A Maryland Egyetem kutatóinak legújabb tanulmánya azt vizsgálta, hogy egy emberi és madárinfluenza-géneket is tartalmazó hibrid vírustörzs esetében milyen mutációk szükségesek ahhoz, hogy a vírus képessé váljon a váladékcseppekkel történő, emlősök közötti terjedésre. A kutatás eredményei azért is aktuálisak, mert jól szemléltetik, hogy miként alakulhatott ki a jelenleg világjárvánnyal fenyegető, négyszeres genetikai keveredést tartalmazó új influenzavírus. Egy virológiával és immunológiával foglalkozó szakfolyóiratban emellett több olyan tanulmány is megjelent, amelyek szerzői a H5N1-es madárinfluenza tüdőt károsító hatásait vizsgálták: az új influenza által okozott fertőzéseknél mindennek azért lehet jelentősége, mert az éppen terjedő vírus genetikai anyagában a H5N1-es törzsből származó RNS-darabokat is kimutattak.

H5N1-es géndarabok is vannak az új influenzában

A napokban megerősítést nyert, hogy a jelenleg terjedő új influenzavírus a H5N1-es madárinfluenza-vírus genetikai állományának darabjait is tartalmazza. A vírusban emellett jelen vannak a már ismert genetikai elemek, így az eurázsiai (H1N1/H3N2) és a H1N2-es sertésinfluenzából újonnan "beszerzett" gének is: utóbbiak a sertésekben korábban kialakult és először 1998-ban azonosított, háromszoros genetikai keveredést mutató vírustörzs génjeihez csatlakoztak

A madárinfluenza hagyományos vírusai (például a korábban sokat emlegetett H5N1) vélhetően továbbra is csak azoknál képesek emberi fertőzést kialakítani, akik madarakkal érintkeznek, az emberről emberre történő tömeges terjedést azonban eddig még nem sikerült megfigyelni. Egyes elszigetelt esetekben ugyan már ez is végbemehetett - lásd korábbi cikkünket: Az első bizonyíték arra, hogy emberről emberre terjedhet a madárinfluenza - egymást követő gyakori esetekről viszont (a H1N1-es új influenzavírussal ellentétben) még sehol nem számoltak be.

A Proceedings of the National Academy of Sciences című folyóirat legutóbbi számában megjelent tanulmány szerzői arra voltak kíváncsiak, hogy a madárinfluenza vírustörzsei mekkora eséllyel alakíthatnak ki egy olyan új vírusváltozatot, amely már a levegőbe került váladékcseppekkel is képes az emlősök vagy akár az emberek között történő terjedésre. Igaz ugyan, hogy a Mexikóból indult új vírustörzs - a WHO által eddig hivatalosan megerősített 29 halálesetet leszámítva - egyelőre nem bizonyult igazán veszélyesnek, de egy a mostanihoz hasonló, madár- és emberi influenzagéneket is egyaránt tartalmazó hibridvírusnak elég lehet mindössze néhány mutáció, hogy szert tegyen az emlősök és az emberek közötti gyors, váladékcseppekkel történő terjedésre. (Azt is hozzá kell tenni, hogy a mostani új influenza is tovább mutálódhat, ami rossz esetben egy sokkal virulensebb, vagyis a fertőzött szövetekben gyorsabban szaporodó és ezáltal komolyabb megbetegedést okozó vírusváltozat megjelenését eredményezheti.)

Az új gének beszerzése és a vírus genetikai állományába történő beépítése - szaknyelven reasszortálódás - többnyire köztes fajokban, például sertésekben zajlik, de a folyamat más fajokban is végbemehet (lásd a második ábrán): a minket érintő problémát leginkább az jelenti, hogy a sertések és az emberek között kétirányú géncsere is végbemehet, így a sertések szervezetébe az emberi influenzát okozó vírusgének is könnyen bejutnak (az utóbbi napokban például olyan esetekről is hallhattunk, amikor a H1N1 az emberről kerülhetett át az állatállományra: Ember fertőzhetett sertéseket Kanadában).

Az ábrán kék, illetve sárga színnel jelölt alfa-2-6-Gal és alfa-2-3-Gal a légutakban, illetve a madarak emésztőrendszerében található receptorokat jelölik (egy galaktóz cukormolekulához kötődő sziálsav). Az influenzavírusok különféle típusai a hemagglutinin (HA) nevű felszíni fehérjével ezekhez képesek kötődni (a kétféle receportípusról bővebben lásd korábbi cikkünket: Aggodalomra adhat okot a madárinfluenza új mutációja). Az ábra forrása: Daniel R. Perez, Maryland Egyetem

Hány mutáció kell ahhoz, hogy egy hibrid influenzavírus váladékcseppekkel is terjedhessen?

Daniel R. Perez, a Maryland Egyetem virológus professzora kollégáival  Az állatkísérletben a H9N2 elnevezésű madárinfluenza-vírust használták, mivel a H5N1 mellett ezt a vírusváltozatot is esélyesnek tartják arra, hogy emberi világjárványt okozó influenzatörzs fejlődjön ki belőle. A virológusok az úgynevezett reverz genetikai módszerrel egy olyan hibridvírust hoztak létre, amely az emberi (H3N2) és a madárinfluenza-vírusok egyikének génjeit is tartalmazza (a reverz genetikai eljárás során előbb izolálják az adott vírustörzs génjeit, majd miután szétválogatták őket, a választott RNS-darabokat visszajuttatják a vírusba, létrehozva ezzel egy korábban nem létező vírustörzset). A hibridvírus madárinfluenza-génjei ugyan nem a H5N1-es vírustörzsből származtak, a mesterséges vírusváltozat mégis hasonlít a H1N1-es új influenzára annyiban, hogy mindkettőben a madár- és az emberi influenzatörzsekből származó RNS-ek vannak jelen.

A kutatócsoport vadászgörényeket fertőzött az újonnan létrehozott hibridvírussal, majd megvárták, hogy a vírusban meginduljanak a spontán genetikai változások, vagyis a mutációk (a kísérletben azért vadászgörényeket használtak, mert ezek az állatok régóta jó modellként szolgálnak az influenzavírusok emberek közötti terjedésének tanulmányozására). A fertőzött állatok mellett egészséges vadászgörények is szerepeltek a vizsgálatban, amelyek fizikailag ugyan nem érintkeztek a beteg állatokkal, de velük egy légtérben tartották őket, így nem sokkal később a kezdetben egészséges egyedek is megfertőződtek. A fertőzött állatok igazolták, hogy a vírusban valóban végbementek a váladékcseppekkel történő terjedéshez szükséges mutációk.

Az influenza A vírus szerkezete (a HA a hemagglutinin fehérjét jelöli, amellyel a vírus a már említett, kétféle receptortípushoz képes kötődni). Az ábra forrása: Daniel R. Perez, Maryland Egyetem

Miután összehasonlították a mutálódott és az eredeti hibridvírus genetikai állományát, kiderült, hogy a lezajlott mutációk mindössze öt aminosavnyi eltérést eredményeztek a vírus fehérjéiben: három aminosavnyi eltérést a vírus felszíni, kettőt pedig a vírus belsejében található fehérjékben lehetett kimutatni (a felszíni fehérjéket a H9N2-ből vett gének kódolták, míg a belsőket az emberi influenzavírusból vett RNS-ek). A felszíni fehérjéket érintő mutációk közül kettőről egyértelműen sikerült bebizonyítani, hogy egyedül ezek felelősek a vírus azon képességének kialakulásáért, hogy a levegőbe kerülő váladékcseppekkel is képessé vált az állatok közötti terjedésre. Mivel igen kevés mutációra volt szükség ahhoz, hogy a hibridvírus ilyen módon is át tudjon adódni a fertőzött állatokról az egészséges egyedekre, a kutatók úgy gondolják, hogy ha az imént vázolt folyamat - egy állati és emberi eredetű hibridvírus kialakulása - természetes körülmények között megy végbe, akkor a világjárvány kialakulása gyakorlatilag néhány mutáción múlhat - olvasható a Maryland Egyetem sajtóközleményében.

"Nem tudjuk, hogy azok a mutációk, amelyeket a laborban láttunk, vajon megegyeznek-e azokkal, amelyek képessé tették a H1N1 új típusú vírustörzsét arra, hogy váladékcseppekkel is terjedhessen. Még további kutatásokra van szükség ahhoz, hogy alaposabban megismerjük az új influenzavírusra specifikusan jellemző genetikai mutációkat" - mondta Perez.

Nem lehet előre megjósolni a várhatóan bekövetkező mutációkat

A mutálódott hibridvírus alaposabb vizsgálata során kiderült, hogy a váladékcseppekkel történő terjedéshez szükséges két mutáció közül az egyik a felszíni hemagglutinin (HA) fehérje csúcsát érintette, azon helyek egyikét, ahol a H5N1 elleni jelenlegi vakcinák hatására termelődő emberi antitestek kötődnének meg (a madárinfluenza ellen korábban kifejlesztett hazai védőoltásról lásd korábbi cikkünket: Madárinfluenza-vakcina).

"Mivel a mutálódott vírus kötőhelye eltér annak a vírusnak a szerkezetétől, amely ellen a madárinfluenzával szembeni vakcinákat eredetileg kifejlesztették, ezek feltehetően nem lennének annyira hatékonyak a H9N2 mutálódott vírustörzse ellen, ahogyan azt korábban remélték. Ezt mindenképp figyelembe kellene venni a madárinfluenza-törzsekből származó géneket is tartalmazó, "világjárvány-gyanús" vírusok elleni védőoltások kifejlesztésekor" - tette hozzá Perez.

A munkát nehezíti, hogy a kutatók nem tudják előre megjósolni, hogy pontosan milyenek lesznek az éppen terjedő vírusváltozatban aktuálisan bekövetkező mutációk, és azt sem, hogy ezek várhatóan mikor jelennek meg természetes körülmények között. Sajnos az sem mondható meg előre, hogy a madárinfluenzát okozó vírustörzsek közül melyikben fog kialakulni olyan mutáció, amely idővel képessé válik majd az emlősök közötti, váladékcseppekkel történő hatékony terjedésre.

"Ez csak a jéghegy csúcsa" - véli Perez. "Még sokkal több kutatásra van szükség ahhoz, hogy pontosan megmondjuk, a mutációk mely kombinációi vezetnek a váladékcseppekkel történő terjedés képességének megjelenéséhez. Ez a tudás sokat segíthetne a minél megfelelőbb vakcinák megtervezésekor."

Perez és munkatársai jelenleg az amerikai Nemzeti Egészség Intézetek (NIH) és a járványok terjedését ellenőrző amerikai intézet (CDC) szakembereivel egyeztetnek arról, hogy milyen módon tudnának bekapcsolódni a jelenleg fertőző új influenzatörzs pontosabb megismerésébe és a vírus elleni vakcina kifejlesztésébe.