Вирус гриппа. Морфология и состав вириона

Грипп (от французского слова «хватать») часто называют королем эпидемий, так как ни одно другое инфекционное заболевание не может за короткое время охватить сотни миллионов людей.

Вирусы гриппа относятся к семейству ортомиксовирусов и включают три серотипа: А, В, С. В эпидемиологическом отношении наибольшее значение имеет серотип А, поражающий не только человека, но и некоторые виды животных (свиньи, лошади и др.) и птиц. Именно этот серотип вызывает не только эпидемии, но и пандемии. Хорошо известна печально знаменитая «испанка», унесшая до 40 млн. человеческих жизней. Вирусы серотипов В и С как правило поражают только людей.

Вирус серотипа «А» впервые выделили в 1933 году У. Смит, К. Эндрюс и П.Лэйдоу, серотип «В» в 1940 г. - Т. Френсис и Т. Меджилл, серотип «С» в 1947 г. - Р.Тейлор. Серотип «А» подразделяется на подтипы, которые отличаются друг от друга своими поверхностно расположенными антигенами - гемагглютином и нейраминидазой: 15 подтипов гемагглютинина (Н) и 9 подтипов нейраминидазы (N), но от человека стабильно выделяют только Hl, Н2, НЗ и N1, N2.

Морфология и состав вириона. Вирион имеет сферическую форму (диаметр 80-120 мм), реже встречаются нитевидные формы. Это сложный («одетый») вирус. Нуклеокапсид, расположенный в центре вириона, построен по спиральному типу симметрии. Геном вируса образован спиральной однонитевой сегментированной (8 фрагментов) РНК со знаком минус. Сегментированность генома обусловливает возможность высокой степени рекомбинации, что ведет к изменению антигенной структуры. Капсид состоит из белок-нуклеопротеина и белков полимеразного комплекса. Нуклеокапсид окружен слоем матриксных и мембранных белков. Сверху находится суперкапсид, являющийся наружной липопротеиновой оболочкой, которая формируется за счет клеточной мембраны. На поверхности суперкапсида находятся шиповидные выросты, образованные гликопротеинами: гемагглютинином и нейраминидазой. Они в процессе репродукции вирусов встраиваются в мембрану клетки хозяина и следовательно при выходе из клетки вирусов они покрываются суперкапсидом, имеющим уже в своем составе гемагглютинин и нейраминидазу.

Гемагглютинин обеспечивает соединение вируса с рецепторами на поверхности чувствительных клеток организма, а затем нейраминидаза их модифицирует и вирус проникает путем эндоцитоза в клетку-хозяина. Нейраминидаза также, препятствуя агрегации вирионов, обеспечивает выход их из клетки. Следует отметить, что антитела, образующиеся против гемагглютинина и нейраминидазы, выполняют протективные функции, то есть защищают организм от вируса гриппа. Поэтому оба гликопротеина используют для производства субъединичных гриппозных вакцин.

После проникновения вируса путем эндоцитоза, в клетке происходит частичная депротеинизация, и сердцевина вириона транспортируется к ядру клетки. На ядерной оболочке удаляется матриксный белок и в ядро поступает нуклеокапсид. В ядре клетки происходит транскрипция. При этом транскрибируется вся нить сегмента РНК. Сначала формируется плюс-нить, затем на матрице образуется минус-нить дочерних РНК. Сборка нуклеокапсида происходит в ядре. Формирование вирусных частиц происходит на клеточных мембранах, где уже интегрированы гемагглютинин и нейраминидаза. Затем наблюдается выход вирусов из клетки путем «почкования», при этом нуклеокапсид покрывается суперкапсидом, содержащим указанные гликопротеины. Клетка при этом некоторое время остается жизнеспособной.

Вирусы гриппа имеют внутренние и поверхностные антигены. Внутренние - это нуклеопротеины и матричный белок. Важно подчеркнуть, что антитела, образующиеся к внутренним антигенам, не несут протективной функции. Функцию защиты организма выполняют антитела к поверхностным антигенам: гемагглютинину и нейраминидазе.

Структура поверхностных антигенов подвергается частым изменениям, при этом изменение гемагглютинина и нейраминидазы происходят независимо друг от друга. Изменчивость антигенной структуры вызвана двумя процессами: антигенным дрейфом и антигенным шифтом.

Под антигенным дрейфом понимают незначительные изменения, происходящие в указанных антигенах, вызванные точечными мутациями в генах, кодирующих их синтез. Возникающие в результате новые сероварианты незначительно отличаются от исходного штамма, но эти изменения не выходят за пределы подтипа.

Антигенный шифт (скачок) - это полная внезапная замена одного или обоих поверхностных антигенов. Он формируется в результате рекомбинаций, происходящих при попадании в одну клетку двух разных подтипов вирусов. Возникающий в результате шифта новый подтип вируса становится причиной пандемии.

В XX веке особенно известны три пандемии:
- 1918-1920 гг. - подтип H1N1 («испанский»)
- 1957-1959 гг. - подтип H2N2 («азиатский»)
- 1968-1970 гг. - подтип H3N2 («гонконгский»)

Между этими пандемиями нет одинаковых временных промежутков и все они были обусловлены разными подтипами вируса гриппа А. Установлено, что к началу каждой следующей пандемии предшествующий подтип вируса покидал человеческую популяцию. Видимо он уходил к животным, где продолжал циркулировать (скорее всего к птицам).

В 1977 году произошло неожиданное событие: вернулся вирус с антигенной формулой Н1N1, уже циркулировавший в 1947-1957 гг. и вытесненный «азиатским» подтипом. Это способствовало возникновению предположения, что будет осуществляться цикличность в возникновении пандемий вируса гриппа, а, следовательно, породило надежду на возможность использования для борьбы с ними уже имеющихся вакцин и иммунных сывороток.

В начале XXI века внимание медицинских работников и исследователей привлек птичий вирус гриппа с антигенной формулой H5N1. За 2005-2006 гг. в мире зарегистрировано около 140 случаев инфицирования людей от птиц этим вирусом. Из них половина с летальным исходом. Это чисто птичий вирус, но он постоянно подвергается изменениям, все больше и больше приспосабливаясь к организму человека. Пока вирус не передается от человека к человеку, но как только это станет возможным, может начаться пандемия, так как иммунитет против него у человека отсутствует.

Входные ворота инфекции - это верхние дыхательные пути, но он может проникнуть сразу в альвеолы, чем вызовет первичную острую пневмонию. Через поврежденные эпиталиальные барьеры вирус гриппа А проникает в кровоток и вызывает виремию. Циркулируя в крови, вирус повреждает эндотелиальные клетки кровеносных капилляров, повышая их проницаемость. В тяжелых случаях происходят кровоизлияния в легкие, сердечную мышцу и другие органы. Всасывание продуктов распада клеток также оказывает токсическое и сенсибилизирующее действие на организм. При заболевании развивается вторичный иммунодефицит, что обусловливает появление вторичной бактериальной инфекции. Частой причиной летальности является бактериальная пневмония. Возникающая геморрагическая пневмония и отек легких быстро приводят к гибели человека.

Иммунитет. В защите организма от инфекций участвуют выделительная функция организма, сывороточные ингибиторы, альфа-интерферон. Специфические сывороточные IgA обеспечивают местный иммунитет на поверхности слизистых респираторного тракта. Вирус нейтрализующие сывороточные антитела появляются на 7-8-й день болезни и достигают максимума через 2-3 недели. При выздоровлении важна роль клеточного иммунитета (естественные киллеры и специфические цитотоксические Т-лимфоциты, поражающие клетки, инфицированные вирусом). Постинфекционный иммунитет достаточно длителен и прочен, но высоко специфичен.

Вывод о прочности приобретенного иммунитета был сделан на основании наблюдений 1977-1978 гг., когда в популяцию людей вернулся после 20-летнего отсутствия вирус гриппа типа A (H1N1). Тогда вспыхнувшая эпидемия захватила фактически исключительно лиц, моложе 20 лет. Они ранее не контактировали с этим подтипом вируса и, следовательно, не имели к нему иммунитета.

Микробиологическая диагностика: Для постановки диагноза используют: выделение и идентификацию вируса, определение наличия вирусных антигенов в клетках больного, выявление вирус - специфических антител в сыворотке пациента. Для исследования берут носоглоточное отделяемое, мазки отпечатки со слизистой носа, при паталогоанотомическом исследовании - кусочек легочной ткани, соскобы со слизистой бронхов и трахей.

В качестве экспресс-диагностики обнаруживают вирусные антигены в исследуемом материале с помощью РИФ, ИФА, ПЦР.

Вирусологический метод: Культивируют вирусы в курином эмбрионе, культуре клеток (первичная культура клеток почек обезьян, почек собак, почек макак имеющих «-» резус), в лабораторных животных.

Индикацию вирусов проводят по гибели, по клиническим и патоморфологическим изменениям, ЦГІД; образованию «бляшек», «цветной пробе», РГА и гемадсорбции.

Идентифицируют вирусы по антигенной структуре в РСК, РТГА, ИФА. Обычно тип вируса определяют в РСК, подтип - в РТГА.

Серологический метод: Диагноз ставят при четырехкратном увеличении титра антител в парных сыворотках, взятых с интервалом в 10-14 дней, применяя РТГА, РСК, ИФА.