Вирус гриппа H5N1 распространился среди коров в США после единственного случая заражения от птицы

Авторы статьи в Science исследовали геномы изолятов высокопатогенного вируса птичьего гриппа H5N1, собранных на территории США, и восстановили последовательность событий, которая предшествовала распространению вируса среди коров. Сначала произошло одно или несколько событий реассортации высокопатогенного и низкопатогенного вирусов гриппа в популяциях диких птиц (от низкопатогенного вируса могли быть переданы гены белка полимеразного комплекса PB2 и нуклеопротеина NP). Затем имел место единичный случай передачи вируса от дикой птицы к корове, и началось его широкое распространение из-за транспортировки бессимптомного или предсимптомного скота. (Последовательность событий на схеме в статье.) В работе участвовали исследователи из Министерства сельского хозяйства США и Службы инспекции здоровья животных и растений, а также из других организаций.

Вирусы высокопатогенного птичьего гриппа H5N1, ассоциированные с кладой goose/Guangdong 2.3.4.4b, инфицируют как диких и домашних птиц, так и млекопитающих. Они активно распространялись на территории Северной Америки, передаваясь между разными видами птиц. Некоторые вирусы этой клады способны взаимодействовать как с рецепторами человеческих клеток — сиаловыми кислотами со связью α2,6 (Neu5Acα2-6Gal), так и с птичьими, для которых характерны связи α2,3 (Neu5Acα2-3Gal). У этих вирусов показаны мутации, ассоциированные с адаптацией к млекопитающим. С января 2022 года по 1 апреля 2024 года во всем мире было зарегистрировано 13 случаев заражения людей вирусами H5N1 из клады 2.3.4.4b, некоторые — с тяжелыми последствиями.

В США вирус высокопатогенного птичьего гриппа H5N1 вызывал массовую гибель диких птиц и выбраковку инфицированной домашней птицы. Однако 25 марта 2024 года вирус клады 2.3.4.4b (генотип B3.13, возникший в результате реассортации) был обнаружен у коров в Техасе, после того как ветеринары обратили внимание на их плохой аппетит и сниженные надои. Вскоре после этого вирус выявили у крупного рогатого скота в девяти штатах США, а также у кошек и других животных, живущих рядом с человеком. Специалисты полагают, что эта клада имеет потенциал возбудителя пандемии.

Авторы нового исследования провели филогенетический анализ геномных последовательностей изолятов вируса гриппа H5N1, полученных от диких и домашних птиц и молочного скота в США. В частности, 227 изолятов были собраны у коров с начала марта по начало апреля 2024 года, еще 1250 — с апреля по конец октября 2024 года. Также в анализ включили низкопатогенные штаммы гриппа.

Геномные последовательности H5N1 2.3.4.4b, выделенные от крупного рогатого скота, были сгруппированы в одну субкладу, что говорит о единственном эпизоде передачи вируса от птицы к корове, которая могла произойти в середине-конце 2023 года. Очевидно, после этого началось незаметное распространение вируса среди крупного рогатого скота на протяжении как минимум четырех месяцев — до конца марта 2024 года, когда вирус был выявлен. Из Техаса вирус распространился среди крупного рогатого скота в Айдахо, Нью-Мексико, Огайо, Канзас и Мичиган, а из Мичигана проник в Южную Дакоту и Северную Каролину. От коров заражались другие млекопитающие и птицы, обитающие рядом с человеком (известны случаи инфекции енота, кошек, черных дроздов, голубей и гракла Quiscalus quiscula). Смена хозяев сопровождалась небольшими низкочастотными изменениями, влияющими на вирулентность и адаптацию.

Эксперименты продемонстрировали ограниченную эффективность воздушно-капельной передачи у коров, кроме того, генотип B3.13 редко обнаруживался у перелетных птиц, и большинство случаев инфекции было связано с молочными или птицеводческими хозяйствами. Однако возможность приобретения вирусом новых генетических маркеров, способствующих передаче между млекопитающими, сохраняется. Авторы напоминают, что вместе с коровами на фермах могут содержаться домашние птицы и свиньи, инфицированные гриппом А, что может привести к коинфекции животных, реассортации вирусов и появлению новых штаммов с повышенным зоонозным потенциалом. Поэтому для оценки будущих рисков и своевременного выявления угрозы здоровью человека необходимо продолжать мониторинг инфекций крупного рогатого скота и других сельскохозяйственных животных.

Всего одна мутация вируса птичьего гриппа повысила его специфичность к клеткам человека