«Getty ImagesЗимова нудота дуже заразна і швидко еволюціонує, але чи можемо ми чогось навчитися від груп людей, які мають надзвичайний імунітет до вірусу? Коли справа доходить до виживання в навколишньому середовищі, небагато збудників є більш стійкими, ніж норовірус. Ця шлунково-кишкова хвороба викликає неприємні напади діареї та блювоти приблизно в 685», — пишуть на: www.bbc.com
Getty Images
Зимова нудота дуже заразна і швидко розвивається, але чи можемо ми чогось навчитися від груп людей, які мають надзвичайний імунітет до вірусу?
Коли справа доходить до виживання в навколишньому середовищі, небагато патогенів є більш стійкими, ніж норовірус. Ця шлунково-кишкова хвороба щороку викликає неприємні напади діареї та блювоти приблизно у 685 мільйонів людей у всьому світі, часто в лікарнях, будинках престарілих, в’язницях, школах і на круїзних кораблях.
Останні статистичні дані Центрів з контролю та профілактики захворювань свідчать про те, що мікроб знову швидко поширюється по США зі швидким сплеском спалахів в останні тижні 2024 року. Це сталося після різкого сплеску вірусу минулої зими, коли кількість випадків особливо швидко зросла з жовтня 2023 року на північному сході США.
Але щоб зрозуміти, чому норовірус так важко зупинити, коли починається спалах, ви спочатку повинні оцінити, наскільки довго він може витримати. «Це дуже міцний маленький вірус», — каже Патриція Фостер, почесний професор біології в Блумінгтонському університеті Індіани, яка вивчала норовірус. Вірус здатний, наприклад, виживати неушкодженим у харчових продуктах до температури 70C (158F). «Він може витримувати спеку, мороз, надзвичайну сухість, і тому просто сидить на поверхні протягом кількох днів», — каже Фостер.
Значна частина цієї міцності зводиться до поверхні вірусу, білкової оболонки, яка діє трохи як броня, захищаючи його внутрішній генетичний матеріал. Фостер зазначає, що хоча багато вірусів набувають оболонки, переходячи від клітини до клітини, що полегшує їхню здатність поширюватися в організмі, це також робить їх чутливими до алкоголю та миючих засобів.
«Норовірус цього не робить», — каже вона. «Це просто маленька білкова бомба, і тому такі речі, як дезінфікуючий засіб для рук, не можуть її вбити, хоча вона все ще здатна переміщатися від клітини до клітини».
Аламі
Поверхневі білки, які утворюють зовнішню оболонку норовірусу, діють як броня, тобто його важко вбити (Авторство зображення: Alamy)
Ми все ще мало знаємо про те, як саме норовірус поширюється в організмі, але ми знаємо, що він поширюється між людьми надзвичайно швидко. Вважається, що для зараження потрібно лише 10 частинок норовірусу, тоді як для порівняння було підраховано, що так звана інфекційна доза для Covid-19 становить 100-400 одиниць SARS- Вірус CoV-2.
Так звані «дослідження викликів», під час яких оплачувані добровольці погоджуються на навмисне зараження штамом норовірусу, допомогли визначити, що кожна п’ята людина європейського походження несе мутацію в гені під назвою FUT2. Це інактивує фермент, який захищає їх від GII-4, найпоширенішого з 29 штамів норовірусу, про які на даний момент відомо, що вони здатні інфікувати людей і спричиняють від 50 до 70% усіх спалахів норовірусу у світі.
Причина цього полягає в тому, що норовірус здебільшого віддає перевагу проникненню в клітини тонкої кишки через антигени, молекулярні ворота, які називаються олігосахаридами, які виготовлені з асортименту різних цукрів. І GII-4, і багато інших штамів норовірусу потребують одного конкретного олігосахариду, який називається H1-антигеном, щоб заразити людину.
Але люди з мутацією в гені FUT2 не мають ферменту, який бере участь у життєво важливому етапі утворення H1-антигену в клітинах слизової рота, горла, кишечника та легенів. Без цих антигенів на своїх клітинах вірус GII-4 не здатний викликати інфекцію. Оскільки люди, які є носіями цієї мутації, не виробляють фермент FUT2 у клітинах, що виробляють слизову оболонку, вони відомі вірусологам як не-сектори.
З тієї ж причини ваша група крові, яка визначається вашим генетичним складом, також відіграє важливу роль у стійкості та сприйнятливості до різних штамів норовірусу. Люди з групою крові B, як правило, більш стійкі, оскільки розвинулося менше штамів, які приєднуються до цих конкретних олігосахаридів, тоді як люди з групами крові A, AB або O мають набагато більше шансів захворіти.
Це означає, що ви дещо стійкі, але не повністю, оскільки норовірус розвивається надзвичайно швидко – Патриція Фостер
За словами Роберта Атмара, експерта з вірусів і професора Медичного коледжу Бейлора в Х’юстоні, штат Техас, ця інформація в майбутньому може допомогти в розробці кращих противірусних засобів проти штамів норовірусу. «Проводяться дослідження, щоб з’ясувати, чи можна використати взаємодію між норовірусами та антигенами на клітинах для розробки терапевтичних засобів», — каже він.
Однак ця робота є складною через швидкість, з якою норовіруси адаптуються та змінюють свій генетичний матеріал, а це означає, що деякі штами все ще знайшли шлях для інфікування людей, які є відносно стійкими.
Вам також може сподобатися:
«Я сам не секретар», — каже Фостер. «Це означає, що ви певною мірою стійкі, але не повністю, оскільки норовірус розвивається надзвичайно швидко».
Вона передбачає, що з часом навіть особи, які не є секреторами, можуть стати більш сприйнятливими до варіантів GII-4, оскільки цей штам норовірусу визначає різні шляхи проникнення в організм.
«Я читала про еволюцію GII-4 і всі варіанти, які з’явилися протягом останніх 20 років або близько того, переважно в Китаї», — каже вона. «Вони виявляють, що він стає все кращим і кращим у взаємодії з різними сайтами зв’язування в наших клітинах. Отже, це гра в еволюцію».
Хоча норовірус не вбиває свого хазяїна, він може виявитися смертельним для будь-кого з ослабленою імунною системою, дітей і людей похилого віку. Це призводить до близько 200 000 смертей щороку, особливо в країнах з низьким рівнем доходу, а також до 70 000 госпіталізацій у США. Як наслідок, зараз вірусологи намагаються використати наші знання про вірус, які зростають, для розробки вакцин.
Getty Images
Спалахи норовірусу можуть бути особливо серйозними на круїзних лайнерах, де інфекції можуть швидко поширюватися (Авторство зображення: Getty Images)
Вакцинальне лихо
Однак за останні кілька років дослідники почали розробляти способи вирощування вірусу в клітинах кишечника людини в чашці Петрі, що може виявитися неоціненним у тестуванні найкращого способу індукції відповідної потужної відповіді антитіл з боку імунної системи.
«Ці моделі клітинної культури можуть бути корисними для створення вакцини, демонструючи, що імунна відповідь, що виникає після вакцинації, вбиває або інактивує вірус шляхом нейтралізації його інфекційності», — каже Атмар.
Але оскільки існує так багато штамів норовірусу і, здавалося б, безперервний потік нових варіантів, вакцина повинна буде викликати дуже широку імунну відповідь. Мін Тан, ад’юнкт-професор з інфекційних хвороб Медичного центру дитячої лікарні Цинциннаті, штат Огайо, каже, що так звана бівалентна або багатовалентна вакцина, яка містить численні частинки, що стимулюють імунну систему, з різних точок генетичного коду вірусу, майже напевно буде створена. необхідні для досягнення будь-якого шансу на стійкий імунітет.
Наявність такої вакцини, ймовірно, буде особливо важливою, якщо її розгортають у маленьких дітей, щоб запобігти феномену, відомому як «імунний імпринтинг». Це схильність імунної системи помилково ідентифікувати новий варіант вірусу як той, з яким вона вже зустрічалася, таким чином викликаючи неефективну відповідь антитіл. Дослідники з Університету Північної Кароліни вважають, що якщо відповідну широку вакцину від норовірусу ввести дітям віком приблизно шість місяців, укол може спрямувати реакцію антитіл на будь-які інші варіанти.
Розробка широкомасштабної вакцини – непросте завдання, але кілька компаній і дослідницьких груп взялися за виклик, кожна з яких вирішила використовувати різні технологічні платформи. Moderna розпочала клінічні випробування вакцини від норовірусу на основі месенджерної РНК (мРНК) спочатку на 18-49-річних і 60-80-річних. Тим часом бостонська біотехнологічна компанія HilleVax проводить випробування своєї вакцини-кандидата на п’ятимісячних немовлятах, дітей віком від двох до дев’яти років, дорослих віком від 18 до 59 років і старше 60 років. Підхід HilleVax полягає у використанні вірусоподібних частинок (VLP), молекул, які імітують штами норовірусу і таким чином викликають імунну відповідь, не будучи насправді інфекційними.
«Ми ще багато чого дізнаємося про вакцини проти норовірусу та про те, як вони можуть захистити», — каже Атмар. «Ми знаємо, що введення вакцин на основі вірусоподібних частинок (VLP) через ніс або шляхом внутрішньом’язової ін’єкції може захистити від хвороби. МРНК-вакцини можуть дозволити включити більшу кількість штамів. Я думаю, що всі, ймовірно, будуть ефективними, і відносна ефективність залежатиме від інших факторів, про які ми все ще дізнаємося, включно з розмахом імунної відповіді після вакцинації, тривалістю імунної відповіді та роллю минулої інфекції і генетичний склад на реакцію і захист людини».
Getty Images
Прогрес у мРНК-вакцинах породжує надію на можливість щеплення від норовірусів (Копирайт изображения Getty Images)
Проте успіх усіх цих зусиль також, ймовірно, залежатиме від того, наскільки швидко потрібно оновити вакцину та повторно ввести її як бустерну вакцину. Тан, який нещодавно опублікував дослідження підходу своєї власної лабораторії до вакцини проти норовірусу, визнає, що це може бути перешкодою.
«Вакцини, вироблені з використанням нашого підходу, потребуватимуть регулярних оновлень для вирішення проблем швидкої еволюції вірусу та потенційної появи нових генотипів норовірусу як переважаючих штамів у майбутньому», — говорить він.
Однак Атмар залишається більш оптимістичним, кажучи, що нам потрібно дочекатися результатів набагато більших випробувань, перш ніж можна буде зробити будь-які тверді висновки щодо потенційної довговічності вакцини.
«Результати одного з досліджень вакцини VLP, які проводить HilleVax, свідчать про те, що вона також може захищати від захворювань, викликаних штамом GII-2, коли вакцина містила штами GI-1 і GII-4», — говорить він. «Отже, ми не знаємо, чи це буде як грип чи Covid [where regular boosters are required]або що це може бути більше схоже на RSV, де оновлення штамів не потрібні».
Але якщо ми зможемо розробити принаймні одну вакцину в найближчі роки, це стане великим кроком вперед у триваючій боротьбі людства з норовірусом.
«Ми еволюціонували паралельно з цим вірусом протягом сотень тисяч років», — каже Фостер. «І це може бути вбивцею, особливо для немовлят і людей з ослабленим імунітетом, оскільки вони не можуть самостійно позбутися вірусу, тому будь-яка вакцина буде прогресом».
* Цю статтю було вперше опубліковано 7 березня 2024 р. Її оновлено 31 грудня 2024 р., щоб включити дані про останні спалахи норовірусу в США.
—
Якщо вам сподобалася ця історія, підпишіться на інформаційний бюлетень The Essential List – підібрані функції, відео та новини, які не можна пропустити, надходять на вашу поштову скриньку щоп’ятниці.