Исследование испанского гриппа
| Вирус гриппа А подтипа H1N1 | |
|---|---|
 | |
| Электронная микрофотография вируса , вызвавшего грипп 1918 года. | |
Классификация вирусов  | |
| (без рейтинга): | Вирус |
| Область : | Рибовирия |
| Королевство: | Орторнавиры |
| Тип: | Негарнавирикота |
| Сорт: | Инстовирицеты |
| Заказ: | Артикулавирусы |
| Семья: | Ортомиксовирусиды |
| Род: | Альфагрипповирус |
| Разновидность: | |
| Серотип: | Вирус гриппа А подтипа H1N1 |
| Отобранные штаммы | |
| |
Исследования испанского гриппа касаются изучения причин и характеристик испанского гриппа , разновидности гриппа , которая в 1918 году стала причиной самой страшной пандемии гриппа в современной истории. В литературе сохранилось множество теорий о происхождении и развитии испанки, но так продолжалось до 2005 года, когда различные образцы легочной ткани были извлечены у американских солдат Первой мировой войны и у женщины -инупиата, похороненной в вечной мерзлоте в братской могиле в Бревиг Миссия, Аляска , сделало возможным проведение значительных генетических исследований.
Происхождение вируса
[ редактировать ]Обычно постулируются две преобладающие теории. [ нужна ссылка ] Одна из теорий Альфреда В. Кросби заключается в том, что штамм вируса возник в Форт-Райли , штат Канзас , в результате двух генетических механизмов – генетического дрейфа и антигенного сдвига – в вирусах домашней птицы и свиней, которых форт разводил для местного потребления. Хотя первоначальные данные недавней реконструкции вируса предполагали, что он перешел напрямую от птиц к человеку , минуя свиней, [а] с тех пор это было поставлено под сомнение. Один исследователь, опубликованный в 2004 году, утверждал, что болезнь была обнаружена в округе Хаскелл, штат Канзас , еще в январе 1918 года. [2] Похожий и даже более смертоносный вирус ранее наблюдался в британских лагерях во Франции и в Олдершоте. [3]
Более ранняя исследовательская работа, опубликованная в 2000 году группой под руководством британского вирусолога Джона Оксфорда. [4] из больницы Святого Варфоломея и Королевского лондонского госпиталя предположили, что главный лагерь британских войск в Этапле , Франция, находился в центре пандемии гриппа 1918 года или, по крайней мере, был ее важным вирусом-предшественником. Зимой 1915–1916 годов на военной базе произошла загадочная респираторная инфекция. [5]
Открытие вирусных геномов
[ редактировать ]
В 1995 году Джеффри Таубенбергер США из Института патологии Вооружённых сил (AFIP) задался вопросом, возможно ли восстановить вирус пандемии гриппа 1918 года из высушенных и фиксированных тканей жертв. Он и его коллеги протестировали 10 слайдов образцов тканей и 2 оказались положительными. Таубенбергер, Энн Х. Рид и Томас Г. Фэннинг смогли амплифицировать короткие сегменты вирусной нуклеиновой кислоты с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) . [6] Результаты были опубликованы в журнале Science в марте 1997 года. [7]
20 августа 1997 года Йохан Халтин извлек образцы гриппа 1918 года из замороженного трупа уроженки Аляски, похороненной почти восемь десятилетий в вечной мерзлоте недалеко от миссии Бревиг на Аляске . [8] Он привез образцы команде в Роквилле, штат Мэриленд, под руководством Джеффри Таубенбергера США из Института патологии Вооруженных сил (AFIP). В ноябре 1918 года миссия Бревиг потеряла примерно 85% своего населения из-за гриппа 1918 года. Один из четырех извлеченных образцов содержал жизнеспособный генетический материал вируса. Этот образец предоставил ученым возможность из первых рук изучить вирус, который перед транспортировкой был инактивирован тиоцианатом гуанидина . Этот и другие образцы, найденные в архивах AFIP, позволили исследователям полностью проанализировать критические генные структуры вируса 1918 года.
- «На данный момент мы выявили три случая: случай миссии Бревига и два архивных случая, которые представляют собой единственные известные источники генетического материала вируса гриппа 1918 года», — сказал Таубенбергер, руководитель отдела молекулярной патологии AFIP и главный исследователь проекта. [9] [б]
Архивные образцы вскрытия были взяты у рядовых армии Первой мировой войны Роско Вона и Джеймса Даунса. [11]
В выпуске журнала Science от 6 февраля 2004 года сообщалось, что две исследовательские группы, одну возглавлял сэр Джон Скехель, директор Национального института медицинских исследований в Лондоне , а другую профессор Ян Уилсон из Исследовательского института Скриппса в Сан-Диего , сумели синтезировать белок гемагглютинин , ответственный за вспышку гриппа в 1918 году. Они сделали это, соединив воедино ДНК из образца легких женщины-инуитки, похороненной в тундре Аляски, и ряда сохранившихся образцов американских солдат времен Первой мировой войны. Команды проанализировали структуру гена и обнаружили, как тонкие изменения в форме молекулы белка позволили ему перейти от птиц к человеку с такими разрушительными последствиями.
В 2005 году гены полимеразы вируса были секвенированы, таким образом завершился полный геном вируса. [12] [13] Это позволило исследователям из Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC) и Медицинской школы Маунт-Синай под руководством доктора Терренса Тампи синтезировать сегменты РНК вируса H1N1 и в конечном итоге реконструировать инфекционные вирусные частицы. [13] Впоследствии их использовали для экспериментального заражения мышей, хорьков и макак, что дало ценную информацию о биологии и патогенезе вируса гриппа, а также предоставило важную информацию о том, как предотвращать будущие пандемии и контролировать их. [14]
Характеристики вируса
[ редактировать ]Вирусы гриппа имеют относительно высокую скорость мутаций, характерную для РНК-вирусов . Вирус H5N1 мутировал во множество типов с разными патогенными профилями; некоторые патогенны для одного вида, но не для других, некоторые патогенны для нескольких видов. [15] Способность различных штаммов гриппа проявлять видовую избирательность во многом обусловлена вариациями генов гемагглютинина. Генетические мутации в гене гемагглютинина, вызывающие замены отдельных аминокислот , могут существенно изменить способность белков вирусного гемагглютинина связываться с рецепторами на поверхности клеток-хозяев. Такие мутации в птичьих вирусах H5N1 могут превратить штаммы вируса из неэффективных для заражения клеток человека в столь же эффективные в вызывании инфекций у человека, как и более распространенные типы вируса человеческого гриппа. [16]
В июле 2004 года исследователи под руководством Х. Денга из Харбинского ветеринарного научно-исследовательского института , Харбин , Китай, и Роберта Вебстера из Детской исследовательской больницы Св. Джуда , Мемфис, Теннесси , сообщили о результатах экспериментов, в которых мыши подвергались воздействию 21 изолята. подтвержденных штаммов H5N1, полученных от уток в Китае в период с 1999 по 2002 год. Они обнаружили «четкую временную картину прогрессивно возрастающей патогенности». [17] Результаты, опубликованные Вебстером в июле 2005 г., свидетельствуют о дальнейшем прогрессировании патогенности у мышей и более длительном выделении вируса утками.
В декабре 2008 года исследование Ёсихиро Каваока из Университета Висконсина показало наличие трех специфических генов (названных PA, PB1 и PB2) и нуклеопротеина, полученного из образцов гриппа H1N1 1918 года, которого было достаточно, чтобы вызвать аналогичные симптомы при тестировании на животных. [18]
Исследование вирусного патогенеза
[ редактировать ]Недавнее исследование Таубенбергера и соавт. предположил, что вирус 1918 года, как и H5N1, мог возникнуть непосредственно из вируса птичьего гриппа. [19] Однако исследователи из Университета Вирджинии и Австралийского национального университета предположили, что может существовать альтернативная интерпретация данных, использованных в исследовании Taubenberger et al. бумага. [20] [21] Таубенбергер и др. ответил на эти письма и защитил их первоначальную интерпретацию. [22]
Другое исследование, проведенное Тампи и его коллегами, которые реконструировали вирус H1N1 1918 года, пришло к выводу, что именно гены полимеразы, а также гены HA и NA обусловили чрезвычайную вирулентность этого вируса. [23] 18 января 2007 г. Кобаса и др. сообщили, что инфицированные обезьяны ( Macaca fascicleis ) проявили классические симптомы пандемии 1918 года и умерли от цитокинового шторма . [24]
Последовательности белков-полимераз (PA, PB1 и PB2) вируса 1918 года и последующих вирусов человека отличаются всего на 10 аминокислот от вирусов птичьего гриппа. Вирусы с 7 из 10 аминокислот в очагах человеческого гриппа уже идентифицированы у циркулирующего в настоящее время H5N1 . Это заставило некоторых исследователей предположить, что могут появиться и другие мутации, которые сделают вирус H5N1 способным передаваться от человека к человеку.
Другим важным фактором является изменение белка НА на предпочтение связывания альфа-2,6- сиаловой кислоты (основная форма, обнаруженная в дыхательных путях человека). В птичьем вирусе белок НА преимущественно связывается с альфа-2,3-сиаловой кислотой, которая является основной формой в кишечном тракте птиц. Было показано, что только одно изменение аминокислоты может привести к изменению этого предпочтения связывания. В целом, возможно, потребуется лишь несколько мутаций, чтобы птичий грипп H5N1 стал пандемическим вирусом, подобным вирусу 1918 года. Однако важно отметить, что вероятность мутации не указывает на вероятность эволюции такого вируса. штамм, поскольку некоторые из необходимых мутаций могут быть ограничены стабилизирующим отбором .
Плазма крови как эффективное лечение
[ редактировать ]В случае новой пандемии американские военные исследователи предложили повторно использовать лечение, использованное во время смертельной пандемии 1918 года, чтобы смягчить последствия гриппа: некоторые военные врачи вводили тяжелобольным пациентам кровь или плазму крови людей, выздоровевших от гриппа. грипп. Данные, собранные за это время, показывают, что лечение инъекциями крови снизило уровень смертности на целых 50 процентов. [25]
Исследователи военно-морского флота начали тест, чтобы выяснить, подействует ли препарат 1918 года против смертельного азиатского птичьего гриппа. Результаты до сих пор были неубедительными [25] Плазма человека H5N1 может быть эффективным, своевременным и широко доступным средством лечения следующей пандемии гриппа. [ нужна ссылка ] Новое международное исследование с использованием современных методов сбора данных будет трудным и медленным процессом. Ссылаясь на многомесячное ожидание вакцины от следующей пандемии, многие эксперты по гриппу считают, что стоит рассмотреть метод 1918 года. [25]
Во время всемирной пандемии гриппа 1918 года «врачи испробовали все, что они знали, все, о чем они когда-либо слышали, от древнего искусства кровопускания пациентов до введения кислорода и разработки новых вакцин и сывороток (главным образом против того, что мы сейчас называем Hemophilus influenzae – название произошло от того факта, что первоначально он считался этиологическим агентом – и несколькими типами пневмококков). Только одна терапевтическая мера показала хоть какой-то намек на успех: переливание крови от выздоровевших пациентов новым жертвам». [26]
См. также
[ редактировать ]- Исследования гриппа
- Марк Сайкс – эксгумация жертвы британского гриппа в Великобритании
- Ёсихиро Каваока – разработал и воссоздал вирус, чтобы изучить, как он работает и как грипп естественным образом мутирует.
- Кирсти Дункан - возглавляла безуспешную экспедицию по поиску вируса гриппа в вечной мерзлоте в Лонгйире , Шпицберген, Норвегия.
Сноски
[ редактировать ]- ^ Иногда вирус содержит как адаптированные к птицам гены, так и адаптированные к человеку гены. Пандемические штаммы H2N2 и H3N2 вируса птичьего гриппа содержали сегменты РНК . «Хотя пандемические вирусы человеческого гриппа 1957 (H2N2) и 1968 (H3N2) явно возникли в результате реассортации между человеческими и птичьими вирусами, вирус гриппа, вызвавший « испанку » в 1918 году, по-видимому, полностью произошел из птичьего источника». (Бельше, 2005) [1]
- ↑ Йохан Хультин впервые попытался вернуть образцы из Бревига в 1951 году, но безуспешно. В 1997 году, будучи к тому времени семидесятидвухлетним патологоанатомом на пенсии, Халтин решил, что наука продвинулась достаточно далеко, чтобы предпринять еще одну попытку. Таубенбергер уже выделил РНК ограниченного качества из образцов двух военнослужащих, погибших во время пандемии, и Халтин написал, предлагая свои услуги, чтобы попытаться получить образцы более высокого качества из вечной мерзлоты Бревига. Таубенбергер согласился, и Халтин один отправился в Бревиг в августе 1997 года и забрал образец у женщины с Аляски, который затем проанализировал Таубенбергер и его команда. [10]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Хардер TC, Вернер О (2006). «Глава вторая: Птичий грипп» (бесплатная онлайн-книга) . Отчет о гриппе (Отчет).
медицинский учебник, содержащий всесторонний обзор эпидемического и пандемического гриппа.
- ^ Барри Дж. М. (январь 2004 г.). «Место возникновения пандемии гриппа 1918 года и ее последствия для общественного здравоохранения» . Журнал трансляционной медицины . 2 (1): 3. дои : 10.1186/1479-5876-2-3 . ПМК 340389 . ПМИД 14733617 .
- ^ Валентин В. (20 февраля 2006 г.). «Истоки пандемии 1918 года: пример Франции» . ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР . Национальное общественное радио (NPR). 5222069.
- ^ «Доктор Джон Оксфорд» . Профиль исследований ЕС. Архивировано из оригинала 26 декабря 2008 года.
- ^ Коннор С. (8 января 2000 г.). «Эпидемия гриппа произошла в пересыльном лагере Великой войны» . Независимый . Великобритания. Архивировано из оригинала 8 августа 2009 года . Проверено 26 марта 2020 г. .
Расследование глобальной эпидемии гриппа в 1918 году, в результате которой погибло около 40 миллионов человек, показало, что она почти наверняка началась в армейском лагере во Франции в разгар Первой мировой войны.
- ^ «Возрождение вируса гриппа 1918 года потребовало многих поворотов» . Вашингтон Пост . 10 октября 2005 г. ISSN 0190-8286 . Проверено 25 июля 2020 г.
- ^ Таубенбергер Дж.К., Рид А.Х., Краффт А.Е., Биджваард К.Е., Фаннинг Т.Г. (март 1997 г.). «Первоначальная генетическая характеристика вируса «испанского» гриппа 1918 года». Наука . 275 (5307): 1793–1796. дои : 10.1126/science.275.5307.1793 . ПМИД 9065404 . S2CID 8976173 .
- ^ Браун Д. (10 октября 2005 г.). «Возрождение вируса гриппа 1918 года потребовало многих этапов» . Вашингтон Пост .
- ^ «Смертельные тайны вируса гриппа 1918 года» . Новости Би-би-си .
- ^ Колата Г (1999). Грипп: история великой пандемии гриппа 1918 года и поиска вируса, вызвавшего ее . Фаррар, Штраус и Жиру. стр. 255–265. ISBN 978-0-374-15706-7 .
- ^ «На пути к убийце: ученые раскрывают разгадку вируса испанского гриппа» . Национальный музей здоровья и медицины . Архивировано из оригинала 2 мая 2020 года . Проверено 23 марта 2020 г.
- ^ Таубенбергер Дж.К., Рид А.Х., Лоренс Р.М., Ван Р., Джин Дж., Фаннинг Т.Г. (октябрь 2005 г.). «Характеристика генов полимеразы вируса гриппа 1918 года». Природа . 437 (7060): 889–893. Бибкод : 2005Natur.437..889T . дои : 10.1038/nature04230 . ПМИД 16208372 .
- ^ Jump up to: а б Джордан Д., Тампи Т., Джестер Б. «Самый смертоносный грипп: полная история открытия и реконструкции пандемического вируса 1918 года» . archive.cdc.gov . Проверено 22 июня 2024 г.
- ^ Таубенбергер Дж.К., Балтимор Д., Доэрти П.С., Маркел Х., Моренс Д.М., Вебстер Р.Г. и др. (ноябрь 2012 г.). «Реконструкция вируса гриппа 1918 года: неожиданные награды из прошлого» . мБио . 3 (5). дои : 10.1128/mBio.00201-12 . ПМЦ 3448162 . ПМИД 22967978 .
- ^ Коу З, Лэй ФМ, Ю Дж, Фань ЗДж, Инь Чжань, Цзя CX и др. (декабрь 2005 г.). «Новый генотип вирусов птичьего гриппа H5N1, выделенный от древесных воробьев в Китае» . Журнал вирусологии . 79 (24): 15460–15466. doi : 10.1128/JVI.79.24.15460–15466.2005 . ПМК 1316012 . ПМИД 16306617 .
- ^ Гамбарян А, Тузиков А, Пазынина Г, Бовин Н, Балиш А, Климов А (январь 2006 г.). «Эволюция рецептор-связывающего фенотипа вирусов гриппа A(H5)» . Вирусология 344 (2): 432–438. дои : 10.1016/j.virol.2005.08.035 . ПМИД 16226289 .
- ^ Чен Х., Дэн Г., Ли З., Тянь Г., Ли Ю, Цзяо П. и др. (июль 2004 г.). «Эволюция вирусов гриппа H5N1 у уток на юге Китая» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 101 (28): 10452–10457. Бибкод : 2004PNAS..10110452C . дои : 10.1073/pnas.0403212101 . ПМК 478602 . ПМИД 15235128 .
- ^ «Исследователи раскрывают тайны пандемии гриппа 1918 года» . Рейтер . 29 декабря 2008 г.
- ^ Таубенбергер Дж.К., Рид А.Х., Лоренс Р.М., Ван Р., Джин Дж., Фаннинг Т.Г. (октябрь 2005 г.). «Характеристика генов полимеразы вируса гриппа 1918 года» . Природа . 437 (7060): 889–893. Бибкод : 2005Natur.437..889T . дои : 10.1038/nature04230 . ПМИД 16208372 . S2CID 4405787 .
- ^ Гиббс М.Дж., Гиббс А.Дж. (апрель 2006 г.). «Молекулярная вирусология: была ли пандемия 1918 года вызвана птичьим гриппом?» . Природа . 440 (7088): E8, обсуждение E9-E8, обсуждение 10. Бибкод : 2006Natur.440E...8G . дои : 10.1038/nature04823 . ПМИД 16641948 . S2CID 4422599 .
- ^ Антонович Дж., Худ М.Э., Бейкер CH (апрель 2006 г.). «Молекулярная вирусология: был ли грипп 1918 года птичьего происхождения?» . Природа . 440 (7088): E9, обсуждение E9-E9, обсуждение 10. Бибкод : 2006Natur.440E...9A . дои : 10.1038/nature04824 . ПМИД 16641950 . S2CID 4382489 .
- ^ Таубенбергер Дж.К., Рид А.Х., Лоренс Р.М., Ван Р., Джин Дж., Фаннинг Т.Г. (апрель 2006 г.). «Молекулярная вирусология: была ли пандемия 1918 года вызвана птичьим гриппом? Был ли грипп 1918 года птичьего происхождения? (Ответ)» . Природа . 440 (7088): Е9–Е10. Бибкод : 2006Natur.440E...9T . дои : 10.1038/nature04825 . S2CID 4308033 .
- ^ Tumpey TM, Basler CF, Aguilar PV, Zeng H, Solórzano A, Swayne DE и др. (октябрь 2005 г.). «Характеристика реконструированного вируса пандемии испанского гриппа 1918 года». Наука 310 (5745): 77–80. Бибкод : 2005Sci...310... 77T CiteSeerX 10.1.1.418.9059 . дои : 10.1126/science.1119392 . ПМИД 16210530 . S2CID 14773861 .
- ^ Кобаса Д., Джонс С.М., Шинья К., Каш Дж.К., Коппс Дж., Эбихара Х. и др. (январь 2007 г.). «Аберрантный врожденный иммунный ответ при летальном заражении макак вирусом гриппа 1918 года» . Природа . 445 (7125): 319–323. Бибкод : 2007Natur.445..319K . дои : 10.1038/nature05495 . ПМИД 17230189 . S2CID 4431644 .
- ^ Jump up to: а б с Нокс Р. (29 августа 2006 г.). «Эксперты: используйте методы 1918 года для борьбы с пандемией» . Национальное общественное радио (NPR). 5731688.
- ^ Барри Дж. М. (2005). «Возвращение к 1918 году: уроки и предложения для дальнейшего исследования». В Кноблер С.Л., Мак А., Махмуд А., Лемон С.М. (ред.). Угроза пандемического гриппа: готовы ли мы?: итоги семинара . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. п. 62. ИСБН 978-0-309-54685-0 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Вана Г., Вестовер К.М. (июнь 2008 г.). «Происхождение вируса испанского гриппа 1918 года: сравнительный геномный анализ». Молекулярная филогенетика и эволюция . 47 (3): 1100–10. Бибкод : 2008МОЛПЭ..47.1100В . дои : 10.1016/j.ympev.2008.02.003 . ПМИД 18353690 .