כאשר שפעת העופות H5N1 החלה להדביק לראשונה בקר בארה"ב בתחילת 2024, האבחנה הייתה חמקמקה, מכיוון שבפרות, המחלה נראתה אחרת לגמרי. במקום להשפיע על הריאות, כפי שעושה H5N1 במינים אחרים של יונקים, הוא גרם לזיהום חמור בעטינים של הפרות, ובמידה רבה חסך על הריאות.
מחקר של חוקרי בית הספר לבריאות הציבור של אוניברסיטת פיטסבורג שפורסם היום ב התקדמות המדע מספק את ההסבר המכניסטי הראשון ללבוש החדש והמוזר הזה עבור H5N1, שמשפיע כעת על יותר מ-100 מיני ציפורים ויונקים ברחבי העולם. המחקר גם מבסס דרך חדשה לעזור למדענים לזהות את המהלך ההפתעה הבא של שפעת העופות מהר יותר, וחוסך זמן יקר בהתקנת אמצעי בריאות הציבור לבלימת ההתפשטות.
המחלה הופיעה לראשונה בבקר לחלב לאורך ה-Texas Panhandle כמקרים עקשניים של דלקת שד חמורה ונמקית, מצב דלקתי כואב הפוגע ברקמות בבלוטות החלב.
דלקת השד היא מחלה קלאסית בבעלי חיים המייצבים חלב, וטרינרים חיפשו בצייתנות את כל החשודים הרגילים למקור, כמו פתוגנים חיידקיים. כשהתברר שהאשם האמיתי הוא שפעת העופות, כולם בשטח הופתעו לחלוטין. אפילו לא שקלנו שבקר יכול להיות מארח עבור H5N1."
Suresh Kuchipudi, Ph.D., סופר בכיר, יו"ר מחלות זיהומיות ומיקרוביולוגיה, Pitt Public Health
בשבועות שלפני זיהוי הנגיף, הוא עבר מעדר לעדר, חולה את הבקר וזיהם את סביבותיהם.
"אם פרה נגועה, היא משילה הרבה וירוסים לחלב", אמר קוצ'יפודי. "זה העלה חששות לגבי סיכון תעסוקתי עבור עובדי חווה. כמו כן, יש הרגל להאכיל חלב גולמי לחיות מחמד ביתיות, כמו חתולים, והיו מקרים של מתים של חתולים, אותם חקרנו בעבר". הוא הדגיש כי למרבה המזל, פיסטור יעיל בהריגת הנגיף, והדגיש את החשיבות של הימנעות מחלב גולמי.
קוצ'יפודי חקר את נגיפי השפעת במשך כל הקריירה שלו, תוך התמקדות מיוחדת כיצד ביולוגיה של הקולטן קובעת איזה מין – ואיזה רקמות – יכול להיות נגוע. בדרך כלל, מחקרים כאלה כוללים צביעה של תאים לנוכחות קולטנים שידוע כי הם פועלים בקשר של נעילה ומפתח עם שפעת, תת-קבוצה של מולקולות מבוססות סוכר הידועות כגליקנים.
במחקרים ראשוניים של קבוצות אחרות, ניסויים כאלה העלו כי קולטני גליקן הקשורים לשפעת נמצאים באף, בקנה הנשימה ובריאות של פרות. העובדה שבעלי החיים בכל זאת לא פיתחו זיהומים בדרכי הנשימה אמרה לצוות שיש יותר בסיפור.
"ביולוגיה של גליקן היא מורכבת מאוד", אמר קוצ'יפודי. "הבנו שכדי להבין מה באמת קורה, נצטרך להשתמש בטכנולוגיות חדשניות יותר ולמפות את הארכיטקטורה הדקיקה המאפשרת לנגיף להיקשר לתאים". קוצ'יפודי שיתף פעולה במחקר עם לורן E. Pepi, Ph.D. של בית הספר לרפואה בהרווארד, מומחה למתודולוגיה לקטלוג מקיף של מבני הגליקנים, המכונה גליקומיים.
תוך שימוש בגישה רב-מודאלית ששילבה ניסויי קישור, שיטות צביעה והדמיה ברזולוציה גבוהה במיוחד, הצוות גילה שלא כל קולטני הגליקן פעלו אותו הדבר בבעלי חיים שנדבקו בשפעת העופות. רק תת-סוג מסוים, המכונה קולטני חומצה סיאלית מקושרת N, יכול להיקשר ל-H5N1. קולטנים אלה נעדרו כמעט ברקמת דרכי הנשימה של הפרה, אך נפוצו בעטינים, מה שהופך אותם ל"קרקע גידול מושלמת לנגיף", אמר קוצ'יפודי.
המחקר מספק מסגרת שמדענים אחרים יכולים להשתמש כדי לחזות לא רק אם H5N1 יכול לקפוץ למארחים חדשים, אלא גם כיצד.
"אנו יכולים לסנן מינים שונים ורקמות שונות בתוכם לרגישות", אמר קוצ'יפודי. "לדוגמה, האם הם יציגו תסמינים נשימתיים? האם הם יראו רק דלקת בשד, כמו בפרות? או שיראו מחלה נוירולוגית, כפי שהצוות שלנו הראה בחתולים? הלקחים שנלמדו עשויים לעזור למנוע מאיתנו להיתפס שוב בהפתעה".
מחברים נוספים במחקר היו Surabhi Srinivas, MS, Shubhada K. Chothe, Ph.D., Santhamani Ramasamy, Ph.D., Sougat Misra, Ph.D., Noel Chandan Nallipogu, MD, MPH, ולינדזי לבלה, כולם מפיט; Yin-Ting Yeh, Ph.D., מאוניברסיטת מדינת פנסילבניה; מאי וואנג, BS, מאוניברסיטת הרווארד; ו-Heidi L. Pecoraro, Ph.D., ו-Brett T. Webb Ph.D., מאוניברסיטת צפון דקוטה סטייט.
מחקר זה נתמך על ידי Pitt Public Health, והמכון הלאומי למזון וחקלאות של משרד החקלאות האמריקאי (FP00039373/AWD00010780).
