Ковид никуда не делся, а эпидемиологи уже ожидают новой пандемии. Ее источником могут стать птицефабрики

22 февраля 2023 года в Камбодже от пневмонии умерла 11-летняя девочка. Оказалось, что причиной очередного атипичного воспаления легких стал птичий грипп — вирус типа HPAI H5N1, которым в последние два года массово болеют птицы по всему миру. Случаи заражения людей птичьим гриппом наблюдаются регулярно, и до сих пор это не приводило к переходу вируса на человеческую популяцию. Но в последнее время ученые фиксируют тревожные сигналы: вспышки заболеваемости происходят уже не только среди птиц, но и среди млекопитающих, и исследователи не исключают скорой адаптации H5N1 к передаче в человеческой популяции, пишет „Медуза“.

Европейское и американское агентства по контролю за инфекционными заболеваниями недавно выпустили свежие отчеты об этих событиях, а известный иммунолог Флориан Краммер на страницах Nature призвал внимательно следить за развитием эволюции вируса: за последний век как минимум трижды большие пандемии гриппа были вызваны именно адаптацией птичьего вируса к человеку. „Медуза“ подробно изучила, как обстоят дела с птичьим гриппом на сегодня и стоит ли опасаться новой эпидемии.

Мировая популяция птиц действительно переживает беспрецедентную эпизоотию гриппа H5N1: с 2021 года уже миллионы диких и домашних птиц по всему миру погибли — либо от самого вируса, либо в результате превентивного уничтожения на птицефабриках. Поражает география распространения вируса: помимо Азиатского региона, где он гуляет практически постоянно, птичий грипп циркулирует и в популяции морских птиц в Европе, а также стал причиной гибели множества редких птиц в обеих Америках.

Но еще сильнее эпидемиологов заботят масштабные вспышки вируса среди млекопитающих. Крупнейшие из них в последнее время зафиксированы в Европе и Латинской Америке: в октябре 2022 года эпидемия вспыхнула на норковой ферме в Испании, а зимой 2023-го в Перу от птичьего гриппа погибли 634 морских льва. Кроме того, отмечены заражения среди выдр в Англии, лисиц в Канаде и других диких млекопитающих в разных регионах.

Главный вывод, который делают эпидемиологи, — млекопитающие стали существенно чаще болеть птичьим гриппом. До сих пор нескольких вспышек за один сезон и в разных частях планеты не случалось, и причиной этого вполне может быть не только повысившаяся вероятность контакта млекопитающих с зараженными птицами. Массовая заболеваемость среди норок и морских львов может свидетельствовать и о том, что млекопитающие способны инфицировать вирусом друг друга — а отсюда до масштабной эпидемии один шаг.

В подтверждение этому предположению в январе 2023 года вышел подробный разбор упомянутого случая на норковой ферме в Галиции (северный регион Испании). Первые жертвы среди зверьков появились в начале октября, тогда же было установлено, что причиной пневмонии у норок стал не ковид, как предположили сначала, а грипп HPAI A (H5N1). К 23 октября погибло уже около четырех процентов всей пятидесятитысячной популяции. На передачу вируса между зверьками указывает тот факт, что инфекция распространялась от вольера к вольеру, начиная с определенной точки.

Норки (как и хорьки) по молекулярным особенностям рецепторов на клетках дыхательных путей близки к человеку (поэтому норки и люди оказались способны заражать друг друга ковидом). Экспериментально было показано, что норки легко заражаются разными субтипами как птичьего, так и человеческого гриппа.

Вирусы гриппа легко мутируют (именно поэтому каждый год приходится обновлять вакцины), но источником новых патогенных линий вирусов являются не только случайные мутации, а еще процесс, который называется реассортацией, — когда близкие субтипы вируса обмениваются частями своего генетического материала. Реассортация специфична для гриппа и связана с устройством его генома, а большинство других вирусов (в том числе SARS-CoV2) на такую перетасовку не способно.

Важный вывод, который можно сделать из вспышки в Испании, — некоторые млекопитающие, такие как норки или, например, свиньи, идеально подходят на роль „сосуда“ для смешивания разных штаммов гриппа, в том числе птичьего и человеческого. И результат этого смешивания может нам не понравиться.

За последние четверть века ученые выявили около 900 случаев заражения птичьим гриппом по всему миру. Статистика пока не выглядит устрашающей

История уже была свидетелем нескольких пандемий человеческого гриппа — только в XX веке как минимум дважды разные штаммы вируса гриппа распространялись по земному шару, результатом чего становились миллионы жертв. Любопытно, что возбудитель самой смертельной из эпидемий, испанки, был заподозрен в наличии „птичьих“ мутаций. Исследователи также указывают, что пандемии гриппа имеют некоторую периодичность. Что, если сейчас мы наблюдаем в реальном времени процесс рождения вируса, который вызовет очередную из них?

Стоит уточнить, что грипп у птиц может вызвать множество вариантов вируса, но проявил себя как потенциальный патоген человека в основном субтип вируса гриппа А H5N1, а точнее его высокопатогенная разновидность, которая так и называется — HPAI (highly pathogenic avian influenza).

• Буква H в этом коде, которым обозначают разные субтипы вируса, — это сокращение от гена гемагглютинина (HA), кодирующего основной белок, ответственный за связывание с рецепторами на поверхности клеток животных.

• Буква N обозначает ген нейраминидазы (NA), которая нужна вирусу для выхода из клеток уже после того, как он похозяйничал там и размножился.

Принципиально субтипы вируса гриппа устроены одинаково и имеют одни и те же гены, но разные наборы мутаций в генах HA и NA в основном и определяют их свойства — с какими именно рецепторами сможет связаться вирус и насколько он будет продуктивным и заразным в том или ином организме. К примеру, за „обычный“ человеческий грипп отвечает штамм H1N1.

В качестве возбудителя птичьего гриппа вирус H5N1 известен с середины XX века, однако свою историю в качестве человеческого патогена ведет с 1997 года. Тогда трехлетний житель Гонконга умер от таинственной пневмонии, осложненной мультиорганной недостаточностью. В качестве возбудителя заболевания исследователи идентифицировали вирус гриппа, который по нуклеотидной последовательности оказался очень похож на высокопатогенный H5N1. Ученые сделали вывод, что мальчик, вероятнее всего, заразился им непосредственно от больной птицы, без промежуточного носителя.

После первого случая было зафиксировано еще множество случаев заражения птичьим вирусом людей, преимущественно в Индонезии и других азиатских странах, а самая крупная вспышка за последнее время была зарегистрирована в Египте в 2014–2015 годах, когда заболели 114 человек, из которых 36 умерли. Суммарно с 1997 года подтверждено 893 случая инфекции в 21 стране, при этом смертность составила более 50 процентов. Первичные исследования заключили, что, во-первых, почти во всех случаях заражения произошли в результате контакта с больной домашней птицей; во-вторых, что передача вируса от человека к человеку маловероятна (тем не менее несколько таких случаев тоже зафиксировано).

По сравнению с регулярными сезонными эпидемиями обычного человеческого гриппа эти цифры (даже учитывая высокую смертность от H5N1) пока не выглядят устрашающими. Поэтому вернемся к обсуждению вопроса, чем оказались обеспокоены ученые в последнее время.

У самого опасного субтипа вируса обнаружена мутация, которая облегчает переход на других хозяев. Но пока не хватает той, что когда-то помогла SARS-CoV-2

Как было сказано выше, новые линии вируса могут появляться в результате закрепления полезных мутаций, которые помогают ему, например, приспосабливаться к новому хозяину. Исследования вируса, от которого погибли испанские норки, показали, что H5N1 двигается по этому пути.

Генетический анализ вируса, выделенного из норок, показал, что наиболее близок он к вирусу, циркулирующему в диких морских птицах, который был ранее обнаружен на территории Франции, Нидерландов и Бельгии, а кроме птиц был найден у бельгийских лисиц. Однако, по сравнению с наиболее генетически сходным штаммом, у вируса, выделенного из норок, обнаружили несколько мутаций, самая важная из которых уже была ранее описана. Эта мутация (T271A) приводит к аминокислотной замене треонина на аланин в позиции 271 гена, который кодирует полимеразу вируса (белок, копирующий вирусный геном). Ранее было показано, что эта мутация ускоряет копирование генома в клетках человека и таким образом приводит к увеличению количества частиц вируса (титра). Увеличение же количества частиц статистически облегчает заражение соседних клеток, даже если вирус прикрепляется к клеткам не очень эффективно. Интересно, что эта мутация, хотя и была найдена в других линиях вируса ранее, у норок, видимо, возникла независимо, то есть она обеспечивает вирусу преимущество, благодаря которому он может легко возникнуть снова в другом носителе.

Помимо высокого титра, для того чтобы стать полноценным человеческим патогеном, вирусу не хватает способности передаваться от человека к человеку воздушным путем — это связано в основном с тем, что сейчас вирус обладает максимальным сродством к клеткам легких и нижних дыхательных путей, а в верхних дыхательных путях почти не способен размножаться.

Тем не менее, как указывает в своем эссе Флориан Краммер, для того чтобы „запустить“ вирус гриппа в самые разные типы тканей, может быть достаточно единственной мутации, которая приведет к возможности активации гемагглютинина разными типами протеаз — например, фурином, известным своей важной ролью в патогенезе ковида. Пока такого приобретения у H5N1 штамма 2.3.4.4b нет, но подобные события описаны для некоторых коронавирусов, включая SARS-CoV2, и могут легко произойти при достаточно интенсивном размножении вируса (они характеризуют переход вируса из „непатогенного“ в „патогенное“ состояние).

Таким образом, хотя вирусологи и эпидемиологи прямо сейчас оценивают риск заражения птичьим гриппом как низкий, этот субтип, по всей видимости, можно считать самым вероятным кандидатом на главную роль в следующей человеческой пандемии гриппа (которая рано или поздно произойдет).

Может ли эта эпидемия стать такой же смертоносной, как испанка, учитывая, что летальность вируса HPAI H5N1 сейчас оценивают примерно в 50 процентов?

Ученые давно готовят человечество к эпидемии птичьего гриппа. Но ковид показал, что понимание угрозы еще не гарантирует ее нейтрализации — многое зависит от политической воли государств

Потенциальную вспышку птичьего гриппа можно назвать „самой ожидаемой пандемией с 1968 года“. Против субтипов птичьего гриппа уже разработаны прототипы вакцин как для людей, так и для птиц. Существуют специфические тесты для определения инфекции тем или иным субтипом.

Рекомендации Американских центров по контролю за инфекционными заболеваниями (CDC) для подготовки к пандемии птичьего гриппа включают в себя мониторинг природных очагов инфекции, быстрое определение генотипов возбудителей, доступное тестирование и подготовку большого количества вариантов вакцин. Учитывая, сколько сил потрачено с 1997 года на исследование вирусов птичьего гриппа, можно считать, что ученые в какой-то мере выполнили задачу по подготовке к этому типу эпидемии, что должно предотвратить массовые человеческие жертвы.

Однако пандемия SARS-Cov2, которая только недавно пошла на убыль в большинстве стран, продемонстрировала, что есть ряд других факторов, которые существенно влияют на распространение патогена в случае внезапно возникшей угрозы. Эпидемиолог, директор американского Центра Джонса Хопкинса по безопасности здоровья Том Инглсби перечисляет в этом перечне следующие факторы:

• улучшение систем вентиляции помещений, которые предотвратят циркуляцию вируса;

• производство большого количества высококачественных индивидуальных средств защиты для медиков;

• установление более прочных связей между государством и производителями, чтобы в случае необходимости ускорить разработку необходимых вакцин и диагностических тестов.

Вкратце для эффективного контроля над пандемией государство должно усилить контроль над фармацевтическим бизнесом и исследователями (например, строже контролировать синтез вирусных геномов), но главное — направить на реализацию этих целей много денег.

Тем не менее, учитывая, что в этот раз „подозреваемый“ хорошо известен и, вероятнее всего, придет с птицефабрики, есть мнение, что основное внимание надо обратить не на запрет работы с вирусами, а на реорганизацию фермерских хозяйств.

Для остановки распространения птичьего гриппа как минимум на птицефабриках (что минимизирует вероятность заражения людей) давно существуют рекомендации специалистов, которые включают в себя:

• вакцинацию домашней птицы (в случае предыдущих вспышек, например в Китае в 2017 году, показано, что вакцинация более эффективна и экономически выгодна, чем уничтожение птиц в случае начавшейся вспышки);

• уменьшение размеров ферм и птицефабрик;

• ограничение контакта домашней птицы с дикими водными птицами.

Эти доводы, например, приводит в своей статье Краммер (который иронизирует, что „главный в мире биотеррорист — это мать-природа“). Однако усиление контроля над сельскохозяйственным сектором со стороны национальных организаций здравоохранения еще более трудно, чем над производством вакцин.

Примерно в том же ключе высказался Билл Гейтс, который в своем эссе в The New York Times подчеркивает, что „пандемия — это вопрос на триллион долларов“ и что в его решении нужно применять логику, которая когда-то привела к созданию пожарных служб. Как пожар, возникший в одном конкретном доме, не является его исключительной проблемой, а угрожает всему городу, так и локальные вспышки заболеваемостей следует „тушить“ коллективными силами. Бизнесмен предлагает создать Глобальный корпус по чрезвычайным ситуациям в области здравоохранения на основе ВОЗ, который бы объединил национальные медицинские агентства и устраивал регулярные учения, имитирующие вспышки опасных инфекций.

Как мы могли заметить на примере ковида, управление пандемией зависит не столько от ученых, сколько от политической воли лидеров государств, которые не только должны быстро принять непопулярные меры, такие как закрытие границ, но и убедить граждан, что эти меры действительно необходимы. Ковид оказался относительно легкой угрозой для общественного мнения, но ему на смену может прийти более смертоносный вирус, такой как H5N1 (его уровень летальности пока не ясен, но может оказаться существенно выше). Тогда и станет понятно, какие уроки вынесли правительства и общество из недавней пандемии.

Читайте RusDelfi там, где вам удобно. Подписывайтесь на нас в Facebook, Telegram, Instagram или TikTok.