Эволюция гриппа меняется со временем, что усложняет разработку вакцин

Ученые Сколтеха обнаружили новые закономерности в эволюции вируса гриппа. Это может помочь предсказывать мутации в вирусном геноме и в конечном итоге — разрабатывать более эффективные вакцины. Результаты исследования опубликованы в ведущем научном журнале PNAS.

Вакцина от гриппа нужна каждый год, в отличие от многих других заболеваний, потому что вирус быстро мутирует. Многие мутации полезны для вируса: они меняют аминокислотную последовательность в его поверхностных белках, делая неэффективными антитела, выработанные после предыдущей вакцинации или болезни. Поэтому ученым ежегодно приходится предсказывать, как вирус изменится к следующему сезону, и разрабатывать соответствующую вакцину.

Мутации, накапливаемые вирусом, не полностью случайны, что делает эволюцию частично предсказуемой. Ключевым для прогноза является понимание естественного отбора.

Группа ученых из Сколтеха, ЦНИИ Эпидемиологии и других организаций под руководством профессора Сколтеха Георгия Базыкина описала новую закономерность изменения аминокислотных последовательностей поверхностных белков вируса гриппа. С помощью методов биоинформатики исследователи обнаружили, что вероятность замены аминокислотного варианта возрастает со временем с момента его появления — закономерность, которую они назвали «старение» (senescence). Этот процесс усложняет эволюцию вируса, и его учет может улучшить выбор вакцинных штаммов.

«Существующие модели основаны на предположении, что эволюция вируса похожа на движение по холмистой равнине, где высота над уровнем моря — это приспособленность вируса, то есть насколько эффективно он может заражать хозяина, — говорит Георгий Базыкин. — Мы наблюдаем, что ландшафт больше похож на бурную морскую поверхность. Эволюция вируса напоминает движение серфера, который должен оставаться на гребне волны, ускользающей у него из-под ног, и должен продолжать движение, чтобы не утонуть. Существующие модели пытаются предсказать движения серфера, но это трудно сделать, не понимая, что движется именно волна».