Анализ генома вируса испанского гриппа показывает значительные мутации между первой и второй волнами пандемии

Ученым удалось в значительной степени секвенировать геном вируса, ответственного за возникновение пандемии испанского гриппа 1918 года, которая унесла жизни десятков миллионов людей по всему миру. Ученые получили образцы для исследования из легочной ткани, хранящейся в коллекции Музея истории медицины в Берлине, где она хранилась более 100 лет. Исследование проливает больше света на происхождение самой разрушительной пандемии 20-го века и раскрывает ряд новых сведений об эволюции болезни. Частичные геномы содержат некоторую информацию, указывающую на то, что печально известный штамм гриппа мог адаптироваться для того, чтобы обойти иммунную систему людей между первой и второй волнами пандемии.

27 июня 1918 года два молодых немецких солдата — один в возрасте 18 лет, а другой на год младше — умерли в Берлине от нового на тот момент штамма гриппа. Их легкие попали в коллекцию Музея истории медицины в Берлине, где они пролежали в формалине более 100 лет. Теперь ученым удалось секвенировать большую часть генома вируса, заразившего двух солдат. Они также секвенировали весь геном патогена, который унес жизнь молодой женщины в Мюнхене в 1918 году. Это всего лишь третий полный геном вируса, вызвавшего пандемию, и первый, полученный за пределами Северной Америки, отмечают исследователи в пока еще не рецензированном исследовании, результаты которого были опубликованы в базе данных препринтов bioRxiv (DOI: 10.1101/2021.05.14.444134).

Вирус, вызвавший пандемию испанского гриппа

Секвенирование геномов вирусов уже стало обычным делом. В ходе продолжающейся пандемии коронавируса ученые уже собрали базу данных, содержащую более миллиона геномов SARS-CoV-2, что позволило им наблюдать за распространением различных вариантов патогена.

Что касается вируса гриппа подтипа H1N1, вызвавшего пандемию испанского гриппа, то в начале 2000-х годов ученые из США собрали воедино один геном из образцов, взятых из тела женщины, которое было найдено законсервированным в мерзлой земле на Аляске. В 2013 году был представлен второй геном, который был получен из ткани, законсервированной в формалине, хранящейся в Институте патологии вооруженных сил.

Оба этих генома были получены в ходе трудоемких и дорогостоящих исследований. Найти архивные образцы тканей было непросто, но получить геном из архивных материалов до недавнего времени было невозможно. — Ученые сделали возможным возрождение вирусов из архивных материалов. Не так давно это было фантастикой, — говорит Хендрик Пойнар из Университета Макмастера.

Новое исследование

Себастьен Кальвиньяк-Спенсер из Института Роберта Коха и его коллеги изучили 13 образцов легочной ткани 1900-1931 годов, которые находились в коллекциях музея в Берлине и Вене. В трех из них они обнаружили фрагменты РНК вируса гриппа. Все они датируются 1918 годом от 17-летней женщины. Их было достаточно, чтобы ученым удалось реконструировать весь геном вируса.

— По словам Кальвиньяка-Спенсера, секвенирование генетического материала из тканей, фиксированных формалином, все еще сложнее, чем из других типов образцов, но это не является, как мы когда-то думали, невыполнимой задачей.

Сравнив геномы, полученные в ходе исследования, с геномами, секвенированными ранее, как полными, так и частичными, ученые определили, что геномы из нового исследования относятся к первой, более мягкой волне пандемии. За ней последовала вторая, более сильная волна, прокатившаяся по миру осенью 1918 года. Проанализировав образцы, ученые смогли собрать важную информацию о вирусе, когда он мутировал между первой и второй волнами, которые были ответственны примерно за 80 процентов зарегистрированных случаев заболевания и смертей.

Значительные мутации между первой и второй волнами пандемии

Ученые из Института Роберта Коха считают, что вирус возник среди птиц и адаптировался к человеку между первой и второй волнами пандемии. Команде исследователей удалось показать, что геномы второй волны содержали мутации, которые могли помочь вирусу обойти иммунную систему человека, тем самым сделав его более опасным.

В первые месяцы пандемии вирус адаптировался и стал более эффективным для заражения людей. Этот мутировавший вариант вируса потенциально может объяснить, почему вторая волна убила гораздо больше людей, чем первая. — По признанию Кальвиньяка-Спенсера, в первые месяцы пандемии вирус эволюционировал, чтобы лучше уклоняться от иммунного ответа человека.

Как мы видели в последние месяцы в связи с пандемией COVID-19, новые мутировавшие варианты вируса имеют определенную связь с увеличением числа случаев заболевания и смертей. Хотя к историческим сравнениям всегда следует подходить с осторожностью, очевидно, что пандемия гриппа 1918 года и пандемия COVID-19 имеют много общих черт. — Тот факт, что действие «вымершего» штамма можно проверить in vitro, имеет большое значение для понимания эволюции вирулентности заболевания и возможности разработки контрмер в случае очередной эпидемии гриппа, подчеркнул Пойнар.