реассортации.

Изображение: Электронная микрофотография частиц вируса гриппа 1918 года H1N1, реконструированного в XXI веке. https://pcr.news/

Пандемия 1918 года унесла жизни от 50 до 100 миллионов человек во всем мире. Исторические и медицинские записи сообщают, что в 1918 году он появился практически одновременно на всех континентах, его пик пришелся на осень 1918 года и продолжался до зимы 1919 года. Тяжело болели дети и пожилые люди, но также наблюдалась высокая смертность среди здоровых людей 20–40 лет.

Изучение вируса гриппа 1918 года осложняет крайняя редкость образцов, из которых можно получить геномы. Пока неясно, насколько велико было разнообразие вируса «испанки», было ли связано более тяжелое протекание болезни во время пика пандемии с какими-либо изменениями свойств вируса. Также остается дискуссионным вопрос о родстве современных сезонных вирусов гриппа и вируса пандемии 1918 года. Здесь надо помнить, что геном вируса гриппа сегментирован и разные участки могут наследоваться независимо (образование частицы вируса гриппа, содержащей сегменты генома от разных линий вируса, называется реассортацией). В частности, каково происхождение гемагглютинина сезонных вирусов — поверхностного белка, играющего важную роль в проникновении в клетку? Новое исследование, опубликованное в Nature Communications, проясняет некоторые из этих вопросов.

В 1930-х годах было доказано, что «испанка» — вирусное заболевание. В конце 1990-х исследования образцов из вечной мерзлоты, а также зафиксированных формалином и залитым парафином тканей легких подтвердили, что это был вирус гриппа А подтипа H1N1. В 2004 году Терренс Тампи из CDC реконструировал этот вирус, использовав образцы легочной ткани, извлеченные из вечной мерзлоты на Аляске; плазмиды с фрагментами генома создали Питер Палезе и Адольфо Гарсия-Састре из Медицинской школы Маунт-Синай в Нью-Йорке. Реконструированным вирусом заразили мышей, и он оказался высокопатогенным. К настоящему времени было получено два полных генома вируса «испанки» — из образцов с Аляски и от умершего в Нью-Йорке, оба датированы осенью 1918 года (то есть приходятся на пик пандемии). Есть также 15 фрагментов последовательности гена гемагглютинина и одна полная.

Испанский грипп в 1918 году

Авторы нового исследования проанализировали 13 образцов легких, хранящихся в архивах музеев Германии и Австрии, которые были собраны с 1901 по 1931 год, в том числе 6 образцов 1918–1919 гг. Им удалось частично секвенировать два генома от пациентов, умерших в Берлине в июне 1918 года (89,3 и 57,2% последовательности), и полный геном от пациентки из Мюнхена, также умершей в 1918 году.

Оба пациента из Берлина были солдатами 17 и 18 лет, оба скончались 27 июня 1918 года, то есть до пика пандемии, и различия в гене гемагглютинина этих вирусов удалось найти лишь в двух сайтах. Более полный берлинский геном отличали от мюнхенского 22 SNP. (Точная дата смерти 17-летней девушки из Мюнхена неизвестна.) Примерно настолько же отличались берлинский геном и ранее известные геномы пика пандемии — из Нью-Йорка (сентябрь 1918 года) и с Аляски (ноябрь 1918 года).

Исследователи сравнили белки полимеразного комплекса двух вирусов, мюнхенского и аляскинского (того самого, который был реконструирован), экспрессировав их гены в культуре клеток. «Аляскинская» полимераза оказалась вдвое более активной, чем «мюнхенская». Активность полимеразы, однако, не обязательно связана с вирулентностью. Также изучили замены в генах других вирусных белков, которые могут быть связаны с адаптацией вируса к человеку. Два отличия берлинских штаммов от мюнхенского и американских находились в гене нуклеопротеина, структурного белка, ответственного за упаковку вирусной РНК и важного для видоспецифичности. Авторы предполагают, что эти замены связаны с устойчивостью к противовирусным реакциям организма, а именно к интерфероновому ответу.

Наконец, метод молекулярных часов показал, что все геномные сегменты вирусов современного сезонного гриппа H1N1 могут напрямую происходить от пандемического штамма 1918 года. Это противоречит гипотезам, согласно которым вирус H1N1 возник в результате реассортации (обмена геномными сегментами между разными подтипами вирусами). Предполагалось, например, что семь сегментов геномов вирусов сезонного гриппа происходят от вируса птичьего гриппа, тогда как восьмой (содержащий ген гемагглютинина) — от другого вируса гриппа А Н1.

Авторы подчеркивают, что образцов все еще мало для окончательных выводов, но эта работа показывает ценность архивных материалов для изучения пандемии гриппа 1918 года. Воодушевляет тот факт, что три из шести образцов, собранных во время пандемии, содержали материал, пригодный для секвенирования.

Цитируется по:

Livia V. Patrono, et al. Archival influenza virus genomes from Europe reveal genomic variability during the 1918 pandemic // Nature Communications, 13, 2314 (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-29614-9.

Источник: https://pcr.news/

12.05.2022