Введение

Научные исследования пандемии гриппа 1918 года Исследования испанского гриппа касаются исследований причин и характеристик испанского гриппа, разновидности гриппа, которая в 1918 году была ответственна за самую страшную пандемию гриппа в современной истории. В литературе сохранялось много теорий о происхождении и развитии испанского гриппа, но только в 2005 году, когда были найдены различные образцы ткани легких американских солдат Первой мировой войны и женщины инупиата, похороненной в вечной мерзлоте в массовой могиле в Бревиг Мишн, Аляска, были проведены значительные генетические исследования.

Происхождение вируса

Обычно постулируются две преобладающие теории. Одна из теорий Альфреда В. Кросби заключается в том, что штамм вируса возник в Форт-Райли, штат Канзас, благодаря двум генетическим механизмам - генетическому дрейфу и антигенному сдвигу - в вирусах у птицы и свиней, которых форт разводил для местного потребления. Хотя первоначальные данные недавней реконструкции вируса предполагали, что он перешел непосредственно от птиц к людям, не проходя через свиней, с тех пор это было поставлено под сомнение. Один исследователь, опубликованный в 2004 году, утверждал, что болезнь была обнаружена в округе Хаскелл, штат Канзас, еще в январе 1918 года. Подобный и даже более смертоносный вирус был замечен ранее в британских лагерях во Франции и в Алдершоте. Ранее исследовательская работа, опубликованная в 2000 году командой под руководством британского вирусолога Джона Оксфорда из больницы Святого Варфоломея и Королевской больницы Лондона, предполагала, что основной британский лагерь для размещения войск в Этапле, Франция, был в центре пандемии гриппа 1918 года или, по крайней мере, значительным предшественником вируса. В военной базе зимой 1915-1916 гг. произошла загадочная респираторная инфекция.

Открытие вирусных геномов

В 1995 году Джеффри Таубенбергер из Института патологии Вооруженных сил США (AFIP) поинтересовался, возможно ли восстановить вирус пандемии гриппа 1918 года из высушенных и закрепленных тканей жертв. Он и его коллеги проверили 10 слайдов образца ткани, и 2 оказались положительными. Таубенбергер, Энн Х. Рид и Томас Г. Фэннинг смогли усилить короткие сегменты вирусной нуклеиновой кислоты с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР). Результаты были опубликованы в журнале Science в марте 1997 года. 20 августа 1997 года Йохан Хультин обнаружил образцы гриппа 1918 года в замороженном трупе индейки из Аляски, похороненной почти восемь десятилетий в вечной мерзлоте около Бревиг Мишн, Аляска. Он привез образцы в команду в Роквилле, штат Мэриленд, возглавляемую Джеффри Таубенбергером из Института патологии Вооруженных сил США (AFIP). Миссия Бревиг потеряла приблизительно 85% своего населения от гриппа 1918 года в ноябре 1918 года. Один из четырех найденных образцов содержал жизнеспособный генетический материал вируса. Этот образец предоставил ученым возможность изучить вирус, который был инактивирован тиоциановым гуанидином перед транспортировкой. Этот образец и другие, найденные в архивах AFIP, позволили исследователям полностью проанализировать критические генные структуры вируса 1918 года. "Мы определили три случая: случай "Бревиг Мишн" и два архивных случая, которые представляют собой единственные известные источники генетического материала вируса гриппа 1918 года", - сказал Таубенбергер, глава отдела молекулярной патологии AFIP и главный исследователь проекта. Архивированные образцы вскрытия были взяты у рядовых Роско Вон и Джеймса Даунса. В журнале Science от 6 февраля 2004 года сообщалось, что две исследовательские группы, одна под руководством сэра Джона Скехела, директора Национального института медицинских исследований в Лондоне, другая - профессора Иана Уилсона из Исследовательского института Скриппса в Сан-Диего, смогли синтезировать белок гемагглютинина, ответственный за вспышку гриппа 1918 года. Они сделали это, соединив ДНК из образца легких женщины-инуита, похороненной в тундре Аляски, и из сохранившихся образцов ДНК американских солдат Первой мировой войны. Команды исследователей проанализировали структуру гена и обнаружили, как тонкие изменения в форме молекулы белка позволили ему перейти от птиц к людям с такими разрушительными последствиями. 5 октября 2005 года Тэмпей и другие исследователи из Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC) в Атланте, штат Джорджия, и Медицинской школы Маунт-Синай в Нью-Йорке объявили, что генетическая последовательность штамма гриппа 1918 года, подтипа птичьего штамма H1N1, была реконструирована с использованием исторических образцов тканей и небольшой части РНК от современного штамма. Способность различных штаммов гриппа проявлять селективность по виду в значительной степени обусловлена изменением генов гемагглютинина. Генетические мутации гена гемагглютинина, вызывающие замену одной аминокислоты, могут значительно изменить способность белков гемагглютинина вируса связываться с рецепторами на поверхности клеток-хозяев. Такие мутации в вирусах птичьего гриппа H5N1 могут изменить штаммы вирусов от неэффективных в инфицировании клеток человека до эффективных в возникновении инфекций у человека, как более распространенные типы вирусов гриппа человека. В июле 2004 года исследователи под руководством Х. Денга из Харбинского института ветеринарных исследований в Харбине (Китай) и Роберта Уэбстера из детской исследовательской больницы Святого Иуды в Мемфисе (Теннесси) сообщили о результатах экспериментов, в ходе которых мыши подверглись воздействию 21 изолированного штамма H5N1, полученного от утят в Китае в период с 1999 по 2002 год. Они обнаружили "четкую временную модель постепенно возрастающей патогенности". Результаты, о которых сообщает Webster в июле 2005 года, показывают дальнейшее прогрессирование патогенности у мышей и более длительную передачу вируса у уток. В декабре 2008 года исследование Йосихиро Каваоки из Университета Висконсина показало наличие трех специфических генов (называемых PA, PB1 и PB2) и нуклеопротеина, полученного из образцов гриппа H1N1 1918 года, было достаточно, чтобы вызвать подобные симптомы в тестах на животных.

Исследования вирусной патогенезы

Недавние исследования Taubenberger et al. предполагает, что вирус 1918 года, как и H5N1, мог возникнуть непосредственно из вируса птичьего гриппа. Однако исследователи из Университета Вирджинии и Австралийского национального университета предположили, что может быть альтернативная интерпретация данных, используемых в Taubenberger et al. Бумага. Taubenberger et al. ответил на эти письма и защитил их первоначальную интерпретацию. Другие исследования, проведенные Тэмпи и его коллегами, которые восстановили вирус H1N1 1918 года, пришли к выводу, что именно гены полимеразы и гены HA и NA вызвали чрезвычайную вирулентность этого вируса. 18 января 2007 года Kobasa et al. сообщали, что инфицированные обезьяны (Macaca fascicularis) проявляли классические симптомы пандемии 1918 года и умерли от цитокиновой бури. Последовательность полимеразных белков (PA, PB1 и PB2) вируса 1918 года и последующих вирусов человека отличается от последовательности вирусов птичьего гриппа только на 10 аминокислот. Вирусы с 7 из 10 аминокислот в местах гриппа человека уже были идентифицированы в циркулирующем в настоящее время H5N1. Это привело некоторых исследователей к предположению, что другие мутации могут появиться и сделать вирус H5N1 способным к передаче от человека к человеку. Другим важным фактором является изменение белка HA в предпочтительном для альфа 2, 6 сиаловой кислоты (основная форма, обнаруженная в дыхательных путях человека). В птичьих вирусах белок HA предпочтительно связывается с альфа-2,3 сиаловой кислотой, которая является основной формой в кишечном тракте птиц. Было показано, что только одно изменение аминокислоты может привести к изменению этого предпочтения связывания. В целом, для того чтобы птичий грипп H5N1 стал пандемическим вирусом, подобным тому, что был в 1918 году, может потребоваться лишь несколько мутаций. Однако важно отметить, что вероятность мутации не указывает на вероятность эволюции такого штамма, поскольку некоторые из необходимых мутаций могут быть ограничены стабилизационным отбором.

Плазма крови как эффективное средство лечения

В случае новой пандемии военные исследователи США предложили повторно использовать метод лечения от смертельной пандемии 1918 года, чтобы смягчить последствия гриппа: некоторые военные врачи вводили тяжело больным пациентам кровь или плазму крови от людей, которые выздоровели от гриппа. Данные, собранные за это время, показывают, что инъекционное лечение снизило смертность на 50 процентов. Исследователи ВМС начали испытания, чтобы увидеть, будет ли лечение 1918 года работать против смертельного азиатского птичьего гриппа. Результаты пока не являются окончательными. Плазма человека H5N1 может быть эффективным, своевременным и широко доступным средством лечения следующей пандемии гриппа. Новое международное исследование с использованием современных методов сбора данных будет сложным и медленным процессом. Ссылаясь на месяцы ожидания вакцины от следующей пандемии, многие специалисты по гриппу считают, что метод 1918 года стоит рассмотреть. Во время всемирной пандемии гриппа 1918 года "врачи испытали все, что знали, все, о чем когда-либо слышали, начиная с древнего искусства кровопускания пациентов, до введения кислорода, до разработки новых вакцин и сывороток (главным образом против того, что мы теперь называем Hemophilus influenzae - название, полученное из того факта, что первоначально он считался этиологическим агентом - и нескольких типов пневмококков). Только одна терапевтическая мера показала хоть малейший успех: переливание крови выздоровевших пациентов новым жертвам".