4.25.4 Virus dell’influenza aviaria altamente patogeni e potenzialmente pandemici H5N1 e il meccanismo molecolare della trasmissione dei virus negli esseri umani
Si è creduto che la gamma di ospiti del virus dell’influenza aviaria non trasferisca i virus dell’influenza aviaria direttamente agli esseri umani. In realtà, le precedenti pandemie influenzali come H2N2 (influenza asiatica nel 1957) e H3N2 (influenza di Hong Kong nel 1968) provenivano da virus aviari riassortiti con il gene umano nei maiali. I maiali hanno recettori sia per i virus influenzali umani che per quelli aviari,18,19 e possono essere infettati sia dai virus umani che da quelli aviari, e sono gli animali che in natura vivono a stretto contatto sia con gli uomini che con gli uccelli. I maiali sono stati il “vaso di mescolamento”,36 dando origine a un nuovo mutante che può infettare le persone. Sebbene le stesse linee di sottotipi di virus (H1N1, H3N2) di quelli umani siano mantenute nei maiali, i maiali hanno sottotipi di virus influenzali A geneticamente più diversi. L’H1N1 suino di tipo aviario è emerso alla fine degli anni ’70 in Europa ed è antigenicamente e geneticamente distinto dal classico virus H1N1.37 Un’altra stirpe di virus suini di tipo umano è apparsa recentemente nei suini negli Stati Uniti durante l’ultima parte degli anni ‘90,38 indicando che i suini possono svolgere un ruolo di miscelazione di virus umani, aviari e di altre origini diverse.18,19,36
Nel 1997, un virus A dell’influenza aviaria H5N1 fu trasmesso direttamente dal pollo all’uomo a Hong Kong, uccidendo sei delle 18 persone infettate con un tasso di motilità del 33%.2-6 Il virus H5N1 a Hong Kong sembrava essere raramente trasmissibile da uomo a uomo. L’influenza aviaria H5N1 del 1997 è stata eradicata una volta con l’abbattimento di tutto il pollame di Hong Kong. Tuttavia, il donatore del gene dell’emoagglutinina nel ceppo H5N1 del 1997 (A/goose/Guangdong/1/96 ) continuò a circolare nelle oche nel sud-est della Cina39,40 e questo virus fu presto sostituito da diversi genotipi41 che erano altamente patogeni nel pollo ma non nelle anatre. Questi virus H5N1 furono nuovamente eradicati con la macellazione del pollame, per poi essere sostituiti da altri genotipi nel 2002. Nel febbraio 2003, il virus dell’influenza aviaria H5N1 è riemerso in una famiglia nel sud-est della Cina, compresa Hong Kong.42 L’infezione da virus H5N1 nel padre e nel figlio è stata confermata. Dal dicembre 2003, il virus H5N1, il virus dell’influenza aviaria estremamente patogeno, si è diffuso in molti paesi asiatici (rivisto da Lipatov et al).43
Questo virus ha ucciso quasi 150 milioni di volatili in Asia e almeno 62 persone in Thailandia,44 Vietnam, Cambogia e Indonesia fino al 1 novembre 2005. Più tardi, durante l’epidemia, furono segnalati altri isolati del virus H5N1 da varie specie aviarie (anatre, quaglie, oche, corvi e uccelli autoctoni). Un grande focolaio di virus H5N1 negli uccelli acquatici migratori è stato segnalato per la prima volta nel 2005 nel lago Qinghai nella Cina occidentale, che è una riserva naturale protetta senza allevamenti di pollame nelle vicinanze.45 Sono stati isolati ventotto virus H5N1 da 92 tamponi cloacali, tracheali e fecali, e altri cinque virus da campioni di tessuto degli uccelli acquatici selvatici. Il confronto delle sequenze ha rivelato che i virus H5N1 erano quasi identici in tutti i segmenti genici. Il gene dell’emoagglutinina conserva il motivo degli aminoacidi basici (QGERRRKKR) nel peptide di collegamento che caratterizza l’influenza aviaria altamente patogena. Tutti gli isolati di Qinghai avevano una mutazione Lys 627 nel gene PB2, che è stato associato ad una maggiore virulenza nei topi.46 L’analisi filogenetica dell’emoagglutinina, della neuraminidasi e della nucleoproteina ha indicato che i virus del Qinghai erano strettamente correlati al virus H5N1 A/Chicken/Shantou/4231/2003 (genotipo V) dei virus; tuttavia, altri cinque geni interni, rappresentati dal gene della proteina della matrice, erano strettamente correlati a A/Chicken/Shantou/810/2005 (genotipo Z) isolato nella Cina meridionale nel 2005.45 I virus del lago Qinghai, quindi, sono chiaramente distinguibili da quelli che hanno causato l’infezione umana in Thailandia e Vietnam. È stata riportata l’analisi genomica dei virus A dell’influenza aviaria H5N1 isolati dal pollame e da altri animali47 e dagli esseri umani48 in Thailandia. Il virus H5N1 è stato isolato anche da tigri e leopardi in Tailandia.49-52 Recentemente, i gatti domestici possono essere infettati sperimentalmente con il virus H5N1, e si sospetta che il gatto possa agire come ospite intermedio tra gli uccelli e gli esseri umani.53 È stata riportata una probabile trasmissione da tigre a tigre dell’influenza aviaria H5N1 in Tailandia.52 E’ stata riportata la trasmissione del virus dell’influenza equina (H3N8) a cani da corsa, levrieri.54 E’ stato anche riportato che il virus H5N1 è stato isolato da maiali in Vietnam e in Cina, che è stato segnalato come ospite intermedio tra uccelli ed esseri umani. Quindi, i virus H5N1 possono facilmente saltare il muro della restrizione del range dell’ospite. I cambiamenti molecolari nell’emoagglutinina del virus H5N1 hanno suggerito un’evoluzione adattativa nel nuovo ospite.
Il meccanismo molecolare della trasmissione del virus H5N1 agli esseri umani in Vietnam e Thailandia nel 2004 non è ancora chiaro. La sostituzione unica Ser239Asn (Ser227Asn nella numerazione H3) identificata nei virus isolati da due pazienti (un ragazzo e suo padre) con influenza H5N1 dopo aver visitato la provincia di Fujian, Cina nel 20036,42 non è stata vista in nessun altro virus H5N1. Noi55 abbiamo caratterizzato la specificità di legame del recettore dell’isolato (A/Hong Kong/212/03) del ragazzo che ha avuto un contatto ravvicinato con polli vivi durante una visita alla provincia di Fujian, e hanno scoperto che il virus si è legato a entrambe le sequenze Neu5Acα2-3Gal- e Neu5Acα2-6Gal- sotto la condizione che il virus di riferimento da anatra (A/duck/Hong Kong/836/80, A/duck Hong Kong/200/01) e umano (A/New Caledonia/20/99, A/Memphys/1/71) si lega a Neu5Acα2-3Gal e Neu5Acα2-6Gal, rispettivamente. Questi risultati suggeriscono che dopo la sua trasmissione da un uccello ad un uomo, potrebbe aver acquisito la capacita’ di riconoscere Neu5Acα2-6Gal. Questo concetto e’ coerente con le conoscenze attuali in quanto le HAs dei primi ceppi disponibili di tutte le pandemie del ventesimo secolo furono trasmesse dagli uccelli agli uomini.56,57 Piu’ recentemente, Mai Le et al.7 hanno analizzato la specificita’ di legame del recettore dell’isolato H5N1 da un paziente in Vietnam. Un virus influenzale H5N1, A/Hanoi/30408/2005, è stato isolato da una ragazza vietnamita di 14 anni che aveva ricevuto una dose profilattica (75 mg una volta al giorno) di oseltamivir per 4 giorni e poi ha ricevuto una dose terapeutica (75 mg due volte al giorno) per 7 giorni. Il virus che resiste all’oseltamivir è stato isolato durante il suo trattamento profilattico e nessun virus è stato isolato dopo la somministrazione di dosi maggiori di oseltamivir. La ragazza non aveva avuto alcun contatto diretto noto con il pollame, ma si era presa cura del fratello di 21 anni mentre aveva un’infezione documentata da virus H5N1. La tempistica dell’infezione in questi due pazienti insieme alla mancanza di interazione nota della ragazza con il pollame, solleva la possibilità che il virus possa essere stato trasmesso da fratello a sorella. Dieci cloni sono stati purificati dal virus, e il clone 9 resistente all’oseltamivir e il clone 7 sensibile sono stati presentati per determinare la specificità di legame del recettore. Abbiamo trovato entrambi i cloni legati al polimero α2-3 e al polimero α2-6. Il virus di riferimento degli uccelli, A/duck/Mongolia/301/2001, ha legato il polimero α2-3-linked ma non ha legato affatto il polimero α2-6-linked; il virus di riferimento umano, A/Kawasaki/1/2001 ha legato fortemente al polimero α2-6-linked, ma solo debolmente al polimero α2-3-linked. Le proprietà di legame più ampie dei cloni H5N1 possono riflettere un grado di adattamento negli ospiti umani. I nostri due esperimenti sugli isolati H5N1 dagli esseri umani in Cina e Vietnam mostrano che il virus aviario H5N1 altamente patogeno può mutare dopo la sua trasmissione da un uccello a un uomo, e può acquisire la capacità di riconoscere il recettore umano Neu5Acα2-6Gal che si diffonde facilmente da uomo a uomo, e quindi può causare una pandemia più grave dell’influenza spagnola del 1918 nel mondo umano. È particolarmente preoccupante che forse solo uno o due cambiamenti di aminoacidi nel sito di legame del recettore virale dell’emoagglutinina del virus H5N1 possono essere necessari per cambiare il tropismo dell’emoagglutinina H5 dai recettori di tipo aviario a quelli di tipo umano.7
Nel 1999, il virus dell’influenza aviaria H9N2 è stato trasmesso anche a due bambini a Hong Kong e ha causato una lieve influenza. Il nostro gruppo58 e Matrosovich et al.59 hanno dimostrato che alcuni virus influenzali H9N2 isolati dalle quaglie in Cina hanno già acquisito una preferenza per legarsi ai recettori Neu5Acα2-6Gal come il ceppo umano, indicando che questo virus ha un potenziale per causare la trasmissione da uomo a uomo, sebbene il caso non sia stato riportato fino ad ora. Questo risultato mostra che i virus dell’influenza aviaria che riconoscono il recettore Neu5Acα2-3Gal possono essere mutati nel corpo dell’uccello infetto durante la loro circolazione nel mondo aviario al tipo umano che si lega al recettore umano Neu5Acα2-6Gal catene sialosugar. I virus H9N2 sono stati rilevati anche nei maiali a Hong Kong,60 e sono ora panzoti nel pollame domestico in Eurasia.61 Questi risultati sostengono che i virus H9N2 hanno un ruolo potenziale come agenti dell’influenza pandemica.
Nel marzo 2003, il sottotipo patogeno H7N7 del virus A dell’influenza aviaria emerse nel pollame in Olanda. Il virus si è trasmesso agli esseri umani. Un veterinario morì e si verificò una congiuntivite in almeno 82 persone.62,63 Le specificità di legame dei recettori del virus H7N7 isolato dal pollo e dagli esseri umani e il meccanismo molecolare della trasmissione virale dagli uccelli agli esseri umani sono ancora sconosciuti. Le recenti infezioni umane causate dai virus dell’influenza aviaria H5N1, H9N2 e H7N7 minacciano la generazione di nuovi virus influenzali mutati che si diffondono facilmente da una persona all’altra e che potrebbero porre le basi per un’epidemia mondiale di virus influenzali altamente patogeni.
I virus dell’influenza aviaria H5N1 altamente patogeni e potenzialmente pandemici sono diventati endemici e sono ora residenti in Asia e si stanno diffondendo in Russia e nei paesi europei, potrebbero non essere facilmente eliminabili.41 Sono necessarie misure di controllo a lungo termine per ridurre questa minaccia alla salute pubblica e veterinaria in questa regione e potenzialmente nel mondo.64 È imperativo che i focolai di una malattia H5N1 nel pollame in Asia siano controllati rapidamente e in modo sostenibile.