Американские исследователи определили десять участков генома вируса болезни Марека, которые позволяют ему вызывать у кур тяжелые опухоли и обходить защиту вакцин. Результаты исследования объясняют, как вирус эволюционирует под давлением массовой иммунизации, и могут помочь в разработке препаратов, эффективных против будущих, более опасных штаммов.
Болезнь Марека – это высококонтагиозное герпесвирусное заболевание, поражающее преимущественно кур. Вирус приводит к образованию опухолей в органах, вызывает паралич из-за повреждения нервов, подавляет иммунитет и часто ведет к гибели птицы. Для человека он не опасен, но представляет серьезную угрозу для птицеводства, так как быстро распространяется в плотных популяциях. Частицы вируса долго сохраняют жизнеспособность в пыли птичников, что способствует его передаче между особями и фермами.
Вакцинация, начатая в 1970-х годах, значительно снизила экономический ущерб от болезни Марека. Однако существующие вакцины, как правило, не предотвращают заражение и не останавливают передачу вируса. Они лишь замедляют развитие заболевания и сокращают смертность. Это создает условия для эволюции вируса: он продолжает циркулировать, и со временем появляются более патогенные штаммы, способные преодолевать иммунную защиту.
Чтобы изучить генетическую основу этих изменений, ученые из Университета штата Пенсильвания и Министерства сельского хозяйства США проанализировали полные геномы 65 штаммов вируса. Образцы из коллекции ведомства были собраны в период с 1962 по 2016 год. Каждый штамм ранее классифицировали по одному из четырех патотипов в зависимости от тяжести вызываемого заболевания и способности обходить вакцинную защиту.
Сравнив геномы, исследователи обнаружили около 800 генетических вариантов, а также несколько вставок и удалений более длинных участков ДНК. Анализ показал, что все наиболее вирулентные штаммы произошли от общего предка. Это говорит о том, что способность преодолевать действие вакцин могла возникнуть в одной конкретной ветви эволюционного древа вируса. Статистический анализ выявил 10 вариантов, наиболее тесно связанных с вирулентностью. Самая сильная связь обнаружена у так называемого тандемного повтора – участка ДНК, скопированного несколько раз. Такие повторы могут служить гибким механизмом адаптации вируса к новым условиям.
Результаты объясняют, почему болезнь Марека остается трудноконтролируемой. Первое поколение вакцин защищало от ранних штаммов, но со временем появились вирусы, которые их преодолели. Последующие вакцины обеспечивали более надежную защиту, но уже известны и гипервирулентные штаммы, вызывающие болезнь даже у привитых птиц. Понимание того, какие гены отвечают за этот процесс, поможет разработать вакцины нового поколения. Выявленные участки генома могут стать маркерами для отслеживания опасных штаммов и позволят перейти от реагирования на вспышки к прогнозированию генетических изменений вируса.