מדענים חשפו עדויות מדאיגות להסתגלות המהירה של H5N1 ליונקים הניזונים ממוטציות גנטיות. עם אישור העברה של יונק ליונק, האם זה יכול להיות המבשר למגיפה העולמית הבאה?
סקירה: הפנזאוטיקה העולמית של שפעת H5N1 ביונקים. קרדיט תמונה: Rui Duarte / Shutterstock
במאמר סקירה שפורסם בכתב העת טֶבַעהכותבים מתארים גורמים מולקולריים ואקולוגיים הקשורים להתרחבות פתאומית של נגיפי שפעת העופות H5N1 בעלי פתוגניות גבוהה (HPAI) ביונקים.
רֶקַע
נגיפי שפעת A קשורים לרוב המגיפות העולמיות המתועדות בהיסטוריה האנושית. נגיפי שפעת העופות בעלי פתוגניות גבוהה (HPAI) השייכים לתת-הסוג H5N1 הם גורם סיכון מוביל למגפות עתידיות. המחסומים האבולוציוניים להסתגלות היונקים של וירוסים אלה נמוכים ממה שחשבו בעבר, כפי שהוכח על ידי הצטברות מהירה של מוטציות בחלבוני מפתח נגיפיים.
נגיפי H5N1 זוהו בתחילה רק בעופות אסייתית במהלך שני העשורים האחרונים. עם זאת, בשנים האחרונות נצפתה העברה מהירה של נגיפים אלו למיני יונקים חדשים ברחבי העולם, המסכנת את חיות הבר, הייצור החקלאי ובריאות האדם.
העברה ויראלית מהירה כזו החלה לאחר הופעתו של גנוטיפ חדש של נגיפי H5N1 השייכים ל-Clade 2.3.4.4b, אשר הדביקו ציפורי בר מאירופה לאפריקה, צפון אמריקה, דרום אמריקה והאנטארקטיקה. וירוסים אלה נוצרו ממגוון גנומי מחדש בין ה-H5N8 לבין וירוסי שפעת העופות בעלי פתוגניות נמוכה (LPAI), ויצרו זנים היברידיים חדשים.
אירוע המבחר הגנומי בין 2.3.4.4b H5N8 לבין נגיפי שפעת העופות עם פתוגניות נמוכה (LPAI) הוליד את הנגיפים הפנזואטים 2.3.4.4b H5N1, ששונים גנטית מזנים קודמים. מבחר זה כלל את גן הפולימראז וחלבוני פני השטח, מה שמאפשר הסתגלות מהירה לסביבות חדשות.
וירוסי הפנזואט 2.3.4.4b H5N1 יכולים לעבור בשקט למדינות או יבשות חדשות באמצעות ציפורי בר מימיות נודדות. זה עלול לגרום למוות המוניות בקרב ציפורי ים חברתיות המתכנסות במושבות גדולות וצפופות. עופות דורסים או בעלי חיים שאוכלים ציפורים מתות שנגועות ב-H5N1 עלולות למות עקב הפרעות נוירולוגיות. זליגה ויראלית ליונקים נקשרה למספר מוטציות אדפטיביות המגבירות את השכפול הוויראלי במארחים של יונקים, במיוחד בתוך הגנים פולימראז (PB2) והמגלוטינין (HA).
במאמר סקירה זה, המחברים דנים בגלישה של וירוס שפעת A ובפוטנציאל למגפת H5N1 על ידי ניתוח שלושה מקרים של H5N1 המדגימים העברה יונק ליונק.
המאמר מספק מידע על רכישת מוטציות אדפטיביות מפתח שאפשרו לנגיפים 2.3.4.4b H5N1 לקיים העברה יונק ליונק. המחברים אספו מידע זה משלוש הגדרות בעולם האמיתי: התפרצויות H5N1 2022-2023 בחוות פרווה באירופה, הנגיף המותאם ליונקים ימיים בדרום אמריקה ב-2023, והתפרצות בקר לחלב בארה"ב ב-2024.
התפרצויות H5N1 בחוות פרווה באירופה
העדויות שנאספו מחיות חקלאיות אירופיות נגועים ב-H5N1 (מינק אמריקאי, שועלים ארקטיים וכלבי דביבון) חשפו נוכחות של מוטציות ידועות המותאמות ליונקים בגן PB2, במיוחד המוטציה PB2 E627K, אשר משפרת את השכפול הוויראלי ביונקים.
חשד להעברת יונק ליונק על סמך הקשר הגנטי ההדוק של הנגיפים שנמצאו בחוות שונות. מחקרים ניסויים אישרו את ההעברה היעילה של הנגיפים בין חמוסים במגע ישיר. קרבה גנטית זו עולה בקנה אחד עם העברה מתמשכת המונעת על ידי שינויים אדפטיביים בקומפלקס הפולימראז.
העברת חווה לחווה התרחשה ככל הנראה עקב תנועה של ציוד מזוהם, בגדים או פגרים נגועים שהוזנו למינקים אחרים. הגנוטיפ החדש של H5N1, "BB", שהופיע בשנת 2022, מייצג וירוס היברידי המשלב מקטעי גנום מנגיפים קודמים שהותאמו לשחף H5N1 ו-LPAI. גנוטיפ זה גרם למוות המוניות בשחפים שחורי ראש ברחבי אירופה.
ריצוף גנטי חשף כי נגיפי H5N1 שייכים לגנוטיפ מסוג H5N1 חדש, "BB", שהופיע בשנת 2022 וגרם למוות המוניות בשחפים שחורי ראש ברחבי אירופה.
התפרצות H5N1 התרחשה גם בפולין באמצע 2023, והרגה יותר מ-30 חתולי בית. ההנחה הייתה כי מזון גולמי לחיות מחמד שמקורו בחוות מינק הוא מקור פוטנציאלי לנגיף. ריצוף של נגיפי H5N1 שמקורם בחתול גילה התאמות זהות של יונקים שנעדרו בנגיפים של עופות שהסתובבו באירופה באותה תקופה. נגיפי ה-H5N1 שמקורם בחתול חלקו מוטציות זהות להסתגלות יונקים ב-PB2 (E627K, D701N), המדגישים את יכולת הנגיף להסתגל למארחים שונים של יונקים.
התפרצויות H5N1 ביונקים ימיים בדרום אמריקה
גנוטיפ חדש מסוג H5N1 B3.2 הגיע מצפון אמריקה לדרום אמריקה בסוף 2022, וגרם למוות המונית בציפורי חוף ויונקים ימיים.
ריצוף גנטי של נגיפי H5N1 מיונקים ימיים בדרום אמריקה זיהה את אותן התאמות יונקים ידועות (PB2 D701N ו-Q591K) ומוטציות ייחודיות אחרות שחסרות בציפורים, התומכות בהעברה של יונק ליונק.
נגיפי B3.2 בקליפת היונקים הימיים זוהו גם באריות ים דרום אמריקאים, דולפינים מצויים, דולפינים צ'יליאניים, צבונים, לוטרות ים, כלבי ים פרווה, כלבי ים פיל ובני אדם אחד. מוטציות אלו אפשרו לנגיף לנצל את המנגנון הסלולרי של יונקים, מה שהקל על העברה מתמשכת במארח של יונקים.
האיש המאושפז התגורר ליד חוף עם בעלי חיים נגועים ב-H5N1, והנגיף שמקורו באדם הנגוע הכיל גם את אותן שתי התאמות של יונקים שנמצאו בפיניפודים, מה שמצביע על אופן ההעברה הסביבתי של הנגיף.
זליגה של נגיפי B3.2 המותאמים ליונקים מיונקים ימיים לציפורי בר נצפתה גם בדרום אמריקה. עם זאת, לא נצפו היפוכים במוטציות PB2 המותאמות ליונקים, מה שמדגים את ההסתגלות החזקה של הנגיף למארחים של יונקים.
התפרצויות H5N1 בבקר לחלב בארה"ב
נגיפי H5N1 השייכים לגנוטיפ B3.13 זוהו כמחוללי מחלה סיבתיים הקשורים להתפרצויות של בקר לחלב בטקסס בשנת 2024. ניתוח פילוגנטי הראה החדרה ויראלית יחידה מעופות בר אל הבקר. מוטציות מותאמות ליונקים PB2 M631L ו-PA K497R זוהו בעור הבקר, מה שמקל על שכפול מוגבר בתאי יונקים.
רק ארבעה נגיפי גנוטיפ B3.13 זוהו בחיות הבר בארה"ב מלבד ציפורי הבקר, מה שמצביע על כך שהגנוטיפ הזה נדיר בציפורי בר. המגוון הגנטי הגבוה של הנגיפים מצביע על אבולוציה מקומית מהירה בבקר לחלב, מה שמספק עדות נוספת להעברה מתמשכת של יונקים.
המגוון הגנטי הגבוה של נגיף H5N1 בבקר בטקסס מצביע על כך שהתפרצות הבקר B3.13 מקורה בטקסס והתפשטה במהירות למדינות נוספות. הובלה של בקר או ציוד נגועים נחשבה לגורם הסביר ביותר להעברה ויראלית.
נגיפי H5N1 ממקור בקר זוהו גם במינים אחרים, כולל חתולי בית, אלפקות, ציפורי בר, יונקים יבשתיים ועופות. נתיבי העברה כוללים ככל הנראה זיהום חלב עקב טרופיזם של רקמת החלב של הנגיף, המוביל לזיהום נרחב דרך חלב מזוהם. 13 מקרים של בני אדם, כולל ארבעה עובדי רפת, זוהו גם בארה"ב.
פחות מ-20 מקרים אנושיים של וירוסי 2.3.4.4b H5N1 תועדו באירופה ובארה"ב מאז 2020, מספר נמוך בהשוואה למקרים של בני אדם H5N1 שתועדו באסיה ובמצרים ב-2015.
מַשְׁמָעוּת
העוצמה של וירוסי H5N1 ביצירת מגיפות עתידיות עדיין לא ידועה. למקרים אנושיים אחרונים עם וירוסי H5N1 2.3.4.4b יש שיעורי תמותה נמוכים משמעותית בהשוואה להתפרצויות קודמות של H5N1 באסיה.
אם H5N1 ממשיך להתפשט בבני אדם, ניתן להגדיל חיסון H5 קיים שקשור אנטיגני לוירוסים 2.3.4.4b במחזור באמצעות פלטפורמות mRNA. עם זאת, יכולתו של הנגיף להתמזג מחדש עם נגיפי שפעת אחרים, במיוחד במסגרות בסיכון גבוה כמו חוות, מעוררת חששות לגבי הפוטנציאל לגרסאות ניתנות להעברה יותר.
