4.25.4 Højpatogene og potentielt pandemiske H5N1 aviær influenzavirus og den molekylære mekanisme for overførsel af virus til mennesker
Det har været antaget, at værtsområdet for aviær influenzavirus ikke overfører aviær influenzavirus direkte til mennesker. Faktisk var de tidligere influenzapandemier som H2N2 (asiatisk influenza i 1957) og H3N2 (Hong Kong-influenza i 1968) fra fuglevirus, der var reassorteret med det menneskelige gen i svin. Svin har receptorer for både humane og aviære influenzavirus18,19 og kan inficeres af både humane og aviære vira, og de er de dyr, der lever tæt sammen med både mennesker og fugle i naturen. Svin har været “blandingsfartøjet”,36 hvilket har resulteret i en ny mutant, der kan smitte mennesker. Selv om de samme linjer af virussubtyper (H1N1, H3N2) som hos mennesker opretholdes hos svin, har svin mere genetisk forskellige subtyper af influenza A-vira. Avian-like Swine H1N1 opstod i slutningen af 1970’erne i Europa og adskiller sig antigenisk og genetisk fra det klassiske H1N1-virus.37 En anden linje af humanlignende svinevirus er for nylig dukket op hos svin i USA i den sidste del af 1990’erne,38 hvilket tyder på, at svin kan spille en rolle som blandingsfartøjer af menneskelig, aviær og anden forskellig oprindelse.18,19,36
I 1997 blev et H5N1-virus af aviær influenza A overført direkte fra kylling til menneske i Hongkong, og seks af de 18 smittede personer blev dræbt med 33 % motalitet.2-6 H5N1-virusset i Hongkong syntes sjældent at kunne overføres fra menneske til menneske. H5N1-fugleinfluenzaen fra 1997 blev engang udryddet ved nedslagning af alt fjerkræ i Hongkong. Donoren af hæmagglutininin-genet i H5N1-stammen fra 1997 (A/goose/Guangdong/1/96 ) fortsatte imidlertid med at cirkulere i gæs i det sydøstlige Kina39,40 , og dette virus blev snart erstattet af forskellige genotyper41 , som var stærkt patogene hos kyllinger, men ikke hos ænder. Disse H5N1-virus blev igen udryddet ved slagtning af fjerkræ, men blev erstattet af andre genotyper i 2002. I februar 2003 dukkede H5N1-fugleinfluenzaviruset op igen i en familie i det sydøstlige Kina, herunder Hongkong.42 Infektion med H5N1-virus hos faderen og sønnen blev bekræftet. Fra december 2003 spredte H5N1-virus, det ekstremt højpatogene fugleinfluenzavirus, sig til mange asiatiske lande (gennemgået af Lipatov et al.).43
Dette virus dræbte næsten 150 mio. fjerkræ i Asien og mindst 62 mennesker i Thailand44 , Vietnam, Cambodja og Indonesien indtil den 1. november 2005. Senere i løbet af udbruddet blev der rapporteret om yderligere H5N1-virusisolater fra forskellige fuglearter (ænder, vagtler, gæs, krager og indfødte fugle). Et stort udbrud af H5N1-virus hos vandrende vandfugle blev første gang rapporteret i Qinghai-søen i det vestlige Kina i 2005, som er et beskyttet naturreservat uden fjerkræfarme i nærheden.45 Der blev isoleret 28 H5N1-virus fra 92 kloak-, tracheal- og fæcesprøver og yderligere fem virus fra vævsprøver fra vilde vandfugle. En sekvenssammenligning viste, at H5N1-virusserne var næsten identiske på tværs af alle gensegmenter. Hæmagglutininin-genet har bevaret motivet af basiske aminosyrer (QGERRRKKR) i det forbindende peptid, som kendetegner den højpatogene fugleinfluenza. Alle Qinghaiisolater havde en Lys 627-mutation i PB2-genet, som er blevet forbundet med øget virulens i mus46 . En fylogenetisk analyse af hæmagglutininin, neuraminidase og nukleoprotein viste, at Qinghai-virusserne var nært beslægtede med H5N1-virus A/Chicken/Shantou/4231/2003 (genotype V) af virusserne; fem andre interne gener, repræsenteret af matrixprotein-genet, var imidlertid nært beslægtede med A/Chicken/Shantou/810/2005 (genotype Z), der blev isoleret i det sydlige Kina i 2005.45 Qinghai-søens virus kan derfor klart adskilles fra de virus, der har forårsaget infektioner hos mennesker i Thailand og Vietnam. Der er blevet rapporteret om genomisk analyse af H5N1 aviær influenza A-vira, der er isoleret fra fjerkræ og andre dyr47 og fra mennesker48 i Thailand. H5N1-virus er også isoleret fra tigre og leoparder i Thailand.49-52 For nylig kan huskatte eksperimentelt inficeres med H5N1-virus, og der er mistanke om, at katten kan fungere som mellemvært mellem fugl og menneske.53 Der er blevet rapporteret om sandsynlig tiger-til-tiger-transmission af aviær influenza H5N1 i Thailand.52 Der er rapporteret om overførsel af hesteinfluenzavirus (H3N8) til væddeløbshunde og greyhounds.54 Det er også blevet rapporteret, at H5N1-virus er blevet isoleret fra svin i Vietnam og Kina, som er blevet rapporteret som mellemvært mellem fugle og mennesker. H5N1-virus kan således let overskride begrænsningen i værtsområdet. Molekylære ændringer i H5N1-virusets hæmagglutinin tyder på adaptiv evolution i den nye vært.
Den molekylære mekanisme for H5N1-overførsel til mennesker i Vietnam og Thailand i 2004 er stadig uklar. Den unikke substitution Ser239Asn (Ser227Asn i H3-nummerering), der blev identificeret i virus isoleret fra to patienter (en dreng og hans far) med H5N1-influenza efter et besøg i Fujian-provinsen i Kina i 20036,42 , blev ikke set i andre H5N1-virus. Vi55 har karakteriseret receptorbindingsspecificiteten af isolatet (A/Hong Kong/212/03) fra drengen, som havde tæt kontakt med levende kyllinger under et besøg i Fujian-provinsen, og fandt, at viruset bandt til både Neu5Acα2-3Gal- og Neu5Acα2-6Gal-sekvenser på den betingelse, at referencevirus fra and (A/duck/Hong Kong/836/80, A/duck Hong Kong/200/01) og menneske (A/New Caledonia/20/99, A/Memphys/1/71) bandt til henholdsvis Neu5Acα2-3Gal og Neu5Acα2-6Gal. Disse resultater tyder på, at den efter sin overførsel fra en fugl til et menneske kan have erhvervet evnen til at genkende Neu5Acα2-6Gal. Dette koncept er i overensstemmelse med den nuværende viden, idet HA’erne i de første tilgængelige stammer fra alle pandemier i det tyvende århundrede blev overført fra fugle til mennesker.56,57 For nylig har Mai Le et al.7 analyseret receptorbindingsspecificiteten af H5N1-isolatet fra en patient i Vietnam. Et H5N1-influenzavirus, A/Hanoi/30408/2005, blev isoleret fra en 14-årig vietnamesisk pige, som havde fået en profylaktisk dosis (75 mg en gang dagligt) af oseltamivir i 4 dage og derefter fik en terapeutisk dosis (75 mg to gange dagligt) i 7 dage. Det virus, der er resistent over for oseltamivir, blev isoleret under hendes profylaktiske behandling, og der blev ikke isoleret noget virus efter indgivelse af øgede doser oseltamivir. Pigen havde ikke haft nogen kendt direkte kontakt med fjerkræ, men havde passet sin 21-årige bror, mens han havde en dokumenteret H5N1-virusinfektion. Tidspunktet for infektionen hos disse to patienter sammen med den manglende kendte interaktion mellem pigen og fjerkræ giver anledning til at overveje, om viruset kan være blevet overført fra bror til søster. Ti kloner blev oprenset fra viruset, og den oseltamivir-resistente klon 9 og den følsomme klon 7 blev indsendt med henblik på at bestemme receptorbindingsspecificiteten. Vi fandt, at begge kloner bandt til α2-3-bundet polymer og α2-6-bundet polymer. Referencefuglevirus, A/duck/Mongolia/301/2001, bandt α2-3-linked polymer, men band slet ikke α2-6-linked polymer; humant referencevirus, A/Kawasaki/1/2001, bandt stærkt til α2-6-linked polymer, men kun svagt til α2-3-linked polymer. De bredere bindingsegenskaber hos H5N1-klonerne kan afspejle en vis grad af tilpasning i menneskelige værter. Vores to forsøg med H5N1-isolater fra mennesker i Kina og Vietnam viser, at det højpatogene aviære H5N1-virus kan mutere efter overførslen fra fugl til menneske og erhverve evnen til at genkende den menneskelige Neu5Acα2-6Gal-receptor, som let spredes fra menneske til menneske, og derefter kan forårsage en alvorligere pandemi end den spanske influenza fra 1918 i den menneskelige verden. Det er især bekymrende, at der måske kun er behov for en eller to aminosyreændringer i det virale receptorbindingssted for H5N1-virushæmagglutininin for at ændre H5-hæmagglutinininets tropisme fra fugle- til mennesketype-receptorer.7
I 1999 blev H9N2-fugleinfluenzavirus også overført til to børn i Hongkong og forårsagede mild influenza. Vores gruppe58 og Matrosovich et al.59 viste, at nogle H9N2-influenzavirus isoleret fra vagtler i Kina allerede har erhvervet en præference for binding til Neu5Acα2-6Gal-receptorer ligesom human stamme, hvilket indikerer, at dette virus har et potentiale til at forårsage overførsel fra menneske til menneske, selv om tilfældet ikke er rapporteret indtil nu. Disse resultater viser, at fugleinfluenzavirus, der genkender Neu5Acα2-3Gal-receptoren, kan muteres i det inficerede fuglekroppe under deres cirkulation i fugleverdenen til mennesketype, der binder sig til den menneskelige receptor Neu5Acα2-6Gal sialosukkerkæderne. H9N2-virus er også blevet påvist hos svin i Hongkong60 og er nu panzootiske hos tamfjerkræ i Eurasien61 . Disse resultater understøtter, at H9N2-virus har en potentiel rolle som pandemisk influenzavirus.
I marts 2003 dukkede den patogene H7N7-subtype af aviær influenza A-virus op hos fjerkræ i Nederlandene. Virussen blev overført til mennesker. En dyrlæge døde, og der opstod konjunktivitis hos mindst 82 personer.62,63 Receptorbindingsspecificiteterne for virus H7N7 isoleret fra kyllinger og mennesker og den molekylære mekanisme for viral overførsel fra fugl til menneske er stadig ukendt. De seneste infektioner hos mennesker forårsaget af fugleinfluenzavirusene H5N1, H9N2 og H7N7 udgør en trussel om dannelse af nye muterede influenzavirus, der let spredes fra person til person, hvilket kan danne grundlag for et verdensomspændende udbrud af højpatogene influenzavirus.
De højpatogene og potentielt pandemiske fugleinfluenzavirusene H5N1 er blevet endemiske og findes nu i Asien og spreder sig i øjeblikket til Rusland og europæiske lande, og de kan ikke let udryddes.41 Der er behov for langsigtede kontrolforanstaltninger for at reducere denne trussel mod folke- og dyresundheden i denne region og potentielt i hele verden.64 Det er bydende nødvendigt, at udbrud af en H5N1-sygdom hos fjerkræ i Asien hurtigt og bæredygtigt bekæmpes.