Вирусы и эпидемии в истории мира. Прошлое, настоящее и будущее

Ни один ген вируса гриппа 1918 года сам по себе не объясняет его высокой степени патогенности. Следовательно, мы вынуждены сделать вывод, что летальный эффект вызван множеством вирусных генов (т. е. полигенный). Критерием этой глубокой летальности является то, что возрожденный вирус 1918 года в 100 раз смертоноснее других штаммов для инфицированных им экспериментальных животных. В некоторых случаях он реплицируется, производя на 39 000 вирусных частиц больше, чем другие штаммы гриппа, и вызывает серьезные повреждения легких у мышей и обезьян, очень похожие на повреждения легких людей, умерших от инфекции вируса гриппа 1918–1919 годов Кроме того, в отличие от других вирусов гриппа, возрожденный вирус 1918 года обладает летальным действием при введении куриным эмбрионам. Хотя многие из его генов могут участвовать в вирулентности, доминирующую роль, вероятно, играют гены гемагглютинина и полимеразы.

Другие ключи к разгадке вирулентности вируса гриппа 1918 года были получены в результате недавних исследований на обезьянах⁴⁶. Заражение яванских макак современным штаммом гриппа привела к развитию слабо выраженных симптомов и минимальной патологии в легких. Напротив, возрожденный вирус гриппа 1918 года быстро распространился их легким животных и был смертельным. Особенно важным был исход заражения вирусом гриппа 1918 года, когда иммунная система обезьян выходила из строя, что вызвало повышенное производство белков хозяина, называемых цитокинами. Этот иммунопатологический эффект называется «цитокиновым штормом». Следствием является то, что такие производимые хозяином молекулы, в дополнение к поражению самим вирусом, ответственны за повреждение тканей и смерть. На счет цитокиновых штормов относят также тяжелые респираторные расстройства у людей, инфицированных возбудителями тяжелого острого респираторного синдрома или ханта-вирусами. Некоторые из этих цитокинов дают сигналы для миграции макрофагов и полиморфно-ядерных клеток, значительно усугубляющих разрушение легких с нарушением воздухообмена и дыхания¹⁷.

Популяции птиц содержат большие пулы вирусов гриппа A, потенциально способных вызывать новые пандемии гриппа⁴⁷. Анализ генов гриппа, особенно H, позволяет предположить, что H-белок может отличаться от пандемического вируса 1918 года всего лишь несколькими аминокислотами^{15,16,43-45,47} и потенциально обеспечивать более опасное заболевание^16,42,43. Чтобы предсказать возможные будущие пандемии и оценить риски, ученые⁴⁷ заменяли различные H-сегменты и аминокислоты, чтобы выявить функцию вирулентности вируса. Позднее эта работа была распространена на новый высокопатогенный вирус птичьего гриппа H5N1, который лишь изредка инфицировал людей, но в настоящее время с трудом передается от человека к человеку. Если такое распространение вируса от человека к человеку станет происходить, то, вероятно, возникнет серьезная всемирная пандемия. Когда Имаи и его коллеги⁴⁸ осуществили молекулярные изменения и оценили их, они идентифицировали реассортантный вирус H5HA/H1N1 с четырьмя новыми мутациями, способный к капельной передаче в модели на хорьках. Эти исследования быстро попали в поле зрения правительства США и его научных комитетов и комитетов по этике, которые рекомендовали приостановить такие исследования по изучению мутаций, приводящих к усилению патогенности (болезнетворности) вируса⁴⁹. Обоснование проведения таких экспериментов состоит в том, чтобы иметь возможность предсказать, будет ли такая последовательность контролироваться на раннем этапе во время всемирного эпидемиологического надзора, чтобы начать операции по контролю над вероятной пандемией до того, как она произойдет, или для ограничения ее воздействия. Основанием для отказа от проведения таких исследований служит случайная утечка или использование такого вируса гриппа как некоего «Франкенштейна». После тщательных обсуждений в ходе ряда открытых и закрытых встреч правительственное агентство США дало добро на такие исследования в конце 2017 года. Работа с такими вирусами гриппа с повышенной патогенностью и их хранение были ограничены несколькими избранными высококвалифицированными исследователями, работающими в лабораториях с высшим уровнем биологической защиты. Ожидается, что результаты, которые будут получены, предоставят дополнительное и достаточное время для перепрограммирования вакцин и изучения противогриппозных вирусных препаратов, чтобы наилучшим образом подготовить соответствующие учреждения к атаке этими могущими возникнуть новыми вирусами гриппа, способными вызывать пандемии.

Поскольку вирусы гриппа вызывают заболевание, центры эпидемиологического надзора, созданные ВОЗ, другими международными агентствами и отдельными странами во всем мире, получают вирусы гриппа, которые исследуются на предмет изменений, в первую очередь вирусного гемагглютинина. Согласно данным этих центров, штаммы, признанные опасными в конце весны, являются прекрасным индикатором потенциальных проблем следующей зимой.