Badania grypy hiszpanki
|
|
| Wirus grypy A podtyp H1N1 | |
|---|---|
| Mikrofotografia elektronowa wirusa , który spowodował grypę z 1918 roku. | |
| Klasyfikacja wirusów | |
| (nierankingowe): | Wirus |
| królestwo : | Rybowiria |
| Królestwo: | Orthornawirusy |
| Gromada: | Negarnaviricota |
| Klasa: | Insthoviricetes |
| Zamówienie: | wirusy articulawirusowe |
| Rodzina: | Orthomyxoviridae |
| Rodzaj: | alfainfluenzawirus |
| Gatunek: | |
| Serotyp: |
Wirus grypy A podtyp H1N1
|
| Próbkowane szczepy | |
|
|
Badania nad grypą hiszpanką dotyczą badań nad przyczynami i charakterystyką grypy hiszpanki , odmiany grypy , która w 1918 roku była odpowiedzialna za najgorszą pandemię grypy we współczesnej historii. W literaturze przetrwało wiele teorii na temat pochodzenia i rozwoju grypy hiszpanki, ale dopiero w 2005 r. pobrano różne próbki tkanki płucnej od żołnierzy amerykańskich z I wojny światowej oraz od kobiety Inuków pochowanej w wiecznej zmarzlinie w masowym grobie w Misja Brevig na Alasce , że umożliwiono znaczące badania genetyczne.
Pochodzenie wirusa
Zwykle postuluje się dwie dominujące teorie. [ potrzebne źródło ] Jedna z teorii Alfreda W. Crosby'ego głosi, że szczep wirusa powstał w Fort Riley w stanie Kansas w wyniku dwóch mechanizmów genetycznych – dryfu genetycznego i przesunięcia antygenowego – w wirusach drobiu i świń, które fort wyhodował do lokalnego spożycia. Chociaż wstępne dane z niedawnej rekonstrukcji wirusa sugerowały, że przeskoczył on bezpośrednio z ptaków na ludzi , bez podróżowania przez świnie, od tego czasu zostało to poddane w wątpliwość. Jeden z badaczy opublikował w 2004 r. argument, że chorobę wykryto w hrabstwie Haskell w stanie Kansas już w styczniu 1918 r. Podobny, jeszcze bardziej śmiercionośny wirus zaobserwowano wcześniej w brytyjskich obozach we Francji iw Aldershot.
opublikowana w 2000 roku przez zespół kierowany przez brytyjskiego wirusologa, Johna Oxforda ze szpitali św . najmniej znaczącego prekursora wirusa. Zimą 1915–1916 w bazie wojskowej doszło do tajemniczej infekcji dróg oddechowych.
Odkrycie genomów wirusów
W 1995 roku Jeffery Taubenberger z Instytutu Patologii Sił Zbrojnych Stanów Zjednoczonych (AFIP) zastanawiał się, czy możliwe jest odzyskanie wirusa pandemii grypy z 1918 roku z wysuszonej i utrwalonej tkanki ofiar. On i jego koledzy przetestowali 10 szkiełek próbki tkanki i 2 wypadły pozytywnie. Taubenberger, Ann H. Reid i Thomas G. Fanning byli w stanie amplifikować krótkie segmenty wirusowego kwasu nukleinowego za pomocą reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR) . Wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie Science w marcu 1997 roku.
20 sierpnia 1997 roku Johan Hultin odzyskał próbki wirusa grypy z 1918 roku z zamarzniętych zwłok rdzennej kobiety z Alaski, pochowanej przez prawie osiem dekad w wiecznej zmarzlinie w pobliżu Brevig Mission na Alasce . Przyniósł próbki do zespołu w Rockville w stanie Maryland kierowanego przez Jeffery'ego Taubenbergera z Instytutu Patologii Sił Zbrojnych Stanów Zjednoczonych (AFIP). Misja Brevig straciła około 85% swojej populacji w wyniku grypy z 1918 r. W listopadzie 1918 r. Jedna z czterech odzyskanych próbek zawierała żywy materiał genetyczny wirusa. Ta próbka dała naukowcom możliwość bezpośredniego zbadania wirusa, który przed transportem został inaktywowany tiocyjanianem guanidyny . Ta próbka i inne znalezione w archiwach AFIP pozwoliły naukowcom na pełną analizę krytycznych genów wirusa z 1918 roku.
- „Zidentyfikowaliśmy teraz trzy przypadki: przypadek Misji Brevig i dwa przypadki archiwalne, które reprezentują jedyne znane źródła materiału genetycznego wirusa grypy z 1918 roku” – powiedział Taubenberger, szef działu patologii molekularnej AFIP i główny badacz projektu.
Zarchiwizowane próbki z sekcji zwłok zostały pobrane od szeregowych armii z I wojny światowej, Roscoe Vaughana i Jamesa Downsa.
W wydaniu magazynu Science z 6 lutego 2004 r . doniesiono, że dwóm zespołom badawczym, jednemu kierowanemu przez Sir Johna Skehela, dyrektora National Institute for Medical Research w Londynie , drugiemu profesorowi Ianowi Wilsonowi z The Scripps Research Institute w San Diego , udało się zsyntetyzować białko hemaglutynina _ odpowiedzialny za epidemię grypy w 1918 roku. Dokonali tego, łącząc razem DNA z próbki płuc kobiety Eskimosów pochowanej w tundrze Alaski oraz pewnej liczby zachowanych próbek pochodzących od amerykańskich żołnierzy z pierwszej wojny światowej. Zespoły przeanalizowały strukturę genu i odkryły, w jaki sposób subtelne zmiany kształtu cząsteczki białka pozwoliły mu przenieść się z ptaków na ludzi z tak niszczycielskimi skutkami.
W dniu 5 października 2005 r. Tumpey i inni badacze z Centers for Disease Control and Prevention (CDC) w Atlancie w stanie Georgia oraz z Mount Sinai School of Medicine w Nowym Jorku ogłosili, że (~13 kbp) sekwencja genetyczna wirusa grypy z 1918 r. szczep ptasi, podtyp ptasiego szczepu H1N1 , został zrekonstruowany przy użyciu historycznych próbek tkanek i niewielkiej części RNA ze współczesnego szczepu.
Charakterystyka wirusa
grypy mają stosunkowo wysoki wskaźnik mutacji, który jest charakterystyczny dla wirusów RNA . Wirus H5N1 zmutował w różne typy o różnych profilach patogennych; niektóre patogenne dla jednego gatunku, ale nie dla innych, niektóre patogenne dla wielu gatunków. Zdolność różnych szczepów grypy do wykazywania selektywności gatunkowej jest w dużej mierze spowodowana zmiennością genów hemaglutyniny. Mutacje genetyczne w genie hemaglutyniny, które powodują substytucje pojedynczych aminokwasów, mogą znacząco zmienić zdolność wirusowych białek hemaglutyniny do wiązania się z receptorami na powierzchni komórek gospodarza. Takie mutacje w ptasich wirusach H5N1 mogą zmienić szczepy wirusa z nieskutecznych w infekowaniu ludzkich komórek na równie skuteczne w wywoływaniu infekcji u ludzi, jak bardziej powszechne typy wirusa ludzkiej grypy.
W lipcu 2004 r. naukowcy pod kierownictwem H. Denga z Harbin Veterinary Research Institute w Harbin w Chinach i Roberta Webstera z St. Jude Children's Research Hospital w Memphis w stanie Tennessee przedstawili wyniki eksperymentów, w których myszy były wystawione na działanie 21 izolatów potwierdzonych szczepów H5N1 uzyskanych od kaczek w Chinach w latach 1999-2002. Odkryli „wyraźny czasowy wzorzec stopniowo rosnącej patogeniczności”. Wyniki zgłoszone przez Webstera w lipcu 2005 ujawniają dalszy postęp w kierunku patogeniczności u myszy i dłużej rozprzestrzenianie wirusa przez kaczki.
W grudniu 2008 roku badania przeprowadzone przez Yoshihiro Kawaokę z University of Wisconsin wykazały obecność trzech specyficznych genów (określanych jako PA, PB1 i PB2), a nukleoproteina pochodząca z próbek grypy H1N1 1918 wystarczyła do wywołania podobnych objawów w testach na zwierzętach.
Badania patogenezy wirusów
Ostatnie badania Taubenbergera i in. zasugerował, że wirus z 1918 roku, podobnie jak H5N1, mógł powstać bezpośrednio z wirusa ptasiej grypy. Jednak naukowcy z University of Virginia i Australian National University zasugerowali, że może istnieć alternatywna interpretacja danych wykorzystanych w Taubenberger et al. papier. Taubenbergera i in. odpowiedział na te listy i bronił ich pierwotnej interpretacji.
Inne badania przeprowadzone przez Tumpeya i współpracowników, którzy zrekonstruowali wirusa H1N1 z 1918 roku, doprowadziły do wniosku, że to przede wszystkim geny polimerazy oraz geny HA i NA spowodowały ekstremalną zjadliwość tego wirusa. W dniu 18 stycznia 2007 r. Kobasa i in. donieśli, że zakażone małpy ( Macaca fascicularis ) wykazywały klasyczne objawy pandemii z 1918 roku i zmarły w wyniku burzy cytokinowej .
Sekwencje białek polimerazy (PA, PB1 i PB2) wirusa 1918 i kolejnych ludzkich wirusów różnią się tylko o 10 aminokwasów od wirusów ptasiej grypy. Wirusy z 7 z 10 aminokwasów w miejscach występowania ludzkiej grypy zostały już zidentyfikowane w obecnie krążącym H5N1 . Doprowadziło to niektórych badaczy do zasugerowania, że inne mutacje mogą ujawnić się i sprawić, że wirus H5N1 będzie zdolny do przenoszenia się z człowieka na człowieka.
Innym ważnym czynnikiem jest zmiana białka HA na preferencję wiązania kwasu sialowego alfa-2,6 (główna forma występująca w drogach oddechowych człowieka). W ptasim wirusie białko HA preferencyjnie wiąże się z kwasem alfa-2,3 sialowym, który jest główną postacią w ptasim przewodzie pokarmowym. Wykazano, że tylko pojedyncza zmiana aminokwasu może spowodować zmianę tej preferencji wiązania. W sumie tylko kilka mutacji może wymagać zaistnienia H5N1 ptasiej grypy, aby stał się wirusem pandemicznym, takim jak ten z 1918 r. Należy jednak zauważyć, że prawdopodobieństwo mutacji nie wskazuje na prawdopodobieństwo ewolucji takiego szczepu, ponieważ niektóre z niezbędnych mutacji mogą być ograniczone przez selekcję stabilizującą .
Osocze krwi jako skuteczna terapia
W przypadku kolejnej pandemii amerykańscy badacze wojskowi zaproponowali ponowne zastosowanie leczenia ze śmiertelnej pandemii z 1918 r. w celu złagodzenia skutków grypy: niektórzy lekarze wojskowi wstrzykiwali ciężko chorym pacjentom krew lub osocze krwi osób grypa. Dane zebrane w tym czasie wskazują, że leczenie za pomocą zastrzyków krwi zmniejszyło śmiertelność nawet o 50 procent.
Naukowcy Marynarki Wojennej rozpoczęli test, aby sprawdzić, czy leczenie z 1918 roku będzie skuteczne przeciwko śmiertelnej azjatyckiej ptasiej grypie. Dotychczasowe wyniki były niejednoznaczne. Ludzkie H5N1 może być skutecznym, dostępnym w odpowiednim czasie i szeroko dostępnym sposobem leczenia następnej pandemii grypy. [ potrzebne źródło ] Nowe międzynarodowe badanie z wykorzystaniem nowoczesnych metod gromadzenia danych byłoby trudnym i powolnym procesem. Powołując się na wielomiesięczne oczekiwanie na szczepionkę na następną pandemię, wielu ekspertów od grypy jest zdania, że warto rozważyć metodę z 1918 roku.
Podczas ogólnoświatowej pandemii grypy w 1918 roku „lekarze próbowali wszystkiego, co znali, wszystkiego, o czym kiedykolwiek słyszeli, od starożytnej sztuki krwawienia pacjentów, przez podawanie tlenu, po opracowywanie nowych szczepionek i surowic (głównie przeciwko temu, co obecnie nazywamy Hemophilus influenzae – nazwa pochodzi od faktu, że pierwotnie uważano go za czynnik etiologiczny – i kilka rodzajów pneumokoków). Tylko jeden środek terapeutyczny wykazał jakikolwiek ślad sukcesu: przetaczanie krwi od wyzdrowiałych pacjentów nowym ofiarom”.
Zobacz też
- Badania nad grypą
- Mark Sykes – ekshumacja ofiary brytyjskiej grypy w Wielkiej Brytanii
- Yoshihiro Kawaoka – zaprojektował i odtworzył wirusa, aby zbadać jego działanie i naturalne mutacje grypy
- Kirsty Duncan - prowadziła nieudaną ekspedycję mającą na celu znalezienie wirusa grypy w wiecznej zmarzlinie w Longyearbyen , Svalbard, Norwegia