Согласно новому техническому обзору Службы инспекции здоровья животных и растений Министерства сельского хозяйства США, новый штамм птичьего гриппа, которым недавно заразился молочный скот в Неваде, имеет генетическое изменение, которое, как считается, помогает вирусу легче копировать себя в организме млекопитающих, включая людей.
Однако неясно, представляют ли эти вирусы большую угрозу для людей. CDC утверждает, что риск H5N1 для населения по-прежнему низок, хотя люди, работающие на фермах или имеющие стада на заднем дворе, подвергаются более высокому риску.
Отчет Министерства сельского хозяйства США появился после того, как работник молочной фермы в Неваде сдал положительный тест на H5N1, первую человеческую инфекцию, выявленную в штате. Симптомы работника включают покраснение, воспаление глаз или конъюнктивит, согласно источнику, знакомому с подробностями, который не был уполномочен общаться со СМИ. Центры по контролю и профилактике заболеваний США работают над подтверждением первоначального положительного теста.
Ученые внимательно следят за новыми случаями заражения в Неваде, поскольку последовательности генов пораженного скота показали, что это подтип вируса H5N1, D1.1, который был связан с двумя серьезными случаями заражения людей в Северной Америке, включая один смертельный исход.
Пораженные стада в той же долине в округе Черчилл являются первыми известными случаями распространения вируса D1.1 на крупный рогатый скот. Ранее штамм был обнаружен только у птиц и людей.
Большинство случаев заражения птичьим гриппом у молочного скота в США были вызваны штаммом B3.13, или так называемым «кладом крупного рогатого скота». Исследователи не уверены, как штамм D1.1 передался коровам Невады. По данным Министерства сельского хозяйства США, фермеры, разводящие молочные продукты, с инфицированными стадами сообщали о массовой гибели диких птиц вблизи своих ферм до того, как их коровы заболевали.
Это заставило исследователей предположить, что коровы столкнулись с зараженными птицами или, возможно, с их пометом и таким образом подхватили вирус. Диких птиц трудно контролировать на фермах, где кормушка, наполненная зерном, может выглядеть как гигантская кормушка для птиц.
Секвенирование генов вирусов D1.1 выявило мутацию, которая помогает вирусу более эффективно копировать себя в клетки млекопитающих, включая людей.
По данным USDA, это изменение не наблюдалось в других инфекциях D1.1 у диких птиц или домашней птицы. Это повышает вероятность того, что другое животное, возможно, кошка или лиса, занесло вирус на эти фермы.
«Эта мутация… обеспечивает вирусу способность к усиленной репликации, что представляет угрозу для людей, контактирующих с этими коровами», — говорит доктор Сима Лакдавала, микробиолог и иммунолог из Университета Эмори, изучающая, как H5N1 распространяется в молочных стадах.
Прослеживая происхождение D1.1
Когда вирусы изменяются или мутируют, они делают это одним из двух способов: дрейфом или сдвигом.
Дрейф относится к небольшому изменению генома, обычно ошибке, которую вирус делает, когда копирует себя в клетке. В большинстве случаев эти изменения вредны для вируса или не имеют никакого эффекта. Иногда небольшое изменение может помочь вирусу стать более приспособленным и превзойти окружающих, помогая ему стать более доминирующим вариантом.
Сдвиг — это более масштабное изменение. Геном вирусов гриппа состоит из восьми сегментов. Когда два разных вируса гриппа одновременно заражают клетку, они могут обмениваться целыми сегментами своих геномов, создавая гибридные вирусы, которые могут иметь кардинально отличающиеся свойства.
D1.1 — это новый клад, созданный сдвигом, поэтому это гибридный вирус. Половина его сегментов, включая сегмент «H», происходят от высокопатогенного вируса H5N1, который был занесен в Северную Америку дикими птицами, путешествующими из Азии где-то после апреля 2022 года. Другая половина, включая сегмент «N», происходит от низкопатогенного вируса гриппа, который уже присутствовал у птиц в Северной Америке.
По данным Министерства сельского хозяйства США (USDA), D1.1 был впервые обнаружен у диких птиц в сентябре 2024 года и в настоящее время является доминирующей линией H5N1 у диких птиц в Северной Америке.
В конце октября подтип D1.1 был подтвержден у рабочих, которые занимались депопуляцией птиц на ферме с инфицированной домашней птицей в штате Вашингтон. Хотя у этих рабочих, как сообщается, развились респираторные симптомы, их инфекции были описаны как легкие.
Несколько недель спустя, в начале ноября, 13-летняя девочка в Британской Колумбии, Канада, также получила положительный результат на штамм H5N1 D1.1 и тяжело заболела и испытала полиорганную недостаточность. Она выжила, но только после нескольких недель интенсивной терапии. Чиновники общественного здравоохранения провели обширное расследование, но они до сих пор не знают, как она подверглась воздействию вируса.
Когда ученые секвенировали геном вируса H5N1, которым она заразилась, они обнаружили признаки того, что он начал развивать мутации, необходимые для того, чтобы стать более эффективным человеческим патогеном.
Затем, в декабре, человек старше 65 лет в Луизиане, который подвергся воздействию больных птиц на своем заднем дворе, также серьезно заболел D1.1 и был госпитализирован. Этот человек в конечном итоге умер, став первым в стране смертельным исходом от птичьего гриппа.
Секвенирование генома образцов, взятых у этого пациента, также выявило тревожные изменения в вирусе, которые, вероятно, помогли ему проникнуть в клетки человека.
Поиск подсказок о тяжелых инфекциях
Исследователи срочно ищут подсказки, чтобы попытаться понять, почему D1.1 был связан с двумя серьезными инфекциями у людей.
Часть «H» кодирует белок гемагглютинин вируса, который помогает ему заражать клетки, в то время как ее сегмент «N» кодирует фермент, называемый нейраминидазой, который помогает вирусу выходить из клеток и распространяться на другие.
Ученые называют вирусы птичьего гриппа высоко- или низкопатогенными в зависимости от того, насколько больными они делают птиц. Однако эти обозначения имеют мало общего с тем, насколько тяжелыми или легкими могут быть эти инфекции у людей.
Например, одна из теорий о том, почему инфекции B3.13 были легкими, заключается в том, что эксперименты на хорьках показали, что у людей может быть некоторая перекрестная защита от инфекций B3.13, поскольку наша иммунная система столкнулась с «N»-частью этого вируса из сезонных штаммов гриппа.
Доктор Луиза Монкла, ученый из Школы ветеринарной медицины Пенсильванского университета, изучающая, как вирусы появляются в человеческих популяциях и передаются между ними, говорит, что сегмент N вируса D1.1 довольно сильно отличается от части N вируса B3.13. «Это действительно, действительно отличается», — сказала она.
Возможно, это изменение в N-части вируса помогает ему обходить любой иммунитет, который есть у людей к сезонным вирусам гриппа, увеличивая вероятность более тяжелых инфекций. Эта теория в настоящее время изучается.
У доктора Скотта Хенсли, микробиолога из Пенсильванского университета, есть другая теория.
Получайте еженедельную рассылку CNN Health
Зарегистрируйтесь здесь, чтобы каждый вторник получать программу «Результаты налицо» с доктором Санджаем Гуптой от команды CNN Health.
Увидев схожие изменения в белках H вирусов, вызвавших два тяжелых случая заболевания людей в Канаде и Луизиане, ученые начали задаваться вопросом, не является ли это ответвлением вируса H5N1, которое может легче адаптироваться к человеку.
Хенсли говорит, что части вируса H и N должны работать вместе в деликатном танце. Белок H помогает вирусу проникнуть в клетку, в то время как белок N кодирует фермент, который помогает ему сбежать и выпустить все свои копии, которые он сделал, обратно в организм. Обычно изменения в белке N происходят за счет части H, что делает вирус менее эффективным в заражении клеток. Хенсли считает, что D1.1 может быть исключением.
В его лаборатории проводятся эксперименты, чтобы выяснить, может ли сегмент N вирусов D1.1 позволить белку H измениться и легче заражать людей.
«Вполне возможно, что этот конкретный генотип вируса с большей вероятностью адаптируется к клеткам человека», — сказал Хенсли. «Мы просто пока этого не знаем».
В подготовке этого репортажа принимала участие Мег Тирелл из CNN.
