Антигенная структура.
Геном.
Историческая справка.
Грипп – одна из самых распространенных инфекционных болезней. Заболевание известно очень давно. В XX в. произошли три пандемии гриппа человека (в 1918, 1957, и 1968 гг.) и одна глобальная эпидемия, близкая к пандемии (в 1977 г.). Самой необычной по масштабам и последствиям была пандемия 1918 г., грипп тогда назвали «испанкой» (переболело более 500 миллионов человек, число погибших от гриппа составило около 20 миллионов человек, что фактически превысило потери всех воевавших стран, участвовавших в 1-й мировой войне). В 2009 г. началась новая пандемия гриппа, которая происходит из Мексики и США (на октябрь во всем мире насчитывается около 3000 погибших).
Вирус гриппа выделил от больных свиней в 1931 г. английский ветеринар Р. Шоуп. В 1933 г. У. Смит, С. Эндрюс и П. Лейдлоу подтвердили это открытие, заразив хорьков смывом с носоглотки больного гриппом, позже этому вирусу присвоили название вирус гриппа А. В 1936 г. вирус гриппа типа А выделили А.А. Смородинцев в Ленинграде и Л.А. Зильбер в Москве. В 1940 г. американский исследователь Т. Френсис и независимо от него Р. Меджилл обнаружили несколько отличный вирус и дали ему название вирус гриппа В. В 1947 г. Р. Тейлор выделил 3-й вирус гриппа, назвав его вирус гриппа С.
Таксономия.
Семейство– Orthomyxoviridae (от греч. оrhto – правильный, myxa – слизь)
Род– Influenzavirus (от итал. influenza di freddo – влияние холода)
Тип (вид) – имеется 3 типа (вида) вируса – А, В и С (Influenza А virus, Influenza В virus и Influenza С virus)
Подтип– вирус гриппа типа А делится по гемагглютинину на 15 подтипов (Н1-15), а по нейраминидазе – на 9(N1-9).
Номенклатура.
По рекомендации ВОЗ, обозначение штаммов вируса гриппа включает 6 позиций:
· тип вируса;
· естественный хозяин (если он – не человек);
· географическое место выделения;
· лабораторный номер штамма;
· год выделения вируса;
· у типа А – антигенная характеристика (указывается в скобках).
Например: А/Хабаровск/90/77/(Н1N1), А/Калифорния/04/09/(Н1N1) или А/курица/Новосибирск/64/05/(Н5N1).
Геном вируса гриппа представлен однонитевой молекулой негативной (-) РНК, закрученной в двойную спираль с односпиральными концами. Геном состоит из 8 фрагментов, 5 из которых кодируют синтез 1 белка, а 3 остальные – синтез 2 белков (всего кодируется 11 белков). Тип симметрии нуклеокапсида – спиральный.
Морфология.
Вирус гриппа имеет сферическую, реже нитевидную и сперматозоидную форму, средние размеры (диаметр вируса гриппа типа А составляет 80-100 нм, вирусы типов В и С – 100-120 нм).
Вирус гриппа – сложноорганизован: состоит из капсида, покрытого снаружи липопротеидной оболочкой (суперкапсидом).
В состав нуклеокапсида входят РНК и капсидные белки:
· белок NР (рибонуклеопротеид) – по нему выделяют типы вируса гриппа А, В и С;
· внутренние белки Р1 (транскриптаза), Р2 (эндонуклеаза), Р3 (репликаза) – белки полимеразного комплекса, участвующие в транскрипции и трансляции, т.е. в процессе репродукции вируса.
Вирусы гриппа также имеют белок М (матриксный белок), окружающий нуклеокапсид и связывающий его с суперкапсидом.
На поверхности суперкапсида имеются многочисленные шипики (около 900) длиной до 10 нм двух типов – гемагглютинины (Н) и нейраминидаза (N):
· гемагглютинины обладают способностью распознавать чувствительные клетки и прикрепляться к их поверхности, они обладают также протективными свойствами и имеют свойство изменяться;
· нейраминидаза отщепляет сиаловую (нейраминовую) кислоту, обеспечивая проникновение вируса в клетку и выход из нее размножившихся вирионов, тоже обладает изменчивостью.
Химический состав вируса.
В составе вируса – 70% белков, 20% липидов, 5-8% углеводов и 1-2% РНК. Липиды и углеводы содержатся, в основном, в суперкапсиде, они имеют клеточное происхождение.
У вируса гриппа описаны 2 антигенных комплекса:
· S-антиген (растворимый, от лат. solution – растворять) представлен белками нуклеокапсида, является типоспецифическим, отличается стабильностью, неинфекционен (белок NР способен связывать комплемент, поэтому выявляется в РСК).
· V-антиген (от лат. viral – вирусный) – штаммоспецифический, состоит из гемагглютинина и нейраминидазы, располагается на шипиках, определяет вирулентность (выявляется в РТГА).
Изменчивость вирусов гриппа.
Внутренние структуры вируса экранизированы от действия внешней среды и не изменяются. Изменчивость присуща антигенам суперкапсида, причем гемагглютинины и нейраминидаза изменяются независимо друг от друга благодаря 2 генетическим механизмам – дрейфу и шифту.
Антигенный дрейф (от англ. drift – медленное течение) вызывает незначительные изменения, обусловленные точечной мутацией в большей степени в структуре гемагглютинина. Это приводит к развитию штаммовых различий, которые не выходят за пределы подтипа. В результате антигенного дрейфа могут возникать эпидемии (частота – через каждые 1-3 года).
Шифт (от англ. shift –скачок) – это полная замена гена, которая приводит к появлению нового антигенного варианта вируса. Полагают, что шифт – это результат генетической рекомбинации, т.е. обмена генетической информации между вирусами человека и животных, попавших в одну клетку, который приводит к смене подтипа Н или N (а иногда – обоих). Такая изменчивость может привести к появлению новых вариантов вирусов, способных вызывать пандемию (частота – каждые 10-20-40 лет).
Вирусы гриппа В и С лишены шифтовой изменчивости, поэтому вирус гриппа В вызывает эпидемии, а вирус гриппа С – спорадические заболевания или небольшие вспышки.
Особенности репродукция вируса.
1. Адсорбция на рецепторах чувствительных клеток, содержащих сиаловую кислоту, с помощью гемагглютининов.
2. Проникновение в клетку путем рецепторного эндоцитоза с последующим слиянием мембран вируса со стенкой клеточной вакуоли и образованием эндосомы.
3. Депротеинизация: вирус освобождается сначала от суперкапсида, затем – и от капсидных белков.
4. Эклипс-фаза (репликация НК и синтез вирусных белков): вирусная РНК проникает в цитоплазму клетки, затем – в ядро, где имеется продукт, необходимый для транскрипции и трансляции. Здесь синтезируется РНК. Капсидные белки NP, P1, Р2, P3 и М синтезируются в цитоплазме на рибосомах.
5. Сборка нуклеокапсида происходит в цитоплазме клетки (РНК и вирусные белки узнают друг друга и самособираются).
6. Выход из клетки осуществляется путем почкования или взрыва (лизиса), при этом из цитоплазматической мембраны клетки образуется суперкапсид.
Культивирование.
Вирусы гриппа выращивают:
· в организме чувствительных животных (белые мыши, крысы, хорьки и др.);
· в развивающихся куриных эмбрионах;
· в первичной культуре клеток почек эмбриона человека и некоторых животных (например, телят) и в перевиваемых клетках.