Хотя вакцины от многих заболеваний эффективны на протяжении длительного времени, вакцинироваться от гриппа приходится каждый год заново перед началом эпидемиологического сезона. Дело в том, что вирус гриппа очень быстро мутирует и многие из этих мутаций полезны для вируса: они изменяют последовательность аминокислот в его поверхностных белках, так что антитела, которые наработал наш организм после предыдущей вакцинации или перенесённого заболевания, перестают действовать. Из-за этого каждый год учёным приходится сначала предсказывать то, как вирус гриппа поменяется к следующему году, а потом уже разрабатывать соответствующую вакцину – чаще всего коктейль из поверхностных вирусных белков, которые помогут организму выработать иммунитет.
Предсказывать эволюцию удаётся благодаря тому, что мутации, которые накапливает вирус, не случайны: в результате действия естественного отбора мутации, полезные для вируса, распространяются чаще, а вредные для него – реже. Поэтому предсказание эволюции вируса требует понимания отбора, действующего на него. Но отбор известен лишь приблизительно и иногда учёные ошибаются. Это может привести к тому, что вакцина оказывается малоэффективной. Команда российских учёных из Сколковского института науки и технологий, Центрального исследовательского института эпидемиологии и других научных организаций описала новую закономерность в изменении аминокислотных последовательностей в поверхностных белках вируса гриппа.
При помощи методов биоинформатики исследователи обнаружили эффект так называемого «старения» аминокислотных последовательностей, происходящего под давлением иммунной системы человека. Существующие модели предполагают, что эволюция вируса это что-то похожее на движение по холмистой равнине, где высота над уровнем моря – приспособленность вируса, то есть то, насколько эффективно вирус он способен заразить хозяина. Однако этот ландшафт скорее похож на поверхность моря в бурю, а эволюция – на движение серфингиста, которому приходится постоянно двигаться, чтобы не уйти под воду. Существующие модели пытаются предсказать движение серфингиста, но сделать это очень сложно, если не догадываться, что движется и сама волна.
