К ортомиксовирусам относится вирус

Обновлено: 26.04.2024

Эпидемиология гриппа. Распространенность гриппа. Морфология вирусов гриппа.

Грипп [от фр. gripper, хватать], или инфлюэнца [от итал. influenza di freddo, влияние холода], — острая инфекция, проявляющаяся поражениями дыхательного тракта, непродолжительной лихорадкой, упадком сил, головной болью, миалгиями и др.

Резервуар гриппа — инфицированный человек (больные и бессимптомные носители). Больной становится заразным за 24 ч до появления основных симптомов и представляет эпидемическую опасность в течение 48 ч после их исчезновения.

Грипп регистрируют повсеместно, рост заболеваемости наблюдают в холодные месяцы. Эпидемии гриппа развиваются с интервалом 2-3 года.

Передача возбудителя гриппа происходит воздушно-капельным путём. Наиболее восприимчивы дети и лица преклонного возраста. Вирусы гриппа чувствительны к действию высоких температур, высушиванию, инсоляции и УФ-облучению. Также они лабильны к действию эфира, фенола, формальдегида и других веществ, денатурирующих белки.

Морфология вирусов гриппа

Суперкапсид вируса гриппа образован липидным бислоем, который пронизывают гликопротеиновые шипы (спикулы), определяющие гемагглютинирующую (Н) либо нейраминидазную (N) активность. Репликация ортомиксовирусов первично реализуется в цитоплазме инфицированной клетки; синтез вирусной РНК происходит в ядре.

• Гемагглютинин обусловливает проникновение вирусов гриппа в клетки в результате слияния с мембраной клетки и мембранами лизосом. AT к нему обеспечивают защитный эффект. Нейраминидаза распознаёт и взаимодействует с рецепторами, содержащими N-ацетилнейраминовую кислоту, то есть приводит к проникновению вируса, а также, отщепляя нейраминовую кислоту от дочерних вирионов и клеточной мембраны, к выходу вирусов из клеток.

• Семь сегментов вирусного генома кодируют структурные белки, восьмой — неструктурные белки NS1 и NS2 вируса гриппа, существующие только в инфицированных клетках. Основные из них — матриксный (М) и нуклеопротеидный (NP) белки. В меньших количествах присутствуют внутренние белки (P1, P2, Р3), участвующие в этапах транскрипции и репликации вируса гриппа.

• М-белок вирусов гриппа играет важную роль в морфогенезе вирусов и защищает геном, окружая нуклеокапсид. Белок NP выполняет регуляторные и структурные функции. Внутренние белки являются ферментами: Р1 — транскриптаза, Р2 — эндонуклеаза, Р3 — репликаза.

Эпидемиология гриппа. Распространенность гриппа. Морфология вирусов гриппа.

Морфология вирусов гриппа

ОРТОМИКСОВИРУСЫ — семейство Orthomyxoviridae РНК-содержащих пневмотронных вирусов, включающее вирусы гриппа А, В и С. В род вирусов гриппа А входят вирусы гриппа А человека, свиней, лошадей и птиц. Вирусы гриппа В и С поражают только человека.

В 1955 г. К. Эндрюс и др. объединили в одну группу вирусы, имеющие РНК-геном, спиральную симметрию нуклеокапсида, полиморфную липопротеидную оболочку, обладающие способностью к гемагглютинации и ферментной элюции вследствие расщепления нейраминидазой мукопротеидов оболочки эритроцитов. Они дали нм название миксовирусов. В 1962 г. Уотерсон (А. P. Waterson) выделил в группе миксовирусов две подгруппы, получившие в дальнейшем статус семейств,— ортомиксовирусы и парамиксовирусы (см.).

Рис. 1. Электронограммы вируса гриппа А (негативное контрастирование): а - сферическая форма вириона; х 200 000; б —нитевидная форма вириона; х 140 000.

Форма вирионов О. сферическая (рис. 1, а) или несколько вытянутая, диам. 80—120 нм; встречаются нитевидные формы (рис. 1,6) шириной 80—100 нм и длиной до 4000 нм, особенно у свежевыделенных штаммов. Мол. масса сферических вирионов 2,5 X 10 8 дальтон, коэффициент седиментации 722—800S, плавучая плотность вирусов гриппа А и В — 1.19 г/см 3 . гриппа С — 1,17— 1,19 г/см 3 . Белок составляет 60—75% веса вириона, липиды — 18—37%, углеводы — 5—9%, РНК — 0,8— 1,1%.

Геном О. представляет собой одноцепочечную линейную РНК, состоящую из 7—8 (по нек-рым данным, из 10) отдельных молекул (фрагментов) с мол. массой до 1 X 10 6 дальтон; общая масса РНК— 4—5 X 10 6 дальтон. Вокруг РНК по спирали располагаются молекулы белка с мол. массой 53 000—65 000 дальтон (примерно 12 молекул на один виток спирали) и небольшое число молекул белка P (вирионной транскриптазы) с мол. массой 81 000—94 000 дальтон.

Рис. 2. Схематическое строение вириона гриппа: ГА — гемагглютинин, НА — нейраминидаза, Л — двойной липидный слой, М — мембранный белок, НП — нуклеопротеид.

Отдельные нити нуклеопротеида сложены вдвое в виде шпильки, концы к-рой скручены вместе, вследствие чего образуется двойная спираль с петлей на одном конце (рис. 2). Нуклеопротеид окружен внутренней оболочкой вириона, образованной мембранным белком М с мол. массой 21 000—27 000 дальтон. Снаружи вирион имеет двойной липидный слой с выступами: по составу липидов он идентичен плазматическим мембранам клетки, в к-рой происходила репликация вируса, но не содержит сиаловой к-ты. Ок. 20% массы вириона составляют липиды, из к-рых фосфолипиды составляют 10—13%, холестерин — б—8% , гликолипиды— 1—2%. Клетка-хозяин определяет также углеводный состав вириона: гликолипиды и гликопротеиды содержат галактозу, маннозу, глюкозамин и фукозу.

Расположенные на наружной оболочке вириона выступы имеют длину 10—14 нм и диам. 4—8 нм; расстояние между ними 7—8 нм. Выступы образованы гемагглютинином (ГА) и нейраминидазой (НА), относящимися к гликопротеидам. Гемагглютинин имеет мол. массу 75 000—80 000 дальтон и обусловливает адсорбцию вирионов на клеточных рецепторах. Мол. вес нейраминидазы 55 000— 70 000 дальтон. У вируса гриппа С нейраминидаза не обнаружена.

В зараженных О. клетках синтезируются также два неструктурных белка: NSX с мол. массой 20 000— 25 000 дальтон и NS2 с мол. массой 11 000 дальтон, функция их не ясна.

Репликацию О. изучали в основном на модели вируса гриппа А. С помощью гемагглютинина вирус адсорбируется на чувствительных клетках. Рецепторами вируса на поверхности клетки являются гликопротеиды с N-ацетилнейраминовой (сиаловой) к-той. Процесс проникновения вирионов в клетку не ясен: согласно одной точке зрения, они активно целиком поглощаются клеткой, т. е. имеет место виропексис; согласно другой, — липопротеидная оболочка вириона сливается с плазматической мембраной клетки, затем оболочка и мембрана расплавляются, и нуклеопротеид попадает в цитоплазму.

С помощью транскриптазы, входящей в состав вирусного рибонуклеопротеида, синтезируется РНК, комплементарная вирусной, —кРНК; процесс этот продолжается 3—4 часа и происходит в цитоплазме клетки. Каждый фрагмент родительской РНК транскрибируется отдельно, а каждая образующаяся молекула кРНК является моноцист-ронной матрицей, на к-рой синтезируются вирусные бел ки. Синтез вирионной РНК (вРНК) происходит в основном со 2-го по 6—7 час. после инфицирования клеток. Из общего количества синтезируемой РНК 10% составляет кРНК и 90% вРНК.

Вирусные белки синтезируются на полисомах, образованных вирусными к PH К и клеточными рибосомами, а затем мигрируют в различные участки клетки: нуклеопротеид появляется в ядре, белок NS — в ядрышке, гемагглютинин перемещается с шероховатых мембран на гладкие мембраны эндоплазматической сети, где накапливается также белок М. Сразу после синтеза белка гемагглютинина к нему присоединяются углеводы, синтезированные в клетке.

Репликация О. зависит от функционирования клеточного генома, хотя и не ясно, в чем эта связь заключается.

Созревание (сборка) вириона происходит у поверхности клетки. В нек-рых участках плазматической клеточной мембраны ее белки замещаются вирусными полипептидами— гемагглютинином и нейраминидазой. Нейраминидаза удаляет нейрамино-вую к-ту из тех модифицированных участков клеточной мембраны, из к-рых впоследствии формируется внешняя оболочка вирионов; тем самым вирионы лишаются рецепторов, аналогичных рецепторам, имеющимся у клеточной оболочки.

На внутренней поверхности измененной клеточной мембраны формируется белковый слой, состоящий из белка М. К этим участкам присоединяется вирусный рибонуклеопротеид, после чего от клеточной мембраны отпочковываются вирионы.

Пассажи О. при высокой множественности заражения приводят к образованию неполных частиц (феномен Магнуса), содержащих уменьшенное количество или вообще не содержащих крупномолекулярных фрагментов РНК. Эти частицы не инфекционны, но обладают гемагглютинирующей, иммуногенной и интерферирующей активностью (неинфекционный антиген).

Фрагментированность генома вирусов гриппа обусловливает легкость получения рекомбинантов в условиях эксперимента. Генетическая рекомбинация и множественная реактивация (см. Вирусы) возможны только между представителями одного рода. Между членами разных родов О. может происходить только фенотипическое смешение (см. Негенетические взаимодействия вирусов).

Все О., относящиеся к одному роду, имеют общие, специфические для данного рода антигены, к-рыми являются бел ки нуклео протеида и белок М, но различные поверхностные гликопротеиды — гемагглютинин и не йрамини да з а.

Для вирусов гриппа А человека характерно частое изменение и замена гемагглютинина и нейраминидазы. В меньшей степени изменчивость свойственна вирусам гриппа А свиней и лошадей и вирусу гриппа В. Антигенная структура вирусов гриппа А птиц и вируса гриппа С, по-видимому, мало подвержена изменениям.

О. чаще всего выделяют и культивируют в куриных эмбрионах при заражении в аллантоисную и (или) амниотическую полость. Многие штаммы могут размножаться в культурах почечных клеток обезьян, телят, свиней, хомячков, кур, плода человека, однако обычно после предварительной адаптации.

Среди лабораторных животных наиболее чувствительны к вирусам гриппа человека и млекопитающих животных африканские хорьки при заражении через ноc, менее восприимчивы мыши; сирийские хомячки, морские свинки малочувствительны. Вирусы гриппа птиц (высоко патогенные штаммы) вызывают заболевания у кур при разных способах введения, у мышей при инокуляции в мозг или через ноc, а также при интрацеребральном заражении голубей, уток, обезьян резус, молодых кроликов и морских свинок.

Вирусы гриппа А человека являются причиной эпидемий и пандемий гриппа. В естественных условиях эти вирусы могут вызывать заболевание у свиней, собак и нек-рых других животных. Вирусы гриппа В являются причиной эпидемий и эндемий. Вирусы гриппа С обусловливают эндемичные заболевания (обычно у детей) и внутрибольничные вспышки.

Вирусы гриппа А лошадей вызывают у этих животных обычно нетяжелое респираторное заболевание, но нек-рые штаммы отличаются кардиотропизмом. Экспериментально установлена способность вируса гриппа лошадей вызывать легкое респираторное заболевание у человека.

Вирус гриппа свиней вызывает у этих животных острое респираторное заболевание. Оно протекает тяжело, у молодняка нередко с летальным исходом. Случаи заболевания людей гриппом свиней наблюдаются редко и протекают в виде легкой респираторной инфекции. Существует предположение, что в 1918 г. вирус гриппа человека адаптировался к свиньям и превратился в возбудителя гриппа свиней, поскольку ранее у них это заболевание не регистрировалось.

Гриппозная инфекция у птиц протекает крайне разнообразно — бессимптомно, в виде легкого респираторного заболевания, тяжелой диареи или как чума птиц с поражением нервной системы и высокой летальностью. Эпизоотии наблюдаются среди домашних птиц, гл. обр. семейства куриных. Несколько вирусов было выделено от диких птиц, однако заболевания наблюдались редко (у крачек и чаек). Патогенность вирусов гриппа птиц для человека точно не установлена.

Библиография: Вирусы гриппа и грипп, под ред. Э. Д. Кильбурна, пер. с англ., с. 20, и др., М., 1978; Феннер Ф. и др. Биология вирусов животных, пер. с англ., т. 1, с. 154 и др., т. 2, с. 385 и др., М., 1977; D о w d 1 e W. R. a. o. Orthomyxo-viridae, Intervirology, y. 5, p. 245, 1975.

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.

Классификация

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.

Культивирование

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

Биохимические свойства

Антигенная структура

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.

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.

Эта статья о семействе вирусов, которое состоит из семи родов. Для получения конкретной информации о подсемействе, поражающем людей, см. Грипп .

Четыре рода вируса гриппа, инфицирующие позвоночных, которые идентифицируются по антигенным различиям в их нуклеопротеинах и матриксном белке , следующие:

Alphainfluenzavirus заражает людей, других млекопитающих и птиц и вызывает все пандемии гриппа.
Бетаинфлуензавирус заражает людей и тюленей.
Deltainfluenzavirus поражает свиней и крупный рогатый скот.
Gammainfluenzavirus поражает людей, свиней и собак .

СОДЕРЖАНИЕ

Influenzavirus вириона является плеоморфным ; оболочка вируса может происходить в сферических и нитевидных форм. В целом морфология вируса эллипсоидальная с частицами диаметром 100–120 нм или нитевидная с частицами диаметром 80–100 нм и длиной до 20 мкм. [5] В оболочке имеется примерно 500 различных шиповидных выступов на поверхности, каждый из которых выступает на 10–14 нм от поверхности с различной поверхностной плотностью. Спайк основного гликопротеина (НА) нерегулярно вставлен кластерами спайков нейраминидазы (NA) с соотношением HA к NA примерно от 10 до 1. [6]

Вирусная оболочка, состоящая из двухслойной липидной мембраны, в которой закреплены шипы гликопротеина, включает нуклеокапсиды ; нуклеопротеины разных классов размеров с петлей на каждом конце; расположение внутри вириона неясно. Рибоядерные белки являются нитевидными и имеют длину от 50 до 130 нм и диаметр от 9 до 15 нм со спиральной симметрией.

Геномы гриппа. Сегменты транслируются в полимеразу (PB1, PB2 и PA), гемагглютинин (HA), нейраминдазу (NA), нуклеопротеин (NP), мембранный белок (M) и неструктурный белок (NS).

Вирусы семейства Orthomyxoviridae содержат от шести до восьми сегментов линейной одноцепочечной РНК с отрицательным смыслом . Их общая длина генома составляет 10 000–14 600 нуклеотидов ( нуклеотидов ). [7] Геном вируса гриппа A , например, содержит восемь сегментов РНК отрицательного смысла (всего 13,5 килобаз). [8]

Из белков вируса гриппа наиболее охарактеризованными являются гемагглютинин и нейраминидаза , два больших гликопротеина, обнаруженные снаружи вирусных частиц. Гемагглютинин - это лектин, который опосредует связывание вируса с клетками-мишенями и проникновение вирусного генома в клетку-мишень. [9] Напротив, нейраминидаза представляет собой фермент, участвующий в высвобождении потомства вируса из инфицированных клеток путем расщепления сахаров, которые связывают зрелые вирусные частицы. Белки гемагглютинин (H) и нейраминидаза (N) являются ключевыми мишенями для антител и противовирусных препаратов, [10] [11] и они используются для классификации различных серотипов вирусов гриппа A, отсюда H и N в H5N1 .

Последовательность генома имеет концевые повторяющиеся последовательности; повторяется на обоих концах. Терминальные повторы на 5'-конце длиной 12–13 нуклеотидов. Нуклеотидные последовательности 3'-конца идентичны; то же самое в родах одной семьи; большинство на РНК (сегменты) или на всех видах РНК. Терминальные повторы на 3'-конце длиной 9–11 нуклеотидов. Инкапсидированная нуклеиновая кислота является исключительно геномной. Каждый вирион может содержать дефектные мешающие копии. При гриппе A (H1N1) PB1-F2 продуцируется из альтернативной рамки считывания в PB1. Гены M и NS продуцируют два разных гена посредством альтернативного сплайсинга . [12]

Обычно грипп передается от инфицированных млекопитающих по воздуху при кашле или чихании с образованием аэрозолей, содержащих вирус, и от инфицированных птиц через их помет . Грипп также может передаваться через слюну , выделения из носа , фекалии и кровь . Инфекции происходят при контакте с этими телесными жидкостями или загрязненными поверхностями. Вне хозяина вирусы гриппа могут оставаться заразными около недели при температуре человеческого тела, более 30 дней при 0 ° C (32 ° F) и неопределенно долго при очень низких температурах (например, в озерах на северо-востоке Сибири ). Их можно легко дезактивировать дезинфицирующими и моющими средствами. . [13] [14] [15]

Вирусы связываются с клеткой посредством взаимодействия между ее гликопротеином гемагглютинина и сахарами сиаловой кислоты на поверхности эпителиальных клеток в легких и горле (стадия 1 на рисунке инфекции). [16] Клетка импортирует вирус путем эндоцитоза . В кислой эндосоме часть белка гемагглютинина сливает вирусную оболочку с мембраной вакуоли, высвобождая молекулы вирусной РНК (вРНК), вспомогательные белки и РНК-зависимую РНК-полимеразу в цитоплазму (стадия 2). [17] Эти белки и вРНК образуют комплекс, который транспортируется в ядро клетки. , где РНК-зависимая РНК-полимераза начинает транскрибировать комплементарную кРНК с положительным смыслом (этапы 3a и b). [18] кРНК либо экспортируется в цитоплазму и транслируется (этап 4), либо остается в ядре. Недавно синтезированные вирусные белки либо секретируются через аппарат Гольджи на поверхность клетки (в случае нейраминидазы и гемагглютинина, шаг 5b), либо транспортируются обратно в ядро, чтобы связать вРНК и сформировать новые частицы вирусного генома (шаг 5a). Другие вирусные белки обладают множеством действий в клетке-хозяине, включая разрушение мРНК клетки и использование высвободившихся нуклеотидов для синтеза вРНК, а также ингибирование трансляции мРНК клетки-хозяина. [19]

ВРНК отрицательного смысла, которые образуют геномы будущих вирусов, РНК-зависимую РНК-транскриптазу и другие вирусные белки, собираются в вирион. Молекулы гемагглютинина и нейраминидазы группируются в выпуклость в клеточной мембране. ВРНК и вирусные коровые белки покидают ядро и входят в этот выступ мембраны (этап 6). Зрелый вирус отрывается от клетки в сфере фосфолипидной мембраны хозяина, приобретая гемагглютинин и нейраминидазу с этой мембранной оболочкой (стадия 7). [20] Как и раньше, вирусы прикрепляются к клетке через гемагглютинин; зрелые вирусы отделяются, как только их нейраминидаза отщепляет остатки сиаловой кислоты от клетки-хозяина. [16] После выпуска нового вируса гриппа клетка-хозяин умирает.

Вирусы Orthomyxoviridae - это один из двух РНК-вирусов, которые реплицируются в ядре (второй - retroviridae ). Это связано с тем, что механизмы ортомиксовирусов не могут создавать свои собственные мРНК. Они используют клеточные РНК в качестве праймеров для инициации синтеза вирусной мРНК в процессе, известном как снятие крышки . [21] Попав в ядро, белок РНК-полимеразы PB2 находит клеточную пре-мРНК и связывается с ее 5'-кэпированным концом. Затем РНК-полимераза PA отщепляет клеточную мРНК около 5'-конца и использует этот кэпированный фрагмент в качестве праймера для транскрипции остальной части вирусного генома РНК в вирусную мРНК. [22] Это связано с тем, что мРНК должна иметь 5'-кэп, чтобы ее распознала рибосома клетки для трансляции.

Поскольку ферменты, проверяющие РНК , отсутствуют, РНК-зависимая транскриптаза РНК делает ошибку вставки одного нуклеотида примерно каждые 10 тысяч нуклеотидов, что является приблизительной длиной вРНК вируса гриппа. Следовательно, почти каждый вновь созданный вирус гриппа будет содержать мутацию в своем геноме. [23] Разделение генома на восемь отдельных сегментов вРНК позволяет смешивать ( перегруппировать ) гены, если одна и та же клетка инфицирована более чем одной разновидностью вируса гриппа ( суперинфекция). ). Результирующее изменение в сегментах генома, упакованных в вирусное потомство, дает новое поведение, иногда способность инфицировать новые виды хозяев или преодолевать защитный иммунитет популяций хозяев к его старому геному (в этом случае это называется антигенным сдвигом ). [10]

В основанной на филогенетике таксономии , категория РНК-вируса включает подкатегорию оцРНК-вируса с отрицательным смыслом , которая включает отряд Articulavirales и семейство Orthomyxoviridae . Роды-ассоциированные виды и серотип из Orthomyxoviridae приведены в следующей таблице.

Роды, виды и серотипы ортомиксовирусов

Род	Виды (* обозначает типовые виды )	Серотипы или подтипы	Хосты
Альфа-гриппозавирус	Вирус гриппа A *	H1N1 , H1N2 , H2N2 , H3N1 , H3N2 , H3N8 , H5N1 , H5N2 , H5N3 , H5N8 , H5N9 , H7N1 , H7N2 , H7N3 , H7N4 , H7N7 , H7N9 , H9N2 , H10N7	Человек , свинья , птица , лошадь , летучая мышь
Бетаинфлюэнзавирус	Вирус гриппа B *	Виктория, Ямагата [24]	Человек, тюлень
Deltainfluenzavirus	Вирус гриппа D *	Свинья, крупный рогатый скот
Гаммаинфлуензавирус	Вирус гриппа C *	Человек, свинья, собака
Isavirus	Вирус инфекционной анемии лосося *	Атлантический лосось
Тоготовирус	Тоготовирус *	Клещ , комар , млекопитающее (включая человека)
Тоготовирус	Дори вирус	Клещ , комар , млекопитающее (включая человека)	Вирус Баткен , вирус Бурбон , вирус Jos
Каранджавирус [25]
Каранджавирус [25]	Вирус Quaranfil , * вирус атолла Джонстон

Существует четыре рода вирусов гриппа, каждый из которых содержит только один вид или тип. Грипп A и C поражает множество видов (включая людей), тогда как грипп B поражает почти исключительно людей, а грипп D поражает крупный рогатый скот и свиней. [26] [27] [28]

Вирусы гриппа A дополнительно классифицируются на основе вирусных поверхностных белков гемагглютинина (HA или H) и нейраминидазы (NA или N). Идентифицировано шестнадцать подтипов H (или серотипов) и девять подтипов N вируса гриппа А.

Существуют и другие варианты; таким образом, изоляты конкретных штаммов гриппа идентифицируются по стандартной номенклатуре, определяющей тип вируса, географическое положение, где был впервые выделен, порядковый номер изоляции, год изоляции и подтипы НА и NA. [29] [30]

A / Brisbane / 59/2007 (H1N1)
А / Москва / 10/99 (H3N2).

Вирусы типа А являются наиболее опасными для человека патогенами среди трех типов гриппа и вызывают наиболее тяжелое заболевание. Серотипы, подтвержденные у людей , отсортированные по количеству известных случаев смерти людей от пандемии, следующие:

Вирус гриппа B почти исключительно является патогеном человека и встречается реже, чем грипп A. Единственное другое животное, которое, как известно, восприимчиво к инфекции гриппа B, - это тюлень . [42] Этот тип гриппа мутирует в 2–3 раза реже, чем тип A [43], и, следовательно, менее генетически разнообразен, имея только один серотип гриппа B. [26] В результате отсутствия антигенного разнообразия иммунитет к гриппу B обычно приобретается в раннем возрасте. Однако грипп B мутирует настолько, что устойчивый иммунитет невозможен. [44] Эта пониженная скорость антигенного изменения в сочетании с ограниченным кругом хозяев (ингибирование межвидового антигенного сдвига) ), гарантирует, что пандемии гриппа B не произойдет. [45]

Вирус гриппа С поражает людей и свиней и может вызывать тяжелые заболевания и местные эпидемии . [46] Однако грипп C встречается реже, чем другие типы, и обычно вызывает легкое заболевание у детей. [47] [48]

Этот род был классифицирован в 2016 году, представители которого были впервые изолированы в 2011 году. [49] Этот род, по-видимому, наиболее близок к гриппу C, от которого он отделился несколько сотен лет назад. [50] Есть по крайней мере два существующих штамма этого рода. [51] Основными хозяевами, по-видимому, является крупный рогатый скот, но известно, что вирус заражает и свиней.

Вирусы гриппа млекопитающих, как правило, лабильны, но могут выжить в слизи несколько часов. [52] Вирус птичьего гриппа может выжить в течение 100 дней в дистиллированной воде при комнатной температуре и 200 дней при 17 ° C (63 ° F). Птичий вирус инактивируется быстрее в навозе, но может выжить до 2 недель в фекалиях в клетках. Вирусы птичьего гриппа в замороженном состоянии могут выжить бесконечно. [52] Вирусы гриппа чувствительны к отбеливателям, 70% этанолу, альдегидам, окислителям и соединениям четвертичного аммония. Они инактивируются нагреванием до 133 ° F (56 ° C) в течение минимум 60 минут, а также при низком pH

Существуют вакцины и лекарства для профилактики и лечения вирусных инфекций гриппа. Вакцины состоят из инактивированных или живых ослабленных вирионов вирусов гриппа A человека H1N1 и H3N2, а также вирусов гриппа B. Поскольку антигенность диких вирусов эволюционирует, вакцины ежегодно пересматриваются путем обновления семенных штаммов.

Когда антигенность штаммов семян и диких вирусов не совпадает, вакцины не могут защитить вакцинированных. Вдобавок, даже когда они совпадают, часто генерируются мутанты-побеги.

Лекарства, доступные для лечения гриппа, включают амантадин и римантадин , которые препятствуют отслаиванию вирионов, вмешиваясь в M2, и осельтамивир (продается под торговой маркой Tamiflu ), занамивир и перамивир , которые ингибируют высвобождение вирионов из инфицированных клеток путем вмешательства с NA. Однако ускользающие мутанты часто образуются для первого лекарства и реже - для второго. [53]

Читайте также: