Vírus chrípky A

Vírus chrípky A je virión, ktorý má guľovitý tvar a priemer 80 – 120 nm, jeho molekulová hmotnosť je 250 MD. Genóm vírusu je reprezentovaný jednovláknovou fragmentovanou (8 fragmentov) negatívnou RNA s celkovou molekulovou hmotnosťou 5 MD. Typ symetrie nukleokapsidy je helikálny. Vírus chrípky má superkapsidu (membránu) obsahujúcu dva glykoproteíny – hemaglutinín a neuraminidázu, ktoré vyčnievajú nad membránu vo forme rôznych hrotov. Hemaglutinín má trimérnu štruktúru s molekulovou hmotnosťou 225 kD; molekulová hmotnosť každého monoméru je 75 kD. Monomér pozostáva z menšej podjednotky s molekulovou hmotnosťou 25 kD (HA2) a väčšej podjednotky s molekulovou hmotnosťou 50 kD (HA1).

Hlavné funkcie hemaglutinínu:

• rozpoznáva bunkový receptor - mukopeptid obsahujúci kyselinu N-acetylneuramín (sialovú);
• zabezpečuje fúziu viriónovej membrány s bunkovou membránou a membránami jej lyzozómov, t. j. je zodpovedný za prenikanie viriónu do bunky;
• určuje pandemickú povahu vírusu (zmeny hemaglutinínu sú príčinou pandémií, jeho variabilita je príčinou epidémií chrípky);
• má najväčšie ochranné vlastnosti a je zodpovedný za tvorbu imunity.

Vírusy chrípky A u ľudí, cicavcov a vtákov, ktorým bolo identifikovaných 13 typov hemaglutinínu, ktoré sa líšia antigénom, a boli im priradené postupné číslovanie (od H1 do H13).

Neuraminidáza (N) je tetramér s molekulovou hmotnosťou 200 – 250 kDa, pričom každý monomér má molekulovú hmotnosť 50 – 60 kDa. Jej funkcie sú:

• zabezpečenie šírenia viriónov štiepením kyseliny neuramínovej z novo syntetizovaných viriónov a bunkovej membrány;
• spolu s hemaglutinínom, určenie pandemických a epidemických vlastností vírusu.

Zistilo sa, že vírus chrípky A má 10 rôznych variantov neuraminidázy (N1-N10).

Nukleokapsida viriónu pozostáva z 8 fragmentov vRNA a kapsidových proteínov, ktoré tvoria helikálny reťazec. Na 3' koncoch všetkých 8 fragmentov vRNA sa nachádzajú identické sekvencie s 12 nukleotidmi. 5' konce každého fragmentu majú tiež identické sekvencie s 13 nukleotidmi. 5' a 3' konce sú čiastočne komplementárne. Táto okolnosť zjavne umožňuje reguláciu transkripcie a replikácie fragmentov. Každý z fragmentov sa transkribuje a replikuje nezávisle. S každým z nich sú úzko spojené štyri kapsidové proteíny: nukleoproteín (NP), ktorý hrá štrukturálnu a regulačnú úlohu; proteín PB1 - transkriptáza; PB2 - endonukleáza a PA - replikáza. Proteíny PB1 a PB2 majú zásadité (alkalické) vlastnosti a PA - kyslé. Proteíny PB1, PB2 a PA tvoria polymér. Nukleokapsida je obklopená matricovým proteínom (proteín M1), ktorý hrá vedúcu úlohu v morfogenéze viriónu a chráni viriónovú RNA. Bielkoviny M2 (kódované jedným z čítacích rámcov 7. fragmentu), NS1 a NS2 (kódované ôsmym fragmentom vRNA, ktorý má rovnako ako siedmy fragment vRNA dva čítacie rámce) sa syntetizujú počas reprodukcie vírusu, ale nie sú zahrnuté v jeho štruktúre.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

Životný cyklus vírusu chrípky A

Vírus chrípky sa absorbuje na bunkovú membránu interakciou svojho hemaglutinínu s mukopeptidom. Vírus potom vstupuje do bunky jedným z dvoch mechanizmov:

• fúzia viriónovej membrány s bunkovou membránou alebo
• pozdĺž cesty: potiahnutá jamka - potiahnutý vezikul - endozóm - lyzozóm - fúzia viriónovej membrány s lyzozómovou membránou - uvoľnenie nukleokapsidy do bunkového cytozolu.

Druhá fáza „vyzliekania“ viriónu (deštrukcia matricového proteínu) prebieha na ceste do jadra. Zvláštnosťou životného cyklu vírusu chrípky je, že na transkripciu jeho vRNA je potrebný primer. Faktom je, že samotný vírus nedokáže syntetizovať „čiapku“ - špeciálnu oblasť na 5'-konci mRNA, pozostávajúcu z metylovaného guanínu a 10-13 susedných nukleotidov, ktorá je nevyhnutná na rozpoznanie mRNA ribozómom. Preto s pomocou svojho proteínu PB2 odhryzne čiapku z bunkovej mRNA a keďže syntéza mRNA v bunkách prebieha iba v jadre, vírusová RNA musí najprv preniknúť do jadra. Preniká doň vo forme ribonukleoproteínu pozostávajúceho z 8 fragmentov RNA spojených s proteínmi NP, PB1, PB2 a PA. Teraz je život bunky úplne podriadený záujmom vírusu, jeho reprodukcii.

Funkcia prepisu

V jadre sa na vRNA syntetizujú tri typy vírusovo špecifickej RNA: 1) pozitívna komplementárna RNA (mRNA), ktorá sa používa ako templát pre syntézu vírusových proteínov; obsahuje čiapočku na 5' konci, odštiepenú od 5' konca bunkovej mRNA, a poly-A sekvenciu na 3' konci; 2) kompletná komplementárna RNA (cRNA), ktorá slúži ako templát pre syntézu viriónovej RNA (vRNA); na 5' konci cRNA nie je čiapočka a na 3' konci nie je poly-A sekvencia; 3) negatívna viriónová RNA (vRNA), ktorá predstavuje genóm pre novo syntetizované virióny.

Bezprostredne, ešte pred ukončením syntézy, sa vRNA a cRNA asociujú s kapsidovými proteínmi, ktoré vstupujú do jadra z cytozolu. V zložení viriónov sú však zahrnuté iba ribonukleoproteíny asociované s vRNA. Ribonukleoproteíny obsahujúce cRNA nielenže nevstupujú do zloženia viriónov, ale ani neopúšťajú bunkové jadro. Vírusové mRNA vstupujú do cytozolu, kde sa translatujú. Novo syntetizované molekuly vRNA migrujú z jadra do cytozolu po asociácii s kapsidovými proteínmi.

[ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

Vlastnosti translácie vírusových proteínov

Bielkoviny NP, PB1, PB2, PA a M sa syntetizujú na voľných polyribozómoch. Bielkoviny NP, PB1, PB2 a PA sa po syntéze z cytozolu vracajú do jadra, kde sa viažu na novo syntetizovanú vRNA a potom sa vracajú do cytozolu ako nukleokapsida. Po syntéze sa matricový proteín presunie na vnútorný povrch bunkovej membrány a v tejto oblasti z nej vytlačí bunkové proteíny. Bielkoviny H a N sa syntetizujú na ribozómoch spojených s membránami endoplazmatického retikula, sú pozdĺž nich transportované, podliehajú glykozylácii a sú inštalované na vonkajšom povrchu bunkovej membrány, pričom tvoria hroty priamo oproti proteínu M, ktorý sa nachádza na jej vnútornom povrchu. Proteín H sa počas spracovania štiepi na HA1 a HA2.

Záverečnú fázu morfogenézy viriónu riadi proteín M. Nukleokapsida s ním interaguje; po prechode bunkovou membránou je najprv pokrytá proteínom M a potom bunkovou lipidovou vrstvou a superkapsidovými glykoproteínmi H a N. Životný cyklus vírusu trvá 6 – 8 hodín a končí sa pučaním novo syntetizovaných viriónov, ktoré sú schopné napadnúť iné bunky tkaniva.

Vírus nie je vo vonkajšom prostredí veľmi stabilný. Ľahko sa ničí zahrievaním (pri 56 °C počas 5 – 10 minút), vplyvom slnečného žiarenia a UV žiarenia a ľahko sa neutralizuje dezinfekčnými prostriedkami.

[ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ]

Patogenéza a príznaky chrípky A

Inkubačná doba chrípky je krátka - 1-2 dni. Vírus sa množí v epitelových bunkách sliznice dýchacích ciest, primárne sa lokalizuje v priedušnici, čo sa klinicky prejavuje ako suchý, bolestivý kašeľ s bolesťou pozdĺž priedušnice. Produkty rozpadu postihnutých buniek vstupujú do krvi, čo spôsobuje ťažkú intoxikáciu a zvýšenie telesnej teploty na 38-39 °C. Zvýšená vaskulárna permeabilita v dôsledku poškodenia endotelových buniek môže spôsobiť patologické zmeny v rôznych orgánoch: bodové krvácania v priedušnici, prieduškách a niekedy aj mozgový edém s fatálnym koncom. Vírus chrípky má depresívny účinok na hematopoézu a imunitný systém. To všetko môže viesť k sekundárnym vírusovým a bakteriálnym infekciám, ktoré komplikujú priebeh ochorenia.

Postinfekčná imunita

Predchádzajúce predstavy, že po chrípke zostáva slabá a krátkodobá imunita, boli vyvrátené po návrate vírusu H1N1 v roku 1977. Tento vírus spôsoboval ochorenie prevažne u ľudí mladších ako 20 rokov, teda u tých, ktorí ním neboli chorí pred rokom 1957. V dôsledku toho je postinfekčná imunita pomerne intenzívna a dlhotrvajúca, ale má výrazný typovo špecifický charakter.

Hlavnú úlohu pri tvorbe získanej imunity zohrávajú protilátky neutralizujúce vírus, ktoré blokujú hemaglutinín a neuraminidázu, ako aj sekrečné imunoglobulíny IgA.

Epidemiológia chrípky A

Zdrojom infekcie je človek, chorý človek alebo nosič, zriedkavo zvieratá (domáce a voľne žijúce vtáky, ošípané). K infekcii od ľudí dochádza kvapôčkovou cestou vo vzduchu, inkubačná doba je veľmi krátka (1-2 dni), takže epidémia sa šíri veľmi rýchlo a pri absencii kolektívnej imunity sa môže vyvinúť do pandémie. Imunita je hlavným regulátorom chrípkových epidémií. S rastúcou kolektívnou imunitou epidémia klesá. Zároveň sa v dôsledku tvorby imunity selektujú kmene vírusu s modifikovanou antigénnou štruktúrou, predovšetkým hemaglutinín a neuraminidáza; tieto vírusy naďalej spôsobujú ohniská, kým sa proti nim neobjavia protilátky. Takýto antigénny drift udržiava kontinuitu epidémie. U vírusu chrípky A však bola objavená aj iná forma variability, nazývaná shift. Je spojená s úplnou zmenou z jedného typu hemaglutinínu (menej často - a neuraminidázy) na iný.

Všetky pandémie chrípky boli spôsobené vírusmi chrípky A, ktoré prešli zmenou. Pandémiu v roku 1918 spôsobil vírus s fenotypom H1N1 (zomrelo približne 20 miliónov ľudí), pandémiu v roku 1957 spôsobil vírus H3N2 (ochorela viac ako polovica svetovej populácie) a pandémiu v roku 1968 spôsobil vírus H3N2.

Na vysvetlenie dôvodov prudkej zmeny typov vírusov chrípky A boli navrhnuté dve hlavné hypotézy. Podľa hypotézy A. A. Smorodintseva vírus, ktorý vyčerpal svoje epidemické schopnosti, nezmizne, ale naďalej cirkuluje v skupine bez viditeľných prepuknutí alebo pretrváva v ľudskom tele dlhší čas. O 10 – 20 rokov, keď sa objaví nová generácia ľudí, ktorí nemajú imunitu voči tomuto vírusu, stáva sa príčinou nových epidémií. Túto hypotézu podporuje fakt, že vírus chrípky A s fenotypom H1N1, ktorý zmizol v roku 1957, keď ho nahradil vírus h3N2, sa po 20-ročnej neprítomnosti znovu objavil v roku 1977.

Podľa inej hypotézy, ktorú vyvinuli a podporili mnohí autori, vznikajú nové typy vírusu chrípky A v dôsledku reasociácie genómov medzi ľudskými a vtáčími vírusmi chrípky, medzi vírusmi vtáčej chrípky, medzi vírusmi vtáčej a cicavčej (prasacej) chrípky, čo je uľahčené segmentálnou štruktúrou vírusového genómu (8 fragmentov).

Vírus chrípky A má teda dva spôsoby, ako zmeniť svoj genóm.

Bodové mutácie spôsobujúce antigénny drift. Primárne ovplyvňujú gény hemaglutinínu a neuraminidázy, najmä vo víruse H3N2. Z tohto dôvodu vírus H3N2 spôsobil v rokoch 1982 až 1998 8 epidémií a dodnes má epidemický význam.

Reasociácia génov medzi ľudskými vírusmi chrípky a vírusmi vtáčej a prasacej chrípky. Predpokladá sa, že reasociácia genómov vírusu chrípky A s genómami vírusu vtáčej a prasacej chrípky je hlavným dôvodom vzniku pandemických variantov tohto vírusu. Antigénny drift umožňuje vírusu prekonať existujúcu imunitu u ľudí. Antigénny posun vytvára novú epidemickú situáciu: väčšina ľudí nemá imunitu voči novému vírusu a dochádza k pandémii chrípky. Možnosť takejto reasociácie genómov vírusu chrípky A bola experimentálne dokázaná.

Bolo zistené, že epidémie chrípky u ľudí sú spôsobené vírusmi typu A iba 3 alebo 4 fenotypov: H1N1 (H0N1); h3N2; H3N2.

Vírus kuracieho (vtáčieho) ochorenia však predstavuje aj významnú hrozbu pre ľudí. Opakovane sa vyskytli ohniská kuracej chrípky, najmä vírus kuracieho vtáctva H5N1 spôsobil miliónoľudovú epizootiu medzi domácimi a voľne žijúcimi vtákmi s 80 – 90 % úmrtnosťou. Ľudia sa nakazili aj z kurčiat; v roku 1997 sa z kurčiat nakazilo 18 ľudí, z ktorých tretina uhynula. Obzvlášť rozsiahle ohnisko bolo pozorované v januári až marci 2004. Postihlo takmer všetky krajiny juhovýchodnej Ázie a jeden zo štátov USA a spôsobilo obrovské ekonomické škody. Z kurčiat sa nakazilo a uhynulo 22 ľudí. Na elimináciu tohto ohniska boli prijaté najprísnejšie a najrozhodnejšie opatrenia: prísna karanténa, likvidácia všetkej hydiny vo všetkých ohniskách, hospitalizácia a izolácia chorých a všetkých osôb so zvýšenou teplotou, ako aj osôb, ktoré boli v kontakte s chorými, zákaz dovozu kuracieho mäsa z vyššie uvedených krajín, prísny lekársky a veterinárny dohľad nad všetkými cestujúcimi a vozidlami prichádzajúcimi z týchto krajín. K rozsiahlemu šíreniu chrípky medzi ľuďmi nedošlo, pretože nedošlo k reasociácii genómu vírusu vtáčej chrípky s genómom vírusu ľudskej chrípky. Nebezpečenstvo takejto reasociácie však zostáva reálne. Mohlo by to viesť k vzniku nového nebezpečného pandemického vírusu ľudskej chrípky.

Názvy detegovaných kmeňov vírusov chrípky označujú sérotyp vírusu (A, B, C), hostiteľský druh (ak nejde o človeka), miesto izolácie, číslo kmeňa, rok jeho izolácie (posledné 2 číslice) a fenotyp (v zátvorkách). Napríklad: „A/Singapore/1/57 (h3N2), A/duck/USSR/695/76 (H3N2)“.

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ], [ 21 ]

Laboratórna diagnostika chrípky A

Materiálom na štúdiu sú nazofaryngeálne sekréty, ktoré sa získavajú buď umývaním, alebo pomocou vatových tampónov, a krv. Používajú sa nasledujúce diagnostické metódy:

• Virologická - infekcia kuracích embryí, bunkových kultúr obličiek opíc zelených (Vero) a psov (MDSC). Bunkové kultúry sú obzvlášť účinné na izoláciu vírusov A (H3N2) a B.
• Sérologické - detekcia špecifických protilátok a zvýšenie ich titra (v párových sérach) pomocou RTGA, RSK a enzýmového imunotestu.
• Ako zrýchlená diagnostická metóda sa používa imunofluorescenčná metóda, ktorá umožňuje rýchlu detekciu vírusového antigénu v náteroch z nosovej sliznice alebo vo výteroch z nosohltana pacientov.
• Na detekciu a identifikáciu vírusu (vírusových antigénov) boli navrhnuté metódy RNA sondy a PCR.

Liečba chrípky A

Liečba chrípky A, ktorá by sa mala začať čo najskôr, ako aj prevencia chrípky a iných vírusových ARI, je založená na použití dibazolu, interferónu a jeho induktorov amixínu a arbidolu podľa špeciálnych režimov a na liečbu a prevenciu chrípky u detí starších ako 1 rok - algiremu (remantadínu) podľa špeciálnych režimov.

Špecifická prevencia chrípky A

Každý rok na svete ochorejú stovky miliónov ľudí na chrípku, ktorá spôsobuje obrovské škody na zdraví obyvateľstva a ekonomike každej krajiny. Jediným spoľahlivým prostriedkom boja proti nej je vytvorenie kolektívnej imunity. Na tento účel boli navrhnuté a používané nasledujúce typy vakcín:

1. živý z atenuovaného vírusu;
2. usmrtil celý virión;
3. subviriónová vakcína (z štiepených viriónov);
4. podjednotka - vakcína obsahujúca iba hemaglutinín a neuraminidázu.

V našej krajine bola vytvorená a používa sa trojmocná polymérno-podjednotková vakcína („grippol“), v ktorej je sterilný konjugát povrchových proteínov vírusov A a B naviazaný na kopolymér polyoxidónium (imunostimulant).

Deti od 6 mesiacov do 12 rokov by sa podľa odporúčaní WHO mali očkovať iba podjednotkovou vakcínou ako najmenej reaktogénnou a toxickou.

Hlavným problémom pri zvyšovaní účinnosti vakcín proti chrípke je zabezpečenie ich špecifickosti voči súčasnému vírusu, teda variantu vírusu, ktorý spôsobil epidémiu. Inými slovami, vakcína musí obsahovať špecifické antigény súčasného vírusu. Hlavným spôsobom zlepšenia kvality vakcíny je použitie najkonzervatívnejších epitopov spoločných pre všetky antigénové varianty vírusu A, ktoré majú maximálnu imunogenicitu.