Семейство ортомиксовирусов (orthomyxoviridae)

Вирусы гриппа

К семейству ортомиксовирусов (греч. orthos — правильный, глуха — слизь) относятся вирусы гриппа типов А, В и С, которые так же, как и парамиксовирусы, обладают сродством к муцину. Вирусы гриппа типа А поражают человека и некоторые виды животных (лошади, свиньи и др.) и птиц. Вирусы гриппа типов В и С патогенны только для людей. Первый вирус гриппа человека был выделен от человека в 1933 г. В.Смитом, К- Эндрюсом и П. Лэйдоу (штамм WS) путем заражения белых хорьков. Позже этот вирус был отнесен к типу А. В 1940 г. Т. Френсис и Т. Меджилл открыли вирус гриппа типа В, а в 1949 г. Р. Тэйлор — вирус гриппа типа С.

 

При классификации вирусов гриппа всегда испытывались определенные трудности, связанные с их антигенной изменчивостью. Вирусы гриппа подразделены на три типа А, В и С. К типу А отнесены несколько подтипов; отличающихся друг от друга своими антигенами — гемагглютинином и нейраминидазой. Согласно классификации ВОЗ (1980 г.), вирусы гриппа человека и животных типа А разделены на 13 антигенных подтипов по гемагглютинину (HI —Н13) и на 10 — по нейраминидазе (N1 — N10). Из них в состав вирусов гриппа человека типа А входит три гемагглютинина (HI, H2 и НЗ) и две нейраминидазы (N1 и N2).

 

Таблица Антигенная структура пандемических штаммов вирусов гриппа типа А (Россия)

 

Наименование подтипа	Антигенная формула	Период циркуляции
A/Swine/1 76/31	H1N1	1918-1929 гг.
A/SWN/83, А/ /8/34	H1N1	1929-1946 гг.
А/М/1/47	H1N1	1947-1957 гг.
А/Сингапур/1/57	H2N2	1957—1968 гг.
А/Гонконг/1/68	H3N2	1968 г. – по настоящее время
А/Хабаровск/90/77	H1N1	1977 г. – по настоящее время

 

Однако недостатком данной классификации является объединение в единый подтип HI трех вирусов - возбудителей, разных по характеру вызываемых ими пандемий и эпидемий прошлых лет. Вирусы гриппа типов В и С имеют стабильные антигены, хотя гемагглютинин вируса гриппа В также претерпевает во времени антигенный дрейф. Номенклатура вирусов гриппа включает ряд обязательных показателей: 1) тип вируса (А, В и С); 2) естественный хозяин, если не человек (определенное животное); 3) географическое место выделения; 4) лабораторный номер штамма; 5) год выделения; 6) у вируса типа А в скобках указывается подтип гемагглютинина и нейраминидазы. Например, вирус гриппа А: Хабаровск/90/77 (H1N1).

 

ВНИМАНИЕ!

В Украину в 2009 году идут штаммы "Брисбен" Н3N2 и "Брисбен" H1N1 из Австралии, а также вирус гриппа типа Б "Флорида".

С этими вирусами Украина еще не сталкивались.

 

Уже известно, что в страну придут два новых вируса - Бризбен (из Австралии) и Флорида Б (из Америки).

 

Структура и химический состав. Вирус гриппа имеет сферическую форму, диаметром 80—120 нм.

 

Реже встречаются нитевидные формы. Нуклеокапсид спиральной симметрии представляет собой рибонуклеопротеиновыи (РНП) тяж, уложенный в виде двойной спирали, которая составляет сердцевину вириона. С ней связаны РНК-полимераза и эндонуклеазы (Р1 и РЗ). Сердцевина окружена мембраной, состоящей из белка М, который соединяет РНП с двойным липидным слоем внешней оболочки и шиловидными отростками, состоящими из гемагглю-тинина и нейраминидазы.

 

Вирионы содержат около 1 % РНК, 70 % белка, 24 % липидов и 5 % углеводов. Липиды и углеводы входят в состав липопро-теинов и гликопротеидов внешней оболочки и имеют клеточное происхождение. Геном вируса представлен минус-нитевой фрагментированной молекулой РНК с молекулярной массой 5 мД. Вирусы гриппа типов А и В имеют 8 фрагментов РНК- Из них 5 кодируют по одному белку, а 3 последних — по два белка каждый.

Антигены. Вирусы гриппа А, В и С отличаются друг от друга по типоспецифическому антигену, связанному с РНП (белок NP) и М-матриксным белком, стабилизирующим структуру вириона. Эти антигены выявляются в РСК- Более узкую специфичность вируса типа А определяют два других поверхностных антигена — гемагглютинин Н и нейраминидаза N, обозначаемые порядковыми номерами. Гемагглютинин является сложным гли-копротеином, обладающим протективными свойствами. Он индуцирует в организме образование вируснейтрализующих антител — антигемагглютининов, выявляемых в РТГА. Изменчивость гемагглютинина (Н-антигена) определяет антигенный дрейф и шифт вируса гриппа. Под антигенным дрейфом понимают незначительные изменения Н-антигена, вызванные точечными мутациями в гене, контролирующем его образование. Подобные изменения могут накапливаться в потомстве под влиянием таких селективных факторов, как антитела. Это в конечном итоге приводит к количественному сдвигу, выражающемуся в изменении антигенных свойств гемагглютинина. При антигенном шифте происходит полная замена гена, в основе которой, возможно, лежат рекомбинации между двумя вирусами. Это приводит к смене подтипа гемагглютинина или нейраминидазы, а иногда обоих антигенов, и появлению принципиально новых антигенных вариантов вируса, вызывающих крупные эпидемии и пандемии.

Гемагглютинин является также рецептором, с помощью которого вирус адсорбируется на чувствительных клетках, в том числе эритроцитах, вызывая их склеивание, и участвует в гемолизе эритроцитов.

Вирусная нейраминидаза — фермент, катализирующий отщепление сиаловой кислоты от субстрата. Она обладает антигенными свойствами и в то же время участвует в освобождении вирионов из клетки хозяина. Нейраминидаза, подобно гемагглютинину, изменяется в результате антигенного дрейфа и шифта.

Культивирование и репродукция. Вирусы гриппа культивируются в куриных эмбрионах и в культурах клеток. Оптимальной средой являются куриные эмбрионы, в амниотической и аллантоиснои полостях которых вирус репродуцируется в течение 36—48 ч. Наиболее чувствительными к вирусу гриппа являются первичные культуры клеток почек эмбриона человека и некоторых животных. Репродукция вируса в этих культурах сопровождается слабовыраженным ЦПД, напоминающим спонтанную дегенерацию клеток.

Вирусы гриппа адсорбируются на гликопротеиновых рецепторах эпителиальных клеток, в которые они проникают путем рецепторного эндоцитоза. В ядре клетки происходит транскрипция и репликация вирусного генома. При этом считываемые отдельные фрагменты РНК в виде мРНК транслируются на рибосомы, где происходит синтез вирусспецифических белков. После репликации вирусного генома формируется фонд вирусных РНК, который используется при сборке новых нуклеокапсидов.

Патогенез заболеваний человека. Первичная репродукция вируса происходит в эпителиальных клетках дыхательных путей.

 

 

Через эрозированную поверхность слизистой оболочки вирус попадает в кровь, вызывая вирусемию. Циркуляция вируса в крови сопровождается повреждением эндотелиальных клеток кровеносных капилляров, в результате чего повышается их проницаемость. В тяжелых случаях наблюдаются кровоизлияния в легкие, сердечную мышцу и другие внутренние органы. Вирусы гриппа, попадая в лимфатические узлы, повреждают лимфоциты, следствием чего является приобретенный иммунодефицит, который способствует возникновению вторичных бактериальных инфекций.

При гриппе имеет место интоксикация организма различной степени тяжести.

Иммунитет. Механизм противогриппозного иммунитета связан с естественными факторами противовирусной неспецифической защиты, главным образом с продукцией интерферона и натуральными клетками-киллерами.

Специфический иммунитет обеспечивается факторами клеточного и гуморального ответа. Первые представлены макрофагами и Т-киллерами. Вторые — иммуноглобулинами, прежде всего ан-тигемагглютининами и антинейроминидазными антителами, обладающими вируснейтрализующими свойствами. Последние в отличие от антигемагглютининов только частично нейтрализуют вирус гриппа, препятствуя его распространению. Комплементсвязывающие антитела к вирусному нуклеопротеину не обладают протек-тивными свойствами и через 1,5 мес исчезают из крови рекон-валесцентов.

Антитела обнаруживаются в сыворотке крови через 3—4 сут после начала заболевания и достигают максимальных титров через 2—3 нед. Продолжительность специфического иммунитета, приобретенного после гриппозной инфекции, вопреки прежним представлениям, измеряется несколькими десятилетиями. К этому заключению пришли на основании изучения возрастной структуры заболеваемости гриппом, вызванным вирусом А (Н1N1) в 1977 г. Было установлено, что данный вирус, отсутствовавший с 1957 г., поражал в 1977 г. только лиц не старше 20 лет.

Таким образом, после перенесения гриппозной инфекции, вызванной вирусом гриппа типа А, формируется напряженный иммунитет, строго специфический к тому подтипу вируса (по Н-и N-антигенам), который вызвал его образование.

Кроме того, новорожденные обладают пассивным иммунитетом, обусловленным антителами класса" IgG к соответствующему подтипу вируса А. Иммунитет сохраняется в течение 6—8 мес.

Эпидемиология. Источником инфекции являются больные люди и вирусоносители. Передача возбудителя происходит воздушно-капельным путем.

 

Грипп относится к эпидемическим инфекциям, которые чаще возникают в зимние и зимне-весенние месяцы. Примерно через каждые десять лет эпидемии гриппа принимают характер пандемий, охватывающих население разных континентов. Это объясняется сменой Н- и N-антигенов вируса типа А, связанного с антигенным дрейфом и шифтом (см. табл. 21.1). Например, вирус гриппа А с гемагглютинином HSW1 вызвал в 1918 г. пандемию «испанки», унесшей 20 млн человеческих жизней. В 1957 г. «азиатский» вирус гриппа (H2N2) вызвал пандемию, охватившую более 2 млрд человек. В 1968 г. появился новый пандемический вариант — вирус гриппа A (H3N2), получивший название «гонконгский», который продолжает циркулировать до настоящего времени. В 1977 г. к нему присоединился вирус типа A (H1N1). Это оказалось неожиданным, поскольку идентичный вирус уже циркулировал в 1947—1957 гг., а затем был полностью вытеснен «азиатским» подтипом. В этой связи возникла гипотеза о том, что шифтовые варианты вируса не являются исторически новыми. Они представляют собой циркулирующие в прошедшие годы сероподтипы.

Прекращение циркуляции вируса гриппа, вызвавшего очередную эпидемию, объясняется коллективным иммунитетом- населения, сформировавшимся к данному антигенному варианту возбудителя. На этом фоне происходит селекция новых антигенных вариантов, коллективный иммунитет к которым еще не сформировался.

Пока неясно, где сохраняются в течение длительного времени шифтовые антигенные варианты (сероподтипы) вируса гриппа типа А, вышедшие из активной циркуляции в тот или иной исторический период. Возможно, что резервуаром сохранения таких вирусов являются дикие и домашние животные, особенно птицы, которые инфицируются человеческими вариантами гриппозных вирусов типа А и поддерживают их циркуляцию в течение длительного времени. При этом в организме птиц происходят генетические рекомбинации между птичьими и человеческими вирусами, которые приводят к формированию новых антигенных вариантов.

По другой гипотезе вирусы гриппа всех известных подтипов постоянно циркулируют среди населения, но становятся эпидемически актуальными лишь при снижении коллективного иммунитета.

Вирусы гриппа типов В и С отличаются более высокой антигенной стабильностью. Вирусы гриппа типа В вызывают менее интенсивные эпидемии и локальные вспышки. Вирус гриппа типа С является причиной спорадических заболеваний.

Вирус гриппа быстро разрушается под действием температуры выше 5ё°С, УФ-излучения, дезинфектантов, детергентов. Он сохраняет свою жизнеспособность в течение 1 сут при комнатной температуре, на гладких металлических и пластмассовых поверхностях — до 2 сут. Вирусы гриппа сохраняются при низких температурах (—70 °С).

Специфическая профилактика. Для профилактики гриппа используют ремантадин, который подавляет репродукцию вируса гриппа типа А. Для пассивной профилактики применяют противогриппозный иммуноглобулин человека, полученный из сыворотки крови доноров, иммунизированных гриппозной вакциной. Определенный эффект оказывает человеческий лейкоцитарный интерферон.

Для вакцинопрофилактики используют живые и инактивированные вакцины. При введении живых вакцин формируется как общий, так и местный иммунитет. Кроме того, отмечается индукция интерферона.

В настоящее время получены инактивированные вакцины различных типов: вирионные, субъединичные, расщепленные и смешанные. Вирионные вакцины получают путем высококачественной очистки вирусов, выращенных в куриных эмбрионах. Субъединичные вакцины представляют собой очищенные поверхностные антигены вируса гриппа — гемагглютинины и нейраминидазу. Такие вакцинные препараты характеризуются пониженной реактогенностью и высокой иммуногенностью. Расщепленные или дезинтегрированные вакцины получают из очищенной суспензии вирионов путем обработки детергентами. Однако пока еще отсутствует единое мнение о преимуществе какой-либо одной из этих вакцин. Инактивированные вакцины индуцируют иммунный ответ в системе общего и местного гуморального иммунитета, но в меньшей степени по сравнению с живыми вакцинами индуцируют синтез интерферона.

Многолетний опыт применения живых и инактивированных вакцин свидетельствует о том, что антигенное несоответствие вакцинных штаммов эпидемическим служит основной, но не единственной причиной низкой эффективности вакцинопрофилактики гриппа. В последние годы предпринимаются попытки создания генноинженерных и синтетических гриппозных вакцин.

Лабораторная диагностика. Экспресс-методы диагностики гриппа основаны на выявлении вирусных антигенов в цитоплазме эпителиальных клеток слизистой оболочки носа и носоглотки в мазках-отпечатках с помощью ИФА (иммуноферментного анализа).

Выделение вируса проводится путем заражения вируссодержащим материалом (смывы из носоглотки в первые дни заболевания) куриных эмбрионов или культур клеток. Типовую принадлежность выделенного вируса определяют в РСК- Подтип гемагглютинина устанавливают в РТГА, подтип нейраминидазы — в реакции ингибирования нейраминидазной активности.

Для серодиагностики используют парные сыворотки от больных, взятые с интервалом в 8—14 дней: в начале заболевания и в период выздоровления. Нарастание титра вирусспецифических антител устанавливают в РСК и РТГА и другими методами.