Опасные свойства вируса птичьего гриппа из США продемонстрировали в опытах на мышах и хорьках

Вирус высокопатогенного птичьего гриппа A(H5N1), распространяющийся по молочным фермам США, демонстрирует уникальные для вирусов гриппа свойства. Авторы статьи в Nature сообщают, что он способен связываться с обоими видами рецепторов восприимчивых к нему клеток, поражает глаза, молочные железы и другие органы и в ограниченных масштабах может распространяться воздушно-капельным путем. Эти свойства указывают на высокий пандемический потенциал патогена.

Credit:
123rf.com

Клада 2.3.4.4b вируса высокопатогенного птичьего гриппа A(H5N1) впервые была обнаружена в США в 2022 году у диких птиц. Предполагается, что вирус попал в Северную Америку по трансатлантическому пути миграции птиц из Европы в конце 2021 года. В результате рекомбинации с местными низкопатогенными вирусами птичьего гриппа возникли генотипы, которые распространились по всему континенту и стали причиной вспышек среди диких птиц и морских млекопитающих. А 25 марта 2024 года вирус был выявлен в образцах молока и смывах из носа зараженной коровы. На начало июля 2024 года случаи заражения коров зарегистрированы на 139 молочных фермах в 12 штатах страны, кроме того, известно о четырех случаях заболевания людей (начиная с 1 апреля 2024 года) после контакта с дойными коровами. Среди основных симптомов у людей — конъюнктивит и респираторные проявления.

Есть мнение, что передача вируса может осуществляться при доении коров, по крайней мере, доказано, что вирус на протяжении нескольких часов способен сохранять свою активность на металлических и пластиковых поверхностях, куда он попадает в каплях молока.

Группа ученых из США и Японии исследовала вирус, распространяющийся по молочным фермам в США. Исследователи наблюдали за мышами, которые получали перорально молоко с разным количеством вируса — 3,25 x 103 бляшкообразующих единиц (БОЕ) в 25 мкл молока; 1,3 x 103 БОЕ в 10 мкл; 6,5 x 102 БОЕ в 5 мкл; 1,3 x 102 БОЕ в 1 мкл. Мыши, получившие 25 или 10 мкл зараженного молока, сильно теряли в весе, а часть из них погибла от инфекции; на шестой день после заражения вирус в значительных количествах обнаруживался в носу, легких и в головном мозге. У мышей, получивших 5 мкл зараженного молока, симптомы были менее выраженными, вирус обнаруживался в тканях дыхательных путей и лишь иногда в головном мозге. Мыши, получившие 1 мкл молока с вирусом, не заболели вовсе, вирус в их тканях не выявлялся.

На следующем этапе анализировали патогенность вируса при интраназальном заражении мышей вирусом А(H5N1), выделенным у молочного скота (A/dairy cattle/New Mexico/A240920343-93/2024, «Cow-H5N1»). Животным вводили вирус в разных дозах (от 1 до 106 БОЕ) и наблюдали за ними в течение 15 дней. Все мыши, получившие вирус в дозировке 103 БОЕ и более, погибли, в то время как часть животных, получивших 102 или 10 БОЕ, выжила. Все мыши, получившие дозу 1 БОЕ, выжили и не потеряли в весе. Рассчитанный показатель MLD50 (минимальная летальная доза для половины животных) составил 31,6 БОЕ — это сопоставимо с MLD50 для двух разных клад 2.3.4.4b высокопатогенного вируса А(H5N1), выделенных у норок во время вспышки в Испании в 2022 году, но выше, чем для вируса птичьего гриппа A/Vietnam/1203/2004 (VN1203-H5N1), выделенного у зараженного человека.

Для исследования тропизма вируса (типов тканей и клеток, где он размножается) мышей заражали двумя штаммами вируса птичьего гриппа A(H5N1) в дозировке 103 БОЕ – Cow-H5N1 и VN1203-H5N1, а также штаммом пандемического вируса A(H1N1) — A/Isumi/UTKK001-01/2018 (Isumi-H1N1). Оба штамма A(H5N1) вызывали системные инфекции с поражением легких, а также других органов, в том числе молочных желез, сосков, мышц ног и спины, у отдельных животных вирус обнаруживался в тканях глаз (что напоминает о конъюнктивите у инфицированных людей). Вирусы A(H5N1) также удалось выявить в крови, поэтому можно предположить, что именно с кровью они попадают в другие ткани, кроме респираторных. Вирус A(H1N1) в отличие от вирусов A(H5N1) был обнаружен только в тканях дыхательных органов.

Аналогичный эксперимент с теми же штаммами A(H5N1) в дозировке 106 БОЕ провели на хорьках. Как и у мышей, высокие титры вируса отмечались в легких и других органах тела, но в мышцах и в крови зараженных хорьков вирус выявить не удалось; возможно, это связано с видовыми особенностями хорьков. Таким образом, поражение молочных желез и (или) сосков млекопитающих характерно именно для подтипа A(H5N1), но не для других вирусов гриппа.

Авторы обнаружили, что при интраназальном заражении кормящих самок мышей (102 БОЕ) вирус Cow-H5N1 не передается взрослым животным при близком контакте, но возможна вертикальная передача инфекции от матери к детенышу через молоко. В некоторых случаях заражение мышат происходило, хотя вирус не был обнаружен в молочных железах или молоке — ученые объясняют это неравномерностью поражения вирусом молочных желез.

Что касается воздушно-капельного пути распространения вируса, в экспериментах на хорьках была показана принципиальная возможность заражения вирусом Cow-H5N1 с низкой эффективностью — животные при близком контакте не заболевали, но антитела у них вырабатывались. Позже появилось сообщение об ограниченной передаче инфекции воздушно-капельным путем у хорьков при заражении животных вирусом, выделенным у работника молочной фермы в Техасе во время нынешней вспышки заболевания в США (штамм A/Texas/37/2024).

Вирусы гриппа, точнее, их гемагглютинины связываются с рецепторами восприимчивых клеток через остатки сиаловых кислот, которые прикреплены к галактозе поверхностных белков посредством α-2,3-связи (вирусы птичьего гриппа А, например, VN1203-H5N1) или α-2,6-связи (вирусы человеческого гриппа А, например, Isumi-H1N1). В верхних дыхательных путях человека многочисленны рецепторы с α-2,6-связанными сиаловыми кислотами. Оказалось, что Cow-H5N1 способен связываться с рецепторами обоих видов, и эта особенность, по мнению ученых, уникальна для него.

Исследователи также указывают, что у штамма, выделенного у заболевших работников фермы в Техасе, имеется мутация PB2 E627K, способствующая его эффективной репликации в организме млекопитающих. Эта мутация, а также двойная специфичность связывания с рецепторами восприимчивых клеток и возможность распространения воздушно-капельным путем значительно увеличивают пандемический потенциал высокопатогенного вируса птичьего гриппа A(H5N1).

Птичьим гриппом можно заразиться через непастеризованное молоко

Источник

Eisfeld, A. J. et al. Pathogenicity and transmissibility of bovine H5N1 influenza virus. Nature (2024) DOI:  10.1038/s41586-024-07766-6

Добавить в избранное