Ученые впервые показали, что два сезонных респираторных вируса, циркулирующих в настоящее время в Соединенных Штатах, и переполненные больницами больные дети, могут образовывать гибридный вирус при правильных условиях. Это открытие, по их словам, не является поводом для беспокойства, но дает некоторые интригующие сведения о том, как вирусы изучают новые трюки.
Вирус гриппа А, вызывающий наиболее распространенный грипп, и респираторно-синцитиальный вирус (РСВ) являются основными причинами детских инфекций. Оба Вирусы РСВ и гриппа циркулируют вместе каждый год осенью и зимой и люди часто заражаются обоими вирусами. Ученые знали, что при коинфекциях может образовываться гибрид, объединяющий генетический материал двух типов вирусов, но ни один из них так и не был обнаружен.
Гибридный вирус может быть более заразным или может заражать новые части тела; это также может быть слабее своих родительских вирусов из-за их эволюционной несовместимости. Но характеристики потенциального гибрида гриппа и РСВ были неизвестны до тех пор, пока ученые не смогли создать его в эксперименте.
«Это интересная демонстрация того, как вирусы могут общаться и взаимодействовать друг с другом», — говорит Оливье Шварц, вирусолог из Института Пастера в Париже, Франция.
Общие гены
Многие вирусы нацелены на дыхательную систему организма, и одновременно в организме могут присутствовать несколько видов вирусов. Каждый пятый новорожденный госпитализирован например, при инфекции дыхательных путей человек заражается двумя разными вирусами, что дает возможность вирусам обмениваться генами.
Гибридные вирусы, обладающие комбинациями различных фрагментов вирусных генов, возникшие в результате коинфекции двумя или более родственными вирусами, долгое время считались важным шагом в эволюции вирусов. Например, части бычьих коронавирусов мог произойти от предка гриппа типа С через такое месиво.
«Вирусы получают гены от клеток-хозяев и друг от друга», — говорит Джереми Камил, вирусолог из Университета здравоохранения штата Луизиана в Шривпорте. «Мы также получаем гены от вирусов». Например, ген, кодирующий белок, называемый Синцитин, который вырабатывается в плаценте, считается остатком вируса. который заразил наш предки млекопитающих, миллионы лет назад. Но такие обмены генами редки и происходят медленно в эволюционной шкале времени.
Трудно наблюдать за образованием гибридного вируса, например, между гриппом и RSV, потому что оба вируса должны присутствовать в одной и той же клетке, чтобы образовался гибрид. В то время как более чем один респираторный вирус может инфицировать организм, вирусы конкурируют за доминирование на уровне отдельных клеток посредством явления, называемого вирусная интерференция. Это означает, что обычно только один тип вируса может инфицировать клетку; а также исследования на мышах подтвердили, что RSV и грипп конкурируют друг с другом, чтобы заразить клетку и размножиться. Эта конкуренция делает возможность образования гибрида в природе еще более маловероятной. Но не невозможно.
Сватовство для создания гибридного вируса
Чтобы создать подходящие условия для встречи двух неродственных вирусов, ученые из Великобритании заразили клетки легких человека в чашке в лаборатории вирусами гриппа А и РСВ. «Мы наблюдали довольно много клеток, которые были одновременно инфицированы обоими вирусами», — говорит Пабло Мурсия, вирусолог из Университета Глазго, Великобритания, возглавлявший изучение.
В этих коинфицированных клетках вирусы гриппа и RSV слились вместе, чтобы сформировать новый гибридный вирус в форме бутылки, в котором часть RSV сформировала основание, а часть вируса гриппа сформировала узкое горлышко.
«Какие прекрасные доказательства того, что вы можете поместить эти два вируса в одну и ту же клетку одновременно и получить химерные частицы», — говорит Камил.
Гибридные вирусы были способны заражать клетки нижних дыхательных путей, которые обычно не являются мишенью вируса гриппа. Гибридный вирус смог увернуться от антител гриппа, но антитела против RSV эффективно остановили распространение гибрида.
«Грипп использует эти гибридные частицы как своего рода троянского коня», — говорит Мурсия, что позволяет им заражать клетки в условиях, которые не являются нормальными для вируса.
Является ли этот гибрид угрозой?
Мурсия и Камил подчеркивают, что создание гибрида RSV-гриппа не дает нового, более опасного вируса. «Это не страшно, это интересно и не обязательно удивительно», — говорит Камил.
У большинства людей уже есть антитела против РСВ и гриппа после инфекций в раннем возрасте. Таким образом, гибридный вирус между RSV и гриппом вряд ли будет представлять угрозу, создавая вирус, ускользающий от иммунитета. Скорее это похоже на два вируса, упакованных в один конверт, говорит Мурсия.
Кроме того, было показано, что гибридный вирус возникает только в пробирке в искусственной ситуации. «Это показывает важное вирусологическое доказательство того, что респираторные вирусы могут рекомбинировать», — говорит Дэн Баруш, вирусолог из Гарвардской медицинской школы. Но неизвестно, как часто это может происходить.
«То, что мы узнали об этом сейчас, не означает, что этого еще не было», — говорит Сара Мескилл, педиатр Техасской детской больницы, которая специализируется на лечении вирусных респираторных заболеваний. Работа Мескилла показала, что коинфекция РСВ и гриппа не требует дополнительного клинического внимания. «Определенно возможно, что РСВ и грипп образовали гибриды, но клинически это не имеет отношения к тому моменту, когда нам нужно действовать».
Также при других вирусных заболеваниях коинфекции не увеличивают тяжесть заболеванияхотя в некоторых случаях они может увеличить шансы вирусной пневмонии.
«Будущая работа необходима для определения важности и актуальности этого процесса у инфицированных людей», — говорит Шварц. Он добавляет, что если гибридный вирус нестабилен или не обеспечивает явного иммунологического преимущества, он не будет расти дальше.
Однако даже при низкой вероятности образования гибридного вируса у пациента с коинфекцией новое исследование предоставляет доказательства пути, который вирусы могут использовать, чтобы научиться заражать разные клетки. Например, гибрид гриппа и РСВ может расширить диапазон клеток, которые может инфицировать только вирус гриппа — нос, горло и дыхательное горло, — чтобы также включить клетки легких, которые обычно являются мишенью РСВ.
«Как часто такое случается в природе? Наверное, не так часто, как мы опасаемся», — говорит Камиль. «Но с миллиардами людей и животных на планете достаточно времени, чтобы это могло произойти».
