Птичий грипп представляет особую угрозу, поскольку не реагирует на лихорадочный барьер. Тот самый механизм защиты, который в большинстве случаев спасает нас, оказывается бессильным, а порой — даже вредоносным для организма.
Почему птичий грипп особенно опасен
Учёные выявили, что в геноме различных штаммов птичьего гриппа присутствует ген PB1, обеспечивающий вирусу устойчивость к высоким температурам. Таким образом патоген «обходит» ключевой механизм иммунного ответа — лихорадку, и при этом его размножение активируется в условиях повышения температуры.
Исследователи из Кембриджского и Глазговского университетов наглядно продемонстрировали это в статье на Science (doi:10.1126/science.adq4691).
Лихорадка — один из древнейших механизмов иммунитета млекопитающих: повышение температуры тела замедляет репликацию патогенов. Штаммы сезонного гриппа, адаптированные к человеку, оптимально размножаются при температуре около 33 °C, но погибают при достижении 40 °C и выше.
Однако у птиц температура тела держится в диапазоне 40–42 °C, и вирусы птичьего гриппа эволюционно приспособились к таким «жарким» условиям, что делает их нечувствительными к лихорадке организмов человека.
Как температура влияет на репликацию вируса
Для проверки влияния температурной устойчивости на тяжесть течения инфекции учёные создали две версии вируса, отличающиеся только геномом PB1: в одном варианте PB1 взят из человеческого штамма, чувствительного к жару, в другом — из птичьего, включая образцы пандемий 1957 и 1968 годов.
Это незначительное генетическое различие кардинально изменило поведение вируса. В клеточных культурах и на мышиной модели при нормальной температуре оба штамма вызывали тяжёлое заболевание. Чтобы смоделировать лихорадку у грызунов, животных содержали в условиях, повышающих их внутреннюю температуру на 2 °C.
Человеческий вариант вируса при повышенной температуре терял способность к активному размножению, вызывая лишь лёгкие симптомы, тогда как птичий штамм с геном PB1 продолжал активно распространяться, несмотря на жар.
Комментарий исследователей
Учёные подчёркивают, что разница в температуре тела разных видов радикально влияет на успех репликации вирусов при переходе на нового хозяина. Мы доказали, что лихорадка замедляет репликацию человеческого гриппа, но не препятствует активному размножению вирусов птичьего происхождения.
Обмен генными сегментами между вирусами остаётся постоянной угрозой. Во время пандемий 1957 и 1968 годов PB1 птичьего происхождения заменял аналогичный ген человеческого штамма, что объясняет большую тяжесть тех вспышек.
Важно отслеживать птичьи штаммы и тестировать их на устойчивость к лихорадке, чтобы своевременно выявлять наиболее опасные варианты.
Хотя заражения людей птичьим гриппом редки, ежегодно регистрируются десятки случаев, нередко с фатальным исходом. При H5N1 показатель летальности превышал 40 %.
Понимание причин тяжёлых инфекций, вызываемых птичьим гриппом, критично для мониторинга и подготовки к потенциальной пандемии, особенно учитывая угрозу новых штаммов H5N1.
Появление нового штамма — сценарий будущей пандемии?
Самые тяжёлые эпидемии XX века связывают со штаммами, в которые вошёл ген PB1 птичьего происхождения. Вирус A состоит из восьми геномных сегментов, и при совместном инфицировании клетки происходит реассортация — обмен генами. PB1 особенно склонен к такому «переезду» между штаммами человека и птиц.
Новейшие данные указывают, что этот небольшой ген позволял вирусам преодолевать термозащиту организма, вызывая разрушительные инфекции, и аналогичный сценарий может повториться при попадании птичьего штамма в человеческую популяцию.
В прошлом месяце в штате Вашингтон зафиксирован смертельный случай от нового штамма птичьего гриппа, ранее неизвестного человеку. Пока передача от человека к человеку не налажена, и случаи ограничиваются тяжёлыми отдельными инфекциями.
Больше материалов об удивительных механизмах симбиоза внутри организмов и на стыке человека и технологий — в сообществе Neural Hack в Telegram: подписаться.
