Гипотезу о «птичьем» происхождении вируса гриппа 1918 года подтверждает секвенирование образцов из Европы

Пандемия коронавируса заставляет пристальнее взглянуть на пандемию «испанки» 1918 года, вызванную вирусом гриппа А (H1N1). Всего было три волны заболевания: слабая весной 1918 года и намного более смертоносные осенью 1918 и зимой 1919 года. Очень мало известно о последствиях такого быстрого и широкого распространения вируса. Так, до настоящего момента не было почти никакой информации о генетическом разнообразии испанского гриппа и его фенотипах.

В начале 2000-х ученым удалось восстановить геном вируса гриппа из женского тела, похороненного на Аляске, а в 2013 году — секвенировать второй геном из сохраненных в формалине образцов из Нью-Йорка. Оба образца относились к позднему периоду пандемии. В настоящей работе международная группа ученых впервые секвенировала геном вируса испанского гриппа из европейских образцов.

Исследовали 13 зафиксированных формалином и залитых парафином образцов легких, собранных в 1900–1931 годы, из коллекций Берлина и Вены. В трех обнаружили следы РНК испанского гриппа; все образцы относились к 1918 году. Удалось полностью реконструировать геном из образца, полученного от семнадцатилетней девушки, и частично — из двух образцов от солдат. Новые сиквенсы проанализировали совместно с ранее полученными последовательностями из Северной Америки.

Существует гипотеза, что испанский грипп перешел к человеку от птиц, а между первой и второй волной лучше адаптировался новому хозяину. Ученые рассмотрели замену I61L в нуклеопротеине вируса: лейцин более характерен для человеческих вирусов, изолейцин — для птичьих. Но такую замену обнаружили только в одном образце, полученном в конце пандемии, так что эта адаптация закрепилась только после двух волн.

Также рассматривали замену G222D в белке-гемагглютинине вируса; аспарагиновая кислота позволяет связывать только человеческие гликаны. Однако все европейские образцы имели «человеческий» D222, а значит, маловероятно, что эта замена стала результатом адаптации вируса между двумя волнами.

Различия между волнами в нуклеопротеине все же были найдены: вирусы из образцов от солдат имели «птичьи» G16 и L283, а из более поздних образцов — «человеческие» D16 и P283, которые защищают вирус от белка MxA человека. Так или иначе, все эти находки подтверждают гипотезу о переходе вируса от птиц к человеку.

Ученые воссоздали полимеразный комплекс вирусов, полученных из немецкого образца от девушки и из американского образца с Аляски. Активность комплекса у вируса из второго образца была в два раза выше, чем из первого, более раннего.

Согласно одной из гипотез, сезонные вирусы гриппа А H1N1 произошли полностью или частично от вируса испанского гриппа; но есть и альтернативные сценарии их происхождения. Филогенетический анализ, проведенный в новой работе, в целом подтверждает первую гипотезу, однако авторы считают, что для однозначного заключения данных недостаточно.

В наше время технологии позволяют выделять генетический материал из образцов самой разной степени сохранности. Авторы исследования заключают, что основное препятствие на пути к лучшему пониманию эволюции вируса гриппа 1918 года — это идентификация патологических образцов, в том числе из музейных архивов.