В то время как мир сотрясается от распространения SARS-CoV2, новый коронавирус, вызывающий COVID-19, гораздо более древнее и ранее опасавшееся бедствие - полиовирус - близок к полной ликвидации. Вакцины против полиомиелита, разработанные Джонасом Солком и Альбертом Сабином в середине 1950-х годов, ознаменовали ликвидацию полиомиелита в США и спасли бесчисленное количество детей от внезапного паралича и смерти. Однако в развивающихся странах вспышки полиовируса все еще происходят спорадически, что является ироническим следствием самой вакцины против полиомиелита.
Вакцина против полиомиелита бывает двух типов: вакцина Солка, изготовленная из убитого вируса, и вакцина Сэбина, приготовленная из живого, но ослабленного или аттенуированного вируса. Вакцина Сэбина имеет несколько преимуществ для использования в развивающихся странах, в том числе тот факт, что ее не нужно хранить в холоде, а в качестве пероральной вакцины не требуются иглы. Однако, поскольку он содержит живой, хотя и ослабленный вирус полиомиелита, этот вирус способен эволюционировать в более вирулентные формы и вызывать вспышки спустя месяцы или годы после кампании вакцинации.
В новой статье Адам Лоринг, доктор медицины, доктор философии, из отдела микробиологии и иммунологии и отдела инфекционных заболеваний, и его совместная группа описывают инициативное исследование, которое позволило им увидеть эволюцию вакцинный вирус в более опасную форму в режиме реального времени.
"Большинство вспышек вируса полиомиелита 2 типа вызвано вакциной. Тогда возникает проблема, когда наше лучшее оружие - та же самая вакцина, так что вы как бы боретесь с огнём огнём", - говорит Лоринг.
Стремясь понять основы биологии полиовируса и то, как он размножается, лаборатория Лоринга воспользовалась возможностью, чтобы развить более раннее исследование новой кампании вакцинации в полусельской местности Бангладеш. Это исследование, проведенное Мами Таниути, доктором философии из Университета Вирджинии, и Майклом Фамуларе, доктором философии,. из Института моделирования заболеваний в Сиэтле, штат Вашингтон, вместе с группой из Международного центра исследований диарейных заболеваний, Бангладеш, наблюдали за домохозяйствами, в которых дети были вакцинированы живым аттенуированным вирусом, еженедельно собирая образцы стула у каждого члена домохозяйства. Затем вирус в этих образцах был подвергнут генетическому анализу.
«Проводится большая работа, чтобы попытаться понять, как вирус снова превращается из аттенуированного в вирулентный», - говорит Лоринг. «Чего мы не знали, так это того, что он делал в те первые несколько недель или месяцев. Это была возможность увидеть эти первые шаги».
Команда смогла подтвердить три критические мутации, которые, по мнению предыдущих исследователей, необходимы для того, чтобы вирус снова стал вирулентным, впервые определив скорость мутаций для этих генов от недели к неделе. Они также обнаружили, что аттенуированный вирус полиомиелита очень быстро развивается внутри хозяина; намного быстрее, чем то, что обычно наблюдается с другими вирусами за эти короткие промежутки времени.
«Было отобрано множество мутаций, потому что они помогли вирусу стать лучше», - говорит Лоринг. Он отмечает, что это может иметь решающее значение для целей эпиднадзора за болезнями. Сточные воды могут быть проанализированы на наличие признаков этих типов мутаций, что послужит системой раннего предупреждения о потенциальной вспышке.
Работа также выявила хорошие новости: хотя вирус преуспел в развитии внутри человека, эти изменения не передавались легко от человека к человеку.
«Несмотря на всю эволюцию, происходящую в человеке, передача имеет тенденцию тормозить ее и действительно замедляет», - говорит Лоринг..
Тем не менее, время от времени усиленный вирус добирается до нового хозяина и закрепляется, вызывая болезнь. Надежда, объясняет Лоринг, состоит в том, что эта работа «сообщит о том, как лучше воздействовать на вакцину, чтобы у вас было меньше недостатков и при этом сохранялись ее преимущества - что это на самом деле очень эффективная вакцина».