Pandemický potenciál viru H5N1
V prestižním vědeckém týdeníku Nature vyšla po dlouhých diskusích a odkladech studie týmu vedeného Yoshihirem Kawaokou z tokijské a madisonské univerzity. Japonsko‑americký tým podal přesvědčivý důkaz o tom, že pro přenos mezi savci stačí patogennímu viru H5N1 čtyři mutace genu pro hemaglutinin.
Pandemický potenciál tzv. ptačí chřipky vyvolané patogenním kmenem chřipkového viru A H5N1 byl předmětem diskuse už od roku 1997, kdy byly v Hongkongu zdokumentovány první případy přenosu tohoto chřipkového viru z domácí drůbeže přímo na člověka. Navzdory rozsáhlé sanitární akci se virus v drůbeží populaci udržel a v roce 2003 byly zaznamenány nové případy přenosu viru H5N1 z drůbeže na člověka v Číně. Odtud se virus rozšířil jak obchodem s nakaženou drůbeží, tak migrací volně žijících ptáků do celé Asie, Evropy a značné části Afriky. Pandemický potenciál viru se však zdál nízký vzhledem k tomu, že jeho hemaglutinin H5 se vázal na povrchu buněk ptačího respiračního traktu přes molekuly alfa 2‑3 vázané kyseliny sialové. Buňky horních cest dýchacích člověka mají na povrchu převážně molekuly alfa 2‑6 vázané kyseliny sialové. Otázka, zda může hemaglutinin H5 patogenního viru H5N1 získat spontánními mutacemi schopnost vazby na molekuly alfa 2‑6 vázané kyseliny sialové, byla dlouho nevyřešená. Mnohé pokusy o vytvoření viru schopného přenosu mezi savci končily neúspěchem a epidemiologové z nich čerpali naději, že patogenní virus H5N1 není přenosu mezi savci schopen. Opět se však potvrdilo, že absence důkazů není důkazem absence nebezpečí.
Kawaoka a jeho spolupracovníci využili náhodných mutací genu pro hemaglutinin H5 a vybrali z nich ty, které zvyšovaly afinitu H5 k alfa 2‑6 vázané kyselině sialové. Následně pomocí reversní genetiky vytvořili „hybridní“ virus, který měl v genomu pandemického viru H1N1 z roku 2009 nahrazenu molekulu hemaglutininu H1 novou variantou molekuly H5 se zvýšenou afinitou k alfa 2‑6 vázané kyselině sialové.
Po experimentální infekci fretek pozorovali vědci přenos „hybridního“ viru z nemocných zvířat na zdravá kapénkovou infekcí. Fretky jsou považovány za zvířecí model, jehož horní cesty dýchací vytvářejí chřipkovým virům prostředí velmi podobné lidským horním dýchacím cestám. Výsledky Kawaokových pokusů jsou tak velmi přesvědčivým důkazem o pandemickém potenciálu patogenního chřipkového viru H5N1. Pro přenos mezi savci stačí čtyři mutace genu pro hemaglutinin H5, konkrétně se jedná o mutace N158D, N224K, Q226L a T318I. První tři mutace zvyšují specificitu vazby hemaglutininu H5 na alfa 2‑6 vázanou kyselinu sialovou. Čtvrtá mutace snižuje pH, z něhož prochází hemaglutinin H5 strukturní změnou nutnou pro uvolnění dědičné informace viru do cytoplazmy lidské buňky. Je téměř jisté, že stejnou vlastnost získá hemaglutinin H5 i jinými kombinacemi mutací.
Jedním z mála povzbudivých momentů je skutečnost, že „hybridní“ virus H5N1 vytvořený v laboratoři nevyvolává u fretek smrtelné komplikace tak, jak je to běžné u patogenního viru H5N1. Někteří virologové z toho vyvozují, že hybridní virus H5N1 sice získal schopnost vazby na alfa 2‑6 vázanou kyselinu sialovou, ale tím u něj zároveň výrazně poklesl potenciál pro vyvolání alveolární infekce, protože v plicních alveolech převažují buňky s alfa 2‑3 vázanou kyselinou sialovou. Tyto naděje se však mohou ukázat jako plané. Kawaokův tým nezjistil, že by se patogenní virus H5N1 a „hybridní“ virus H5N1 významně lišily afinitou k buňkám horních cest dýchacích a afinitou k buňkám plicních alveolů.
Vlastnosti hybridního viru nelze také brát na lehkou váhu jen proto, že byl vytvořen metodami rekombinantní genetiky v laboratorních podmínkách. Obdobný hybrid pandemického viru H1N1 s hemaglutininem H5 získaným z patogenního viru H5N1 může vzniknout zcela spontánně i v přírodních podmínkách. Riziko vzniku takového viru je poměrně aktuální, protože pandemický virus H1N1 se vyskytuje v některých částech světa v populaci domácích prasat a z domácích prasat už byl izolován i patogenní virus H5N1.
Výsledky Kawaokova týmu představují významný vklad pro poznání procesů, jež přispívají k přenosu ptačích chřipkových virů mezi savci. Lze je využít i při monitoringu ptačích chřipkových virů jak v populacích domácí drůbeže, tak i v populacích volně žijícího ptactva. Data z experimentů jsou rovněž významným příspěvkem pro vývoj vakcín.
Kawaoka a jeho tým byli vystaveni velmi tvrdé kritice za vytvoření chřipkového viru se značně zvýšeným pandemickým potenciálem. Hodně dlouho se diskutovalo, zda mají být výsledky vůbec publikovány s ohledem na jejich možné zneužití bioteroristy. Americký Národní vědecký poradní výbor pro biologickou bezpečnost nakonec doporučil plnou publikaci dat z pokusů s tím, že přínosy publikace podle většiny členů výboru výrazně převáží potenciální rizika, která mohou zveřejněním vzniknout.
Velmi podobné experimenty provedl i tým nizozemských virologů vedených Ronem Fouchierem. Také oni prokázali výrazný pandemický potenciál patogenního viru H5N1. A také oni byli podrobeni ostré kritice. Publikaci dat Fouchierova týmu v prestižním americkém vědeckém týdeníku Science navíc zkomplikovalo nařízení Evropské unie z roku 2009 o exportu „citlivých technologií a materiálů“, které nizozemská vláda vztáhla i na informace o viru H5N1. V současnosti už jsou však hlavní překážky odstraněny a také nizozemská studie by měla být v dohledné době zveřejněna.
Prof. Ing. Jaroslav Petr, DrSc.
Medical Tribune
Zdroj: Medical Tribune