Genetic characteristics of the influenza A pandemic (h1n1) 2009 virus circulating in Italy

Influenza viruses cause annual epidemics and occasional pandemics that have claimed the lives of millions. The emergence of new strains will continue to pose challenges to public health and the scientific communities. The recent flu pandemic, caused by a swine-origin A/H1N1 influenza virus, presents an opportunity to examine virulence factors, the spread of the infection and to prepare for major influenza outbreaks in the future. As part of the intensified surveillance carried out during the influenza pandemic, the sequences of 133 pandemic A/H1N1 strains, from patients showing different clinical outcame (12 from fatal, 24 from severe and 97 from mild cases) have been examined at WHO National Influenza Centre (NIC) located at the National Institute of Health (Istituto Superiore di Sanità, ISS). Phylogenetic analysis of the new strain, showed that the virus circulating in Italy, combines genetic information related to different swine influenza viruses. Segments HA and NP are related to swine influenza viruses isolated in North America. Segments NA and M are related to swine influenza viruses isolated in Eurasia. Specific markers for virulence and pathogenicity have been evaluated in the viral genome. Sequence analysis of the isolates of the 2009 A/H1N1 viruses, to date, has not identified molecular features known to confer increased transmissibility or virulence in studies of other influenza A viruses, suggesting that previously unrecognized molecular determinants could be responsible for the transmission among humans. Particular attention has been paid to the specific mutation in the viral haemagglutinin D222G, initially reported in association with fatal cases in several countries. On the basis of our observations, the majority of severe and fatal cases investigated in Italy did not carry the D222G substitution, and it was also observed in few mild cases, suggesting that this mutation is not required for a severe outcome. We also describe a fatal case of myopericarditis presenting with cardiac tamponade in a previously healthy 11-year-old child, which has not shown the D222G mutation. Pandemic H1N1 2009 influenza A virus sequences were identified in throat and myocardial tissues and pericardial fluid, suggesting damage of myocardial cells directly caused by the virus. The first case of oseltamivir-resistance among the influenza pandemic A/H1N1 strains circulating in Italy since the beginning of the pandemic is also reported.

I virus influenzali sono responsabili di epidemie annuali e di più rare pandemie occasionali, che in passato hanno causato la morte di milioni di persone. La comparsa di nuovi ceppi virali rappresenta una continua minaccia per la salute pubblica e una sfida per la comunità scientifica. La recente pandemia influenzale, causata da un virus di sottotipo A/H1N1 di origine suina, costituisce un ulteriore strumento per lo studio dei fattori di virulenza e della diffusione dell'infezione in preparazione a futuri eventi pandemici. Nell'ambito dell’attività di sorveglianza virologica dell'influenza, intensificata durante la pandemia influenzale, le sequenze di 133 ceppi pandemici A/H1N1, isolati da pazienti che mostravano diversi esiti clinici (12 casi fatali, 24 gravi e 97 lievi) sono state esaminate presso il WHO-National Influenza Centre (NIC) dell'Istituto Superiore di Sanità (ISS). L’analisi filogenetica dei ceppi in studio, ha mostrato che i virus pandemici circolanti in Italia, derivano dal riassortimento genetico di virus influenzali diffusi tra i suini. I segmenti genici HA e NP mostrano una stretta correlazione con i ceppi isolati nei suini del Nord America, mentre i segmenti M ed NA correlano maggiormente con i ceppi suini circolanti in Eurasia. La presenza di specifici marcatori molecolari per virulenza e patogenicità è stata valutata all’interno dell’intero genoma virale. L'analisi delle sequenze degli isolati analizzati, non ha evidenziato alcuna caratteristica molecolare coinvolta in una maggiore trasmissibilità o virulenza, suggerendo che preesistenti determinanti molecolari potrebbero essere responsabili della elevata trasmissibilità. Particolare attenzione è stata dedicata alla mutazione nel gene della emagglutinina virale D222G, inizialmente riportata da molti paesi in associazione a casi clinici ad esito fatale. Sulla base delle nostre osservazioni, solo pochi tra i casi fatali e gravi, analizzati in Italia, presentano la sostituzione D222G, osservata anche in casi lievi, suggerendo che questa mutazione non è strettamente associata ad infezioni ad esito fatale. In questo studio è inoltre descritto un caso di miocardite ad esito fatale in un bambina di 11 anni. Il virus pandemico, non presentante la mutazione D222G, è stato identificato nei tessuti della gola, del miocardio e nel fluido pericardico, il che suggerisce un danno alle cellule del miocardio causato direttamente dal virus. Viene anche riportato il primo isolamento di un ceppo pandemico A/H1N1 resistente all’Oseltamivir in Italia a partire dall'inizio della pandemia.