История
Первые упоминания о гриппе были отмечены много веков назад - еще в 412 году до
н.э. описание гриппо-подобного заболевания было сделано Гиппократом. Также
гриппо-подобные вспышки были отмечены в 1173 году. Первая задокументированная
пандемия гриппа, унесшая много
жизней, случилась в 1580 году.
В 1889-1891 гг произошла пандемия средней тяжести, вызванная вирусом типа H3N2.
Печально известная "Испанка", вызванная вирусом H1N1 произошла в 1918-1920 гг.
Это самая сильная из известных пандемий
, унесшая более 20 млн. жизней. От "испанки"
серьезно пострадало 20-40% населения земного шара. Смерть наступала крайне
быстро. Человек мог быть еще абсолютно здоров утором, к полудню он заболевал и
умирал к ночи. Те же, кто не умер в первые дни, часто умирали от осложнений,
вызванных гриппом, например, пневмонии. Необычной особенностью "испанки" было
то, что она часто поражала молодых людей (обычно от гриппа в первую очередь
страдают дети и пожилые лица).
Возбудитель заболевания, вирус гриппа, был открыт Richard Shope в 1931 году.
Вирус гриппа А впервые был идентифицирован английскими вирусологами Smith,
Andrews и Laidlaw (National Institute for Medical Research, Лондон) в 1933
году. Тремя годами позже Francis выделил вирус гриппа В.
В 1940 году было сделано важное открытие - вирус гриппа может быть
культивирован на куриных эмбрионах. Благодаря этому появились новые
возможности для изучения вируса гриппа.
В 1947 году Тейлором был впервые выделен вирус гриппа С.
В 1957-1958 гг случилась пандемия
, которая получила название "азиатский грипп", вызванная вирусом H2N2. Пандемия
началась в феврале 1957 года на Дальнем Востоке и быстро
распространилась по всему миру. Только в США во время этой пандемии скончалось
более 70000 человек.
В 1968-1969 гг произошел средний по тяжести "Гонконгский грипп", вызванный
вирусом H3N2. Пандемия началась в Гонконге в начале 1968 года. Наиболее часто
от вируса страдали пожилые люди старше 65 летнего возраста. Всего число
погибших от этой пандемии составило 33800 человек.
В 1977-1978 гг произошла относительно легкая по степени тяжести пандемия
, названная "русским" гриппом. Вирус гриппа (H1N1), вызвавший эту пандемию
уже вызывал эпидемию в 50-х гг.
Поэтому в первую очередь пострадали лица, родившиеся после 1950 г.
Возбудители гриппа относятся к семейству ортомиксовирусов, включающее 3 рода вирусов гриппа: А, В, С. Вирусы гриппа содержат РНК, наружную оболочку, в которой размещены 2 антигена – гемагглютинин и нейраминидаза, способные менять свои свойства, особенно у вируса типа А. Изменение гемагглютинина и нейраминидазы обусловливает появление новых подтипов вируса, которые вызывают обычно более тяжелые и более массовые заболевания.
Согласно Международной номенклатуре, обозначение штаммов вируса включает следующие сведения: род, место изоляции, номер изолята, год изоляции, разновидность гемагглютинина (Н) и нейраминидазы (N). Например, A/Сингапур/l/57/H2N2 обозначает вирус рода А, выделенный в 1957 г. в Сингапуре, имеющий разновидность антигенов H2N2.
С вирусами рода А связывают пандемии гриппа. Вирусы гриппа В не вызывают пандемий, но локальные “волны” подъема заболеваемости могут захватить одну или несколько стран. Вирусы гриппа С вызывают спорадические случаи заболевания. Вирусы гриппа устойчивы к низким температурам и замораживанию, но быстро погибают при нагревании.
Ортомиксовирусы — вирусы гриппа А, В, С
Структурные особенности.
Ортомиксовирусы являются оболочечными (суперкапсидными, “одетыми”) вирусами, средний размер вирионов — от 80 до 120 нм. Вирионы имеют сферическую форму. Геном представлен однонитевой сегментированной (фрагментированной) негативной РНК. Вирион имеет суперкапсид, содержащий выступающие над мембраной в виде выступов (шипов) два гликопротеида — гемагглютинин (HA) и нейраминидазу (NA). У вирусов гриппа А выделяют 17 антигенно различных типов гемагглютинина и 10 типов нейраминидаз.
Классификация вирусов гриппа основана на отличиях нуклеопротеиновых антигенов ( деление на вирусы А, В и С) и поверхностных белков HA и NA. Нуклеопротеид (также называемый S-антигеном) постоянен по своей структуре и определяет тип вируса (А, В или С). Поверхностные антигены (гемагглютинин и нейраминидаза - V-антигены), напротив, изменчивы и определяют разные штаммы одного типа вируса. Изменение гемагглютинина и нейраминидазы обусловливает появление новых подтипов вируса, которые вызывают обычно более тяжелые и более массовые заболевания
Основные функции гемагглютинина:
- распознает клеточный рецептор — мукопептид;
- отвечает за проникновение вириона в клетку, обеспечивая слияние мембран вириона и клетки; (Гемагглютинин обеспечивает способность вируса присоединяться к клетке.)
- его антигены обладают наибольшими протективными свойствами. Изменения антигенных свойств (антигенные дрейф и шифт) способствуют развитию эпидемий, вызванных новыми Аг вариантами вируса (против которых не сформировался в достаточной мере коллективный иммунитет).
Нейраминидаза отвечает за диссеминацию вирионов, совместно с гемагглютинином определяет эпидемические свойства вируса.
Нейраминидаза отвечает, во-первых, за способность вирусной частицы проникать в клетку-хозяина, и, во-вторых, за способность вирусных частиц выходить из клетки после размножения.
Нуклеокапсид состоит из 8 сегментов вРНК и капсидных белков, образующих спиралевидный тяж.
Жизненный цикл вируса.
Репликация ортомиксовирусов первично реализуется в цитоплазме инфицированной клетки, синтез вирусной РНК осуществляется в ядре. В ядре на вРНК синтезируется три типа вирусспецифической РНК : позитивные матричные мРНК (матрица для синтеза вирусных белков), полноразмерная комплементарная кРНК (матрица для синтеза новых негативных вирионных РНК) и негативные вирионные вРНК (геном для вновь синтезируемых вирионов).
Вирусные белки синтезируются на полирибосомах. Далее вирусные белки в ядре связываются с вРНК , образуя нуклеокапсид. Заключительный этап морфогенеза контролируется М — белком. Нуклеокапсид, проходя через мембрану клетки, покрывается вначале М — белком, затем клеточным липидным слоем и суперкапсидными гликопротеинами HA и NA. Цикл репродукции составляет 6-8 часов и завершается отпочковыванием вновь синтезированных вирионов.
Антигенная изменчивость.
(Антигенная изменчивость вирусов гриппа. Изменчивость вируса гриппа общеизвестна. Эта изменчивость антигенных и биологических свойств является фундаментальной особенностью вирусов гриппа типов А и В. Изменения происходят в поверхностных антигенах вируса - гемагглютинине и нейраминидазе. Вероятнее всего это эволюционный механизм приспособляемости вируса для обеспечения выживаемости. Новые штаммы вирусов, в отличие от своих предшественников не связываются специфическими антителами, которые накапливаются в популяции. Существует два механизма антигенной изменчивости: относительно небольшие изменения (антигенный дрейф) и сильные изменения (антигенный шифт).)
Современное разделение ортомиксовирусов на рода (или типы А,В и С) связано с антигенными свойствами главных белков нуклеокапсида (нуклеокапсидный белок — фосфопротеин NP) и матрикса вирусной оболочки (белок М). Кроме отличий по NP и M белкам, ортомиксовирусы отличаются высочайшей антигенной изменчивостью , обусловленной вариабельностью поверхностных белков HA и NA. Выделяют два основных типа изменений — антигенный дрейф и антигенный шифт.
Антигенный дрейф обусловлен точечными мутациями, изменяющими структуру этих белков. Основным регулятором эпидемического процесса при гриппе является популяционный (коллективный) иммунитет. В результате его формирования происходит отбор штаммов с измененной антигенной структурой (прежде всего гемагглютинина), против которых антитела менее эффективны. Антигенный дрейф поддерживает непрерывность эпидемического процесса.
(Антигенный дрейф - происходит в период между пандемиями у всех типов вирусов (А, В и С). Это незначительные изменения в структуре поверхностных антигенов (гемагглютинина и нейраминидазы), вызываемые точечными мутациями в генах, которые их кодируют. Как правило такие изменения происходят каждый год. В результате возникают эпидемии, так как защита от предыдущих контактов с вирусом сохраняется, хоть она и недостаточна.)
Однако у вирусов гриппа А обнаружена и другая форма антигенной изменчивости — антигенный шифт (сдвиг), связанный со сменой одного типа гемагглютинина (или нейраминидазы) на другой, т.е. на появлении нового антигенного варианта вируса. Это наблюдается редко и связано с развитием пандемий. За всю известную историю гриппа выделено только несколько антигенных фенотипов, вызывающих эпидемии гриппа у людей : HoN1, H1N1, H2N2, H3N2, т.е. только три типа гемагглютинина (HA1-3) и два — нейраминидазы (NA 1 и 2). Вирусы гриппа типа В и С вызывают заболевания только у человека, вирусы гриппа А — у человека, млекопитающих и птиц. Наибольшую эпидемическую роль имеют наиболее изменчивые вирусы гриппа А. У вирусов гриппа С отсутствует нейраминидаза, эти вирусы обычно вызывают более легкую клиническую картину.
Существует мнение, что антигенный шифт — результат генетического обмена (рекомбинации) между вирусами гриппа человека и животных. До сих пор окончательно не установлено, где в межэпидемический период — вне человеческой популяции (у птиц или млекопитающих) или в человеческой популяции (благодаря длительной персистенции, локальной циркуляции) сохраняются вирусы, на время исчерпавшие свои эпидемические возможности.
Птиц считают первичными и основными хозяевами вирусов гриппа А, у которых в отличии от человека распространены вирусы со всеми 17 типами HA и 10 типами NA. Дикие утки — естественные хозяева вирусов гриппа А, у которых возбудитель находится в желудочно — кишечном тракте и не приносит хозяевам заметного ущерба. Вирусы проявляют свои патогенные свойства при переходе на других птиц и на млекопитающих. Среди млекопитающих наибольшее значение придают свиньям, которых считают промежуточным хозяином и сравнивают со “смешивающим сосудом”.
(Современные вирусы гриппа человека слабо переходят на животных. Все пандемии гриппа А с 1930г. начинались в Китае, основными воротами распространения является Сибирь (массовые миграции птиц).
Н1N1- 1930г. Выявлен у человека, свиньи, китов (1972г.), домашних и диких птиц. С ним связана знаменитая пандемия “испанки” (испанского гриппа). Этот тип вновь получил распространение с 1977г.
H2N2 выявляется с 1957г. у человека и птиц. Эпидемии, связанные с этими вирусами, приходили периодически. Сейчас оба типа выявляют параллельно.
H3N2 выявлен в 1963г. (Гонконг).
Вирус А/ Сингапур/1 /57 (H2N2) имеет три гена от вирусов гриппа птиц Евразии, вирус А/ Гонконг /1 /68 (H3N2) содержит 6 генов от вируса “Сингапур” и два — от птиц. Эти данные подтверждают, что новые эпидемические типы вирусов гриппа А человечество получает от птиц — первичного хозяина. Ближайший прогноз — возможность появления новых эпидемических вариантов вируса гриппа А, имеющих гемагглютинин HA5 или 7 (достаточно замены одной — двух аминокислот в их структуре).)