К ортомиксовирусам относится вирус

Тема занятия: Ортомиксовирусы. Вирус гриппа. Биологические свойства. Патогенез и клиника гриппа. Лабораторная диагностика. Специфическая профилактика гриппа.

Учебная цель занятия: Изучение общих характеристик ортомиксовирусов, биологических свойств вируса гриппа, патогенеза и клиники гриппа, методов лабораторной диагностики и специфической профилактики гриппа.

Задачи занятия: Познакомиться с основными свойствами ортомиксовирусов, биологическими свойствами вируса гриппа, патогенезом и клиникой вызываемого им заболевания, методами лабораторной диагностики и средствами специфической профилактики гриппа.

Общая характеристика ортомиксовирусов

Семейство Orthomyxoviridae (от греч. orthos - правильный, прямой и myxa - слизь) объединяет группу вирусов, которые имеют особое сродство к мукополисахаридам и гликопротеидам клеточных рецепторов, а также сходные биологические свойства (способность агглютинировать эритроциты, тропизм к органам дыхания, легкость культивирования в куриных эмбрионах, наличие гемагглютинина, а у некоторых вирусов – также и нейраминидазы).

Классификация. Согласно международной таксономии вирусов, семейство Orthomyxoviridae включает четыре рода: Influenzavirus А, Influenzavirus В, Influenzavirus С и Togotovirus.

Род Influenzavirus А включает один вид - вирус гриппа А. Этот вирус открыли В. Смит, С. Эндрюс и П. Лейдлоу в 1933 г. Внутри этого вида различают субтипы вируса по гемагглютинину и нейраминидазе. Внутри субти­пов могут быть сероварианты. Номенклатура вновь выделенных изолятов вируса гриппа А складывается из следующих критериев: род / хозяин / место выделения / обозначение штамма / год выделения / формула (тип гемагглютинина Н и нейраминидазы N), например, А/крачка/ Южная Африка/1/61/(Н5N3).

Род Influenzavirus В включает один вид - вирус гриппа В, который выделили Т. Фрэнсис и Р. Меджилл в 1940 г. У него в отличие от вируса гриппа А не установлены антигенные субтипы. Вирусы гриппа В обозначаются по следующим критериям: род / место выделения / обозначение штам­ма / год выделения.

Род Influenzavirus С также включает один вид - вирус гриппа С, который открыл Р. Тэйлор в 1947 г. Дан­ный вид инфицирует только людей. Антигенных субтипов у вируса гриппа С не отмечено. Чаще всего вирусы гриппа С вызывают инфекцию у детей в виде отдельных спорадических вспышек.

Род Togotovirus включает 2 вида, из которых вирус Togoto является прототипным. Тоготовирусы передаются между позвоночными через клещей.

Морфология вирионов. Геном ортомиксовирусов представлен односпиральной линейной фрагментированной молекулой минус-РНК. Количество фрагментов в геноме различных представителей ортомиксовирусов разное. Так, вирусы гриппа А и В имеют 8 фрагментов, вирусы гриппа С – 7 фрагментов; тоготовирусы - 6 фрагментов. Каждый фрагмент в отдельности и все фрагменты в совокупности покрыты белковой оболочкой, образуя нуклеокапсид. Снаружи вирион ортомиксовирусов покрыт суперкапсидной оболочкой, имеющей шипы, образованные гемагглютинином и нейраминидазой. Между нуклеокапсидом и суперкапсидом располагается матриксный белок М. Нуклеокапсид с М-белком в совокупности составляют сердцевину вириона.

Устойчивость. Ортомиксовирусы слабо устойчивы во внешней среде. Под действием ультрафиолетового света они погибают в течение 5 минут. В 70%-ном этиловом спирте вирусы гибнут через 5 минут, в 3%-ном феноле, 1%-ной настойке йода, 1%-ной сулеме, 1%-ном купоросе – через 3 минуты.

Морфология. Вирионы вируса гриппа являются “одетыми”, сферической или нитевидной формы, полиморфные, размером 80-120 нм, содержат 32 капсомера. Снаружи они имеют липопротеиновую оболочку, которая образует выступы (шипы). Вирионы ортомиксовирусов со­стоят из нуклеокапсида спиральной симметрии и липопротеидной оболочки (суперкапсида), которая имеет выступы, образованные из гемагглютинина и нейраминидазы. Между нуклеокапсидом и суперкапсидом располагается М-белок.

Геном вирионов вируса гриппа образован однонитевой спиральной молекулой минус-РНК. Геном состоит из отдельных фрагментов (у вирусов гриппа А и В – 8 фрагментов, у вируса гриппа С – 7 фрагментов). Каждый фрагмент вирусной РНК покрыт отдельным белком. РНК упакована в комплексе с белками в виде спирали, составляя кор или нуклеокапсид. На поверхности вирионов имеет­ся множество мелких шипов, построенных из гликопротеинов с гемагглютинирующей или нейраминидазной активностью.

Нуклеокапсид имеет спиральный тип симметрии. Он представляет собой рибонуклеопротеиновый (РНП) тяж (РНК, связанная с капсидными белками), уложенный в виде двойной спирали, которая составляет сердцевину вириона. Сердцевина окружена мембраной, состоящей из белка М, который соединяет РНП с двойным липидным слоем внешней оболочки (суперкапсидом) и шиповидными отростками гемагглютинина и нейраминидазы.

Суперкапсид образован липидным бислоем, который пронизывают гликопротеиновые шипы (спикулы), определяющие гемагглютинирующую (Н) или нейраминидазную (N) активность. В вирионе обнаружено 7 структурных белков, из которых 3 белка являются наруж­ными и 4 белка - внутренние.

К наружным структурным протеинам относятся гемагглютинин (Н), нейраминидаза (N) и белок М. Гемагглютинин и нейраминидаза входят в состав суперкапсида. Они заякорены гидрофобными концами в липидном бислое суперкапсида и структурно оформлены в виде шипов, выступающих на по­верхности вириона. Внутри вириона гемаг­глютинин и нейраминидаза контактируют с М-белком, а через него - с сердцевиной.

Гемагглютинин и нейраминидаза являются гликопротеинами и входят в состав липопротеиновой оболочки вириона (суперкапсида). Гемагглютинин изменчив (у вирусов гриппа А человека и животных выявлено 16 антигенных типов или вариантов гемагглютинина – от Н1 до Н16). Антитела к нему обеспечивают защитный эффект. Функции гемагглютинина: - прикрепительная (связывается с сиаловой кислотой рецепторов поверхности эпителиальных клеток); - участие в слиянии (содержит пептид слияния) оболочки вириона с мембранами клетки и гемагглютинации, агрегируя (склеивая) эритроциты; - протективные свойства, способствующие развитию иммунитета (вируснейтрализующие антитела).

Нейраминидаза распознает и взаимодействует с рецепторами клетки, содержащими N-ацетилнейраминовую кислоту, то есть приводит к проникновению вируса внутрь клетки, а также, отщепляя нейраминовую кислоту от дочерних вирионов и клеточной мембраны, к выходу вирусов из клеток и распространению вирионов. Нейраминидаза изменчива – у вируса гриппа А человека и животных выявлено 9 вариантов нейраминидазы (от N1 до N9). У виру­са гриппа типа С нейраминидаза отсутствует; ее заме­няет ацетилэстераза, отрезающая ацетильные группы гликопротеинов. Нейраминидаза образует отдельные шипы, которых меньше, чем количество шипов гем­агглютинина. Нейраминидаза отделяет вирионы от сиалированных муцинов, покрывающих слизистую оболочку, способствуя продвижению вируса к поверхности эпителиальных клеток. При завершении репликативного цикла она помогает отделению созревших вирионов от эпителиоцитов.

Протеин М (матриксный белок) выстилает липопротеиновую оболочку изнутри вирусной частицы. Он представлен белками М1 и М2. Матриксный белок М1 и мембранный белок М2 окружают нуклеокапсид и защищают геном. При этом М1-белок взаимодействует с нуклеокапсидом и оболочкой, а М2-белок формирует мембранный канал.

Три внутренних структурных протеина (РВ1, РВ2, РА) формируют нуклеокапсид, а также участвуют в транскрипции и репликации вируса. Так, белки Р1 или РВ1 являются транскриптазой, Р2 или РВ2 – эндонуклеазой, Р3 или РА – репликазой. Четвертый внутренний белок (NР) связан с наружным фрагментом РНК и выполняет регуляторные и структурные функции. Кроме структурных белков для вируса гриппа характерны неструктурные белки NS1и NS2, существующие только в инфицированной клетке.

Репродукция вируса гриппа состоит из следующих этапов: 1. Адсорбция и проникновение вируса внутрь клетки. Вирус адсорбируется на клетках за счет взаимодействия гемагглютинина с сиаловой кислотой рецепторов клеточных мембран и проникает внутрь.

2. Депротеинизация капсида и его проникновение в ядро клетки. В цитоплазме клетки нуклеокапсид освобождается от суперкапсида и выходит в цитоплазму. Отсюда вместе с М-белком он транспортируется в ядро, где уже через несколько минут после заражения появляются первые РНК-транскрипты.

3. Образование полных и неполных плюснитей РНК. В ядре клетки происходит трансформация геномной минус-нити РНК с помощью вирусной РНК-зависимой РНК-полимеразы в неполные и полные плюс-нити. Неполные плюс-нити являются иРНК для синтеза вирусных белков, а полные плюс-нити служат матрицей для синтеза геномных минус-нитей РНК.

4. Трансляция вирусных белков. После выхода молекул мРНК из ядра в цитоплазму клетки происходит трансляция вирусных белков (NP, РВ1, РВ2, РА и М) на полирибосомах. Белки NP, РВ1, РВ2 и РА после синтеза из цитоплазмы возвращаются в ядро, где связываются с вновь синтезированной вирусной РНК, а затем в виде нуклеокапсида возвращаются в цитозоль. Матриксный белок М после синтеза в цитоплазме движется к внутренней поверхности клеточной мембраны, вытесняя из нее в этом участке клеточные белки. Белки N и H синтезируются на рибосомах, связанных с мембранами эндоплазматического ретикулума, подвергаются гликозилированию и транспортируются на внешнюю поверхность клеточной мембраны, встраиваясь напротив белка М и образуя шипы. Белок Н при этом подвергается разрезанию на субъединицы НА1 и НА2.

5. Формирование потомства вирионов. На границе ядерной мембраны белки капсида и РНК потомства формируют нуклеокапсиды, которые мигрируют в цитоплазму для дальнейшего созревания. В модифицированных М-белком участках клеточной мембраны нуклеокапсиды окончательно созревают и выходят из клеток путем почкования.

6. Выход вирионов из клетки происходит почкованием. При этом сформированный нуклеокапсид, проходя через мембрану клетки, окружается белком М и измененной мембраной клетки, содержащей гемагглютинин и нейраминидазу.

Историческая справка. Слово “грипп” заимствовано из французского языка и в понятии “эпидемический (заразный) насморк” используется в России с начала XIX в. Значительно раньше болезнь называли “инфлюэнцей”. Термин “инфлюэнца” принят во многих странах, но у нас утвердилось понятие “грипп”, отражающее клинико-эпидемиологическую сущность болезни: острое начало, быстрое развитие и распространение среди людей (фр. grippe - хватать, схватывать). Первая из наиболее полно описанных эпидемий гриппа относится к 1510 г. В 1918 г. случилась необычная по масштабам и последствиям пандемия (глобальная эпидемия) гриппа. Как и большинство крупных вспышек, она возникла в Юго-Восточной Азии (Китае), но по случайному стечению обстоятельств зафиксирована в истории как “испанский грипп”, или просто “испанка”. В течение 2-3 лет от испанки погибло более 20 млн. человек. Последую­щие эпидемии гриппа, хотя и перерастали неоднократно в пандемии, не приносили столько жертв.

Современная история гриппа началась в 1933 г., когда был выделен его возбудитель – вирус гриппа типа А. Это удалось сделать В. Смиту и его коллегам при заражении африканских хорьков ультрафильтратом смыва из зева больного гриппом (им был В. Смит - один из авторов открытия). Заболевание, которое последовало у зараженных животных, очень напоминало грипп человека. В 1940 г. был изолирован вирус гриппа типа В, а в 1947 г. – вирус гриппа типа С.

Экология. Кроме человека в естественных условиях вирусы гриппа инфицируют млекопитающих и птиц. Вирусы гриппа человека не вызывают эпизоотии, хотя пример с “испанским гриппом” свиней не исключает такой возможности. Так, в последние годы зарегистрированы случаи заражения людей штаммами вируса гриппа А, циркулирующими среди птиц. Реальная тревога возникла в 1997 г. в Гонконге, когда 18 человек напрямую заразились от домашних птиц вирусом Н5N1; 6 человек погибло. В 2003 г. высоковирулентные штаммы птиц Н5N1 и Н7N7 спровоцировали фатальные случаи гриппа среди жителей Южной Азии. Вирусы типов В и С являются сугубо человеческими и в естественных условиях не инфи­цируют других хозяев.

Патогенез. Вирусы гриппа проникают в респираторный тракт с каплями аэрозоля и частицами пыли. Чем мельче их величина, тем глубже проникает вирус; самые мелкие частицы достигают бронхиол и альвеол. Главным местом размножения вируса служат реснитчатые и бокаловидные клетки слизистой оболочки верхних дыхательных путей, но инфекция может охватить весь респираторный тракт - от носовых ходов до терминальных бронхиол и альвеол. Повреждение зараженных эпителиоцитов приводит к выходу вируса в кровь. Находясь в крови, вирус гриппа не оказывает патологического воздействия из-за отсутствия сывороточных и тканевых протеаз, способных активировать вирусный гемагглютинин.

В зонах выраженного повреждения эпителия могут развиваться осложнения, вызванные присоединением бактериальной инфекции.

Освобождение от вируса начинается после повреждения слизистой оболочки. Продукты распада эпителиоцитов и медиаторы воспаления стимулируют продукцию слизи, а уцелевшие клетки мерцательного эпителия и кашлевые толчки проталкивают ее вверх вместе с основной массой вируса. Этот простой, но надежный механизм в сочетании с ринореей предупреждает распространение инфекции по респираторному тракту, способствуя выздоровлению.

Вирус гриппа А. Эпидемиология. Источник инфекции - только человек, больной или носитель. Заражение происходит воздушно-капельным путем. Инкубационный период очень короток, возникшая эпидемия распространяется очень быстро и при отсутствии коллективного иммунитета может перерасти в пандемию.

Особенности патогенеза и клиники. Инкубационный период при гриппе короткий - 1-2 суток. Вирус размножается в эпителиальных клетках слизистой оболочки дыхательных путей с преимуще­ственной локализацией в области трахеи, что клинически проявляется в виде сухого мучительного кашля с болями по ходу трахеи. Продукты распада пораженных клеток попадают в кровь, вызывают сильную интоксикацию и повышение температуры тела до 38-39°С. Вирус гриппа оказывает угнетающее действие на кроветворение и иммунную систему. Все это может приводить к вторичным вирусным и бактериальным инфекциям, которые осложняют течение болезни.

Постинфекционный иммунитет. Главная роль в формировании приобретенного иммунитета принадлежит вируснейтрализующим антителам, блокирующим гемагглютинин и нейраминидазу, а также секреторным иммуноглобулинам IgAs. Перенесенное заболевание оставляет за собой антитела, которые сохраняются долгие годы. Связанный с этими антителами иммунитет имеет штаммовую направленность и не гарантирует защиты от заражения новыми вариантами вируса.

Лабораторная диагностика. Материалом для исследования служит отделяемое носоглотки, которое получают либо путем смыва, либо с помощью ватно-марлевых тампонов, и кровь. Для диагностики гриппа применяют следующие методы: 1. Вирусологический - заражение куриных эмбрионов, культур клеток почек зеленых мартышек (Vero) и собак (МDСК). Культуры клеток особенно эффективны для выделения вирусов А (Н3N2) и В. 2. Серологический - выявление специфических антител и определение возрастания их титра (в парных сыворотках) с помощью РТГА, РСК, иммуноферментного метода. 3. В качестве ускоренной диагностики используют иммунофлуоресцентный метод, позволяющий быстро обнаружить вирусный антиген в мазках-отпечатках со слизистой оболочки носа или в смывах из носоглотки больных. 4. Разработаны методы иммуноферментного анализа для выявления вирусных антигенов непосред­ственно в материале от больных, а также метод РНК-зонда. 5. Предложена иммуноферментная методика “бескровного” обнаружения специфических секреторных IgAs в слюне в качестве самостоятельного способа диагностики гриппа.

Вирус гриппа В. Структура вириона сходна со структурой вируса гриппа типа А. Геном состоит из 8 фрагментов, кодирующих 3 неструктурных и 7 структурных белков. По антигенным свойствам гемагглютинина и нейраминидазы различают несколько серовариантов. Процесс антигенного дрейфа выражен слабее, чем у вируса типа А. Вирусы гриппа типа В вызывают локальные вспышки и эпидемии; пандемий не вызывают. Клиника заболевания такая же, как и при гриппе типа А. Лабораторная диагностика такая же, вирус дифференцируется серологически. Специфическая профилактика осуществляется так же, как против гриппа А.

Вирус гриппа С. Вирион типа С имеет такую же форму, как вирусы типов А и В. Однако он отличается от них не только антигенными свойствами, но и рядом других признаков. Геном представлен однонитевой негативной РНК из 7 фрагментов, нуклеотидная последовательность которых существенно отличается от таковых вирусов типов А и В. Геном кодирует 1-2 неструктурных и 6 структурных белков. У вируса типа С отсутствует нейраминидаза, поэтому на наружной мембране вириона имеется только один тип шипов.

Вирусу типа С не свойственна такая изменчивость, как вирусу типа А. Хотя вирус гриппа С не вызывает пандемий и больших эпидемий, он часто является причиной спорадических заболеваний гриппом. Клиника заболевания такая же, как при относительно умеренных формах гриппа А. Диагностика основана на выделении вируса в куриных эмбрионах; применяются также иммунофлуоресцентный метод и другие серологические реакции.

Лечение гриппа у людей проводится с использованием амантадина, ремантадина, противогриппозного иммуноглобулина, интерферона.

Специфическая профилактика заключается в применении вакцин: - живая из аттенуированного вируса; - убитая вакцина цельновирионная; - субвирионная вакцина (из расщепленных вирионов); - субъединичная вакцина (вакцина, содержащая только гемагглютинин и нейраминидазу). Полимер-субъединичная вакцина “Гриппол” представляет собой конъюгат поверхностных белков вирусов гриппа А и В, который связан с сополимером полиоксидионием (иммуностимулятор).

Контрольные вопросы по теме занятия: 1. Общая характеристика ортомиксовирусов. 2. Строение вириона вируса гриппа. 3. Репродукция вируса гриппа. 4. Эпидемиология и клиника гриппа. 5. Лабораторная диагностика гриппа. 6. Специфическая терапия и профилактика гриппа.

Литература для подготовки к занятию: Основная литература: 1. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. Под ред. А.А. Воробьева. М., 2004. Дополнительная литература: 1. Л.Б. Борисов. Медицинская микробиология, вирусология, иммунология. М., 2002. 2. О.К. Поздеев. Медицинская микробиология. М., ГЭОТАР-МЕДИА, 2005. 3. Медицинская микробиология. Справочник. Под ред. В.И. Покровского и О.К. Поздеева. М., ГЭОТАР-МЕД, 1998.

Ортомиксовирусы: вирус гриппа

Возбудители гриппа – вирусы гриппа А, В и С – относятся к семейству ортомиксовирусов (Orthomyxoviridae). В простонародье гриппом часто называют любые относительно легко протекающие ОРВИ, вызываемые вирусами, передающимися воздушно-капельным путем, тогда как настоящий грипп (особенно, вызываемый вирусом гриппа типа А) является острым респираторным заболеванием порой с крайне тяжелым течением и последующими осложнениями. Ежегодные вспышки гриппа в осенне-зимний период все чаще являются причиной смерти среди пожилых пациентов, наряду с которыми пациенты с хроническими заболеваниями сердечно-сосудистой и дыхательной систем, а также маленькие дети и беременные женщины подвергаются повышенному риску при заражении вирусом гриппа.

К данному семейству, как уже было указано выше, относятся 3 патогенных для человека рода: Influenza-A, Influenza-B, Influenza-C. Ортомиксовирусы обладают сегментарым геномом, содержащим однонитевую РНК негативной полярности ( (-)ssRNA - single-stranded RNA). Сегментация генома (8 сегментов у вирусов гриппа А и В, 7 – у Influenza-C) и высокая частота мутаций являются важными основами широкой генетической вариабельности вирусов гриппа. Вирусы гриппа В и С встречаются, как правило, только у людей (при этом вирус гриппа С как возбудитель инфекций у человека играет крайне малую роль), а резервуаром вируса гриппа А зачастую могут быть водоплавающие птицы. Кроме того, инфицированию таким типом вируса гриппа подвержены не только люди, но и многие другие млекопитающие. Как наиболее грозного и часто встречающегося возбудителя ОРВИ у людей мы будем рассматривать в посте вирус гриппа А.

Influenza-A: строение и классификация:

Повторюсь, геном вируса гриппа А состоит из 8-ми сегментов, которые в общей сложности кодируют 11 собственных вирусных белков. Каждая сегментарная РНК ассоциирована с нуклеопротеином (NP) и вместе с полимеразными белками (PB1, PB2, PA) образует рибонуклеопротеидный комплекс (нуклеокапсид). Разделение вирусов гриппа на три типа обусловлено именно антигенными свойствами белков нуклеокапсида. Все рибонуклеопротеидные комплексы окружаются липидной оболочкой, которая формируется от мембраны клетки-хозяина.

Из всех собственных вирусных белков вирусной оболочки преобладают 2 основных гликопротеина: гемагглютинин (HA) и нейраминидаза (NA), которые как шипы выдаются над поверхностью вируса. Еще один белок вирусной оболочки – М2 – представляет собой ионный канал. Внутренняя поверхность оболочки вируса покрыта матричным протеином М1. Кроме того, наследственный материал вирусов гриппа несет в себе закодированную информацию о неструктурных белках – NS1 и NS2, которые выполняют разнообразные функции, например, при репликации вируса.

- нейраминидаза – удаляет сохраняющиеся остатки нейраминовой кислоты с мембраны клетки-хозяина и вирусной оболочки, играет важную роль в высвобождении вирусных частиц.

У водоплавающих птиц, которые, как мы помним, являются естественным резервуаром вируса гриппа А, обнаружено на сегодняшний день 16 различных подтипов гемагглютинина (H1-16) и 9 подтипов нейраминидазы (N1-9), описано более 110 различных HA/NA-комбинаций. В сезонных и пандемических случаях вирусных инфекций человека, вызванных активностью вируса гриппа типа А, основное значение имеют НА-подтипы Н1-Н3, а среду NA-подтипов выделены N1 и N2. Вообще, при названии выделенного вируса учитывается не только информация о субтипах белков вирусной оболочки, но и следующие моменты: 1) обозначение рода (типа вируса); 2) место, где вирус был выделен; 3) номер изолированного штамма; 4) год, когда вирус был выделен; 5) HA- и NA-подтипы. Например: A/Hongkong/1/68(H3N2).

Цикл репликации вируса Influenza-A:

Первым этапом в репликации вируса является адсорбция вирусных частиц на эпителиальных клетках верхних дыхательных путей. При этом HA1-субъединица гемагглютинина связывается с терминальными остатками нейраминовой кислоты, которые входят в состав гликопротеинов или гликолипидов, составляющих клеточный рецептор для вируса гриппа А. Особое сродство вирусов гриппа к альфа-2,3- и альфа-2,6-связанной нейраминовой кислоте предопределяет как органотропность вируса, так и инфицируемый вирусом организм.

После проникновения вириона в клетку посредством рецептороопосредованного эндоцитоза, снижения значения рН в эндосоме, начинается изменение конформации HA1/НA2-комплекса, что вызывает раскрытие домена HA2-субъединицы, обеспечивающего слияние вирусной оболочки с мембраной эндосомы. Кроме того, через М2-ионный канал происходит снижение рН внутри вирусной частицы. Этот момент является очень важной предпосылкой для разрыва белок-белковых взаимодействий и делает возможным высвобождение рибонуклеопротеидного комплекса в цитоплазму и дальнейший транспорт свободных от белка М1 рибонуклеопротеидов.

Роль вируса гриппа как возбудителя инфекционных заболеваний:

Антигенный дрейф и антигенный шифт: высокая погрешность в работе вирусной РНК-зависимой РНК-полимеразы при репликации РНК ведет к многочисленным мутациям. При этом под влиянием иммунной системы инфицированного организма закрепляются мутации, определяющие изменение антигенных свойств вируса. Антигенный дрейф в значительной мере является процессом, обуславливающим ежегодные вспышки гриппа, сезонный грипп. Также, сегментированный геном располагает к обмену составляющими его сегментами, благодаря чему вирус может обзавестись новыми антигенными или влияющими на патогенность характеристиками, что может стать основой для пандемии гриппа. Если же при этом происходит обмен сегментами, содержащими информацию о поверхностных протеинах – HA, NA – в этом случае речь идет об антигенном шифте.

Пандемии вирусной инфекции

Если вирус с сильно измененными или даже полностью новыми антигенными свойствами оказывается среди населения, которое, так сказать, иммунологически не готово к встрече с ним (отсутствуют нейтрализующие вирус антитела), то вполне вероятно развитие пандемии, поскольку вирус распространяется за короткое время и вызывает развитие заболевания у достаточно большого количества людей. Также, вследствие отсутствия частичного иммунитета, во время вспышек пандемий не только возрастает количество заболевших, но и случаи тяжелого клинического течения болезни.

Чтобы вирус гриппа А смог инфицировать клетки человеческого организма, должны быть выполнены некоторые условия. Важнейшим из этих условий является специфика вирусных рецепторов: вирус гриппа человека использует в качестве клеточных рецепторов для связывания протеины или липиды, несущие альфа-2,6-связанные остатки нейраминовой кислоты (или ее производных, сиаловых кислот), которые присутствуют, главным образом, в клетках эпителия верхних дыхательных путей человека.

Также уровень репликации (может быть обусловлен мутациями в вирусном полимеразном комплексе – PA, PB1, PB2) вносит свой вклад в патогенность вируса. Помимо этого, важными являются вирусные факторы, влияющие на иммунный ответ инфицированного организма: например, NS1-белок, который, кроме прочего, блокирует развитие иммунного ответа с участием a/ß-IFN. Или можно вспомнить белок PB1-F2, способный индуцировать апоптоз моноцитов/макрофагов, выводя тем самым из строя важные клетки, необходимые для активации адаптивного иммунного ответа.

Терапия и медикаментозная профилактика:

Неосложненная вирусная инфекция лечится, как правило, симптоматически. Салицилаты не назначаются детям из-за опасности развития синдрома Рейе. Осложнения, вызванные бактериальной суперинфекцией, лечат, назначая антибиотики в соответствии с выявленным возбудителем.

Специфическая терапия имеет место быть у пациентов с повышенным риском осложнений или при тяжелом течении вирусной инфекции. Это могут быть ингибиторы нейраминидазы (озельтамивир, занамивир) или блокаторы мембранного протеина М2 (адамантаны). Терапия будет эффективной, если она начата в пределах от 48 до 72 часов, хотя в тяжелых случаях попытка терапии может быть предпринята и в более поздний срок.

- ингибиторы нейраминидазы: блокируя вирусную нейраминидазу препятствуют высвобождению новых вирусных частиц из инфицированных клеток организма, благодаря чему тяжесть и продолжительность заболевания существенно снижается. Эффективность препаратов этой группы распространяется на вирусы гриппа типа А и В. Озельтамивир принимается перорально, занамивир пока только в ингаляционной форме. Хотелось бы также упомянуть, что часть циркулирующего вируса гриппа A H1N1 в период с 2007 по 2009 годы была резистентна к озельтамивиру.

- адамантаны: адамантин эффективен исключительно по отношению к вирусу гриппа типа А. Однако побочные эффекты препарата достаточно велики, а резистентность к нему развивается очень быстро. Штаммы пандемичного A/H1N1 2009 года резистентны к адамантанам.
Медикаментозная профилактика проводится только непривитым людям, с повышенной вероятностью контакта с возбудителем, имеющим риск тяжелого течения заболевания.

По причине высокой изменчивости вируса гриппа вакцинация должна проводиться каждый год перед началом сезона. Это мертвые вакцины, представленные двумя типами: сплит-вакцины (расщепленные) или субъединичные. Вирусы для вакцинационного материала выращиваются в инкубируемых куриных яйцах, в исключительных случаях – в клеточной культуре.

Грипп – острое инфекционное заболевание, чаще поражающее слизистые оболочки верхних дыхательных путей и сопровождающееся лихорадкой, головными болями, недомоганием.

Вирус гриппа человека типа А был выделен В. Смитом, К. Эндрюсом и П. Лейдлоу в 1933 г. В 1940 г. Т. Френсис и Т. Меджилл выделили вирус типа В, а в 1949 г. Р. Тэйлор – вирус типа С.

К семейству ортомиксовирусов (греч. orthos – правильный, myxa – слизь) относятся вирусы гриппа родов Influenzavirus А, В, С, имеющие тропизм к эпителию слизистых оболочек дыхательных путей. Вирусы гриппа типа А патогенны для человека и некоторых животных (лошади, свиньи), а также для птиц. Вирусы типа В и С поражают только людей.

Морфология Вирионы имеют сферическую форму, диаметр 80-120 нм, сердцевину и липопротеидную оболочку (рис.20).

Сердцевина содержит геном-линейную, фрагментированную однонитевую (-)РHK, каждый из 8 ее фрагментов кодирует свой вирусный протеи (семь сегментов вирусного генома кодируют структурные белки, восьмой сегмент кодирует неструктурные белки NS₁ и NS₂). Важное значение имеет матриксный белок (М) и нуклеопротеидный (NP). РНК покрыта белковым капсидом, который окружен слоем матриксного белка М, учавствующего в сборке вирионов. Нуклеокасид имеет спиральный тип симметрии, содержит фермент РНК-полимеразу, фосфопротеин, ассоциированный с РНК (NP). В транскрипции и репликации вируса принимают участие внутренние белки (Р₁, Р₂, Р₃).

На поверхности суперкапсида есть шипы – гликопротеины со свойствами гемагглютинина и нейраминидазы (рис. 21).

Репликация ортомиксовирусов первично осуществляется в цитоплазме инфицированной клетки. Вирусная РНК синтезируется в ядре клетки хозяина.

Для культивирования вируса используют куриные эмбрионы, клетки культур; заражают интраназально белых мышей.

Вирусы гриппа имеют внутренние и поверхностные антигены. Сердцевинные антигены определяют роды вируса гриппа А, В, С. Поверхностные (рис. 21) представлены гемагглютинином (НА) и нейраминидазой (NА). Гемагглютинин – основной специфический антиген, который вызывает образование вируснейтрализующих антител и обеспечивает адсорбцию вируса на клетках, в том числе на эритроцитах человека и животных, поэтому вызывает их склеивание – гемагглютинацию. Нейраминидаза расщепляет нейраминовые кислоты клеточных мембран, участвует в освобождении вирусов из клетки, обладает токсичностью.

Характерной особенностью вирусов гриппа типа А является высокая изменчивость антигенов НА и NА. Известно 13 антигенных подтипов по гемагглютинину (Н₁-Н₁₃) и 10 по нейраминидазе (N₁-N₁₀). Из них в состав вирусов гриппа человека типа А входит три гемагглютинина (Н₁-Н₃) и две нейраминидазы (N₁-N₂). В зависимости от их сочетания выделяют три подтипа вируса гриппа А человека Н₁N₁, Н₂N₂, Н₃N₂, Н₅N₁.

Изменчивость поверхностных антигенов обусловлена двумя генетическими процессами – дрейфом и шифтом. Дрейф – это небольшие изменения гемагглютинина и нейраминидазы, не выводящие штамм вируса за пределы данного подтипа. Он обусловлен точечными мутациями генов. Шифт – скачок – определяет полную замену антигенов НА и NА, в результате чего появляется новый подтип вируса. Антигенный шифт связан с заменой генов в связи с генетическими рекомбинациями между вирусами человека, животных и птиц.

Вирусы типов В и С стабильны.

Резистентность. В воздухе вирусы гриппа сохраняют инфекционные свойства при комнатной температуре несколько часов. Чем выше температура и влажность, тем быстрее инактивируется вирус. Возбудители чувствительны к действию ультрафиолетовых лучей, дезинфицирующим средствам, инактивируются при 50-60 о С в течении нескольких минут. Длительное время сохраняются в замороженном состоянии и в глицерине.

Источник инфекции – больной человек. Механизм передачи – воздушно-капельный.

Патогенез. Вирус репродуцируется в клетках цилиндрического эпителия дыхательных путей. Благодаря короткому циклу репродукции (6-8 часов) при попадании в дыхательные пути одной вирусной частицы уже через 8 часов появляется 10 3 , а к концу суток 10 27 вирионов. Эти расчеты объясняют инкубационный период заболевания – от 6-12 часов до суток. С места внедрения вируса процесс быстро распространяется на слизистую оболочку глотки, гортани, трахеи, бронхов, при этом эпителий разрушается. Через эрозированную поверхность слизистой оболочки вирус попадает в кровь и повреждает эндотелиальные клетки кровеносных сосудов (капилляров), в результате повышается их проницаемость, что приводит к отеку мозга, легких, поражается вегетативная нервная система. В процесс вовлекаются все отделы воздухоносных путей, вплоть до альвеол, отмечаются кровоизлияния в легких, миокарде, паренхиматозных органах.

Под воздействием вируса гриппа активные формы О₂, которые генерируют нейтрофилы, превращаются в высокотоксичные химические соединения (гипохлорид, сульфоксид и др.), обладающие мощным цитотоксическим действием на мембраны клеток. Утрата барьерных функций клеточных мембран является условием распространения вируса от клетки к клетке. Разрушается сурфактант, альвеолы деформируются, спадаются, заполняются транссудатом, что способствует развитию пневмонии.

Тяжесть процесса обусловлена вирулентностью вируса, состоянием иммунитета, особенно интенсивностью интерферонообразования, а также состоянием Т-клеточного иммунитета и неспецифической резистентностью организма. Но развитие иммунитета обычно запаздывает (антитела – с 7-8 дня болезни).

Частые бактериальные осложнения обусловлены разрушением эпителия и вирусной супрессией иммунитета. Вирус попадает в лимфатические узлы, повреждает лимфоциты, может развиваться приобретенный иммунодефицит, который способствует возникновению вторичных бактериальных осложнений. Такой осложненный грипп формируется чаще у людей пожилого возраста, детей, ослабленных больных.

Клинические проявления. Заболевание начинается остро с лихорадки, озноба, гиперемии кожи лица, головной боли (из-за токсического действия нейраминидазы), боли в глазных яблоках. Возникает воспаление дыхательных путей, лающий кашель, одутловатость лица, боли в мышцах и суставах, шаткая походка (действие вируса на ЦНС).

Наиболее частое осложнение гриппозной инфекции – пневмония; в большинстве случаев она вызвана присоединением вторичной бактериальной инфекции за счет избыточной колонизации аутомикрофлоры зева и носоглотки. При поражении ЦНС возникают арахноидит, энцефалит.

Иммунитет. После перенесенного заболевания формируется типоспецифический иммунитет, который обеспечивается неспецифическими (интерферон и ЕК) и специфическими (антигемагглютинины, антинейраминидазные АТ и секреторные антитела IgA) факторами защиты.

Пассивный естественный иммунитет сохраняется у детей после рождения в течение 6-8 месяцев. Активный иммунитет создается вакцинацией (см. ниже).

Лабораторная диагностика. Материал для исследования – носоглоточный смыв (в первые 3-5 дней), в поздние сроки – сыворотка больного, в летальных случаях – кусочки легочной ткани или мозга. В основе диагностики гриппа лежат 3 группы методов (табл. 3).

Экспресс-метод: используют РИФ для обнаружения вируса или его антигенов в материале. Для постановки РИФ готовят мазки-отпечатки, прикасаясь узким стеклом к нижним раковинам носовых ходов. За счет дегенерации клеток они остаются на стекле (пластами). На мазки наносят типоспецифические противогриппозные люминесцирующие сыворотки. В люминесцентном микроскопе в цитоплазме клеток выявляют свечение.

Вирусологический метод. Для выделения вируса заражают 10-12-дневные куриные эмбрионы в аллантоисную полость смывом с носоглотки, обработанным антибиотиком. С целью выявления вируса ставят реакцию гемагглютинации (РГА), если она положительна, то для идентификации ставят реакцию торможения гемагглютинации (РТГА) с антисыворотками против типа А (Н₃ N₂), (Н₂ N₂) и др. род вируса определяют в РСК.

Для выделения вируса гриппа используют также перевиваемые тканевые культуры МД СК, Hela, Hep 2, первичную культуру клеток почек эмбриона человека, фибробласты легкого эмбриона человека.

Серологический метод – ретроспективный, его используют для выявления антител с помощью РТГА, РСК, ИФА, реакции преципитации в геле, реакции нейтрализации. Исследуют парные сыворотки больного с интервалом в 8-12 дней. Увеличение титра АТ во 2-й сыворотке в 4 и более раз расценивают как признак острой вирусной инфекции.

Этот метод используют для оценки коллективного иммунитета: если титры антител низкие, то прогнозируют возможную эпидемию.

Метод применяют также для отбора донорской плазмы с высоким титром антител с целью приготовления противогриппозного иммуноглобулина.

Профилактика и лечение. Для профилактики гриппа используют противовирусные препараты (ремантадин, адапромин, дейтифорин, арбидол), интерферон, оксолиновую мазь и вакцины (живые и инактивированные). Живая гриппозная вакцина представляет собой поливалентный препарат, содержащий в одной ампуле три варианта вируса гриппа А (H₁N₁), A (H₃N₃), B. Известны следующие типы инактивированных гриппозных вакцин: цельновирионные, сплит (расщепленные), где структурные компоненты разъединены, и субъединичные, содержащие только поверхностные вирионные белки (H и N). Цельновирионная и сплит-вакцины примерно одинаковы по эффективности стимуляции антител; субъединичная вакцина более эффективна для лиц, имеющих довакцинальный иммунитет.

Противогриппозные препараты: ремантадин, дейтифорин, адапромин, оксолин защищают клетки человека от проникновения в них вируса гриппа (блокируют места связывания вируса с поверхностью клеточной мембраны). Их применяют для индивидуальной или массовой профилактики гриппа у лиц, находящихся в контакте с больными или в период эпидемии. Заболевшим назначают только в первые 2 дня болезни для ограничения распространения вируса в организме и уменьшения тяжести болезни.