Wenn das H5N1 -Vogelgrippevirus von Tieren in Menschen springt, trifft es eine Sackgasse. Wenn man die Schlüsselgene fehlt, die dazu beitragen würden, Menschen zu infizieren, verursacht es keine Pandemie.
Aber wenn sich das Virus plötzlich in a verwandelte gefährliche neue MutanteWoher würden wir es wissen?
Experten sagen, dass unsere Städte ein wertvolles Werkzeug haben, mit dem wir besser im Virus im Auge behalten können: Abwasser. Während das Abwasser bereits auf das Vorhandensein von Vogelgrippe getestet wird, wird die genetische Sequenz des Virus nicht untersucht. Wir haben daher die Chance, sie zu erkennen, bevor Krankenhäuser mit den Kranken überflutet werden.
VERWANDT: Erster US
„Das Sequenzieren von Abwasser ist eine sehr wichtige Aufgabe, die wichtige Informationen liefern kann“, sagte Dr. Abrarar Karan, Experte der Stanford University Infectious Disease. „Es ist nützlich, weil es uns sagen kann, wie sich das Virus entwickelt.“
Wenn ein Programm „Genomic Surveillance“ implementiert würde, würde Gesundheitsbeamten aufstrebende Hotspots einbezogen und eine Impfkampagne beginnen und die Maskierung und andere Vorsichtsmaßnahmen fördern.
H5N1 hat sich verbessert Kaliforniens MilchindustrieDer größte Milchproduzent der Nation mit insgesamt 733 Milchprodukten, die seit August 2024 Infektionen melden. Von diesen wurden im vergangenen Monat 35 entdeckt. Solche weit verbreiteten Infektionen erhöhen die Möglichkeit, dass sich das Virus nach Angaben von Experten für Infektionskrankheiten auf Milcharbeiter ausbreitet.
Die genomische Überwachung ist derzeit zu teuer und technisch beeindruckend, um in ein großes, landesweites System verwandt zu werden, stimmen Wissenschaftler zu.
Aber kleinere Forschungsstudien haben bereits sein Potenzial bewiesen. Wenn es gezielt oder vereinfacht wird, könnte dies die nächste Pandemie abgeben, sagen sie.
„Die Abwasserüberwachung sollte als Instrument der Sentinel -Überwachung betrachtet werden“, so Wissenschaftler der University of Texas und Baylor College of Medicine, die die Gensequenzen von H5N1 -Proben in 10 Städten in ganz Texas entschlüsseln. Sie veröffentlichten ihre Ergebnisse in einer kürzlich im New England Journal of Medicine.
Aktuelle Tests suchen nach der Prävalenz des Virus im Abwasser; Es sucht nicht nach spezifischen Mutationen. Und es identifiziert nicht die Quelle des Virus – sei es aus dem Stuhl einer Person, eines Tieres oder eines tierischen Produkts wie Milch.
Genomische Sequenzierung, die das gesamte virale Genom entzieht, ist ehrgeiziger. Es liefert weitere Informationen.
Experten sind besorgt, weil sich H5N1 wie saisonale Grippeviren ständig verändert, wenn es sich ausbreitet. Viren sind in ein evolutionäres Wettrüsten verwickelt. Jede Iteration versucht, einen Vorteil zu verschaffen, beispielsweise die Fähigkeit, das Immunsystem zu umgehen – oder in neue Arten zu springen.
Das Virus hat sich seit dem ersten Identifizieren von Gänsen im Jahr 1996 bereits signifikant verändert. Im Jahr 2020 entstand in Europa eine neue, hochpathogene Form und breitete sich schnell auf der ganzen Welt aus. In den USA hat es mehr als 100 Millionen Zuchtvögel betroffen, den schlimmsten Ausbruch der Vogelgrippe in der Geschichte der Nation.
Neue Mutationen haben seine Ausbreitung von Vögeln in mehrere andere Arten wie Kühe gelindert.
Seit Kaliforniens erste Erkennung des Virus in Molkereien im vergangenen Sommer sind 38 Menschen infiziert, fast alle Landarbeiter. Im Januar stellte der Tierarzt in Kalifornien ein Verbot von Geflügel- und Milchviehausstellungen auf Messen und Shows ein.
Bei Menschen ist die Krankheit im Allgemeinen mild. Einige Fälle waren jedoch schwerwiegend, und das macht Experten Sorgen. Ein Teenager in Kanada verbrachte Wochen in der Intensivpflege. Ein weiterer Fall, an dem ein Mann aus Louisiana mit zugrunde liegenden Erkrankungen beteiligt war, war tödlich.
Was rätselhaft ist, ist, dass das Virus in diesen beiden schwerwiegenden Fällen nicht mit dem Virus zusammenhängt, das bei Rindern zirkuliert. Stattdessen war es mit dem Virus verbunden, das in Vögeln gefunden wurde.
Gibt es etwas an dieser speziellen genetischen Linie, die sie zwischen Menschen virulenter oder potenziell übertragbarer macht? Das macht Wissenschaftler Sorgen.
Bisher gab es Sicherheit, da das Virus nicht in der Lage ist, sich an die Zellen im menschlichen oberen Atemweg zu verringern.
Aber wenn das Virus die Fähigkeit entwickelt, die Zellrezeptoren in unseren oberen Atemwege zu erkennen, würde es ein neues Zuhause finden – und wenn wir husten oder niesen, könnte es sich ausbreiten.
Eine einzige Modifikation im Protein, die auf der Oberfläche des Virus gefunden wurde, das derzeit in Milchkühen zirkuliert, würde laut einer im Dezember in der Zeitschrift Science veröffentlichten National Institutes of Health -Studie, die im Dezember veröffentlicht wurde, eine leichtere Übertragung bei Menschen ermöglichen. Es wären jedoch wahrscheinlich zusätzliche genetische Mutationen erforderlich, damit das Virus eine Pandemie auslöste, fügten die Forscher hinzu.
Derzeit gibt es nur eine begrenzte Sichtbarkeit in den Umlauf des Virus. Wenn Menschen oder Tiere keine Symptome aufweisen, kann es sich verstecken.
Während die Milch untersucht wird, ist das Testen von Milchangestellten weitgehend freiwillig, sodass das wahre Ausmaß der Ausbreitung unklar ist. Einige landwirtschaftliche Eigentümer zögerten, Tests aufgrund von finanziellen Verlusten zu ermöglichen. Landarbeiter, von denen viele undokumentiert sind, sind nicht bereit, auf Bedenken hinsichtlich der Verlust von Arbeit und möglichen Einwanderungsfragen getestet zu werden.
Abwasser bietet einen anonymen Schnappschuss und einen Einblick in die Entwicklung des Virus.
Es gibt Herausforderungen. Trotz erheblicher Kostensenkungen in den letzten Jahren bleibt die Sequenzierung teuer und arbeitsintensiv.
„Sie begegnen viele technische Probleme“, sagte der virologe Andrew Pekosz von der Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health, der die Replikation und das Krankheitspotential von Atemwegsviren untersucht.
Das Genom des Virus bricht in Abwasser in Stücke. Und Abwasserproben sind in der Regel sehr verdünnt, daher müssen Labors zur Verarbeitung Konzentrationen des Virus erzeugen, sagte er. Und um das Virus genau zu betrachten, müssen große Teile des Genoms „verstärkt“ werden, was die Anzahl der Kopien seiner DNA erhöht. Um genau zu sein, muss das Genom hunderte Male „lesen“ werden.
Es gibt jedoch Möglichkeiten, dass die Sequenzierung angepasst werden könnte, um ein helles Licht auf aufkommende Varianten zu leuchten, sagte Pekosz.
Beispielsweise könnte die Probenahme auf kleinere Wassereinzugsgebiete oder „Kanalerätseinzugsgebiete“ in Bezug auf Milchprodukte oder Hochrisikogemeinschaften ausgerichtet sein, in denen das Virus möglicherweise konzentriert sein könnte.
„Sie können bestimmte Orte ansprechen, sogar auf einen Block oder ein Gebäude, wenn Sie in einem bestimmten Gebiet eine enge Überwachung durchführen möchten“, sagte er.
Es könnte technische Abkürzungen geben. Es ist nicht notwendig, das gesamte virale Genom zu sequenzieren, sagte er. Stattdessen könnten sich Wissenschaftler auf das Protein konzentrieren, das das größte Problem verursacht.
„Das sollte Ihnen eine gute Menge an Informationen geben“, sagte Pekosz.
Obwohl er nicht perfekt ist, sagte er: „Es würde uns helfen, zu verstehen: Gibt es da draußen besorgniserregende Veränderungen?“
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