Швейцарские исследователи добились значительного прорыва, успешно секвенировав полный геном раннего штамма вируса, вызвавшего пандемию «испанки» 1918 года. Эта новаторская работа, проведенная с использованием сохранившегося образца легочной ткани молодого человека, умершего в Цюрихе в июле 1918 года, проливает свет на то, как вирус приобрел критические мутации, способствующие адаптации к человеку и повышению его опасности на ранних этапах пандемии.
Пандемия «испанки», бушевавшая с 1918 по 1920 год, унесла жизни от 50 до 100 миллионов человек по всему миру, превзойдя по смертоносности обе мировые войны. В отличие от сезонных штаммов гриппа, этот вирус особенно сильно поражал молодых, здоровых взрослых, вызывая быструю дыхательную недостаточность. Несмотря на масштабы катастрофы, понимание вируса оставалось ограниченным, отчасти из-за хрупкости его генетического материала. РНК-вирусы, такие как вирус гриппа, несут свой геном в виде РНК, молекулы, гораздо более подверженной деградации с течением времени, чем ДНК. Большинство образцов тканей, сохранившихся с 1918 года, хранились в формалине, что значительно усложняет генетический анализ РНК.
Команда под руководством Верены Шюннеманн разработала новый протокол для секвенирования деградированной РНК, что стало революционным шагом в этой области. Ключевой образец был получен из легкого 18-летнего мужчины, скончавшегося в Цюрихе 15 июля 1918 года во время первой волны пандемии. Эта ткань была сохранена в анатомической коллекции, избежав обычного разрушительного воздействия формалина. Генетический анализ этого единичного образца позволил впервые реконструировать полный геном штамма первой волны.
Результаты исследования представили неожиданные данные. Ранее считалось, что наиболее агрессивные мутации вируса появились осенью 1918 года, во время второй, более летальной волны. Однако данное исследование демонстрирует, что ряд критических мутаций уже присутствовал к июлю 1918 года, что ставит под сомнение устоявшуюся хронологию эволюции вируса. Две из этих мутаций позволили вирусу уклоняться от действия человеческого противовирусного белка MxA, естественной защиты от вирусов птичьего происхождения. Другая мутация изменила структуру белка гемагглютинина, облегчая проникновение вируса в клетки человека, механизм, схожий с наблюдаемым у SARS-CoV-2. Эти адаптации, активные уже в первой волне, вероятно, дали вирусу значительное эволюционное преимущество, обеспечив быстрое распространение среди населения и повышенную вирулентность в последующих волнах.
Этот прорыв является не только технологическим достижением, но и меняет наше понимание эволюции пандемических вирусов. Вопреки прежним представлениям, вирусы могут приобретать ключевые мутации на очень ранних стадиях, определяя их масштабное воздействие. Это предполагает, что будущие пандемии могут стать опасными задолго до того, как проявятся их широкомасштабные последствия. Как отмечает Верена Шюннеманн, реконструкция вирусного генома 1918 года в Швейцарии «открывает новые перспективы в динамике адаптации вируса в Европе в начале пандемии».
Исследование, опубликованное в BMC Biology, также указывает на то, что хорошо сохранившиеся исторические образцы могут хранить секреты других древних патогенов, особенно с учетом постоянного совершенствования методов секвенирования. Анализируя, как вирус 1918 года адаптировался к людям в первые недели пандемии, исследователи стремятся лучше прогнозировать эволюцию будущих вирусов, представляющих пандемический потенциал. Быстрая идентификация таких мутаций может помочь предсказать пики вирулентности, направить политику общественного здравоохранения и усовершенствовать стратегии вакцинации.