Учёные наконец объяснили, почему птичий грипп H5N1 поражает вымя, а не лёгкие коров

Весной 2024 года американские ветеринары столкнулись с озадачивающей ситуацией. В молочных стадах начал распространяться патоген, но с совершенно нетипичными симптомами: у заражённых коров развивалась тяжёлая форма мастита — воспаления вымени, — тогда как дыхательная система оставалась практически незатронутой. Только когда возбудитель был наконец идентифицирован, ситуация стала по-настоящему тревожной: им оказался H5N1 — высокопатогенный птичий грипп.

Казалось парадоксальным: вирус, вызывающий тяжёлые пневмонии у птиц и людей, у крупного рогатого скота почему-то атакует молочные железы, а не лёгкие. Как такое возможно?

Теперь у этого вопроса есть ответ. Исследователи Университета Питтсбурга под руководством профессора Суреша Кучипуди опубликовали в журнале Science Advances работу, которая впервые детально объясняет биологический механизм этого необычного паттерна.

Ключ в рецепторах — и в том, где они расположены

Вирусы гриппа заражают клетки по принципу «замок и ключ»: для внедрения вирусной частице необходимо связаться со специфическими рецепторами на поверхности клетки. У гриппа эти рецепторы — молекулы сиаловой кислоты, присоединённые к поверхностным белкам клетки.

Ранние исследования других лабораторий показали: у крупного рогатого скота рецепторы к сиаловой кислоте присутствуют в дыхательных путях. Это, казалось, должно было означать лёгочную инфекцию при попадании H5N1. Но коровы болели маститом — не пневмонией.

Команда Кучипуди применила более детальный подход: с помощью высокоразрешающей масс-спектрометрии и специализированного окрашивания они составили подробную карту конкретных подтипов сиаловых рецепторов в разных тканях.

Открытие оказалось принципиальным: H5N1 связывается не с любыми сиаловыми рецепторами, а только с одним конкретным подтипом — N-гликозилированными сиаловыми рецепторами. И именно эти рецепторы в изобилии присутствуют в ткани молочной железы — и практически отсутствуют в дыхательных путях коровы.

«Молочные железы оказались идеальной питательной средой для вируса», — резюмировал Кучипуди.

Почему это опасно и что с этим делать

Открытие имеет несколько практических следствий.

Во-первых, оно объясняет, почему H5N1 распространялся так быстро внутри молочных стад: больная корова выделяет огромные количества вируса с молоком. Это создаёт риск заражения при работе с сырым молоком (пастеризация убивает вирус) и при кормлении домашних животных сырым молоком — несколько случаев гибели кошек, которых поили сырым молоком от заражённых коров, уже документально подтверждены.

Во-вторых, открытие предлагает инструмент для предсказания будущих вспышек. Зная, что вирус поражает ткани, богатые N-гликозилированными рецепторами, учёные могут заранее исследовать разные виды животных — определять, какие ткани у них уязвимы, и предсказывать, как инфекция будет клинически проявляться.

«Мы можем заранее исследовать разные виды и ткани на восприимчивость», — поясняет Кучипуди. — «Например: проявят ли они респираторные симптомы? Только мастит, как у коров? Или неврологические нарушения, как мы показали у кошек? Это позволит нам не оказываться застигнутыми врасплох».

Читайте также по теме: устойчивости больничных бактерий к глифосату.

Ключевой урок для общественного здравоохранения: паттерн инфекции у нового хозяина нельзя предсказать, исходя только из поведения вируса у хозяев-предшественников. Биология рецепторов в каждом новом виде животных может давать принципиально иную клиническую картину — и именно это усложняет выявление и контроль зоонозных вспышек в самом начале.