Антигенний шифт. Загальні дані про грип та специфічну імунопрофілактику грипу. Мікробіологічна діагностика базується

Грип A/H1N1 як типова емерджентна інфекція: Загальна характеристика вірусів грипу, мінливість, поява нових пандемічних штамів

Віруси грипу - РНК-віруси - відносяться до сем. Orthomyxoviridae і поділяються на віруси А, В і С (табл. 1).

Таблиця 1.

Порівняльна характеристика вірусів грипу

Вірус грипу має сферичну форму та розмір 80-120 нм. Серцевина представлена ​​одноланцюговим негативним ланцюгом РНК, що складається з 8 фрагментів, які кодують 11 вірусних білків.

Віруси грипу А широко поширені в природі і вражають як людей, так і цілий ряд ссавців та птахів. Віруси грипу типів В та С виділені тільки від людини.

Епідемічно значущими є 2 підтипи вірусу грипу А - H3N2 і H1N1 та вірус грипу типу В (А.А. Сомінова з співавт, 1997; О.М. Литвинова з співавт., 2001). Підсумком такої коциркуляції став розвиток в той самий епідсезон у різних країнах епідемій грипу різної етіології. Гетерогенність популяції епідемічних вірусів зростає також за рахунок дивергентного характеру мінливості вірусів грипу, що призводить до одночасної циркуляції вірусів, що належать до різних еволюційних гілок (О.М. Литвинова зі співавт., 2001). У цих умовах створюються передумови для одночасного інфікування людини різними збудниками, що призводить до формування змішаних популяцій та реассортації як між вірусами коциркулюючих підтипів, так і серед штамів в межах одного підтипу (О.І. Кисельов з співавт., 2000).

Класифікація типів вірусів грипу заснована на антигенних відмінностях двох поверхневих глікопротеїнів – гемаглютиніну (НА) та нейрамінідази (NА). Відповідно до цієї класифікації віруси грипу і поділяють на 3 типи - віруси грипу типу А, типу і типу С. Розрізняються 16 підтипів НА і 9 підтипів NА.

Рис. 1. Класифікація вірусів грипу А та види тварин та птахів – проміжні та кінцеві господарі в ланцюзі передачі інфекції до людини.
Нещодавно відкрито 16 підтип (Н16) гемаглютиніну.
Примітка: ∗ НА 7 і НА 7-НА8 виявили і у коней

На рис. 1 представлені підтипи вірусів грипу типу А та їх проміжні господарі та природні резервуари (перелітні птахи). До основних господарів вірусів грипу А належать ті види, яким властива захворюваність на грип.

У популяції людини досі виявлені віруси грипу А лише трьох підтипів з НА1, НА2 і НА3. При цьому віруси містять лише два типи нейрамінідази - NА1 та NА2 (рис.1). Доведено їх стабільну циркуляцію протягом минулого століття, починаючи з пандемії 1918 р. (R.G. Webster et al., 1978; K.G. Nicholson et al., 2003).

Віруси грипу А (меншою мірою В) має здатність до зміни структури НА та NА. Для вірусу грипу А характерні два типи мінливості:

• точкові мутації у вірусному геномі з відповідною зміною в НА та NА (антигенний дрейф);
• повна заміна одного або обох поверхневих глікопротеїнів (НА та NА) вірусу шляхом реассортації/рекомбінації (антигенний шифт), у результаті якого з'являється принципово новий варіант вірусу, здатний викликати грипозні пандемії.

Для вірусу грипу антигенна мінливість обмежується тільки дрейфом, т.к. він, мабуть, не має природного резервуару серед птахів та тварин. Для вірусу грипу С характерна велика стабільність антигенної структури і з ним пов'язані лише локальні спалахи та спорадичні випадки захворювання.

Представляє певний інтерес поява нових штамів вірусу грипуу людській популяції та пов'язані з ними пандемії (рис. 2). На рис. 2 представлені основні антигенні шифти, асоційовані з панедміями ХХ століття, спричинені вірусами грипу А:

• в 1918 р. пандемія була викликана вірусом типу H1N1;
• у 1957 р - H2N2 штамом А/Singapore/1/57;
• у 1968 р - H3N2 штамом A/Hong Kong/1/68;
• в 1977 р - H1N1 штамом A/USSR/1/77 (багато вчених не розглядали це як пандемію, але з появою цього штаму склалася ситуація з одночасною ко-циркуляцією 2 штамів вірусу грипу А - H3N2 і H1N1).

У 1986 р у Китаї вірус А/Тайвань/1/86 викликав велику епідемію грипу А/H1N1, що тривала до 1989р. Дрейф варіанти цього вірусу проіснували до 1995 р, викликаючи локальні спалахи та спорадичні випадки захворювання. За результатами молекулярно-біологічних досліджень у геномі вірусу А/H1N1 у роки виникли множинні мутації. У 1996 р. з'явилися два антигенні варіанти вірусу грипу А/H1N1: А/Берн та А/Пекін, їх особливістю була не тільки антигенна, а й географічна роз'єднаність. Так, у Росії вірус грипу А/Берн взяв активну участь в епідемії грипу 1997-98 років. Цього ж сезону на сході країни було зареєстровано циркуляцію штамів вірусу А/Пекін. Надалі у 2000-2001 pp. вірус грипу А/H1N1 став збудником епідемії грипу у Росії. Сучасні віруси грипу А/H1N1 мають низьку імуногенну активність, свіжі виділені ізоляти вірусу взаємодіють тільки в еритроцитами ссавців (людини 0 групи і морських свинок).

Рис. 2. Виникнення нових штамів вірусу грипу в людській популяції та пов'язані з ними пандемії

У минулому столітті віруси грипу типу А зазнали значних генетичних змін, результатом чого стали глобальні пандемії з високою летальністю серед людей. Найбільша пандемія грипу (H1N1) була у 1918-1919 роках. («Іспанка»). Вірус, що з'явився в 1918 р. зробив виражений дрейф, вихідні (Hsw1N1) і кінцеві (H1N1) його варіанти вважаються шифтовими. Вірус викликав спустошливу епідемію, що забрала 20 млн. життів (половина загиблих - молоді люди віком від 20 до 50 років (M.T. Osterholm, 2005).

Дослідження J.K. Tanbenberger et al., (2005) показали, що вірус, що викликав пандемію 1918 р., не був реасортантом між пташиним вірусом грипу і вірусом грипу людини - всі 8 генів вірусу H1N1 мали більше схожість з варіантами «пташиного» вірусу 3). Тому, на думку R.B. Belshe (2005) вірус грипу птахів повинен інфікувати (минаючи проміжного господаря) людини, передаючись від людини до людини.

Важливо відзначити, що віруси грипу птахів «беруть участь» у появі нових «людських» вірусів грипу, які характеризуються високою патогенністю та здатністю викликати пандемії (Е.Г. Дєєва, 2008). Ці віруси (H1N1, H2N2 та H3N2) мали різний набір внутрішніх генів, походження яких вказує на їх філогенетичний зв'язок з вірусами птахів та свиней.

Які ж механізми походження пандемічних штамів та які біологічні характеристики необхідні появи високопатогенного вірусу з пандемічним потенціалом?

Для вірусів грипу А характерна висока частота виникнення реасортантів внаслідок змішаного зараження, що зумовлено сегментованістю вірусного геному. Переважна більшість реасортанту певного генного складу вважається результатом селекції, при якій з великого набору різних реасортантів відбирається саме такий, який найбільш пристосований до репродукції в цих умовах (Н.Л. Варич з співавт., 2009). Штаммоспецифічні властивості геномних сегментів можуть вплинути на генний склад реасортантів у неселективних умовах. Іншими словами, характерною рисою вірусів грипу є те, що у восьми з генних сегментів, особливо в гені НА, відбуваються часті та непередбачувані мутації. Реассортація відіграє важливу роль у появі нових варіантів вірусів, зокрема походження пандемічних штамів. І іноді не можна виключити можливість появи під час пандемії вірусу з вищою вірулентністю.

Сучасні дослідження показали, що генна структура нового вірусу А/H1N1 є складною і до його складу, як ми вже зазначали у вступі, входять гени свинячого грипу, що вражає свиней Північної Америки; гени свинячого грипу, що вражає свиней Європи та Азії; гени пташиного грипу; гени людського грипу По суті гени нового вірусу отримані з чотирьох різних джерел. Мікрофотографія вірусу грипу А/H1N1 представлена ​​на рис. 4.

Рис. 4. Мікрофотографія вірусу грипу А/H1N1

ВООЗ опублікувала «Посібник для лабораторій грипу» та представила нові дані щодо послідовності вірусних генів та їх довжини реассортантного нового вірусу грипу А/H1N1 (ізолят – А/California/04/2009): НА, NА, М, РВ1, РВ2, РА NР, NS. Ці дані свідчать про формування нового пандемічного варіанту вірусу, створюючи загальну вразливість перед інфекцією через відсутність імунітету. Стає зрозумілим, що пандемічні варіанти вірусу грипу виникають у вигляді щонайменше двох механізмів:

• реассортації між вірусами грипу тварин/птахів та людини;
• безпосередньої адаптації вірусу тварин/птахів до людини.

Для розуміння походження пандемічних вірусів грипу важливе значення має вивчення властивостей природного резервуару інфекції та шляхи еволюції цього сімейства вірусів при зміні господаря. Вже добре відомо і це можна стверджувати, що водоплавні птахи є природним резервуаром вірусів грипу А (адаптовані до цих проміжних господарів протягом багатьох століть), про що свідчить носійство всіх 16 підтипів НА цього вірусу. Через фекалії птахів, які у воді можуть зберігатися понад 400 днів (Грип птахів, 2005), віруси можуть передаватися іншим видам тварин при вживанні води з водойми. (K.G. Nicholson et al., 2003). Це підтверджується філогенетичним аналізом послідовностей нуклеїнових кислот різних підтипів вірусів грипу А від різних господарів та з різних географічних регіонів.

Аналіз послідовностей гена нуклеопротеїну показав, що віруси грипу птахів еволюціонували з появою 5 специфічних господарських ліній: віруси диких та домашніх коней, чайок, свиней та людини. Причому (!) віруси грипу людини і свиней складають так звану сестринську групу, що свідчить про їхню близьку спорідненість і, природно, загальне походження. Попередник вірусів грипу людини та класичний свинячий вірус, мабуть, мали повністю «пташине» походження. У країнах Середньої Азії, з відомих причин, свинина не популярна і ці тварини практично відсутні в тваринництві. Це призводить до того, що (на відміну від Китаю, наприклад), даний регіон не має в популяції домашніх тварин основного проміжного господаря - свиней, тому ймовірність «зародження» пандемічних вірусів у Середньоазіатському регіоні нижча, ніж у Китаї, що практично випливає з даних щодо аналізу їх походження (Грип птахів, 2005). Постійне джерело генів пандемічних вірусів грипу існує (у фенотипно незмінному стані), у природному резервуарі вірусів водоплавних та перелітних птахів (R.G. Welster, 1998). Слід мати на увазі, що попередники вірусів, що викликали пандемію «іспанки» (1918 р), як і віруси, які стали джерелом геному пандемічних штамів Азія/57 і Гонконг/68, досі циркулюють серед популяції диких птахів з незначними мутаційними змінами птахів ..., 2005).

Коментарі

(видні лише фахівцям, верифікованим редакцією МЕДІ РУ)

Перші згадки про грип були відзначені багато століть тому - ще 412 року до

н.е. опис грипоподібного захворювання було зроблено Гіппократом. Також

грипо-подібні спалахи були відзначені у 1173 році. Перша задокументована

пандемія грипу, яка забрала багато

життя, трапилося в 1580 році.

У 1889-1891 рр. відбулася пандемія середньої тяжкості, спричинена вірусом типу H3N2.

Сумно відома "Іспанка", викликана вірусом H1N1, відбулася в 1918-1920 рр.

Це найсильніша з відомих пандемій

Забрала понад 20 млн. життів. Від "іспанки"

серйозно постраждало 20-40% населення земної кулі.Смерть наступала вкрай

швидко. Людина могла бути ще абсолютно здоровою утором, до полудня вона хворіла і

помирав на ніч. Ті ж, хто не помер у перші дні, часто вмирали від ускладнень,

викликаних грипом, наприклад, пневмонії. Незвичайною особливістю "іспанки" було

те, що вона часто вражала молодих людей (зазвичай від грипу насамперед

страждають діти та особи похилого віку).

Збудник захворювання, вірус грипу, було відкрито Richard Shope у 1931 році.

Вірус грипу А вперше був ідентифікований англійськими вірусологами Smith,

Andrews і Laidlaw (National Institute for Medical Research, Лондон) 1933

року. Через три роки Francis виділив вірус грипу Ст.

У 1940 році було зроблено важливе відкриття – вірус грипу може бути

культивований на курячих ембріонах. Завдяки цьому з'явилися нові

можливості вивчення вірусу грипу.

1947 року Тейлором було вперше виділено вірус грипу С.

У 1957-1958 рр. трапилася пандемія

Яка назва "азіатський грип", викликана вірусом H2N2. Пандемія

почалася в лютому 1957 року на Далекому Сході та швидко

поширилася у всьому світі. Лише у США під час цієї пандемії померло

понад 70 000 осіб.

У 1968-1969 рр. стався середній за вагою "Гонконзький грип", викликаний

вірусом H3N2. Пандемія розпочалася у Гонконгу на початку 1968 року. Найбільш часто

від вірусу страждали люди похилого віку старше 65 років. Усього число

загиблих від цієї пандемії становило 33800 осіб.

У 1977-1978 рр. відбулася відносно легка за ступенем важкості пандемія

Названа "російським" грипом. Вірус грипу (H1N1), що спричинив цю пандемію

вже викликав епідемію у 50-х роках.

Тому насамперед постраждали особи, що народилися після 1950 року.

Збудники грипу відносяться до сімейства ортоміксовірусів, що включає 3 роди вірусів.грипу: А, В, С. Віруси грипу містять РНК, зовнішню оболонку, в якій розміщені 2 антигени – гемагглютинін та нейрамінідазу, здатні змінювати свої властивості, особливо у вірусу типу А. Зміна гемагглютиніна та нейрамінідази обумовлює появу нових підтипів вірусу більш тяжкі та масові захворювання.

Згідно з Міжнародною номенклатурою, позначення штамів вірусу включає такі відомості: рід, місце ізоляції, номер ізоляту, рік ізоляції, різновид гемаглютиніну (Н) та нейрамінідази (N). Наприклад, A/Сінгапур/l/57/H2N2 означає вірус роду А, виділений у 1957 р. у Сінгапурі, що має різновид антигенів H2N2.

Із вірусами роду А пов'язують пандемії грипу. Віруси грипу В не викликають пандемій, але локальні хвилі підйому захворюваності можуть захопити одну або кілька країн. Віруси грипу С викликають спорадичні випадки захворювання. Віруси грипу стійкі до низьких температур та заморожування, але швидко гинуть при нагріванні.

Ортоміксовіруси - віруси грипу А, В, С

Структурні особливості.

Ортоміксовіруси є оболонковими (суперкапсидними, “одягненими”) вірусами, середній розмір віріонів – від 80 до 120 нм. Віріони мають сферичну форму. Геном представлений однонитковою сегментованою (фрагментованою) негативною РНК. Віріон має суперкапсид, що містить виступаючі над мембраною у вигляді виступів (шипів) два глікопротеїди - гемагглютинін (HA) і нейрамінідазу (NA). У вірусів грипу А виділяють 17 антигенно різних типів гемаглютиніну та 10 типів нейрамінідаз.

Класифікація вірусів грипу заснована на відмінностях нуклеопротеїнових антигенів (розподіл на віруси А, В і С) та поверхневих білків HA та NA. Нуклеопротеїд (також званий S-антигеном) постійний за своєю структурою та визначає тип вірусу (А, В або С). Поверхневі антигени (гемагглютинін та нейрамінідаза - V-антигени), навпаки, мінливі та визначають різні штами одного типу вірусу. Зміна гемаглютиніну та нейрамінідази обумовлює появу нових підтипів вірусу, які викликають зазвичай більш тяжкі та масові захворювання

Основні функції гемаглютиніну:

Розпізнає клітинний рецептор – мукопептид;

Відповідає за проникнення віріона у клітину, забезпечуючи злиття мембран віріона та клітини; (Гемаглютинін забезпечує здатність вірусу приєднуватися до клітини.)

Його антигени мають найбільші протективні властивості. Зміни антигенних властивостей (антигенні дрейф та шифт) сприяють розвитку епідемій, спричинених новими Аг варіантами вірусу (проти яких не сформувався достатньо колективний імунітет).

Нейрамінідаза відповідаєза дисемінацію віріонів, спільно з гемагглютиніном визначає епідемічні властивості вірусу.

Нейрамінідаза відповідає, по-перше, за здатність вірусної частинки проникати у клітину-господаря, і, по-друге, за здатність вірусних частинок виходити з клітини після розмноження.

Нуклеокапсид складається з 8 сегментів вРНК та капсидних білків, що утворюють спіралеподібний тяж.

Життєвий цикл вірусу.

Реплікація ортоміксовірусів первинно реалізується у цитоплазмі інфікованої клітини, синтез вірусної РНК здійснюється в ядрі. В ядрі на вРНК синтезується три типи вірусспецифічної РНК: позитивні матричні мРНК (матриця для синтезу вірусних білків), повнорозмірна комплементарна кРНК (матриця для синтезу нових негативних віріонних РНК) та негативні віріонні вРНК (геном для віріонів, що знову синтезуються).

Вірусні білки синтезуються на полірибосомах. Далі вірусні білки в ядрі зв'язуються з вРНК, утворюючи нуклеокапсид. Заключний етап морфогенезу контролюється М – білком. Нуклеокапсид, проходячи через мембрану клітини, покривається спочатку М - білком, потім клітинним ліпідним шаром та суперкапсидними глікопротеїнами HA та NA. Цикл репродукції становить 6-8 годин і завершується відгалужуванням знову синтезованих віріонів.

Антигенна мінливість.

(Антигенна мінливість вірусів грипу. Мінливість вірусу грипу загальновідома. Ця мінливість антигенних і біологічних властивостей є фундаментальною особливістю вірусів грипу типів А і В. Зміни відбуваються в поверхневих антигенах вірусу - гемагглютиніні та нейрамінідазі. Найімовірніше це забезпечення. штами вірусів, на відміну від своїх попередників, не зв'язуються специфічними антитілами, які накопичуються в популяції: Існує два механізми антигенної мінливості: відносно невеликі зміни (антигенний дрейф) та сильні зміни (антигенний шифт).

Сучасний поділ ортоміксовірусів на роду (або типи А, В і С) пов'язаний з антигенними властивостями головних білків нуклеокапсиду (нуклеокапсидний білок - фосфопротеїн NP) та матриксу вірусної оболонки (білок М). Крім відмінностей по NP і M білках, ортоміксовіруси відрізняються високою антигенною мінливістю, обумовленою варіабельністю поверхневих білків HA і NA. Виділяють два основні типи змін - антигенний дрейф та антигенний шифт.

Антигенний дрейфобумовлений точковими мутаціями, що змінюють структуру цих білків. Основним регулятором епідемічного процесу за грипу є популяційний (колективний) імунітет. В результаті його формування відбувається відбір штамів із зміненою антигенною структурою (насамперед гемаглютиніну), проти яких антитіла менш ефективні. Антигенний дрейф підтримує безперервність епідемічного процесу.

(Антигенний дрейф - відбувається в період між пандеміями у всіх типів вірусів (А, В і С). Це незначні зміни в структурі поверхневих антигенів (гемагглютиніна і нейрамінідази), що викликаються точковими мутаціями в генах, які їх кодують. Як правило, такі зміни відбуваються кожен рік У результаті виникають епідемії, оскільки захист від попередніх контактів з вірусом зберігається, хоч він і недостатній.

Однак у вірусів грипу А виявлено й іншу форму антигенної мінливості - антигенний шифт.(Зсув), пов'язаний зі зміною одного типу гемаглютиніну (або нейрамінідази) на інший, тобто. на появі нового антигенного варіанта вірусу. Це спостерігається рідко та пов'язане з розвитком пандемій. За відому історію грипу виділено лише кілька антигенних фенотипів, викликають епідемії грипу в людей: HoN1, H1N1, H2N2, H3N2, тобто. тільки три типи гемаглютиніну (HA1-3) та два - нейрамінідази (NA 1 і 2). Віруси грипу типу В і С викликають захворювання тільки у людини, віруси грипу А - у людини, ссавців та птахів. Найбільшу епідемічну роль мають найбільш мінливі віруси грипу А. У вірусів грипу С немає нейрамінідазу, ці віруси зазвичай викликають легшу клінічну картину.

Існує думка, що антигенний шифт – результат генетичного обміну (рекомбінації) між вірусами грипу людини та тварин. До цих пір остаточно не встановлено, де в міжепідемічний період - поза людською популяцією (у птахів або ссавців) або в людській популяції (завдяки тривалій персистенції, локальній циркуляції) зберігаються віруси, що тимчасово вичерпали свої епідемічні можливості.

Птахів вважають первинними та основними господарями вірусів грипу А, у яких на відміну від людини поширені віруси з усіма 17 типами HA та 10 типами NA. Дикі качки – природні господарі вірусів грипу А, у яких збудник перебуває у шлунково-кишковому тракті та не завдає господарям помітної шкоди. Віруси виявляють свої патогенні властивості при переході на інших птахів та на ссавців. Серед ссавців найбільше значення надають свиням, яких вважають проміжним господарем і порівнюють зі "змішуючим судиною".

(Сучасні віруси грипу людини слабо переходять на тварин. Усі пандемії грипу А з 1930 р. починалися у Китаї, основними воротами поширення є Сибір (масові міграції птахів).

Н1N1-1930г. Виявлено у людини, свині, китів (1972 р.), свійських та диких птахів. З ним пов'язана знаменита пандемія "іспанки" (іспанського грипу). Цей тип знову набув поширення з 1977р.

H2N2 виявляється з 1957р. у людини та птахів. Епідемії, пов'язані із цими вірусами, приходили періодично. Нині обидва типи виявляють паралельно.

H3N2 виявлено 1963г. (Гонконг).

Вірус А/Сінгапур/1/57 (H2N2) має три гени від вірусів грипу птахів Євразії, вірус А/Гонконг/1/68 (H3N2) містить 6 генів від вірусу “Сінгапур” та два – від птахів. Ці дані підтверджують, нові епідемічні типи вірусів грипу А людство отримує від птахів - первинного господаря. Найближчий прогноз - можливість появи нових епідемічних варіантів вірусу грипу А, які мають гемагглютинін HA5 або 7 (достатньо заміни однієї - двох амінокислот у їх структурі).

Сторінка 2

Антигенний шифт

Через нерегулярні інтервали часу (10-40 років) виникають віруси з сильними відмінностями від основної популяції. Ці зміни серйозно торкаються антигенної структури гемаглютиніну, а рідше і нейрамінідази. Наразі механізм утворення нових штамів вірусів грипу остаточно не зрозумілий. Одна з існуючих теорій заснована на рекомбінації генів вірусу грипу тварин (птахів, свиней) і людини, яка не має до нього готових факторів захисту - клітинного та гуморального імунітету. Багато типів тварин - це птахи, свині, коні, морські ссавці та ін (включаючи людину), можуть бути інфіковані вірусом грипу А. Деякі типи вірусів типу А можуть інфікувати кілька типів тварин. Вірус грипу містить 8 молекул РНК. У випадку, якщо в одному організмі (наприклад, свині) зустрічаються два різні віруси грипу, вони можуть обмінюватися фрагментами нуклеїнової кислоти один з одним. Інша теорія стоїть на позиціях рециклічної появи вірусу людської популяції.

Внаслідок антигенного шифту утворюються абсолютно нові штами вірусів, проти яких переважна більшість населення не має імунітету. Такі непередбачувані зміни до сьогоднішнього дня спостерігалися тільки у вірусів типу А. В результаті розвиваються пандемії у всіх вікових групах, які тим важчі, чим сильніше змінився вірус.

Патогенез. Вірус грипу потрапляє у верхні дихальні шляхи, проникає в циліндричний миготливий епітелій, де починається його активна репродукція, що призводить до пошкодження клітин. Воротами інфекції

є верхні відділи респіраторного тракту. Вірус грипу вибірково вражає циліндричний епітелій дихальних шляхів, особливо трахеї. Підвищення проникності судинної стінки призводить до порушення мікроциркуляції і виникнення геморагічного синдрому (кровохаркання, носові кровотечі, геморагічна пневмонія, енцефалопатія). Найбільш типовим є ураження слизової оболонки трахеї, але при важких формах хвороби в процес втягуються. Клітини миготливого епітелію піддаються деструкції, нерідко злущуються, заповнюючи просвіти бронхів.

В даний час відомо, що в патогенез ураження трахеобронхіального

дерева безсумнівну роль відіграє імунна відповідь організму, вироблення інтерлейкінів, фактору некрозу пухлини, імуноглобулінів, а також стан лімфоїдної тканини бронхів та трахеї. Особливого значення надають активним формам кисню, який генерують нейтрофіли під впливом вірусу грипу. В результаті серії хімічних реакцій радикали кисню перетворюються на високотоксичні хімічні сполуки (гіпохлорид, сульфоксид та ін), що мають потужний цитотоксичний ефект. Під впливом окислювачів страждають, передусім, мембрани клітин. Втрата бар'єрних функцій клітинними мембранами є найважливішою умовою поширення вірусів від клітини до клітини до їх ушкодження та генералізації інфекції.

Вірусемія

є обов'язковою фазою патологічного процесу. Вірус надає шкідливий вплив на ендотелій судин (переважно зони мікроциркуляції) легень, серця, нервової системи та інших органів.

Відбувається підвищення проникності стінок судин, розвиток периваскулярного набряку, схильність до тромбоутворення, порушення гемостазу, що веде набряк і повнокровність легень, мозку та інших органів. Найчастіше уражаються легені, у своїй страждає як трахеобронхиальное дерево, а й альвеоли, насамперед альвеолоцити II порядку, руйнується сурфактант, що вистилає поверхню альвеол і дає їм спадатися. Альвеоли деформуються, спадаються, заповнюються транссудатом, що посилює тяжкість ураження легень.

Перший штам вірусу грипу, виділений від людини, мав антигенну формулу Н0N1 (1933), а вже в 1947 р. був виділений серовар Н1N1; протягом останніх 30 років виділено серовари Н2N2, Н3N2.

Теорії походження пандемічних штамів вірусу грипу.Всепандемії грипу були викликані вірусами грипу А, які зазнали шифту. пандемія 1957 - вірусом Н2N2 (перехворіло більше половини населення світу); 1968 – вірусом Н3N2. Для пояснення причин такої різкої зміни типів вірусів грипу А було запропоновано дві гіпотези.

Згідно з зооантропонозною гіпотезою (автори Вебстер і Тембол), вірус, що викликав пандемію, після виникнення до нього імунітету переходить на популяції ссавців або птахів. Потім в результаті генетичних рекомбінацій (чому сприяє фрагментований геном) між вірусами грипу А людини і тварин виникає рекомбінантний штам з новим типом гемаглютиніну, до якого люди ще не мають імунітету, і він викликає нову пандемію грипу.

Згідно з антропонозною гіпотезою, висунутою Френсісом (США) та А.А. Смородинцевим (СРСР), вірус, що вичерпав свої епідемічні можливості, не зникає, а продовжує циркулювати в колективі людей без помітних спалахів або довго персистувати в організмі людини. Через 10-20 років, коли з'явиться нове покоління людей, які не мають імунітету, цей вірус повертається і стає причиною нової пандемії. Ця гіпотеза підтверджується тим, що вірус грипу А з фенотипом Н1N1, що зник у 1957 р., коли його витіснив вірус Н2N2, знову з'явився, після двадцятирічної відсутності, в 1977 р. очевидно, викликана вірусом з фенотипом Н2N2, оскільки в 1957 р. антитіла до нього були виявлені тільки у людей старше 70 років, які не хворіли під час пандемії 1957 р. Нарешті, встановлено, що грип у людей викликали та викликають віруси типу А лише 3 або 4 фенотипів (H1N1 (H0N1), H2N2, H3N2). Разом з тим виявилася нова епідеміологічна особливість грипу: якщо раніше кожен новий пандемічний варіант повністю витісняв свого попередника, то з 1977 року віруси з фенотипами Н1N1 і H3N2 як би співіснують у колективі, володіючи, ймовірно, до певного часу рівними епідемічними можливостями. Антигенні дрейфи та шифти вірусів грипу А є головною перешкодою для створення ефективних вакцин.

Культивування вірусів грипу А.Віруси грипу А культивуються в курячих ембріонах та культурах клітин. У курячих ембріонах віруси грипу А репродукуються протягом 36-48 годин в амніотичній та алантоїсній порожнинах при температурі 37С. Найбільш чутливими до вірусу грипу А є первинні культури клітин нирок ембріона людини та деяких тварин. Репродукція вірусу в цих культурах супроводжується слабо вираженою цитопатичною дією, що нагадує спонтанну дегенерацію клітин.

Віруси грипу А можна культивувати в організмі мишей, мавп та приматів. Миші в природних умовах не інфікуються вірусами грипу, але віруси грипу А можуть адаптуватися до мишей. Вірус розмножується у верхніх та нижніх відділах респіраторного тракту і після адаптації може викликати у мишей пневмонію та смерть. Вигляд мишей А2G не чутливий до грипу та несе домінантну аллель (ген Мх), яка кодує білок, що індукується інтерфероном та інгібує вірус грипу.

Епідеміологія.Коло господарів та поширення вірусу.Віруси грипу А зазвичай викликають захворювання у людей, свиней, коней та рідко у птахів. З 1933 р. 3 серотипи гемаглютиніну були ідентифіковані у людей, 2 – у свиней та 2 – у коней. Усі 16 серотипів було виявлено у водоплавних птахів, переважно диких качок; вони зазвичай не викликають захворювання у цих господарів, але є резервуарами генетичної інформації грипу А. Віруси грипу (пташиного походження) були випадково виділені від норок і китів.

еволюція.Результати аналізу послідовностей кожного з генів вірусів грипу А підтвердили припущення, що є 5 специфічних ліній походження від господарів, і що походження від птахів знаходиться в еволюційному застої. Віруси грипу А, які нині циркулюють у людей, можливо, сталися приблизно 150 років тому від вірусів грипу птахів. Передбачається, що катастрофічна «іспанка» 1918 походить від свиней (з підтвердженням того, що свиня є проміжним господарем). Високо вірулентні штами зникли, але посилили поточне виникнення грипу від людини. Віруси грипу А, що циркулюють у свиней та коней, також походять із пташиного джерела.

Епідеміологія.Джерелом інфекції при грипі є водоплавні птахи сімейств гусячих та чайкових – споконвічний резервуар вірусів грипу для видів птахів та ссавців. Віруси грипу птахів зазвичай поширюються шляхом фекальної контамінації води (механізм передачі – фекально-оральний, шлях передачі – переважно водний, у поодиноких випадках – аерогенно). Доведеною є передача грипу від свиней до людини та навпаки. Можлива передача збудника від птахів свиням та коням та непряма передача людині від птахів через свиней, а також передача збудника від курчат людині. Серед людей джерелом інфекції є хвора на грип людина та вірусоносій. Механізм передачі - аерогенний, що реалізується переважно повітряно-краплинним шляхом. Захворіла людина стає заразною за 24 години до появи основних симптомів захворювання і становить епідеміологічну небезпеку протягом 48 годин після їх зникнення.

Патогенезгрипу включає всі 7 стадій, притаманних патогенезу циклічних вірусних захворювань (глава «Вірусний інфекційний процес»).

Віруси грипу А за допомогою гемаглютиніну прикріплюються до плоского та миготливого епітелію верхнього відділу дихальних шляхів. У епітеліальних клітинах відбувається первинна репродукція вірусів. Розмноження протікає із винятково високою швидкістю, що досягається завдяки фрагментованому геному вірусів грипу А та пояснює короткий інкубаційний період – 1-2 дні. Швидкість репродукції вірусів сприяє поширенню багатьох сотень віріонів, підготовлених лише однією зараженою клітиною. Надалі віруси потрапляють у кров та розносяться по всьому організму. Під дією вірусів активується система протеолізу та ушкоджується ендотелій капілярів, що призводить до підвищеної проникності судин, крововиливів та додаткового пошкодження тканин різних органів (трахея, бронхи, міокард, легені, головний мозок, нирки). Віруси грипу А, потрапляючи в кров, викликають пригнічення кровотворення та імунної системи, розвивається лейкопенія та гіперсупресорний варіант імунодефіциту. Поразка миготливого епітелію дихальних шляхів супроводжується його руйнуванням, що є вхідними воротами для проникнення бактерій у легені. Виникає небезпека розвитку бактеріальної суперінфекції – бронхіту, пневмонії. Білок NS1 вірусу грипу А здатний індукувати апоптоз у чутливих клітинах.

Імунітетзабезпечується системою інтерферонів, натуральними кілерами, Т-кілерами та специфічними антитілами. Інтерферони (переважно α-інтерферони) пригнічують репродукцію вірусу в епітеліальних клітинах, а також стимулюють функціональну активність натуральних кілерів. Останні руйнують вірусінфіковані клітини, що сприяє елімінації збудника з організму. Індукторами продукції інтерферонів є віруси грипу, проте продукція інтерферонів суттєво пригнічується при високих інфікуючих дозах вірусу.

Антигенспецифічні Т-кілери руйнують вірусінфіковані епітеліоцити, надаючи цим доступ до вірусів грипу імуноглобулінів. Останні, взаємодіючи із антигенними детермінантами вірусів, утворюють ЦВК. При низькій афінності імуноглобулінів інактивації вірусу в ЦВК не відбувається, що може спричинити інфікування здорових епітеліоцитів. Елімінація ЦВК з організму хворого на грип здійснюється системою макрофагів. Завершеність фагоцитозу ЦВК залежить від їхньої молекулярності: найбільш інтенсивно елімінуються великомолекулярні ЦВК, тоді як середні та дрібні ЦВК можуть тривало циркулювати у внутрішньому середовищі організму, осідаючи в паренхіматозних органах (нирках, легенях, мозку), а також судинах мікроциркуляторного русла, що викликає поразка.

Секреторні імуноглобуліни А, що виводяться на поверхню слизових оболонок верхніх дихальних шляхів, викликають інактивацію вірусів грипу та сприяють їхньому фагоцитозу. Основними захисними антитілами при грипі є секреторні Ig А та сироваткові Ig М та G до молекули гемаглютиніну, які нейтралізують інфективність вірусів та відповідають за формування стійкості до інфекції. Гуморальна відповідь на гемаглютинін є специфічною для цього виду вірусів, проте антигенний дрейф дозволяє вірусам уникнути інактивації антитілами. Антитіла до нейрамінідази не запобігають інфекції, але зменшують поширення вірусів в організмі. Імунітет при грипі є родо- і видоспецифічним, що зберігається протягом багатьох десятиліть.

клініка.Грип починається гостро з ознобу, лихоманки (39-40˚С), головного болю, слабкості, ломоти в кістках і суглобах, закладеності носа зі мізерним відокремлюваним, непродуктивного кашлю. Тяжкіший перебіг грипу може розвинутися, якщо виникне первинна грипозна пневмонія або вторинна бактеріальна пневмонія. Тривалість хвороби у дорослих – у середньому 7 днів. Діти, які хворіють на грип вперше в житті, можуть містити вірус протягом 13 днів.

Лабораторна діагностикагрипу включає вірусоскопічний, вірусологічний та серологічний методи діагностики. Матеріалом для дослідження є мазки, секрет та змив з носоглотки, кров, спинномозкова рідина та секційний матеріал.

Експрес-діагностика. Використовується метод иммунофлюоресценции антитіл (прямий метод Кумбса). Дозволяє провести дослідження протягом 2-3 годин від моменту взяття матеріалу. Клітини циліндричного епітелію слизової оболонки нижньої носової раковини та задньої стінки глотки відбирають сухими ватними тампонами та поміщають у середу для транспортування вірусів. У лабораторії тампони віджимають, а завис центрифугують. З осаду клітин готують мазки на предметному склі. При посмертному виявленні антигенів вірусу грипу роблять відбитки шматочків тканини легень, а також готують препарати зі слизової оболонки трахеї та бронхів, зіскоблюючи клітини епітелію. Препарати обробляються протигрипозними імуноглобулінами, що навантажені флюорохромами, інкубуються протягом години, після чого відмиваються фізіологічним розчином. Вірусінфіковані клітини при специфічній взаємодії з імуноглобулінами та подальшому їх розгляді в люмінесцентному мікроскопі виявляють свічення. Локалізація та характер світіння залежить від стадії розвитку вірусу грипу в клітинах, і навіть від терміну виникнення грипозної інфекції. У перші дні хвороби антиген частіше локалізується в ядрах клітин циліндричного епітелію при одночасному дифузному або гранулярному світінні цитоплазми в тих самих або інших клітинах. Часто виявляється рівномірне гомогенне світіння всієї клітини. У разі згасання інфекції свічення найчастіше спостерігається у цитоплазмі або в її частині у вигляді окремих гранул. Шляхом зіставлення кількості уражених клітин, що у полі зору, з терміном захворювання, відзначають найбільше їх кількість (4-10) у перші дні хвороби, ніж у наступні. Діагностичним є специфічне світіння 5 і більше клітин циліндричного епітелію з яскравістю щонайменше «++».

Реакція непрямої гемадсорбціїґрунтується на здатності клітин циліндричного епітелію верхніх дихальних шляхів, уражених вірусом грипу, адсорбувати на своїй поверхні еритроцити, сенсибілізовані протигрипозними антитілами. Використовується 0,25% завись сенсибілізованих еритроцитів барана. Після 30 хвилин експозиції при кімнатній температурі суспензією клітин заповнюють лічильну камеру Горяєва і мікроскопують у світловому мікроскопі за допомогою фазово-контрастної оптики. Якщо в досліджуваному препараті виявляють 4-5 клітин циліндричного епітелію з адсорбованими на них двома та більше еритроцитами, реакцію вважають позитивною.

Реакція пасивної гемаглютинації.Антиген вірусу грипу у досліджуваному матеріалі виявляють за допомогою еритроцитарного антитільного діагностикуму, який з'єднують зі звільненим від слизу та гетерогемаглютинінів змивом у співвідношенні 1:20. При настанні гемаглютинації реакцію вважають позитивною. Як експрес-метод діагностики може бути використаний ІФА.

Вірусологічний метод. Досліджуваним матеріалом є змиви з носоглотки, секційний матеріал, спинномозкова рідина. Віруси виділяють на курячих ембріонах та в культурах клітин.

Виділення вірусів грипу на курячих ембріонахє найдоступнішим. 10-11-денні курячі ембріони заражають інфекційним матеріалом в об'ємі 0,1 мл в амніотичну або 0,2 мл – в алантоїсну порожнину, після чого ембріони витримують при 33-34˚С протягом 72 годин (оптимальні умови репродукції вірусів А та ). Отриманий з курячих ембріонів вірусмісткий матеріал досліджують на присутність феномена гемаглютинації реакції гемадсорбції (РГА) з еритроцитами курей або морських свинок. Якщо результати РДА негативні, після пасажів дослідження матеріалу закінчують. У разі наявності аглютинації еритроцитів проводять титрування гемаглютинуючого вірусу в РДА.

Кожен вірусний антиген титрують у 2 паралельних рядах лунок планшета у розведеннях від 1:10 до 1:2560. Різниця титру в 2 рядах не повинна перевищувати одного дворазового розведення. Якщо вона більша, титрування слід повторити. Обраховуючи титр (у разі дворазової різниці) розраховують його середньоарифметичне значення. Після визначення гемагглютинуючого титру свіжовиділеного вірусу грипу готують його робоче розведення, що містить 4 ГАЕ (гемаглютинуючі одиниці) в заданому обсязі. Ідентифікують ізольований вірус грипу в РТГА (реакція гальмування гемаглютинації), використовуючи комерційні діагностичні сироватки проти збудників грипу А1 (Н1N1), А2 (Н2N2), А3 (Н3N2), В і С. Крім того, тип вірусу грипу можна визначити (РЗК).

Виділення вірусів грипу у культурах клітин.Використовуються одношарові трипсинізовані культури клітин ембріона людини та одноденних курчат. ЦПД у разі зараження вірусами грипу характеризується дегенерацією шару клітин. ЦПД утворюється з 3 по 10 день із моменту зараження. Віруси грипу А в культурі клітин розвиваються повільніше, їх ЦПД виявляється у появі фестончастих клітин або клітин з вакуолізацією цитоплазми, які лущуються в процесі дегенерації. Гемадсорбція виявляється значно раніше, ніж ЦПД. Якщо титр гемагглютинінів у культуральній рідині становить 1:8 і більше, виділені на культурі клітин віруси грипу ідентифікують в РТГА, якщо титр менше, ніж 1:8, зібраний матеріал культивують для підвищення титру, або проводять ідентифікацію реакції гальмування гемадсорбції (РТГАд) інфікованої культури. Для гальмування гемадсорбції титр імунної сироватки повинен бути не менше ніж 1:160 та відповідати антигенній структурі виділеного вірусу. Тип гемаглютиніну вірусу грипу при вірусологічному методі дослідження встановлюють у РТГА, підтип нейрамінідази – реакції інгібування нейрамінідазної активності.

Серологічний методґрунтується на виявленні збільшення титру протигрипозних антитіл у динаміці захворювання. Для серологічної діагностики грипу використовують РНГА, РСК, РТГА, причому останні 2 реакції – найчастіше. У процесі серологічного дослідження сироваток крові в РТГА використовують послідовні дворазові розведення їх на ізотонічному розчині натрію хлориду, грипозний антиген (4 ГАЄ) та завись еритроцитів курей або людини з групою крові (I). Для серологічної діагностики грипу РСК здійснюють у тих самих умовах, що і для ідентифікації ізольованих вірусів. У РНГА антитіла виявляють за допомогою стандартних антигенних ліофілізованих еритроцитарних діагностикумів.

Лікування.Для лікування грипу використовують α-інтерферони, що мають найбільшу противірусну дію (реаферон – людський генно-інженерний рекомбінантний α 2 -інтерферон, який призначають від 500 000 до 1 000 000 ОД 3 рази на день внутрішньом'язово протягом 5-7 днів). Противірусну дію мають також індуктори продукції ендогенного інтерферону (мефенамінова кислота, амізон). Виражене противірусну дію мають хіміопрепарати ремантадин, амантадин. Для лікування грипу застосовують також протигрипозні імуноглобуліни. При ускладненому перебігу грипозної інфекції показано антибіотики широкого спектра дії.

Профілактика.Неспецифічна профілактикагрипу включає раніше виявлення, ізоляцію та санацію джерела інфекції (хворої людини), а також розрив механізму та шляхи передачі вірусів грипу. З цією метою встановлюється протиепідемічний режим в організованих колективах (роз'єднання осіб, носіння масок, дотримання протиепідемічного режиму у лікарняних відділеннях). В осередках інфекції проводиться ультрафіолетове опромінення та вологе прибирання приміщень з використанням дезінфікуючих засобів. Масова неспецифічна профілактика включає використання індукторів продукції ендогенного інтерферону (амізон, мефенамінова кислота).

Специфічна профілактикавключає в себе імуноглобулінопрофілактикуі вакцинопрофілактику. Використовуються донорські протигрипозні імуноглобуліни відповідно до вікових доз. Для вакцинопрофілактики застосовуються такі типи протигрипозних вакцин: 1) жива атенуйована грипозна вакцина (алантоїсна та культуральна); 2) убита цільновірійна грипозна вакцина; 3) субвіріонна грипозна вакцина; 4) субодинична грипозна вакцина, що містить тільки гемаглютинін та нейрамінідазу.

Найбільш ефективними є субодиничні грипозні вакцини, серед яких є моновакцина (Н1N1), дивакцину (Н1N1+Н3N2) та тривакцину (А/H1N1+A/H3N2+B). Нині в Україні широко використовуються закордонні грипозні вакцини «Флюарікс» (Бельгія), «Ваксігрип» (Франція) та «Інфлувак» (Голландія). Ці вакцини є субвіріонними грипозними тривакцинами. Одна доза вакцини (0,5 мл) вводиться внутрішньом'язово чи підшкірно, імунітет розвивається протягом 3-4 тижнів. Вакцинацію здійснюють у періоди найбільшого ризику розвитку епідемій. Вакцинація найбільш показана особам молодшого та похилого віку, а також співробітникам лікувально-профілактичних установ. Вакцинацію слід проводити за 3-4 тижні до початку епідемії.

Особливістю вірусів грипу є їхня здатність до мінливості (мінливість вірусу грипу). Невеликі зміни антигенної структури вірусних білків називаються антигенним дрейфом (від англійського слова drift – повільна течія). Такі зміни відбуваються у вірусів грипу щорічно, і тому щорічно виникають епідемії грипу.

Зміни вірусу грипу.

Іноді відбуваються значні зміни антигенної структури вірусу грипу, які називаються шифтом (від англійського слова shift – стрибок). Внаслідок такої мінливості з'являються віруси грипу з абсолютно новими властивостями, і тому все населення планети сприйнятливе до інфекції. Такі віруси спричиняють пандемії грипу. Різкі зміни геному вірусу грипу відбуваються раз на 20-40 років і, як правило, внаслідок реассортації генів, тобто обміну генами між вірусами грипу людини та тварин. Вважають, що так з'явився новий вірус грипу А/Каліфорнія/4/2009(H1N1), що викликав пандемію грипу на планеті у 2009 році. У спеціальних дослідженнях показано, що збудник цієї пандемії грипу є складним реассортантом, до складу якого увійшли гени від класичного вірусу свинячого грипу, гени вірусу грипу свиней євроазіатської лінії, що перейшли до них від вірусу птахів наприкінці 70-х років, і гени від вірусу грипу свиней північноамериканської лінії, що у свою чергу є реасортантом і включив ген від вірусу грипу А(H3N2) людини.

З літа 2011 року від деяких хворих на грип у США виділяється новий варіант вірусу грипу А(N3N2), який за своїми генетичними характеристиками відрізняється від сезонного вірусу грипу А(H3N2), що циркулює в даний час. Цей варіант вірусу грипу позначають як вірус грипу А(H3N2)v.

Фахівці проводять ретельне спостереження за циркуляцією вірусів грипу у різних регіонах світу. Це необхідно для рекомендацій щодо складу грипозних вакцин та прогнозування епідеміологічної ситуації.

Чи закінчилася пандемія «свинячого» грипу?

За інформацією Всесвітньої Організації Охорони Здоров'я, опублікованій у серпні 2010 р., новий вірус A(H1N1)pdm09 значною мірою завершив цикл свого розвитку. Світ вступив у післяпандемічний період. Але це означає, що новий вірус A(H1N1)pdm09 зник. Фахівці вважають, що він поводитиметься як вірус сезонного грипу. Цей вірус ще викликатиме захворювання. Тому потрібно дотримуватися запобіжних заходів для зниження ризику інфікування.