На пути предсказательного конструирования пандемических вирусов гриппа типа А
- Выпуск: Том 57, № 1S (2012)
- Страницы: 137-147
- Раздел: Статьи
- Дата подачи: 09.06.2023
- Дата публикации: 15.12.2012
- URL: https://virusjour.crie.ru/jour/article/view/12233
- ID: 12233
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Пандемический вирус гриппа А (H1N1) pdm09 был отнесён к умеренно патогенным штаммам вирусов, уступающим в контагиозности и патогенности таким эталонным вирусам, как вирусы гриппа А (H1N1) pdm1918 и вирусам птичьего гриппа H5N1. Вероятность проникновения вируса гриппа А (H5N1) в популяцию человека со сменой рецепторных свойств гемагглютинина Н5 с «птичьего» типа (а2-3) на человеческий тип (а2-6) оценивается в качестве реальной угрозы развития очередной пандемии гриппа. В данной обзорной статье рассматривается строение рецептор-связывающих доменов гемагглютинина (НА) вирусов гриппа типа А. Мутация в НА пандемического вируса гриппа А (H1N1) pdm09 D222G, впервые выявленная на территории Российской Федерации, привела к расширению рецепторной специфичности у пандемического вируса с человеческого типа на смешанный тип: человеческий и птичий типы. Анализ исследований Fuchier с соавт. (2012) и Kawaoka с соавт. (2012) показал, что при наличии частичной адаптации рецепторных сайтов к смене видовой специфичности с рецепторов а2-3 на а2-6 при пассировании на хорьках быстро удаётся получить мутантные вирусы H5N1 с высокой аффинностью к рецепторам человеческого типа. Данные исследования обсуждаются с точки зрения создания новых подходов к конструированию противогриппозных вакцин или получения вирусов, рассматривающихся в качестве потенциальных агентов биотерроризма.
Полный текст
Пандемия гриппа 2009-2011 гг. стремительно началась в марте 2009 г., но уже в начале 2011 г. пандемический потенциал вируса гриппа А (H1N1) pdm09 внезапно истощился. Несмотря на то, что вирус гриппа А (H1N1) pdm09 был отнесен к умеренно патогенным штаммам, частота осложнений при этом гриппе была относительно высока, смертельные исходы также были чаще, чем от сезонного гриппа [2, 4, 6, 9, 23]. Поэтому большинство специалистов разделяло мнение о том, что патогенность и контагиозность пандемического вируса в процессе циркуляции могут существенно возрасти. С одной стороны, это мнение было основано на молекулярно-генетических данных, а с другой стороны, одновременная циркуляция HPAI / H5N1 (highly pathogenic avian influenza A / H5N1) в мире не исключала высокой вероятности реассортации между вирусами гриппа А (H1N1) pdm09 и HPAI / H5N1 с появлением нового возбудителя с более высоким уровнем патогенности [3, 5, 10, 12, 35]. Кроме того, такая же опасность связана с возможностями адаптации HPAI / H5N1 к человеческой популяции [5, 10, 35]. Вирусы гриппа А субтипов H1N1 и H5N1 проявляют признаки эволюционной изменчивости спектра рецепторной специфичности (РС) [1-14, 20, 25, 26, 28-30, 34]. Идеальным для появления нового пандемического вируса представляется сценарий, описанный на рис. 1. H1N1 + HPAI / H5N1 = A(H5N1) адаптация к человеку Быстрое Медленное Контактный и капельнораспространение + распространение = воздушный пути распространения Низкая смертность Высокая смертность Высокая смертность Рисунок 1. Принципиально возможная схема реассортации вирусов гриппа А (H1N1) pdm09 и А (H5N1), приводящая к появлению пандемического вируса с высокой контагиозностью, высокой скоростью капельновоздушного распространения и высокой смертностью. Комплементарное взаимодействие двух вирусных геномов А (H1N1) pdm09 и HPAI / H5N1 способно привести к появлению вируса с наиболее высокой патогенностью и трансмиссивностью. HPAI / H5N1 отличается от типичных пандемических вирусов медленным распространением, то есть низкой контагиозностью. Проблема прогноза пандемий гриппа на ближайший период состоит в том, чтобы понять возможен ли такой сценарий в лабораторных условиях и как он может осуществиться в природе ? Рецепторная специфичность пандемического вируса гриппа А (H1N1) pdm09. Рецептор-связывающий сайт (РСС) гемагглютинина (HA hemagglutinin) образован тремя основными структурными элементами на «верхушке» головной части первой субъединицы НА: а-спиралью 190-198 (спираль-190); петлей 133-138 (петля-130); петлей 220-229 (петля-220) [14, 17, 31]. Шесть консервативных аминокислотных остатков Y98, S^136, W153, H183, L/I194 и Y195 образуют основание РСС [31]. Критические аминокислотные остатки, определяющие РС различны для рецепторов человеческого, свиного и птичьего типов. Известно также, что для вирусов гриппа А (Н1) человека критичными являются аминокислотные остатки Е190 и G225. Не менее критичны замены в других положениях: Q226L и G228S [4, 6, 13, 14, 20, 25]. Однако, в силу высокой конформационной подвижности РСС многие замены в спирали-190, петле-130 и петле-220 могут оказывать существенное влияние на взаимодействие с клеточным рецептором [31, 33]. Клеточный рецептор для вирусов гриппа А представлен двумя основными типами ковалентной связи терминального остатка нейраминовой кислоты со следующим моносахаридом в составе сиалогликанов: а2-6 (для РСС НА эпидемических штаммов) и а2-3 (для РСС НА штаммов, изолированных от птиц). Более того, РСС распознает не только дисахариды, но и трисахариды, поэтому вариабельность рецепторов оказывает влияние на степень сродства НА не только к определенному типу связи между терминальными моносахаридами, но также к структуре олигосахаридов [4, 5, 7, 9, 31, 33, 34]. HA вируса гриппа A (H1N1) pdm09 относится к свиному типу североамериканской линии вирусов гриппа А (H1N1) [1, 3, 9, 33, 34]. С самого начала своего распространения пандемический вирус обладал смешанным типом а2-6 / а2-3-специфичности [2, 3, 9], хотя строение его РСС полностью соответствует высокой аффинности к рецепторам а2-6-типа [33]. Одновременно, наблюдения за циркулирующими вариантами HPAI / H5N1 свидетельствуют об отчетливой тенденции к постепенному увеличению генетического разнообразия [10, 24], изменению уровня вирулентности [11] и РС в направлении человека [7, 34]. Штаммы HPAI / H5N1, изолированные от перелётных птиц в Египте, содержали в НА следующие мутации: Q192H, 129A/I151T и проявляли повышенное сродство к рецепторам а2-6-типа [34]. Поэтому у HPAI / H5N1 можно в будущем ожидать смену РС, а2-3 ^ а2-3. Мутация D222G в рецептор-связывающем сайте вируса гриппа А (НШ1) pdm09 усиливает патогенность, но не оказывает влияния на трансмиссивность. Отечественные вирусологи уже в первые месяцы пандемии гриппа А (H1N1) pdm09 обратили особое внимание на возможность значительных изменений в патогенности и экологических свойствах вируса даже в случае обретения одиночных мутаций в таких функционально значимых сайтах, как РСС [2, 6]. Последующие события имели более сложный сценарий, но, в целом, опасения оказались ненапрасными. Действительно, очень быстро после начала пандемии был выделен штамм с одиночной мутацией в D222G эта мутация впервые выявлена на территории России и Норвегии [6, 20]. Затем появились и другие сообщения о выделении мутантных вирусов от больных с тяжёлыми формами гриппозной инфекции [2, 4, 25, 29]. Первые изоляты вирусов гриппа А (H1N1) pdm09-D222G были прямо связаны со смертельными исходами, что послужило основанием для предположения о связи этой мутации с усилением патогенности [6, 20, 25]. Кроме этого, замена D222G характерна для «испанки» вируса гриппа А (H1N1) pdm1918 [31]. В связи с этим изучению этой мутации было уделено особое внимание [2, 4, 6, 20, 25, 29]. Показательные данные приводятся в работе [4]: среди больных гриппом А (H1N1) pdm09, от которых изолированы штаммы с мутацией D222G, летальность составляет 50 %. Для получения прямых свидетельств о роли данной мутации в усилении патогенности и трансмиссивности с целью абсолютной чистоты эксперимента исследования проводились на штамме-прототите вируса гриппа А (H1N1) pdm09 A/Netherlands/602/2009. В ген, кодирующий НА этого вируса, была введена точечная мутация D222G [14]. Вирулентность и трансмиссивность вируса при аэрозольном воздушно-капельном заражении исследовались на мышах, морских свинках и хорьках. У мышей вирусная инфекция вызывала воспаление глаз без отчетливых дополнительных признаков вирулентности. Вне зависимости от способа передачи трансмиссивность носила умеренный характер. Однако, вирус A/Netherlands/602/2009-D222G проявлял свойства изменения рецепторной специфичности в тестах in vitro. Так установлено, что модифицированный вирус обладал повышенным сродством к макрофагам и пневмоцитам II-го типа в альвеолах, а также клеткам трахеи и бронхиолярного подслизистого эпителия. Оказалось, что вирус A/Netherlands/602/2009-D222G проявляет практически идентичный уровень связывания с рецепторами а2-3и а2-6-типов [14]. Это свойство делает его ближе к свиным вирусам и вирусам гриппа птиц. Повышенное сродство к макрофагам и пневмоцитам II-го типа может объяснить его патогенность [2, 4-6, 9, 14]. Вероятно, способность инфицировать эти типы клеток может существенно повысить патогенность вируса в целом. Компьютерное моделирование РСС с а2-6-сиалозидами подтверждает, что мутация D222G приводит к расширению рецепторной специфичности, проявляющейся способностью к взаимодействию вируса A/Netherlands/602/2009-D222G с а2-6и а2-3-рецепторами и повышению сродства к рецепторам в нижних отделах респираторного тракта человека [14]. Фактически, механизм усиления патогенности этого вируса идентичен таковому у HPAI / H5N1, которые поражают, главным образом, нижние отделы респираторного тракта человека, быстро вызывая альвеолиты и отёк легких [2-10, 12, 20, 25]. Получение штаммов HPAI / H5N1 с высокой рецепторной специфичностью в отношении эпителиоцитов верхнего отдела респираторного тракта хорьков и людей. Из анализа результатов исследований структуры РСС со всей очевидностью следует, что понимание путей конструирования РСС с заданной видовой специфичностью задача достаточно сложная, в чём можно убедиться по публикациям исследовательских групп проф. Фуше [16, 17] и проф. Каваока [18]. Длительная циркуляция HPAI / H5N1 делает необходимым реальный прогноз скорости и путей его адаптации к человеческой популяции и выяснения условий быстрой эволюции его РС, которые обеспечат его стабильный переход в человеческую популяцию с совершенно очевидными последствиями [5, 7, 10, 12, 13, 15]. Исследования Фуше и Каваока [16-18] показали, что РС как фактор адаптации к новому хозяину (человеку) имеет наиболее принципиальное значение для трансмиссивности HPAI / H5N1 среди людей. Группа проф. Каваока [18] на первом этапе с использованием случайного мутагенеза гена НА получили 370 штаммов HPAI / H5N1 с удалённым сайтом протеолитического расщепления НА. Скрининг РС этих вирусов привёл к изоляции 9 мутантных штаммов с высокой а2-6-РС. У всех штаммов выявлены мутации, расположенные вблизи «кармана» РСС. Дополнительная селекция по связыванию с синтетическим аналогом клеточного рецептора привела к окончательной идентификации 8 штаммов, характеризующихся высокой а2-6-РС. У этой группы изолятов выявлены следующие мутации: E119G, V152I, N224K, и Q226L. Дополнительный анализ показал, что ключевое значение для распознавания а2-6-рецепторов имеет комбинация мутаций N224K и Q226L. Мутация N224K, по мнению авторов, может изменять ориентацию петли-220 в «кармане» РСС и тем самым усиливать взаимодействие аминокислотного остатка в положении 226 с a2-6-PCC (рис. 2). Рисунок 2. Схема селекции мутантных по НА штаммов HPAI / H5N1 с адаптацией к рецепторам человеческого типа (а2-6) путём пассажей на хорьках (по [10]). Следует обратить особое внимание на то, что библиотека (клонотека) мутантных штаммов HPAI / H5N1 подверглась первичному скринингу на связывание с рецепторами человеческого типа. На этом этапе был отобран один вариант наиболее эффективно связывающийся с синтетическими а2-6-сиалополигликанами и несущий в НА мутации N224K/Q226L, но не передающийся среди хорьков. Этот вирус не был достаточно адаптирован к инфицированию животных и человека. Дальнейшее пассирование этого клона HPAI / H5N1-N224K/Q226L на хорьках привело к появлению вируса с мутацией N158D в HA [18]. Этот вариант уже проявлял отчётливый уровень трансмиссивности и передавался в 2 из 6 пар (33 %) хорьков по данным изоляции вирусов. Однако, согласно серологическим данным, передача вируса имела место у 5 из 6 хорьков (83 %). Штамм, изолированный от одного из хорьков на этой стадии, отличался наличием в НА ещё одной мутации T318I, локализованной далеко за пределами РСС. Тестирование этого вируса на трансмиссивность показала, что, по данным изоляции, он оказался способным к заражению 4 из 6 пар (67 %) хорьков, а по данным сероконверсии 6 из 6 (100 %). Полная «формула» измененной структуры РСС HPAI / H5N1 с приобретённой de novo РС в отношении клеточных рецепторов млекопитающих (рис. 2) выглядит следующим образом: N224K / Q226L / N158D / T318I. Рисунок 3. Модель молекулы НА штамма А/Vietnam/1203/2004 с изменённой РС (по [10]): А РСС, развёрнутый вдоль длинной оси; обозначены спираль-190, петля-220, петля-130; Б нерасщеплённый мономер НА, развёрнутый по короткой оси; ФП пептид слияния (фьюжин-пептид). Новые мутации, обеспечивающие воздушно-капельную передачу вируса: K193N, A242S, T381I. Мутации после контактной передачи: N158D, N224K, T381I. Мутации, повышающие а2-6-РС, выделены синим цветом, повышающие а2-3-РС зелёным цветом. Мутации, выявленные в HPAI / H5N1 после появления способности к репликации и передаче вируса у хорьков, выделены красным цветом. Особый интерес представляет использование в этой работе [18] теста на температурную стабильность вирусов при t = 50 °C, что косвенно свидетельствует о стабильности НА. Оказалось, что добавление мутации N158D к мутациям N224K/Q226L существенно повышает стабильность НА. Таким же фенотипическим эффектом появляется мутация T318I. Для конструирования мутантного вируса был использован вирус А/Vietnam/1203/2004 (H5N1). Этот вьетнамский изолят был одним из кандидатов в вакцинные штаммы [18] против HPAI / H5N1, активно циркулирующем в странах ЮгоВосточной Азии [5, 10, 12, 16, 35]. Более того, этот изолят был получен от человека, что повышало шансы на его дальнейшую адаптацию к человеку. НА этого вируса проявлял высокую РС птичьего типа (а2-3). Для обеспечения возможности проведения работ в научной лаборатории уровня BSL2 авторы [19] также произвели замену сайта протеолитического расщепления HA, свойственного HPAI, на авирулентный вариант. Библиотека гена НА штамма А/Vietnam/1203/2004 была получена с использованием мутагенеза в ПЦР. При этом, ген NA не подвергался изменениям, что, в определённой степени, снижает ценность полученных результатов. Клонированные варианты гена НА были использованы для получения библиотеки инфекционного вируса на основе оставшихся 6 генов прототипного штамма A/Puerto Rico/8/34 (H1N1). Этот штамм вируса более 50 лет используется в лабораторной практике, и реально утратил основные детерминанты патогенности. Конструирование вируса со сменой РС с «птичьего» на «человеческий» тип (а2-3 ^ а2-6) осуществлено без учёта существенного вклада других генов в преодоление межвидового барьеров птица-человек и патогенность в отношении того или иного вида. Поэтому данное исследование можно рассматривать только в качестве экспериментального доказательства роли рецепторной специфичности в трансмиссии вирусов гриппа типа А. На рис. 3 представлена модель РСС штамма А/Vietnam/1203/2004 с расширенной топографией ключевых аминокислотных остатков и замен при изменении РС с «птичьего» типа на «человеческий». Как уже отмечалось, мутация T381I не влияла на связывание с а2-6-сиалозидами, но в силу локализации в стебле НА (в контактной области тримера НА -см. рис. 3.Б) стабилизировала нативный НА в составе тримера на поверхности вириона. Очевидно также, что одних мутаций в РСС недостаточно для обеспечения трансмиссивности вируса среди людей и хорьков. Ключевую роль в этих процессах могут играть также мутации в белках полимеразного комплекса, белке NS1 и, вероятно, в других вирусных белках, включая белки NP, M1 и M2 [1, 5, 10]. Таким образом, воздушно-капельный путь передачи связан с мутациями в следующих положениях: K193N, A242S, T318I. Контактный путь передачи связан с мутациями в других положениях РСС: N158D, N224K, Q226L и T381I (рис. 3). Конструирование вирусов с комбинацией генов HPAI / H5N1 и пандемического вируса гриппа А (H1N1) pdm09. Одновременно с работами исследовательской группы проф. Каваока [18] появились публикации научной группы под руководством проф. Фуше [16, 17], основанные на использовании штамма HPAI A/Indonesia/5/2005 (H5N1). Этот штамм выделен от человека во время серии заражения людей от птиц с развитием тяжёлых заболеваний, в том числе с летальными исходами. Для исследования использована такая же модель инфекции, как и в работе [18], то есть пассирование вирусов и изучение их трансмиссивности осуществлялось на хорьках. Все авторы [16-18] особо подчёркивают, что, безусловно, вирулентность вирусов гриппа А птиц, свиней и человека зависит не только от структуры НА, но и других вирусных генов. У птиц репликация вируса осуществляется при 41 °С, а у человека в верхних дыхательных путях температура составляет всего 33 °С. Поэтому считается, что мутация E627K в белке РВ2 играет ключевое значение в адаптации к репликации при пониженной температуре [17]. Нельзя не отметить, что мутации, способствующие температурной адаптации, часто локализуются в гене, кодирующем белок NP [1]. В такой же степени, температурная зависимость репликации может быть связана с такими элементами вирусного генома, как обращенные концевые повторы. Однако, до сих пор этому не придается должного значения [1]. Принимается во внимание также и тот факт, что при аэрозольном заражении существенное значение имеет размер частиц аэрозоля. Поэтому они используют термин не аэрозольное заражение, а «воздушный путь передачи инфекции» [17]. Таким образом, установлено, что штамма HPAI A/Indonesia/5/2005 (H5N1) изменяет РС с а2-3на а2-6-тип при введении следующих аминокислотных замен в структуру РСС НА: N182K, Q222L/G228S. Ранее было установлено, что мутации Q222L и G228S играют ключевую роль в изменении РС пандемических вирусов гриппа А (Н2№) pdm1957 и А (ffiN2) pdm1968, соответственно [17, 31]. Мутация в положении N182K позднее была выявлена у штаммов HPAI / ffiN 1, изолированных от человека. В соответствии с этими данными, сайт-специфическим мутагенезом были получены штаммы, содержащие эти замены в НА. Изучение трансмиссивности у хорьков таких вирусов показало, что ключевое значение для этого показателя имеют мутации Q222L/G228S [17, 31, 33]. Введение точечной замены в белок РВ2 в положение E627K не приводило в сочетании с мутациями в НА к изменению трансмиссивности. Более того, в контрольном эксперименте наблюдалось отсутствие передачи инфекционного вируса интактным хорькам. В связи с этим, было принято решение о заборе назальных смывов и пассировании вируса с использованием 10 последовательных пассажей. В результате селекции в естественных условиях (пассирование на хорьках) был получен вирус, проявляющий высокую трансмиссивную активность. Вирусные изоляты после 10 пассажей были изолированы с последующим секвенированием вирусного генома. В результате были выявлены множественные мутации практически во всех генах кроме сегмента 7, кодирующего белки М1 и М2, которые у вирусов гриппа А являются наиболее консервативными [16, 17]. В НА пассированных штаммов выявлена только одна дополнительная мутация T156A. Эта мутация сопровождается утратой сайта гликозилирования NTS в НА. Замена Т156А встречалась у 89 % изолятов на 10 пассаже, а в 11 % встречалась мутация N154K также приводящая к утрате сайта гликозилирования [17]. Ликвидация сайта гликозилирования в результате мутации N158D в этом участке также установлена в [18]. Таким образом, мутации в гене РВ2 и дополнительные мутации в гене НА, приводящие к ликвидации сайта гликозирования в 158 или 156 положениях в совокупности с другими неидентифицированными мутациями, приводят также к изменению РС HPAI / H5N1, что делает эти вирусы опасным для животных и человека [17]. Дальнейший анализ структуры генома пассированных в разных условиях штаммов выявил дополнительные аминокислотные замены. Среди них стабильно определялись следующие замены: H103Y и T156A в НА, H99Y I368V в PB1, R99K и S345N в NP. Неканонические проявления рецепторной адаптации вирусов гриппа А: реакция врожденного иммунитета на структуру рецептор-связывающего сайта. В первые годы распространения HPAI / H5N1 было установлено, что развитие клинической картины заболевания уже на ранних стадиях носит системный характер [21, 22, 32]. В первую очередь, системность проявлялась в генерализованном провоспалительном синдроме, системном поражении органов и инфекционно-токсическим шоком [12, 15, 19, 20, 25]. Наиболее тяжёлыми осложнениями были альвеолиты, пневмонии и геморрагический отёк лёгких [21, 22, 32]. Однако, аналогичное течение заболевания гриппом наблюдалось у больных, инфицированных пандемическим вирусом гриппа А (H1N1) pdm09 [2-4, 6, 9, 20], а также у лабораторных белых мышей, интраназально заражённых адаптированным штаммом гриппа А (H1N1) pdm09 [8]. Накопленные за эти годы наблюдения свидетельствуют о том, что развитие воспалительного синдрома при гриппе, получившего название «цитокинового шторма», является результатом активации реакций врожденного иммунитета при вирусной инвазии [22, 32]. Более того, установлено, что штаммы HPAI / H5N1 отличаются от других (и в том числе пандемических вирусов) по способности к индукции чрезмерного синтеза цитокинов с нарушением их баланса и усилением действия отдельных провоспалительных компонентов цитокинового семейства [21, 25, 32]. В последние годы все больше внимания уделяется функциям дендритных клеток при гриппозной инфекции [32]. Дендритные клетки экспрессируют множество рецепторов, включающих набор рецепторов молекулярного распознавания патогенов (PRR pattern recognition receptors). Первичная идентификация вирусов и бактерий включает распознавание молекулярного профиля структурных компонентов и молекул, ассоциированных с ними. Системы распознавания вирусов и бактерий включают также цитоплазматические сенсоры типа RIG1хеликазы, индуцируемые ретиноевой кислотой. В эндосомах распознавание патогенов осуществляется Toll-рецепторами. На мембранах дендритных клеток для этой функции также представлены Toll-рецепторы и лектины типа С [21, 32]. Наличие множественной системы распознавания патогенов свидетельствует о том, что эта система, по крайней мере, на уровне дендритных клеток должна действовать в отношении видовых признаков тех же вирусов гриппа. В этой связи особый интерес представляет исследование Ramos с соавт. [30], в котором исследовалась индукция цитокинов рекомбинантными штаммам с различной РС, которые получались из A/Vietnam/1203/2004 (H5N1) путём введения точечных мутаций Q226L и G228S [30]. У этой пары рекомбинантных вирусов исследовалась РС по отношению к а2-3и а2-6-сиалополигликанам, профиль активации синтеза цитокинов и белков воспаления, индуцированных в дендритных клетках и клетках трахео-бронхиолярного эпителия. Установлено, что вирус дикого типа (A/Vietnam/1203/2004-Q226, G228) с а2-3-РС является более сильным индуктором синтеза цитокинов и хемокинов в дендритных клетках, макрофагах, клетках трахеи и бронхов человека по сравнению с мутантным вирусом (A/Vietnam/1203/2004-Q226L, G228S), имеющим а2-6-РС («человеческого» типа). Таким образом, дендритные клетки, макрофаги и эпителиальные клетки дыхательных путей обладают «сенсорным» механизмом реагирующим на HPAI / H5N1 с а2-3-РС («птичьего» типа). Это сопровождается активацией генов, кодирующих провоспалительные цитокины и хемокины, что приводит к развитию «цитокинового шторма». Смена рецепторной специфичности у вирусов HPAI / H5N1 на «человеческий» тип делает эту реакцию более умеренной и сбалансированной [30]. Совершенно очевидно, что эти данные открывают новый путь аттенуации вирусов гриппа А, перспективы направленного дизайна вакцин и соответствующих лекарственных препаратов. Целенаправленное конструирование высоко-патогенных вирусов гриппа человека и проблема биотерроризма. Получив описанные выше результаты, исследовательские группы проф. Фуше и проф. Каваока направили публикации в журналы Nature и Science. Вопрос о публикации стал предметом активной дискуссии на самых различных уровнях. Редакции этих известных научных журналов не взяли на себя ответственность за публикацию подробных данных о строении лабораторных вариантов вирусов HPAI / H5N1 с высокой трансмиссивной активностью в отношении хорьков и человека. Вместе с тем, нельзя не отметить, что вирус гриппа А давно признан реальным объектом для использования его в качестве биологического оружия [26]. В этой связи, необходимо было решить вопрос о степени публичной доступности этой информации и соответствующих технологических подходов. Этот вопрос обсуждался на уровне Национального научно-консультативного Совета по биобезопасности при Национальном Институте здоровья США (NSABB National Science Advisory Board for Biosecurity) [19, 27, 28], Комиссии ВОЗ по подготовке к пандемии гриппа (PIP Advisory Group) и других международных организаций. Опасения экспертов состояли в том, что аналогичные или близкие по строению и патогенности вирусы могут быть получены с целью их использования в качестве высокопатогенных агентов для актов биотерроризма [26]. Однако в качестве контраргумента ведущие вирусологи США и Европы заявили, что целенаправленное конструирование высоко патогенных вирусов методами обратной генетики и сайт-направленного мутагенеза требуют высочайшей квалификации, сильной лабораторной базы, сопровождения специалистами по биоинформатике, дизайну генов и белков. Необходима также высокая квалификация специалистов в области молекулярной генетики и генной инженерии. Из научных изданий дискуссия сместилась в средства массовой информации. Основным вопросом, который обеспокоил мировую общественность, явился вопрос о возможности использования таких подходов группами террористов, ориентированных на использование бактериологического оружия [26, 27]. Ряд ученых выступили с аргументом о том, что данные технологии недоступны слаборазвитым странам, поэтому в ближайшие годы можно не опасаться повторения этих исследований в целях создания бактериологического оружия. На самом деле аргумент этот имеет два недостатка: 1. демонстрацию превосходства и сильного научного и технологического отрыва, что недопустимо в вопросах здравоохранения; 2. практика последних 5-7 лет показала, что в ряде стран, в которых до эпизоотии HPAI / H5N1 практически отсутствовала вирусологическая наука и практика работы в этой области, быстро достигли во многих направлениях реального мирового уровня. Это может произойти и в других менее контролируемых мировым сообществом странах. Данных, опубликованных в работах [16, 17] и [18] совершенно недостаточно для понимания плана конструирования «идеального» высокопатогенного пандемического штамма. Поэтому простор для воображения у специалистов-вирусологов остается неограниченным, как это было и до обсуждаемых публикаций.×
Список литературы
- Киселёв О.И. Геном пандемического вируса гриппа А/H1N1v-2009. М.: Изд-во «Димитрэйд График Групп», 2011. 163 с.
- Колобухина Л.В., Меркулова Л.Н., Щелканов М.Ю. и др. Пандемический грипп в России: отличительные особенности клинического течения и отсутствие ранней этиотропной терапии как фактор риска развития тяжёлых форм заболевания // Терапевтический архив. 2011. Т. 83. -№ 9. С. 48-53.
- Львов Д.К., Бурцева Е.И., Щелканов М.Ю. и др. Распространение нового пандемического вируса гриппа А (H1N1) v в России // Вопросы вирусологии. 2010. T. 55. № 3. С. 4-9.
- Львов Д.К., Щелканов М.Ю., Бовин Н.В. и др. Корреляция между рецепторной специфичностью штаммов пандемического вируса гриппа А (H1N1) pdm09, изолированных в 2009-2011 гг., структурой рецептор-связывающего сайта и вероятностью развития летальной первичной вирусной пневмонии // Вопросы вирусологии. 2012. Т. 57. № 1. С. 14-20.
- Львов Д.К., Щелканов М.Ю., Колобухина Л.В. Эпидемический потенциал высоковирулентного вируса гриппа А (H5N1). Информационное сообщение по материалам ВОЗ // В сб.: Материалы IX Научно-практической конференции «Инфекционные болезни и антимикробные средства» (Москва, Россия; 06-07 октября 2011 г.). М.: Инфомедфарм Диалог, 2011. С. 55-57.
- Львов Д.К., Яшкулов К.Б., Прилипов А.Г. и др. Обнаружение аминокислотных замен аспарагиновой кислоты на глицин и аспарагин в рецептор-связывающем сайте гемагглютинина в вариантах пандемического вируса гриппа A (H1N1) swl от больных с летальным исходом и со среднетяжёлой формой заболевания // Вопросы вирусологии. 2010. Т. 55. № 3. С. 15-18.
- Прошина Е.С., Щелканов М.Ю., Федякина И.Т. и др. Рецепторная специфичность штаммов высоковирулентного вируса гриппа А (H5N1), изолированных на территории России (20052010) // В сб.: Материалы IX Научно-практической конференции «Инфекционные болезни и антимикробные средства» (Москва, Россия; 06-07 октября 2011 г.). М.: Инфомедфарм Диалог, 2011.С. 73-74.
- Федякина И.Т., Щелканов М.Ю., Аристова В.А. и др. Экспериментальная пневмония лабораторных мышей, вызванная адаптированным штаммом пандемического вируса гриппа А/Anadyr/177/2009 (H1N1) swl, как модель изучения противовирусной активности химиопрепаратов // В сб.: Материалы IX Научно-практической конференции «Инфекционные болезни и антимикробные средства» (Москва, Россия; 06-07 октября 2011 г.). М.: Инфомедфарм Диалог, 2011. С. 85-86.
- Щелканов М.Ю., Колобухина Л.В., Львов Д.К. Грипп: история, клиника, патогенез // Лечащий врач. 2011. № 10. С. 33-38.
- Щелканов М.Ю., Львов Д.К. Эволюция высоковирулентного вируса гриппа А (H5N1) в экосистемах Северной Евразии: от эпизоотии к возможной пандемии // В сб.: Материалы IX Научно-практической конференции «Инфекционные болезни и антимикробные средства» (Москва, Россия; 06-07 октября 2011 г.). М.: Инфомедфарм Диалог, 2011. С. 94-96.
- Щелканов М.Ю., Прилипов А.Г., Львов Д.К. и др. Динамика вирулентности штаммов высоковирулентного вируса гриппа А / H5N1 генотипа 2.2, изолированных на территории России в 2005-2007 гг. // Вопросы вирусологии. 2009. Т. 54. № 2. С. 8-17.
- Casadevall A., Shenk T. Mammalian-transmissible H5N1 virus: containment level and case fatality ratio // mBio. 2012. V. 3. N 2. P. e00054-12.
- Cline T.D., Karlsson E.A., Freiden P., et al. Increased pathogenicity of a reassortant 2009 pandemic H1N1 influenza virus containing an H5N1 hemagglutinin // J. Virol. 2011. V. 85. P. 12262-12270.
- Chutinimitkul S., Herfst S., Steel J., et al. Virulence-associated substitution D222G in the hemagglutinin of 2009 pandemic influenza A (H1N1) virus affects receptor binding // J. Virol. 2010. V. 84. -P.11802-11813.
- Doherty P.C., Thomas P.G. Dangerous for ferrets: lethal for humans? // BMC Biology. 2012. V. 10. P. 10-11.
- Herfst S., Schrauwen E.J.A., Chutinmitkul S., et al. Why is HPAI virus not transmissible via aerosol? An extensive mutational and phenotypic analysis of mutant and reassortant H5N1 viruses // In: Proceedings of the IV-th ESWI Influenza Conference (Malta; September, 11-14, 2011). Abs. B2000.
- Herfst S., Schrauwen E.J.A., LinsterM., et. al. Airborne transmission of influenza A/H5N1 virus between ferrets // Science. 2012. V. 336. P. 1534-1541.
- Imai M., Watanabe T., Hatta M., et al. Experimental adaptation of an influenza H5 HA confers respiratory droplet transmission to a reassortant H5 HA/H1N1 virus in ferrets // Nature 2012. V. 486. N 7403. P. 420-428.
- Imperiale M.J., Hanna M.B. III. Biosafety considerations of mammalian transmissible H5N1 influenza // mBio. 2012. V. 3. N 2. P. e00043-12.
- Kilander A., Rykkvin R., Dudman S., Hungnes O. Observed association between the HA1 mutation D222G in the 2009 pandemic influenza A(H1N1) virus and severe clinical outcome. Norway 20092010 // Eur. Surveill. 2010. V. 15. N 9. pii: 19498.
- Koyama S., Ishii K.J., Coban C., Akira Sh. Innate immune response to viral infection // Cytokine. -2008. V. 43. N 3. P. 336-341.
- Lee S.M.Y., Gardy J.L., Cheung C.Y., et al. Systems-level comparison of host-responses elicited by avian H5N1 and seasonal H1N1 influenza viruses in primary human macrophages // PLoS One. 2009. V. 4. N 12. P. e8072.
- Louie J.K., Acosta M., Winter K., et al. Factors associated with death or hospitalization due to pandemic 2009 influenza A(H1N1) infection in California // JAMA 2009. V. 302. P. 1896-1902.
- Lvov D.K., Shchelkanov M.Yu., Prilipov A.G., et al. Evolution of HPAI H5N1 virus in natural ecosystems of Northern Eurasia (2005-2008) // Avian Dis. 2010. V. 54. P. 483-495.
- Mak G.C., Au K.W., Tai L.S., et al. Association of D222G substitution in hemagglutinin of 2009 pandemic influenza A (H1N1) with severe disease // Eur. Surveill. 2010. V. 15. N 14. pii: 19534.
- Madjid M., Lillibridge S., Parsa M., et al. Influenza as a bioweapon // J. R. Soc. Med. 2003. V. 96. -P. 345-346.
- O'Toole T., Inglesby T. Strategic priorities for U.S. Biosecurity // Biosecur. Bioterror. 2009. V. 7. -P. 25-28.
- Palese P., Wang T.T. H5N1 influenza viruses: facts, not fear // Proc. Natl. Acad. Sci. USA // 2012. -V. 109. P. 2211-2213.
- Puzelli S., Facchini M., Spagnolo D., et al. Transmission of hemagglutinin D222G mutant strain of pandemic (H1N1) 2009 virus // Emerg. Infect. Dis. 2010. V. 16. P. 863-865.
- Ramos I., Bernal-Rubio D., Durham N., et al. Effects of receptor binding specificity of avian influenza virus on the human innate immune response // J. Virol. 2011. V. 85. P. 4421-4431.
- Stevens J., Blixt O., Glaser L., et al. Glycan microarray analysis of the hemagglutinins from modern and pandemic influenza viruses reveals different receptor specificities // J. Mol. Biol. 2006. V. 355. -P.1143-1155.
- Summerfield A., McCullough K.C. Dendritic cells in innate and adaptive immune responses against influenza virus // Viruses. 2009. V. 1. P. 1022-1034.
- Yang H., Camey P., Stevens J. Structure and receptor binding properties of a pandemic H1N1 virus hemagglutinin // PloS One. 2010. V. 2. RRN152.
- Watanabe Y., Ibrahim M.S., Ellakany H., et al. Acquisition of human type binding specificity by new H5N1 influenza virus sublineages during their emergence in birds in Egypt // PLoS Pathog. 2012. -V. 7. N 5. e1002068.
- WHO. Cumulative number of confirmed human cases of avian influenza A(H5N1) reported to WHO. -2012 // www.who.int/influenza/human animal interface/H5N1 cumulative table archives.