Вирусная реассортация сыграла важную роль в распространении птичьего гриппа в Северной Америке

Дикие птицы, особенно гусеобразные (Anseriformes) и ржанкообразные (Charadriiformes) — природный резервуар вирусов низкопатогенного птичьего гриппа (LPAIV). Инфекция этими вирусами у домашних птиц протекает легко, однако LPAIV с подтипами гемагглютинина H5 и H7 могут эволюционировать в смертельно опасные вирусы высокопатогенного птичьего гриппа (HPAIV). Подобные случаи были зафиксированы как на птицеводческих фермах, так и в дикой природе.

Занос вирусов высокопатогенного птичьего гриппа A(H5N1) клады 2.3.4.4b в Северную Америку в ноябре 2021 года спровоцировал масштабную вспышку, которая затронула более 180 миллионов домашних птиц и распространилась на более 80 видов диких животных в Канаде и США. Ранее — в 2014–2015 годах — через тихоокеанский миграционный путь была занесена родственная ей клада 2.3.4.4c A(H5N8), которая при смешении с североамериканскими LPAIV породила уникальные вирусы A(H5N2) и A(H5N1). Они вызвали первую вспышку высокопатогенного птичьего гриппа евразийского происхождения у домашних птиц Северной Америки. Вирусы клады 2.3.4.4b первоначально были обнаружены у морской чайки (Larus marinus) в Сент-Джонсе, Ньюфаундленд. Последующие повторные заносы происходили в 2022 году вдоль тихоокеанского и атлантического побережий; в результате вирус распространился по всем основным миграционным путям в Америке и Канаде.

Известно, что вирусы гриппа A способны обмениваться сегментами РНК, создавая гибридное потомство — это явление называется реассортацией. Она может обуславливать динамику вспышки высокопатогенного птичьего гриппа, поскольку вирусы клады 2.3.4.4b часто обмениваются РНК с североамериканскими LPAIV. Канадские ученые проанализировали 2 955 полных геномов вируса A(H5N1), чтобы детально разобраться в этом аспекте его распространения и адаптации. Образцы были получены от диких животных и домашней птицы по всей территории Канады в период с ноября 2021 года по сентябрь 2024 года, также в исследование включили ранее опубликованные данные.

Филодинамический анализ выявил обширную диверсификацию вирусов A(H5N1) клады 2.3.4.4b, которая происходила путем реассортации с LPAIV. Авторы обнаружили уникальные генотипы вирусов, некоторые из которых (21.FAV0033, A1, A2, A3 и A5) имели полностью евразийское происхождение, однако большая часть была продуктом реассортации. Примечательно, что среди семи наиболее часто встречающихся генотипов в Канаде шесть были реассортантными вирусами (B1.2, B1.3, B2.1, B3.2, B3.6 и B4.1), и все они имели общего предка с A1 — полностью евразийским генотипом. В частности, B2.1 и B4.1 были прямыми потомками этого евразийского предка, B1.2 и B3.2 представляли собой вторичные реассортации, а B1.3 и B3.6 — третичные реассортации. Филогеографический анализ показал, что реассортантные генотипы обладали преимуществом перед их предковыми формами.

Анализ временного распределения случаев обнаружения выявил четкую эпидемиологическую картину. Первичный пик пришелся на май 2022 года и совпал с первоначальной миграцией птиц на север. Последующие пики наблюдались в октябре 2022 года и октябре 2023 года — в период осенней миграции — и соотносились с появлением новых реассортантных генотипов.

Также ученые проанализировали, как разнообразие хозяев влияет на распространение генотипов. Основным резервуаром вирусов птичьего гриппа оказались гусеобразные, однако отдельные генотипы вируса могли демонстрировать избирательность в отношении хозяев. Например, распространение генотипа В3.2 было обусловлено не гусеобразными, а воробьинообразными, в частности врановыми (однако авторы подчеркивают, что в целом воробьинообразные вряд ли играют существенную роль в распространении вируса птичьего гриппа).

Помимо трансатлантического маршрута, вирусы птичьего гриппа также могут переноситься из Восточной Азии в Северную Америку через Берингов пролив. Однако вирусы восточноазиатского происхождения внесли незначительный вклад в распространение вирусов клады 2.3.4.4b. Большинство генотипов сформриовались после попадания A(H5N1) в Атлантическую часть Канады в 2021 году, откуда с тех пор распространились по всем основным миграционным путям.

Роль домашних птиц в распространении A(H5N1) по результатам данного исследования оказалась менее значительной. Это противоречит предыдущим исследованиям, где было показано, что клады данного вируса циркулировали преимущественно среди домашних птиц, эпизодически заражая диких. Также ученые отметили роль млекопитающих в распространении вируса (в том числе о случаях передачи от млекопитающих к птицам). Интересен тот факт, что генотип вируса, ответственный за вспышку среди молочных коров в США (B3.13), в Канаде в период исследования не был обнаружен. Авторы подчеркнули, что в целом клада 2.3.4.4b A(H5N1) продемонстрировала впечатляющую пластичность хозяев, обнаруживаясь в 12 отрядах, которые включали более 80 видов птиц и млекопитающих.

Дикие мыши могут распространять высокопатогенный птичий грипп, несмотря на наличие у них защитного фактора Mx1