Ученые обнаружили, что вирусы птичьего гриппа обладают особым геном, который обеспечивает им исключительную устойчивость к высоким температурам. Благодаря этому естественная защитная реакция организма человека — лихорадка — оказывается неэффективной в борьбе с инфекцией. Более того, повышение температуры даже способствует размножению этих вирусов.

Почему птичий грипп опаснее для человека

Исследователи из Кембриджского и Глазговского университетов выяснили, почему птичий грипп представляет особую опасность для людей по сравнению с сезонными штаммами гриппа A. Ключевую роль играет ген PB1, который защищает вирус от воздействия высокой температуры.

Лихорадка — один из древнейших иммунных механизмов у млекопитающих. Она повышает температуру тела, чтобы замедлить размножение многих патогенов, включая вирусы гриппа A. Сезонные штаммы, адаптированные к человеку, лучше всего размножаются при температуре около 33 °C, характерной для верхних дыхательных путей, и быстро теряют активность при повышении температуры до 40 °C. У птиц температура тела выше — от 40 до 42 °C, и вирусы птичьего гриппа эволюционировали так, чтобы эффективно размножаться в таких условиях.

Эксперимент с геном PB1

Чтобы проверить, объясняет ли эта особенность тяжесть инфекций птичьего гриппа у человека, ученые создали почти идентичные вирусы, различающиеся только геном PB1. В одном случае PB1 был взят из человеческого штамма, плохо работающего при температуре, напоминающей лихорадку, а в другом — из вируса птичьего гриппа, включая варианты, обнаруженные во время пандемий 1957 и 1968 годов.

Даже небольшое генетическое изменение полностью меняло поведение вируса, что было подтверждено на клеточных культурах и мышах. При нормальной температуре оба вируса вызывали тяжелое заболевание у грызунов. Однако при повышении температуры тела на 2 °C вирус, адаптированный к человеку, терял способность к размножению и вызывал лишь легкое заболевание. Вирус с птичьим PB1 продолжал активно размножаться и вызывал тяжелое течение болезни.

Генетический обмен и пандемии

Генетическое секвенирование показало, что самые смертоносные вспышки гриппа в XX веке были связаны со штаммами, у которых PB1 имел птичье происхождение. У вируса гриппа A восемь отдельных сегментов генома, и при одновременном заражении клетки двумя штаммами они могут обмениваться этими сегментами (реассортация). PB1 — один из сегментов, который часто переходит между вирусами человека и птиц.

Доктор Мэтт Тернбулл из Центра вирусных исследований Медицинского исследовательского совета в Глазго отметил, что способность вирусов обмениваться генами — постоянный источник угрозы появления новых штаммов гриппа. Подобные обмены уже приводили к тяжелым пандемиям, например, в 1957 и 1968 годах, когда вирус человека получил PB1 от птичьего штамма.

Значение для мониторинга и профилактики

Полученные данные позволяют предположить, что именно этот небольшой ген позволил вирусам обойти температурную защиту человеческого организма и вызвать разрушительные инфекции во время прошлых пандемий. Он может вновь стать проблемой, если вирус птичьего гриппа научится эффективно передаваться между людьми.

Тернбулл подчеркивает важность мониторинга штаммов птичьего гриппа для своевременной подготовки к возможным вспышкам. Тестирование потенциальных вирусов на устойчивость к лихорадке может помочь выявить более опасные варианты.

Современная ситуация и риски

В прошлом месяце в штате Вашингтон был зафиксирован летальный случай заражения новым штаммом птичьего гриппа, ранее не встречавшимся у людей. Пока вирусы птичьего гриппа не научились эффективно передаваться между людьми, поэтому фиксируются лишь отдельные случаи заражения, которые, как правило, приводят к тяжелым заболеваниям.

Профессор Сэм Уилсон из Кембриджского университета отмечает, что смертность от птичьего гриппа у людей традиционно вызывает серьезные опасения — например, при исторических инфекциях H5N1 уровень смертности превышал 40%. Понимание причин тяжелого течения птичьего гриппа у людей крайне важно для мониторинга и подготовки к возможным пандемиям, особенно учитывая угрозу, которую представляют вирусы H5N1.

Исследование опубликовано в журнале Science.