Новое исследование помогает объяснить, как вирус, вызывающий герпес, может изменяться при передаче между партнерами и с течением времени при длительном заражении человека-хозяина, что может иметь значение для будущих стратегий лечения. Исследование, проведенное группой исследователей из штата Пенсильвания и Вашингтонского университета, является первым, в котором отслеживаются генетические различия вируса простого герпеса (ВПГ-1), когда он передается от взрослых половых партнеров. Их результаты показали, что перемещение вирусной популяции между партнерами оказывает сильное влияние на появление генетических различий в начале новых инфекций.

Статья с описанием этой работы опубликована в журнале PLoS Pathogens.

«Во всем мире были задокументированы сотни незначительных различий в геноме ВПГ-1, и многие из этих различий, называемые вариантами, могут быть обнаружены у одного человека-хозяина », — говорит Молли Рэтбан, аспирант биохимии и молекулярной биологии в Penn State и ведущий автор статьи. «Как часто эти варианты передаются и как быстро они развиваются внутри человека, до сих пор оставалось неясным. Улучшение нашего понимания этих процессов может помочь нам понять, почему люди так сильно различаются по тяжести и частоте своих симптомов».

Симптомы ВПГ-1 включают болезненные поражения полости рта и/или половых органов. Инфекция переключается между двумя отдельными стадиями. Во время активной стадии вирус реплицируется в клетках кожи, и вновь продуцируемый вирус высвобождается или «сбрасывается» с поверхности кожи. Между активными стадиями вирус может оставаться бездействующим в сенсорных нейронах. Передача ВПГ-1 происходит при контакте с поверхностью кожи инфицированного участка в периоды активного выделения вируса.

«Это исследование было сосредоточено на секвенировании всего генома ВПГ-1 с использованием образцов, пожертвованных участниками нашего исследования», — сказала Кристин Джонстон, доцент кафедры аллергии и инфекционных заболеваний и заместитель медицинского директора Клиники вирусологических исследований в Вашингтонский университет и автор статьи. «Это исследование уникально, потому что мы взяли образцы у участников в течение нескольких дней или недель после их первого эпизода генитальной инфекции ВПГ-1, а также мы взяли образцы у их партнеров, которые передали заболевание, чтобы увидеть, изменился ли вирус вообще в ходе передачи».

Как и другие вирусы, HSV-1 может накапливать изменения в своем геноме с течением времени в результате мутаций и других процессов. После накопления достаточного количества вариантов вирусный геном может в конечном итоге создать новый «штамм» вируса.

«В среднем последовательности генома HSV-1 от неродственных инфекций варьируются от 1500 до 4000 вариантов — более чем достаточно различий для создания различных штаммов», — сказал Рэтбан. «Поскольку изменение даже в одном положении может привести к значительным изменениям в вирусных белках , понимание того, как эти различия возникают и передаются, может иметь значение для лечения и будущих попыток создать вакцину».

Исследователи обнаружили, что, когда вирусная популяция у партнера-источника состояла только из одного штамма, вирусный геном был обнаружен с почти идеальной сохранностью у соответствующего партнера-реципиента. Когда вирусная популяция у партнера-источника была смешанной, только некоторые из вариантов этой смеси были обнаружены у партнера-реципиента. После передачи инфекция партнера-реципиента может привести к появлению дополнительных новых вариантов в их вирусной популяции, что приведет к дальнейшим различиям между партнерами по передаче.

Эти данные свидетельствуют о том, что генетические различия ВПГ-1 могут перетасовываться между каждой новой инфекцией, если в исходной инфекции присутствуют вариации до того, как произойдет передача. Это явление раскрывает новый взгляд на то, как в мире циркулирует так много различных штаммов ВПГ-1, каждый из которых несет в себе тонкие изменения вируса, которые могут влиять на симптомы и тяжесть инфекции.

«Эти данные помогают объяснить, как вирусное разнообразие передается между инфекциями для этого патогена», — сказал Мориа Шпара, доцент биологии, биохимии и молекулярной биологии в Пенсильванском университете. «Мы впервые видим генетические результаты передачи между неродственными взрослыми со смешанными вирусными популяциями».

Авторы использовали метод выборки непосредственно у пациентов для сравнения геномов ВПГ-1, собранных в течение нескольких последовательных дней и охватывающих весь год. При этом они смогли отследить рост и потерю вариантов вируса, которые в противном случае могли быть пропущены.

«Некоторые варианты, по-видимому, колебались в вирусной популяции с течением времени, что может быть признаком того, что вирус реагирует на новую среду хозяина», — сказал Шпара. «Эти варианты будут важны для изучения в будущей работе. Уровень чувствительности, который мы получили с помощью неинвазивного взятия проб кожи и целенаправленного секвенирования вируса, является удивительным шагом вперед с точки зрения обнаружения вируса. Во многих исследованиях ВПГ-1 использовались образцы, культивированные в лаборатории. Секвенируя целые вирусные геномы непосредственно с поверхности кожи, мы, наконец, можем наблюдать, как вирусные популяции меняются у реальных людей».

Команда также обнаружила доказательства того, что в некоторых случаях вирусные варианты, обнаруженные в организме человека, могут в совокупности представлять собой два различных сосуществующих штамма HSV-1. Это открытие контрастирует с предыдущими теориями о том, что смеси HSV-1 отражают медленное накопление набора вариантов из-за адаптации. Хотя потребуются дополнительные исследования, чтобы различить эти два возможных объяснения, авторы предполагают, что смешивание штаммов может объяснить, по крайней мере, часть разнообразия ВПГ-1, наблюдаемого во всем мире.

«Поскольку мы расширяем эти исследования разнообразия вирусных популяций у людей, мы стремимся понять, как генетическое разнообразие ВПГ позволяет вирусу ускользать от иммунитета хозяина. Такая информация может дать новые идеи для разработки целевых лекарств или новых стратегий вакцинации», — сказал он. Шпара.

Это исследование также является первым, в котором сравниваются последовательности генома HSV-1 у людей с текущими оральными и генитальными инфекциями. Исторически сложилось так, что инфекции орального герпеса преимущественно вызывались ВПГ-1, а инфекции генитального герпеса вызывались родственными видами, ВПГ-2. Однако в последние десятилетия все больше новых случаев генитального герпеса было вызвано ВПГ-1, особенно в странах с высоким уровнем дохода.

«Важно понять, вызваны ли эти изменения вирусологическими факторами, изменением поведения человека или и тем, и другим, чтобы улучшить наши стратегии профилактики и лечения генитального ВПГ-1», — сказал Джонстон.

Это исследование является частью продолжающихся совместных усилий между Penn State и Вашингтонским университетом, целью которых является обеспечение целостного исследования симптомов, выделения вируса и разнообразия последовательностей HSV-1 генитального HSV-1 внутри человека после первоначальной инфекции.