Мутация, изменяющая стабильность поверхностной молекулы в кислой среде, позволяет H5N1 инфицировать млекопитающих

Единичная мутация в вирусе птичьего гриппа H5N1, влияющая на pH активации поверхностного белка гемагглютинина, одновременно снижает способность вируса инфицировать уток и усиливает его способность к размножению у мышей. Исследование опубликовано в Journal of Virology.

"Знание факторов и маркеров, которые определяют эффективный рост вируса в одном виде хозяина, ткани или культуре клеток по сравнению с другим, имеет фундаментальное значение для инфекционных вирусных заболеваний", — говорит Чарльз Дж. Рассел из Детской исследовательской больницы Сент-Джуд. Это важно для выявления вирусов гриппа с повышенным потенциалом межвидового перехода, что помогает принимать решения об убое животных или карантине людей, а также для поиска мишеней для новых лекарств и разработки вакцин.

Вирусы гриппа распространяются среди диких птиц, но лишь немногие приобретают способность переходить к людям. Однако такие вирусы, способные к эффективной передаче от человека к человеку, вызывают глобальные эпидемии, как печально известная пандемия 1918 года. Вирус H5N1 убил более половины инфицированных людей. Понимание механизмов передачи может помочь смягчить последствия крупных эпидемий.

У птиц гемагглютинин вируса активируется кислотой внутри клетки-хозяина. В более ранней работе Рассел и его коллеги показали, что мутантная версия вируса H5N1 под названием K58I, устойчивая к кислотной активации, теряет способность инфицировать уток. Поскольку верхние дыхательные пути млекопитающих более кислые, чем инфицированные ткани птиц, они предположили, что такая мутация может повысить инфекционность вируса для млекопитающих, что и подтвердилось.

В этом исследовании ученые обнаружили, что мутант K58I размножается в 100 раз лучше, чем дикий тип, в носовых полостях мышей и на 50% более летален. Напротив, мутантный вирус K58I полностью утратил способность убивать зараженных уток, в то время как дикий тип убил 66% уток. "Единичная мутация, устраняющая рост H5N1 у уток, одновременно усиливает способность H5N1 расти у мышей. Мы заключаем, что повышенная устойчивость к кислотной инактивации помогает адаптировать вирус гриппа H5N1 от птичьего хозяина к млекопитающему".

"Эти данные вносят новый вклад в понимание вирусных детерминант вирулентности вируса гриппа и предоставляют дополнительные доказательства в поддержку идеи, что патогенез вируса H5N1 у птиц и млекопитающих связан с pH активации [гемагглютинина] противоположным образом", — пишут Теренс С. Дермоди и др. в редакционной статье журнала. "Более высокий оптимальный pH активации [гемагглютинина] способствует вирулентности у птиц, тогда как более низкий оптимальный pH… способствует вирулентности у млекопитающих".

Основываясь на этом и другом исследовании, "… эпиднадзор должен включать фенотипическую оценку pH активации [гемагглютинина] в дополнение к анализу последовательности", — пишет Дермоди.

Журнал тщательно рассматривал вопрос о публикации статьи, поскольку она поднимала вопросы "двойного использования исследований, вызывающих озабоченность" (DURC). Однако как Национальный институт аллергии и инфекционных заболеваний, так и Комитет по биобезопасности Сент-Джуда пришли к выводу, что исследование не соответствует определению DURC. Решающим аргументом стало то, что "добавление ключевой мутации из статьи Рассела к другим ранее описанным мутациям не приведет к появлению еще более вирулентного вируса гриппа H5N1", — говорит Дермоди.