Новый глобальный обзор показывает, как быстро эволюционирующие вирусы птичьего гриппа H5 достигают новых видов, включая молочный скот, и подчеркивает острую необходимость скоординированных действий для предотвращения следующей пандемии.

С момента своего открытия в 1996 году линия Gs/Gd высокопатогенных вирусов птичьего гриппа с гемагглютинином H5, включая H5N1 и другие подтипы H5Nx, стала причиной широкомасштабных инфекций и смертности среди многочисленных видов животных, а также спорадических инфекций среди людей, причем вспышки в настоящее время достигают всех континентов, даже Антарктиды.

В недавнем обзоре, опубликованном в журнале Nature Reviews Microbiology, исследователи из отдела вирусологии медицинского центра Erasmus в Нидерландах проанализировали современные знания об эволюции, глобальном распространении и растущих рисках, которые представляет этот стойкий и легко адаптируемый вирус.

Вирусы гриппа А стали причиной четырех человеческих пандемий и бесчисленных вспышек среди популяций животных за последнее столетие. Среди них высокопатогенные вирусы птичьего гриппа (HPAIV) представляют серьезную угрозу из-за своей способности быстро эволюционировать. Хотя большинство вирусов птичьего гриппа циркулируют безвредно среди диких водоплавающих птиц, некоторые из них мутировали в более смертоносные формы, в частности подтипы H5 и H7. Когда эти вирусы передаются домашней птице, они могут эволюционировать в высокопатогенные формы, которые вызывают тяжелые заболевания и смерть.

Линия Gs/Gd вирусов H5, которая включает в себя хорошо известный подтип H5N1 (впервые выявленный у людей в Гонконге в 1997 году) и другие варианты H5Nx, возникла из сложной смеси птичьих вирусов и с тех пор разделилась на многочисленные линии. Эта линия стала доминирующей глобальной угрозой, распространившись по континентам и заразив широкий спектр птиц и млекопитающих. Более того, несмотря на продолжающиеся усилия по наблюдению и контролю, остаются пробелы в понимании того, как этот вирус распространяется, эволюционирует и адаптируется к новым хозяевам, включая людей.

Исследователи провели всесторонний обзор научной литературы, отчетов по надзору и генетических анализов, чтобы понять эволюцию и распространение высокопатогенных вирусов птичьего гриппа H5 линии Gs/Gd. Они проследили происхождение вируса до вспышки 1996 года у домашних гусей в провинции Гуандун, Китай, и проследили его генетическую диверсификацию в ходе глобальных вспышек за последние 25 лет.

Команда исследовала, как вирус изменился в ходе процесса, известного как реассортация, когда сегменты генов из разных вирусов гриппа смешиваются в коинфицированных хозяевах, создавая новые варианты вируса. Они сосредоточились на вспышках среди диких птиц, домашней птицы и млекопитающих, включая тигров, морских львов, норок и молочный скот.

Исследование также проанализировало, как вирус пересекает видовые барьеры. Это включало обзор молекулярных данных о мутациях вирусных белков, включая компоненты гемагглютинина, нейраминидазы и полимеразы, которые помогают вирусу адаптироваться к клеткам млекопитающих. Были изучены структурные особенности гемагглютинина, которые влияют на связывание с рецепторами хозяина, а также изменения в вирусной рибонуклеиновой кислоте (РНК) полимеразе, которые усиливают репликацию у млекопитающих. Кроме того, исследование изучало иммунные реакции у разных видов и то, как вирус обходит эти защиты.

Чтобы оценить воздействие на здоровье человека, авторы также проанализировали данные о подтвержденных случаях заражения людей, рисках заражения и клинических симптомах, рассмотрели роль экологических и сельскохозяйственных практик в содействии распространению вируса, а также изучили текущие меры контроля, такие как отстрел, вакцинация и наблюдение.

Исследование показало, что вирусы H5 из линии Gs/Gd претерпели значительную генетическую эволюцию, что позволило им заражать более широкий спектр видов и сохраняться во всем мире. Вирус, который изначально циркулировал среди домашней птицы, теперь распространился на диких птиц и млекопитающих, включая редкие случаи заражения людей.

Самое тревожное, что он недавно добрался до молочного скота в Соединенных Штатах, где он распространился в основном из-за перемещения инфицированных животных между фермами. Зараженное доильное оборудование облегчает передачу внутри ферм и вызывает широкомасштабные инфекции. Вирус теперь обнаружен на всех континентах, включая Антарктиду, что означает беспрецедентное распространение.

Его способность реассортировать с другими вирусами гриппа также породила множество вариантов, включая те, которые обладают новыми комбинациями генов, которые улучшают адаптацию к млекопитающим. Это генетическое смешивание также улучшило способность вируса связываться с рецепторами, подобными человеческим, и противостоять врожденной иммунной защите млекопитающих.

С 1997 года было зарегистрировано более 1000 лабораторно подтвержденных случаев заражения людей штаммами Gs/Gd, из которых более 500 закончились летальным исходом; однако истинный уровень летальности неизвестен из-за вероятного занижения данных о легких и субклинических инфекциях и изменчивости тяжести между вспышками. Большинство случаев заражения произошло после прямого контакта с инфицированной домашней птицей, но недавние случаи в США с участием работников молочной фермы указали на новые пути передачи. Хотя устойчивой передачи от человека к человеку не произошло, рост легких или необнаруженных человеческих инфекций вызывает опасения относительно пандемического потенциала.

Вирус также оказал разрушительное воздействие на дикую природу, при этом высокая смертность среди морских львов, тюленей и птиц была зафиксирована по всей Америке и Европе. Передача от млекопитающего к млекопитающему, особенно в колониях норок и морских львов, выращиваемых на фермах, также указывает на то, что вирус может эволюционировать в сторону более эффективного распространения среди млекопитающих.

В обзоре подчеркивается, что доступные варианты борьбы со вспышками заболеваний в дикой природе ограничены и могут включать удаление трупов и целевую вакцинацию находящихся под угрозой исчезновения видов.

Продолжающееся распространение и эволюция вирусов линии Gs/Gd H5, включая H5N1 и другие подтипы H5Nx, подчеркивают серьезную угрозу, которую эти вирусы гриппа представляют для животных, экосистем и здоровья человека. С ростом доказательств межвидовой передачи и глобального распространения этот вирус остается надвигающейся проблемой.

Обзор подчеркивает критическую необходимость в едином подходе «Единое здоровье», который объединяет стратегии охраны здоровья животных, человека и окружающей среды на глобальном уровне. Обзор показал, что усиление надзора, продвижение стратегий вакцинации, расширение использования новых технологий вакцинации, координация международного накопления и развертывания вакцин и интеграция усилий в секторах здравоохранения животных и человека являются важнейшими шагами на пути к предотвращению будущих вспышек и снижению риска потенциальной пандемии.