Анализ показывает, что вирусы гриппа, варианты подтипов H10N8 и H6N1, не приобрели изменений, которые позволили бы им легко инфицировать людей и вызвать пандемию, которой так опасались.Тем не менее, исследования также подчеркивают универсальность, которую вирусы птичьего гриппа, по-видимому, имеют при прикреплении к клеткам-хозяевам.«Эти вирусы птичьего гриппа, по-видимому, способны по-разному связываться с рецепторами на клетках-хозяевах и, таким образом, могут, вероятно, по-разному мутировать, чтобы перейти к человеку, поэтому мы не должны успокаиваться на нашей способности предсказывать вирусные изменения, необходимые для получения вируса. пандемия », — сказал Ян А. Уилсон, профессор структурной биологии Хансена и заведующий кафедрой интегративной структурной и вычислительной биологии TSRI.Новое исследование лаборатории Уилсона и лаборатории Джеймса К. Полсона, исполняющего обязанности президента и генерального директора TSRI, опубликовано в двух статьях журнала Cell Host.
Микроб 11 марта 2015 года.Слабое связываниеОдно исследование было сосредоточено на вирусе птичьего гриппа H10N8, который заразил и убил 73-летнюю китаянку из провинции Цзянси в конце 2013 года и, как сообщается, с тех пор стал причиной как минимум двух других смертей в этой провинции.
Используя генетическую последовательность вируса, полученную китайскими учеными, команда TSRI произвела копии в культуре клеток его белка гемагглютинин (HA), который вирусы гриппа используют для заражения клеток-хозяев.Белок HA гриппа опосредует инфекцию, сначала связываясь с кончиками сахароподобных молекулярных цепей, которые отходят от определенных клеток, включая эпителиальные клетки, выстилающие дыхательные пути и кишечник.
Лаборатория Полсона проверила способность заражающего человека белка H10N8 HA связываться с выращенными в лаборатории версиями этих «рецепторов вируса гриппа» и обнаружила, что он хорошо связывается с рецепторами, обнаруженными на клетках птиц, но незначительно с рецепторами, обнаруженными на клетках человека.Между тем лаборатория Уилсона использовала рентгеновскую кристаллографию для определения структуры белка HA H10N8 в атомном масштабе — самого по себе, при этом он был связан с птичьим рецептором и хотя был слабо связан с человеческим рецептором. Эти исследования выявили точные структурные детали того, как H10N8 HA, инфицирующий человека, связывается с птичьими рецепторами и почему он не может хорошо связываться с человеческими рецепторами.«Этот белок НА H10N8 не приобрел структурных изменений, которые позволили бы вирусу эффективно передаваться от человека к человеку», — сказал Хэн Чжан, научный сотрудник лаборатории Уилсона, который был одним из первых авторов статьи о H10N8 вместе с Роберт де Врис и Нетанель Царум.
Интересно, что хотя данные о последовательности вирусных генов показали, что HA H10N8, спорадически инфицированный человеком, немного изменился по сравнению с HA H10N8, заражающим обычных птиц, данные свидетельствуют о том, что ни одна из этих мутаций не улучшила существенно способность белка HA связываться с человеческими рецепторами. И когда команда Полсона ввела новые мутации в мутации HA, которые заставили другие подтипы птичьего гриппа переключить свои предпочтения с рецепторов птиц на рецепторы человека, измененный HA все еще не смог хорошо связываться.Другое исследование белка HA из вируса гриппа H6N1, вызвавшего нефатальное заболевание у 20-летней тайваньской женщины в июне 2013 года, пришло по существу к тем же выводам: вирусный HA несколько изменился по сравнению с обычным HA из птицы. -изолированный H6N1, но все же оставшийся приспособленным для связывания с птичьими, а не человеческими рецепторами.
Трудно предсказатьКак такие птичьи вирусы стали причиной заражения людей? «Мы подозреваем, что спорадические случаи заражения человека вирусом птичьего гриппа могут происходить даже без изменения специфичности рецептора, если доза воздействия вируса достаточно высока и / или он проникает глубоко в легкие, где есть некоторые рецепторы вируса гриппа, подобные тем, которые обнаруживаются у птиц », — сказал Царум, научный сотрудник лаборатории Вильсона, который был первым автором статьи о H6N1.
Таким образом, вирусы гриппа с этими НА остаются в основном вирусами птиц с ограниченной способностью инфицировать людей. Тем не менее, дальнейшие мутации, которые позволят переключить предпочтение человеческих рецепторов — и потенциальная глобальная пандемия — все еще возможны.
Новый анализ TSRI также показывает, что в атомном масштабе эти новые HA птичьего гриппа связываются с рецепторами клетки-хозяина способами, не наблюдаемыми в исследованиях других вирусов птичьего гриппа, — подразумевая, что мутации, необходимые для переключения на рецепторы человека, могут быть разные для разных штаммов, и их трудно узнать заранее.«Похоже, что не существует общих правил переключения между вирусами птичьего гриппа», — сказал Царум.
По словам Уилсона, для определения того, действительно ли штамм птичьего гриппа преодолел видовой барьер, по-прежнему потребуются подробные исследования связывания с рецепторами и структурные исследования, подобные этим.