Influenza-virus-mutationen können in pandemie-grippe führen


Influenza-virus-mutationen können in pandemie-grippe führen

Wenn zwei vor kurzem entstandene Aviäre Influenza-Virus-Stämme mutieren und die Fähigkeit erwerben, leicht menschlich übertragbar zu werden, könnten sie eine Pandemie-Grippe schaffen, Forscher von MIT berichteten in der Zeitschrift Zelle .

Die beiden Vogel- (Vogel-) Grippe-Stämme - H5N1 und H7N9 - übertragen derzeit nicht von Mensch zu Mensch. Allerdings würde es nur eine oder nur ein paar genetische Mutationen nehmen, um das alles zu ändern.

In diesen beiden Studien konzentrierten sich Wissenschaftler vom MIT (Massachusetts Institute of Technology) auf die Grippe-Stämme H7N9 und H5N1. Sie sagten, dass ihre Erkenntnisse den Beamten der öffentlichen Gesundheit helfen sollten, wie sich die Viren entwickeln, was ihr Potenzial für Mensch-zu-Mensch-Übertragung betrifft.

Älterer Autor der beiden Beiträge veröffentlicht in Zelle In dieser Woche, Ram Sasisekharan, der Alfred H. Caspary Professor für Biologische Ingenieurwesen, glaubt, dass ihre Ergebnisse auch dazu beitragen könnten, die Entwicklung neuer Impfstoffe zu begleiten.

Influenzaviren werden nach der Art des HA (Hämagglutinin) Proteins, das sie enthalten, klassifiziert. Die Menschen werden am häufigsten von den H1- und H3-Proteinen infiziert. Das menschliche Immunsystem ist nicht natürlich bereit, andere HA-Typen zu bekämpfen, und einige dieser anderen Typen können sich schließlich entwickeln, um menschliche Atmungszellen anzugreifen.

Sasisekharan und Team wollten die Fähigkeit von H7N9 und H5N1 bestimmen, Menschen zu infizieren und von Mensch zu Mensch zu übertragen. Sie analysierten die Struktur ihrer HA-Proteine.

Sasisekharan hatte bereits in früheren Studien gezeigt, dass Die Fähigkeit eines Influenza-Virus, Menschen zu infizieren, hängt von seinem HA-Protein ab . Das Protein bindet an Glycan (Zucker) Rezeptoren, die auf der Oberfläche der Atmungszellen existieren. Diese Rezeptoren sind entweder schirmförmig oder ähneln einem Kegel. Das Virus muss an die umbrella-förmigen Rezeptoren binden, um Menschen zu infizieren, und um Menschen leicht zu infizieren und von Person zu Mensch leicht zu übermitteln, muss sie an diese Rezeptoren effizient binden.

Es gibt bisher keine Hinweise darauf, dass entweder H5N1 oder H7N9 effizient an menschliche Glycanrezeptoren binden können .

H5N1

H5N1 Ist das hochpathogene Vogelgrippevirus, das in Teilen des Nahen Ostens und Asiens schwere Ausbrüche im Hausgeflügel verursacht hat. H5N1 infiziert in der Regel nicht Menschen. Allerdings gab es seit 2003 fast 600 Fälle von menschlicher Infektion aus 15 Ländern. In der Mehrzahl der Fälle waren infizierte Menschen in engem Kontakt mit krankem oder totem Geflügel. Über 60% der mit H5N1 erkrankten Menschen starben .

H5N1 würde nicht viele Mutationen brauchen, um leicht menschlich übertragbar zu werden

Die MIT-Forscher untersuchten die HA-Proteinstrukturen aus Hunderten von H5N1-Virusstämmen. Sie identifizierten drei HA-Regionen, in denen nur ein paar genetische Mutationen es dem HA ermöglichen würde, die menschlichen Rezeptoren effizient zu binden. In der Mehrzahl der Fälle ist die Basis der Rezeptorbindungsstelle betroffen.

Seit 2005 entwickelt sich der H5N1-Stamm. Allerdings haben keine der derzeit im Umlauf befindlichen Stämme alle notwendigen Mutationen, um menschlich übertragbar zu werden.

Die Wissenschaftler identifizierten jedoch einen Stamm, der nur einen einzigen Aminosäure-Schalter benötigt, um ein Infektionsvirus für menschliche Populationen zu werden. Mehrere andere benötigten nur zwei Aminosäure-Schalter. Sasisekharan sagte: "Es gibt mehrere verschiedene Möglichkeiten, dass dies passieren kann."

Aktuelle H5N1-Impfstoffe sind wahrscheinlich jetzt unwirksam

Sasisekharan fügte hinzu, dass die H5N1-Impfstoffe, die Regierungen auf der ganzen Welt gelagert haben, wahrscheinlich jetzt nutzlos sein würden, weil sich das Virus seit 2005 rasant entwickelt hat.

Sasisekharan sagte:

"Es gibt Anlass zur Sorge, doch diese Erkenntnisse öffnen sich, um sicherzustellen, dass einige dieser neueren Belastungen Teil der Lagerung werden, weil sie der menschlichen Anpassung näher sind."

H7N9

H7N9 Ist eine relativ neue Vogelgrippe-Virusstamm. Es hat die Menschen in China in diesem Jahr infiziert und hat schwere Erkrankungen verursacht. Etwa 20% der infizierten Menschen sind gestorben. Nach den meisten verfügbaren Daten, die Mehrheit der Menschen, die krank wurden in Kontakt mit Geflügel oder Umgebungen, die möglicherweise mit der H7N9 Vogelgrippe-Virus-Belastung, wie Live-Vogel-Märkte verunreinigt worden sein könnte.

Mindestens 132 Menschen wurden mit dem H7N9 Grippe-Virus-Stamm infiziert, die meisten von ihnen in China. Siebenunddreißig von ihnen sind gestorben, sagt die Weltgesundheitsorganisation (WHO). H7N9 hat eine niedrigere Sterblichkeitsrate als H5N1 .

Die Wissenschaftler weisen darauf hin, dass es nur eine Aminosäure-Veränderung nehmen würde, um die Bindungsstärke des HA-Proteins drastisch zu erhöhen, wodurch H7N9 sehr menschlich transmissibel wird. Allerdings betonen sie, dass die gegenwärtigen zirkulierenden Formen des Virus schwach an menschliche Rezeptoren binden.

Sasisekharan sagte: "Es war nicht eine marginale Zunahme, wir sahen eine ziemlich signifikante Zunahme der Rezeptorbindung. Unsere Forschung liefert Einblicke, um zu behalten, potenziell wichtige Mutationen zu verfolgen, damit proaktive Schritte getroffen werden können, um besser vor gefährlichen Viren vorbereitet zu werden."

Da H7 typischerweise nicht-menschliche Tiere infiziert, wenn ein Mensch mit H7N9 infiziert ist, ist er nicht in der Lage, viel von einer Immunantwort zu lokalisieren. Sasisekharan denkt das Die derzeitigen H7-Impfstoffe in der Entwicklung werden den Menschen nicht viel Schutz bieten Weil die in ihnen verwendeten Stämme sich von H7N9 sehr unterscheiden.

Ein Artikel veröffentlicht in Die Lanzette Berichtet, dass der H7N9 Vogelgrippe-Virus-Stamm ist resistent gegen die Behandlung mit Oseltamivir (Tamiflu) in einigen Fällen.

Experten aus China, den USA und Kanada haben in der Zeitschrift darauf hingewiesen Wissenschaft (Ausgabe Mai 2013), dass der H7N9-Virusstamm bereits durch den direkten Kontakt sowie durch die luftgetragene Exposition menschlich übertragbar ist.

Die Informationen in den beiden Artikeln veröffentlicht in dieser Woche Zelle Sollte einen direkten Einfluss auf die Entwicklung von Impfstoffen und Grippe-Risikobewertung haben, schreibt Linfa Wang, Direktor des Programms in aufkommenden Infektionskrankheiten an der Duke-NUS Graduate Medical School in Singapur.

Wang, der nicht an dieser Forschung beteiligt war, sagte: "Ihr einzigartiger Ansatz, der die strukturelle Topologie des Wirtsrezeptor-Glykans, der an das virale virale Oberflächenprotein (HA) gebunden ist, und das Interrest-Interaktionsnetzwerk in der Rezeptorbindungsstelle von HA enthält, ist extrem Mächtig in der Bereitstellung von entscheidenden Informationen innerhalb einer kurzen Zeit."

Beide Studien wurden von den NIH (National Institutes of Health) und der Singapore-MIT Alliance for Research and Technology finanziert.

Die Wissenschaftler haben über das Potenzial des Vogelgrippevirus gesprochen, seit Jahren eine schwere Pandemie zu werden. Vor einem Jahr haben zwei Papiere das Pandemiepotential des H5N1 Vogelgrippevirusstammes beschrieben. Ein Papier identifizierte vier genetische Mutationen, die das Virus durchmachen müsste, bevor es leicht menschlich übertragbar werden könnte, während das andere fünf Veränderungen identifizierte. Ein anderes Papier schlug vor, dass einige dieser Veränderungen bereits in zirkulierenden Stämmen offensichtlich waren.

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