«К счастью, вирусы H7N9 еще не кажутся хорошо приспособленными для связывания с человеческими рецепторами», — сказал Ян А. Уилсон, профессор структурной биологии Хансена и заведующий кафедрой интегративной структурной и вычислительной биологии в TSRI.«Поскольку публикации на сегодняшний день подразумевают, что H7N9 адаптировался к человеческим рецепторам, мы сочли, что должны сделать четкое заявление об этом», — сказал Джеймс С. Полсон, председатель отдела клеточной и молекулярной биологии TSRI.Лаборатории Уилсона и Полсона сотрудничали в исследовании, о котором сообщается в выпуске журнала Science от 6 декабря 2013 года.Беспокойная вспышка
Вирусы гриппа H7N9 заражают птиц, по всей видимости, вызывая у них незначительные симптомы или не вызывая у них никаких симптомов. До этого года эти штаммы никогда не встречались у людей. Однако, начиная с февраля, в двух городских районах восточного Китая десятки людей начали болеть гриппом H7N9.
Большинство тяжело заболело. К концу мая, когда вспышка в основном утихла, было зарегистрировано 132 лабораторно подтвержденных случая заболевания людей и 37 летальных исходов, что составляет почти 30% летальности.
Вспышка по понятным причинам встревожила чиновников здравоохранения, и по всему миру десятки лабораторий начали изучать изоляты H7N9, полученные от инфицированных пациентов. Большой вопрос заключался в том, способны ли эти штаммы распространяться только ограниченным, спорадическим путем от птиц к людям — многие случаи были связаны с контактом с домашними птицами — или же они действительно «преодолели видовой барьер».
Если бы последнее было правдой и H7N9 мог теперь передаваться от человека к человеку, вспышка в Китае могла бы стать началом глобальной пандемии.Некоторые известные ранние исследования пришли к тревожным выводам. Например, оказалось, что большинство изолятов H7N9 из этой вспышки приобрели печально известную мутацию вируса гриппа, которая заменяет аминокислоту лейцин на глутамин в той части вируса, которая захватывает рецепторы на клетках-хозяевах.
Та же мутация в других подтипах вируса гриппа, по-видимому, была ключевым фактором, способствовавшим возникновению пандемий, от которых погибло около миллиона человек во всем мире в 1968-1969 годах («гонконгский грипп») и два миллиона человек в 1957-58 годах («азиатский грипп». ). Первоначальные исследования новых изолятов H7N9 на мышах, хорьках и обезьянах также показали, что они обладают, по крайней мере, ограниченной способностью распространяться среди млекопитающих.Отвечая на критические вопросы
Лаборатории Полсона и Вильсона, имеющие многолетний опыт в исследованиях вирусов гриппа и иммунитета, были среди многих, которые мобилизовались, чтобы попытаться ответить на важный вопрос о передаче вируса H7N9 среди людей. Они быстро решили сотрудничать. Лаборатория Полсона оценила способность H7N9 связывать рецепторы сиалированного сахара, с которыми вирусы гриппа обычно прикрепляются к клеткам-хозяевам. Лаборатория Уилсона использовала рентгеновскую кристаллографию для определения атомных структур белка гемагглютинина H7N9, связанного с этими молекулами рецептора сиаловой кислоты.
Команда Полсона, в которую вошли постдокторанты Роберт П. де Фрис и Корвин М. Нихолат и научный сотрудник Райан Макбрайд, проверила способность белка гемагглютинина (НА) вируса связываться с различными вариантами рецепторов человека и птиц. Эти тесты ясно показали, что тестируемый изолят (A / Shanghai / 2/2013 или «Sh2») все еще имеет сильное предпочтение к рецепторам птичьего типа и слабо связывает варианты рецепторов человеческого типа.
В лаборатории Уилсона научный сотрудник Руй Сюй, первый автор исследования, вместе со штатным научным сотрудником Сюэюном Чжу и научным сотрудником Вэньли Юй, провели рентгеноструктурные исследования белка HA Sh2, связанного с несколькими рецепторами птичьего и человеческого типа. Последние, предоставленные лабораторией Полсона, были более точными версиями этих рецепторов, чем те, которые использовались в предыдущих структурных анализах H7N9.
Новые данные подчеркнули слабость контактов, которые Sh2 HA устанавливает с рецепторами человеческого типа, в отличие от плотных связей, которые он создает с некоторыми рецепторами птичьего типа.Таким образом, несмотря на намеки на то, что он начал адаптироваться к человеческим хозяевам, а не к своим естественным птицам-хозяевам, H7N9, по-видимому, не представляет неминуемой угрозы пандемии среди людей. «Эти результаты предполагают, что мы должны продолжить наблюдение за H7N9 и посмотреть, претерпит ли он какие-либо изменения, которые увеличивают вероятность его распространения среди людей», — сказал Уилсон.
Полсон добавил: «Если он действительно разовьет истинную рецепторную специфичность человеческого типа, он потенциально может распространиться среди людей намного лучше, чем сейчас».