Поверхностные белки вируса гриппа

Эпилог: статья больше для любознательных, желающих разбираться в обозначениях вируса: что значат буквы A, H1N1. Практической полезности для прагматиков, желающих начать профилактику или лечение, не несущая: расширяет кругозор, позволяет понять структуру вируса, проанализировать, понять с кем (а применительно для вирусов с чем) придется в итоге воевать. Для понимания механизмов распространения и борьбы с вирусом самое то.

Вирус – это микроскопическая частица (именно частица, а не организм, раньше даже считалось, что вирусы совсем и не живые организмы, а что-то вроде дерева или металла) состоящая из набора белков и нуклеиновых кислот (РНК или ДНК), способная инфицировать клетки живых организмов.

Возбудитель гриппа – это вирус, относящийся к семейству ортомиксовирусов, включает в себя три типа вирусов (типы A, B и C).

Все три типа значительно отличаются друг от друга по строению, поэтому при выработке защитных антител к одному типу (например, после болезни или вакцинации), можно спокойно заболеть другим типом вируса.

Кроме того, вирусы могут быстро мутировать в пределах своего типа (особенно типа A) и изменять структуру своих белков, за которые могут зацепиться защитные белки организма человека (антитела) и уничтожить вирус, что также затрудняет борьбу и меры профилактики против гриппа.

Именно этими факторами и объясняется, что каждый год огромное количество людей заболевает гриппом.

Теперь пройдемся по структуре вируса гриппа типа А и узнаем все эти непонятные буквы H или N которые все уже, думаю, слышали в новостях.

Вирус типа A включает в себя подтипы, которые различаются характеристиками белка гемагглютинина и фермента нейраминидазы.

Гемагглютинин (буковка H в подтипах вирусов от латинского названия Нemagglutinin) – поверхностный белок вируса гриппа, благодаря которому он может присоединяться к поверхности клетки хозяина, то есть некие такие клещи или щупальца, которыми вирус фиксируется на поверхности клеток. А надо отметить, что вирусы (любые, не только гриппа) могут существовать только, если фиксированы к клетке, ибо нет живого организма и вирус быстро погибает во внешней среде, особенно неблагоприятной для себя. Антитела именно к этому белку гемагглютинину и способствуют выработке иммунитета (барьера) против гриппа. Различают 15 антигенных подтипа этого белка: H1-H15

Нейраминизда (буква N, от Neuraminidase) – фермент, поверхностный антиген вируса, причем не только гриппа, а и многих других вирусов и бактерий. Поверхностный – это значит входит в состав оболочки вируса. Его роль заключается в разрушении рецепторов клеток организма к вирусу, благодаря чему вирус способен проникать к клеткам-мишеням (клеткам, где он внедряется, размножается, то есть проходит свой цикл), а также он облегчает высвобождение вновь образовавшихся вирусных частиц с поверхности зараженных клеток (размножение вируса). Для данного антигена гриппа характерны 9 подтипов: N1-N9

В результате мы имеем картину того, что вирус гриппа может иметь различную генетическую комбинацию, как в подтипах к гемагглютинину, так и в подтипах нейраминидазы, отсюда и вытекают различные типы вируса: H2N2, H3N2, H1N1 А учитывая еще разнородность и изменчивость структуры белка гемагглютинина, то комбинаций можно насоставлять на многие миллионы.

Что характерно, циркулирующий сейчас (будем верить вирусологам) вирус гриппа H1N1 это такой первенец, с которого начались последующие мутации набора белков и антигенов, произошло это в 1957 году, когда вирус типа H1N1 перешел в H2N2.

Вирусы гриппа типов B и C имеют меньше вариантов антигенов H и N и поэтому (возможно, что и пока) их на подтипы не делят.

Итог. Пытался написать это раздел максимально понятно, человеческим языком, если что-то конкретно не поняли, спрашивайте – поменяю, перепишу. Главное тут понять два момента:

1) вирус гриппа очень изменчив, по изменчивости он сравним с тем же вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ/СПИД), который меняется в тех же пропорциях, что и вирус гриппа и поэтому лекарства доказанного и стопроцентно эффективного от него не найдено, также как и от вируса гриппа

2) теперь должны быть понятнее незнакомые до этого обозначения номенклатуры вируса гриппа, в частности почему новомодный свиной грипп называют вирусом А (тип вируса), H1N1 – набор гемагглютинина и нейраминидазы.

Вирус гриппа человека выделен в 1933 г. Смитом, Эндрюсом и Лейдлоу путем заражения хорьков смывами носоглотки больного гриппом Вильсона Смита (отсюда название первого штамма WS).

Морфология. Вирус имеет сферическую форму, диа­метр вирусной частицы 80—120 нм (см. рис. 7, а). В пре­паратах свежевыделенных от больного вирусов встречают­ся нитевидные формы значительной длины. Вирус содержит липопротеидную оболочку, покрытую шипи-ками длиной около 10 нм. Шипики образованы двумя гликопротеидами — гемагглютинином и нейраминидазой. Шип гемагглютинина образован тремя молекулами белка, шип нейраминидазы образован четырьмя молекулами белка (рис. 43).

Внутренним компонентом вирионов является нуклео-капсид спиральной симметрии с диаметром около 9 нм. Он уложен в виде двойной спирали с диаметром 50—60 нм с односпиральной петлей на конце.

В соответствии с 8 фрагментами генома имеется 8 фрагментов нуклеокапсида. В составе вирионов между фрагментами существует слабая связь.

Химический состав и физико-химические свойства.Вирус содержит по массе 1—2%РНК, 50—70% белков, 18—37% липидов, 5—9% углеводов. Липиды содержатся в липопротеидной оболочке, углеводы — в составе гликопротеидов. И липиды и углеводы имеют клеточное проис­хождение.

Рис. 43. Строение вириона гриппа (схема). а—мономер гемагглютинина: 1—малая субъединица гемагглютинина; 2— большая субъединица гемагглютинина; 3— место нарезания гемагглютинина-. предшественника; 4— С-конец малой гемагглютинирующей субъединицы, погруженный в липиды; 5— N-конец большой гемагглютинирующей субъеди­ницы, взаимодействующий с рецепторами клетки; б— антигенная детерминанта;

6 — тример гемагглютинина; в — мономер нейраминидазы; 7— гидрофильный участок нейраминидазы; 8 — стержень нейраминидазы; 9 — гидрофобный участок нейраминидазы; г — тетрамер нейраминидазы; 10 — нейраминидаза в составе вириона; 11—гемагглютинин в составе вириона; 12—липидный бислой наружной оболочки вириона; 13 — слой матриксного белка; 14 — рибонуклеопротеид.

Молекулярная масса вирусной частицы 250- 10 6 , плавучая плотность в сахарозе 1,19 г/см 3 . Фрагменты нуклеокапсида имеют длину от 50 до 130 нм; плавучая плотность нуклеокапсида в хлориде цезия 1,34—1,35 г/см 3 .

Определена первичная структура всех генов вируса гриппа.

Белки, антигены. В составе вируса гриппа содержится 7 белков.

Мономер гемагглютинина имеет форму палочки длиной 14 нм и диаметром 4 нм, которая одним концом (С-конец легкой цепи) погружена в липидный бислой (рис. 44). Субъединица гемагглютинина представляет собой тример.

Гемагглютинин синтезируется в виде предшественника, который нарезается протеолитическими ферментами на две субъединицы, тяжелую цепь (НА1) и легкую (НА2) с молекулярными массами примерно 50 000 и 25 000, связанные дисульфидными связями.

С помощью рентгеноструктурного анализа кристал­лизованного НА, сделанного Д. Скейлом с соавт., предло­жена его пространственная модель. Согласно этой модели в тримере НА обнаруживаются два структурных участ­ка — стебель и глобула. Глобула содержит антигенный и рецепторный участки (см. рис. 44). Она состоит только из НА1, а стебель — из обеих субъединиц (НА1 и НА2).

Обнаружено четыре предполагаемые зоны антигенов А, В, С, D. Зона антигена А является петлей, которая образуется между тримерами. Эти зоны соответствуют четырем антигенным детерминантам. Все они связаны с тяжелой цепью гемагглютинина. Две из них являются последовательными, а две образуются при взаимодействии мономеров. Третья обусловлена третичной структурой, четвертая — четвертичной структурой и формируется путем взаимодействия трех мономеров (см. рис. 44). Наиболее активными антигенными детерминантами яв­ляются 1-я и 2-я.

Гемагглютинин является основным специфическим антигеном вируса, определяющим, наряду с нейрамини-дазой, подтип вируса и вызывающий образование про-тективных антител. Свойство гемагглютинина,к антиген­ной изменчивости обусловлено двумя генетическими процессами — дрейфом и шифтом. В результате' дрейфа происходят незначительные изменения генаНА, обуслов­ленные точечными мутациями, а - антигенные свойства

Рис. 44. Гемагглютинин вируса гриппа.

а — тример с четырьмя антигенными детерминантами (черные квадратики^ и участком взаимодействия с клеточным рецептором (белый квадратик — рецепторный карман); б — структура мономера по данным рентгеноструктур-ного анализа. Цифры обозначают порядковый номер аминокислот, кружки, квадраты и треугольники—4 антигенные детерминанты (А, В, С и D), 1—' место нарезания предшественника (N-конец. малой субъединицы), S-S-дисуль" фидные связи.

меняются незначительно, но при продолжительном периоде циркуляции вируса под влиянием коллективного иммунитета селекционируются варианты, значительно отличающиеся по антигенным свойствам от прототипного штамма. Шифт возникает в результате полной смены гена и обусловлен их пересортировкой при одновременной репродукции в клетке двух вирусов гриппа.

Вирус агглютинирует эритроциты кур, морских свинок, человека и многих других видов животных. При низких значениях рН (5,0—5,5) вирус вызывает гемолиз эритро­цитов.

Нейраминидаза является ферментом, катализирующим отщепление сиаловой кислоты от субстрата. Мономер нейраминидазы под электронным микроскопом имеет вид

барабанной палочки и состоитиз головки, обращенной кнаружи, размером 4Х4Х4 нм и ножки длиной 10 нм. Соединение двух мономеров происходит за счет дисуль-фидных связей, а двух димеров в тетрамере — за счет межмолекулярных связей. Активные центры и антигенные детерминанты находятся на головках мономеров.

Нейраминидаза может изменяться независимо от гемагглютинина, в основе антигенной изменчивости также лежат процессы дрейфа и шифта. Антитела против нейраминидазы не оказывают такого защитного дей­ствия, как антитела против гемагглютинина, однако, они частично нейтрализуют вирус и ослабляют инфекционный процесс.

Нуклеопротеид (NP) — основной внутренний белок вируса, формирующий субъединицы капсида.Он интимно связан с геномом в течение всего периода репродукции вируса, но не препятствует экспрессии генома. Этот белок является типоспецифическим антигеном, общим для всех вирусов типа А. Антитела к NP не оказывают защитного действия и применяются с целью диагностики инфекции.

Матриксный белок — самый низкомолекулярный белок в составе вириона, локализованный на внутренней поверх­ности липопротеидной мембраны вируса. m|-белок играет роль медиатора при сборке вирусной частицы. Mi-белок является стабилизирующим фактором, при его отсутствии или уменьшении концентрации вирусная частица стано­вится хрупкой и быстро распадается.

Матриксный белок, как и NP, является типоспецифи­ческим антигеном, общим для всех вирусов типа А. Белок М2, который кодируется тем же седьмым геном, является неструктурным и локализован в клеточной оболочке.

Белки ns] и NSz — неструктурные вирусные белки, которые хотя и кодируются одним (восьмым) геном, имеют уникальные последовательности аминокислот благодаря трансляции со сдвигом рамки. Белок ns) синтезируется на самых ранних этапах репродукции. В ядре и цитоплазме он накапливается в больших коли­чествах и образует включения.

Чувствительность к физическим и химическим факто­рам. Вирус гриппа относительно стабилен и может сохра­няться при температуре 4° С в течение недели. Инфек­ционная активность сохраняется продолжительное время при хранении при температуре —70° С. Прогревание при температуре 50—60° С уничтожает его активность

в течение нескольких минут. Вирусы чувствительны к эфи­ру, детергентам. При низких значениях рН (3,0 и ниже) инфекционная активность теряется.

Репродукция. Вирус адсорбируется на клеточных рецепторах, содержащих сиаловую кислоту (гликопро-теидах или ганглиозидах). Проникновение вируса в клетку Осуществляется обычно по механизму рецепторного Эндоцитоза с последующим слиянием вирусной мембраны со стенкой вакуоли и выходом нуклеокапсида в цито­плазму, а затем в ядро. Слияние происходит при низких значениях рН, которые создаются в эндоцитарной вакуо­ли — рецептосоме. Транскрипция и репликация генома происходят в ядре в составе нуклеокапсида.

На ранней стадии с наибольшей скоростью синтези­руются иРНК для белков NS и NP, на поздней стадии — иРНК для белков НА, NA, М. Соответственно белки NS и NP являются ранними, а НА, NA и М — поздними. Белки Р синтезируются на протяжении инфекционного цикла с одинаковой скоростью.

Нуклеокапсиды транспортируются из ядра в цитоплаз­му и затем к клеточной оболочке к тем ее модифици­рованным участкам, на которых снаружи находятся вирус­ные гликопротеиды, а со стороны цитоплазмы — Mi-белок. Вирус выходит из клетки путем почкования.

Патогенез и клиника. Вирус гриппа попадает в орга­низм через дыхательные пути вместе с каплями влаги и частицами пыли. Чем меньше величина капель и частиц, тем глубже проникает вирус в дыхательные пути. Благо­даря короткому инфекционному циклу вируса (6—8 ч) при попадании в верхние дыхательные пути одной вирус­ной частицы уже через 8 ч количество инфекционного потомства достигает 10 3 , а к концу первых суток — 10 27 . Эти расчеты объясняют столь короткий инкубационный период при гриппе — 1—2 сут. Репродукция вируса происходит в клетках эпителия слизистой оболочки дыхательных путей.

Может развиться первичная пневмония с некрозом Эпителия бронхиол. Пораженные клетки отторгаются, а продуктыих распада всасываются, попадают в кровь, вызывая интоксикацию организма и лихорадочное состоя­

ние. Вирус проникает в кровь и разносится по всему организму. Активация вирусом всей системы протеолиза и повреждение клеток эндотелия капилляров приводит к повышенной проницаемости сосудов, кровоизлияниям и дополнительному повреждению ткани. Возникают патологические изменения в почках, мозге. В результате повышенной проницаемости сосудов может возникнуть отек мозга с летальным исходом. Это случай так назы­ваемого молниеносного гриппа, когда смерть наступает на 2—3 сут. Вирус гриппа, попадая в кровь, вызывает угнетение кроветворения и иммунной системы, развивается лейкопения, может присоединиться интеркурентное забо­левание, наблюдаются осложнения, вызванные бакте­риями и другими вирусами — затяжные риниты, гнойные синуситы, отиты, вторичные вирусные бронхиты и. пнев­монии.

Для клинического течения гриппа характерно быстрое развитие инфекции с высокой температурой, общей интоксикацией, воспалительными процессами в дыхатель­ных путях. Температура достигает 38—39° С и более. Общая интоксикация выражается в головной боли, боли в глазных яблоках, резком угнетении. Развиваются симп­томы местного поражения дыхательных путей — насморк, кашель, боли за грудиной. Поражение эндотелия стенок кровеносных сосудов приводит к точечным кровоизлия­ниям в верхних дыхательных путях, трахее, бронхах. Если развивается первичная гриппозная пневмония, она имеет геморрагический характер, и мокрота содержит прожилки крови.

Иммунитет. Пассивный иммунитет, передаваемый от матери, сохраняется у детей на протяжении первых месяцев жизни. После перенесенного заболевания возни­кает стойкий иммунитет.

Повторные заболевания гриппом обусловлены не кратковременностью иммунитета, а появлением новых серовариантов вируса гриппа, против которых у населения нет иммунитета.

В иммунитете против гриппа большую роль играют антитела классаIgA, накапливающиеся в секрете слизис­той оболочки полости носа.

Эпидемиология. Эпидемиология гриппа своеобразна и не имеет аналогов среди других инфекционных заболе­ваний. Грипп передается воздушно-капельным путем. Больной или носитель (часть зараженных переболевает гриппом в инаппарантной или стертой форме) выделяют вирус вместе со слизью носоглотки и верхних дыхатель­ных путей не только при кашле и чиханье, но и при разговоре. Так как инкубационный период болезни очень короток и не превышает 1—2 дней, то возникшая эпиде­мия распространяется довольно быстро, охватывая все новые и новые восприимчивые контингенты населения. Дальнейшее развитие эпидемии регулируется иммуните­том, который развивается после болезни через 1—1 '/2 нед, и поэтому по мере нарастания иммунной прослойки эпи­демия гриппа идет на убыль. В условиях даже большого города на это уходит около месяца, а при нынешних широких связях между странами и быстрых транспортных средствах эпидемии гриппа в течение немногих месяцев охватывают население многих стран, нередко — все полу­шарие или даже всю планету. Такие обширные эпидемии называются пандемиями.

Причиной повторных эпидемий гриппа и повторных заболеваний является уникальная изменчивость белков вирусов гриппа (гемагтлютинина и нейраминидазы) в результате шифта и дрейфа. Люди, болевшие ранее гриппом, полностью восприимчивы к новому сероварианту вируса, к которому нет коллективного иммунитета, он начинает безудержно распространяться среди населения всего земного шара, вызывая пандемию гриппа.

' Первая достоверно документированная пандемия гриппа (ретроспективно мы знаем, что это был грипп типа А) возникла в 1889 г. Предполагается, что она началась в Китае, а затем в течение ближайших 1 '/2— 2 лет распространилась на все страны мира.

Следующая пандемия гриппа возникла через 29 лет — в 1918 г. За два года она распространилась во все страны мира и от нее погибло около 20 млн. человек. Никогда до этого и после этого грипп не протекал так тяжело.

вирусы были выделены летом 1977 г. в Китае. История пандемий показана на рис. 45.

Начав циркулировать среди населения, новый вариант вируса не остается стабильным: его гликопротеиды НА и NA из года в год претерпевают антигенный дрейф, который приводит к тому, что через 2—3 года, а иногда и ранее выработанный иммунитет обеспечивает лишь частичную защиту от заболевания. Коллективный имму­нитет (иммунологический пресс) является тем фактором, в результате которого селекционируются новые антиген­ные варианты, т. е. является движущей силой антигенного дрейфа.

По основному вопросу — источнику появления новых вариантов вируса гриппа в результате шифта — суще­ствуют две основные концепции. Согласно одной из них варианты, исчезнувшие из человеческой популяции, на самом деле продолжают циркулировать среди населения. Фактов, подтверждающих это предположение, нет. Другая гипотеза объясняет появление новых антигенных вариан­тов возвращением в человеческую популяцию вирусов, циркулирующих у животных. Во время эпидемии человек массивно выделяет вирус гриппа в биосферу и эпидемии и пандемии гриппа обычно сопровождаются эпизоотией среди домашних и диких животных, особенно птиц. Установлены экологические и эволюционные связи между вирусами человека и животных, и (благодаря секвени-рованию гена гемагглютинина) природа шифтов, которые привели к появлению азиатского и гонконгского серо-вариантов вирусов. Азиатский вирус сохранил четыре гена своего предшественника H1N1 — гены р|, Р2, Рз и NP, и получил новые четыре гена от предполагаемого партнера — гены НА, NA, M и NS. У гонконгского виру­са H3N2 остались неизменными семь генов предшествен­ника и только один ген НА был заменен в ходе реком­бинации. Возможными источниками этого гена были названы два вируса: вирус Hav7Neq2, выделенный от уток на Украине, и вирус Heq2Neq2, выделенный от ло­шадей в Майами (США).

Лабораторная диагностика. Материалом для иссле­дования является отделяемое носоглотки, которое берут в первые 3 дня болезни ватными или марлевыми тампо­нами с задней стенки глотки, и мазки-отпечатки слизис­той оболочки носовой полости. В летальных случаях используют кусочки пораженной легочной ткани, соскоб слизистой оболочки трахеи и бронхов.

Быстрая диагностика основана на выявлении вирусного антигена в эпителии слизистой оболочки верх­них дыхательных путей. Наиболее широко используют метод ИФ. Антиген выявляют в мазках-отпечатках или эпителии, полученных из отделяемого носоглотки с по­мощью прямого и непрямого методов, используя коммер­ческие флюоресцирующие иммуноглобулины. Специфи­ческий антиген обнаруживается в цитоплазме в виде ярко светящихся конгломератов. Серологический вариант вируса гриппа (типов А, В или С) можно определить с помощью ИФ. Разработаны методы быстрой диагностики с помощью непрямой иммуноферментной реакции, осно­ванные на идентификации типоспецифических антигенов (M и NP) в смывах носоглотки больных.

Выделение вируса. В связи со сменой серо-вариантов вируса гриппа желательно выделение его при вспышках и эпидемиях. Основным методом выделения вируса гриппа из смывов носоглотки является заражение 10—11-дневных куриных эмбрионов в амнион.

Идентификацию вируса проводят в РТГА или в РСК.

В сыворотках животных содержится большое коли­чество неспецифических ингибиторов гемагглютинации, как термолабильных, которые разрушаются при прогре­вании сывороток при температуре 58°С, так и термо­стабильных. Вирусы гриппа могут быть как чувствитель­ными, так и устойчивыми к ингибиторам. В первом случае иммунные сыворотки для удаления ингибиторов обраба­тывают углекислотой, перийодатом калия или фильтратом холерного вибриона. Вирусы гриппа агглютинируют эритро­циты с разной интенсивностью (авидностью) и в зависи­мости от этого их делят на авидные и неавидные штаммы. Для неавидных штаммов лучше использовать эритроциты человека группы 0. Для выделения вируса используют также культуры клеток эмбриона человека (почек и легких), почек обезьяны, МДСК и др. Индентификацию вируса проводят в РТГА, ИФ.

Серологическая диагностика заключается в обнаружении прироста антител в парных сыворотках больных. Используют РСК и РТГА, в качестве антигенов используют стандартные диагностикумы. Во второй сыво­ротке больного может быть обнаружен прирост антител сразу к двум или большему количеству используемых антигенов. В этом случае возбудителем заболевания считают тот штамм, к которому во второй сыворотке выявлен наивысший титр антител. Серологическую диаг­ностику осуществляют также с помощью РН и ИФ в культуре клеток, реакции преципитации в геле, РРГ, ИФА. В РН используют наиболее чувствительные к вирусу культуры клеток почек собаки (MDCK) или быка (MDBK), а также клетки почек человека и обезьяны.

в сутки в течение 2—3 дней. Лечение следует начинать как можно раньше после начала заболевания. Для лече­ния и профилактики гриппа используют интраназальное введение интерферона.

Именно эта особенность вируса лежит в основе эффективного механизма, защищающего его от иммунной системы человека, поскольку приводит к появлению таких штаммов, с которыми не могут связываться антитела, ранее наработанные в организме в ответ на инфекцию или вакцинацию. Мутантный штамм поэтому активно размножается до тех пор, пока в организме не будут выработаны новые специфичные антитела.

Молекулярные механизмы, обеспечивающие проникновение вируса внутрь клетки-мишени, до сих пор остаются предметом многих научных исследований. Главная цель последних – помочь в разработке лекарственных препаратов, способных предотвратить инфицирование клетки вирусом. Остановить болезнь на начальной стадии крайне важно – это означает не дать вирусной частице создать армию своих клонов, готовых к заражению других здоровых клеток.

В настоящее время в связи с возможностью новой пандемии гриппа, причиной которой может стать мутированный штамм так называемого птичьего гриппа, исследования вируса гриппа типа А (к нему относится большинство штаммов гриппа млекопитающих и птиц) приобрели еще большую актуальность. Создание новых эффективных средств профилактики и лечения этого заболевания требует глубокого понимания сложных механизмов межмолекулярных взаимодействий, процессов регуляции работы генов как вируса, так и организма хозяина.

В лаборатории теоретической генетики ИЦиГ СО РАН компьютерные методы и подходы в эволюционной биологии и протеомики (науки о белках) активно развиваются в течение последних 15 лет. Одним из важнейших объектов исследований в настоящее время стал вирус гриппа А, точнее – гемагглютинин, один из его поверхностных белков.

Генетический материал вируса защищен оболочкой из особого белка, вокруг которой располагается мембрана из липидов (жироподобных веществ). В ней удерживаются молекулы трех белков: гемагглютинина, нейраминидазы и белка М 2, формирующего особые ионные каналы. При помощи гемагглютинина вирус прикрепляется к клеточной мембране, а нейраминидаза ее разрушает, открывая вирусу путь внутрь клетки. Затем внутри вириона-захватчика благодаря ионным каналам изменяется кислотность среды (pH), чем создаются условия для освобождения генетического материала из вирусной капсулы.

Что увидел компьютер

В принципе белковые молекулы могут взаимодействовать с другими молекулами самой разной природы: с макромолекулами, в числе которых могут быть белки или нуклеиновые кислоты, носители генетической информации; с низкомолекулярными соединениями; а также с различными ионами. И в этом смысле белки вирусов ничем не отличаются от белков других живых организмов, в том числе человека.

Возможно, именно эти свойства гемагглютинина позволяют вирусу гриппа с легкостью ускользать от нашей иммунной системы, обеспечивая его высокую эпидемичность. Аргументом в пользу этого соображения является тот факт, что выявленные участки связывания ионов практически перекрываются с участками расположения антигенных детерминант.

В лаборатории теоретической генетики ИЦиГ СО РАН создана база данных (PDBSite), содержащая информацию о пространственных структурах более чем 30 тыс. различных функциональных участков (сайтов) белков, включая каталитические центры ферментов, сайты взаимодействий белок–белок, белок–ДНК/РНК, белок–лекарственные препараты и т. д. В базе в удобном для поиска и использования виде хранятся данные о физико-химических, структурных и эволюционных характеристиках этих сайтов, полученные с помощью компьютерного анализа экспериментально расшифрованных комплексов. Эти сведения успешно используются для распознавания функциональных сайтов в пространственных структурах малоизученных белков путем определения их структурного сходства с известными. Например, в результате анализа структуры гемагглютинина – поверхностного белка вируса гриппа – выяснилось, что один из его участков схож с сайтом связывания сульфат-иона (SO₄), что свидетельствует о потенциальной способности этого белка связываться в этом участке с сульфат-ионом

В пространственной структуре поверхностного белка вируса гриппа обнаружено множество сайтов связывания различных ионов (а также потенциальных мест такой посадки), благодаря чему вокруг вируса может формироваться своеобразный ионный щит, защищающий его от атак иммунной системы

Высказанные нами предположения, позволившие сформировать новый взгляд на проблему механизмов защиты вирусов от атаки иммунной системы организма-хозяина, а также обнаружить новых молекулярных участников, задействованных в процессе проникновения вируса внутрь клетки, безусловно, требуют дальнейшего анализа и экспериментальной проверки.

Однако то, что ионы могут быть важными факторами, регулирующими жизненный цикл вируса гриппа, уже не вызывает сомнения. Как и то, что исследования подобных молекулярных механизмов будут содействовать открытию новых фармакологических мишеней и созданию эффективных вакцин и лекарственных препаратов.

Вирус гриппа (Influenza virus) – собирательное наименование группы вирусных инфекций, состоящей из 4 монотипных родов — Alphainfluenzavirus, Betainfluenzavirus, Gammainfluenzavirus и Deltainfluenzavirus, принадлежащих семейству ортомиксовирусы (Orthomyxoviridae).

Эпидемиология, причины

В группу риска входят:

• Беременные женщины и дети в возрасте до 5 лет;
• Лица преклонного возраста;
• Люди, у которых присутствуют хронические заболевания сердца, почек, легких, печени, крови, нервной системы и других органов и систем, обмена веществ. Особенно повышают риск заболеть наличие инфекционных болезней;
• Люди с ослабленной иммунной системой, причиной чего обычно являются – гиповитаминозы, жесткие диеты, переохлаждение, стрессы, ВИЧ/СПИД, злокачественные образования, применение химиотерапии, употребление стероидов;
• Работники из области здравоохранения.

Сезонные эпидемии гриппозной инфекции появляются преимущественно в зимнюю пору года. В тропическом климатическом поясе активной распространение болезни может происходить круглогодично.

Согласно статистике Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) ежегодно вирусная гриппозная инфекция приводит к заболеванию гриппом в тяжелой форме от 3 до 5 000 000 людей. Тяжелые же формы острых респираторных заболеваний (ОРЗ) каждый год уносят жизни от 290 000 до 650 000 людей 1 .

Если говорить о детской смертности в качестве последствия от вируса гриппа, в возрасте до 5 лет, то в 99% она встречается в странах, что развиваются. Именно в них вирусная инфекция часто усложняется вторичными инфекциями нижних дыхательных путей, что и приводит к смерти ребенка 2 .

Классификация и характеристики

По состоянию на 2019 год ученым известно 4 типа вирусов гриппа – A, B, C и D.

В свою очередь, эти 4 типа подразделяются на более чем 2000 разновидностей вируса — серотипы, линии, штаммы, отличающихся прежде всего антигенным спектром.

Alphainfluenzavirus – монотипический род Influenzavirus, который чаще всего становится виновником эпидемий, а иногда и пандемий гриппа. Характеризуется высокой изменчивостью по антигенному сдвигу и антигенному дрейфу. Причиной заболеваемости людей гриппом обычно являются его подтипы — A (H1N1) и A (H3N2). Резервуаром болезни являются преимущественно водоплавающие птицы, которые передают инфекцию домашним животным, а те уже в свою очередь заражают людей. Ученые выявили, что Alphainfluenzavirus поражают у птиц эпителиальные клетки органов пищеварения, у человека же поражению подвергаются эпителиальные клетки путей дыхательной системы.

Вирусы гриппа А подразделяются на серотипы, что зависит от комбинации гемагглютинина (H), нейраминидазы (N) и белков на поверхности вируса. По состоянию на 2016 г ученым известно 18 подтипов H, 11 подтипов N, что в совокупности допускает возможность наличия 198 вариантов вируса гриппа А.

Вирион Alphainfluenzavirus содержит 8 сегментов вирусной РНК.

H1N1 – стал причиной пандемии испанского гриппа (испанки) в 1918 г, свиного гриппа в 2009 г.

H1N2 – способен вызывать болезнь у птиц, свиней и людей. Впервые был обнаружен зимой 1988—1989 гг в 6 городах Китая, однако далее, за пределы страны не распространился. Повторно обнаружен в Китае зимой 2010—2011 гг, однако инфекция на этот раз уже смогла выйти за пределы страны и забрать жизни у 19 людей. Также А(H1N2) активно идентифицировали в Странах Северной Америки, Европе, Азии.

H7N2 – относится к вирусам птичьего гриппа с низкой патогенностью (LPAI), которые при благоприятных для инфекции условиях преобразовывается в высокопатогенную форму. На данный момент известно три случая заболевания человека от H7N2, в 2002, 2003 и 2016 г, и все трое являются жителями США. Кроме того, вспышки H7N2 были зафиксированы на птицефабриках США в 2004 и 2007 гг, в также в кошачьем приюте г. Нью-Йорк в 2016 г.

H7N3 – относится к вирусам птичьего гриппа. Впервые обнаружен в 1963 году в индяюках, в Великобритании. Повторно идентифицировался уже в Колумбии и Британской Колумбии в 2004 году на нескольких птицефабриках, причем помимо птиц, инфекция обнаружилась и у двоих сотрудников птицеводства, у которых присутствоваало легкое гриппозное состояние и конъюнктивит. Работники полностью выздоровели. Далее H7N3 находили в 2005 г. на Тайване (птичий помет), в 2006 в Англии (ферма Witford Lodge, Норфолк), в 2007 в Канаде (птицефабрика в Саскачеване), в 2012 г в Мексике (на 10 птицефермах, Халиско). Замечено, что H7N3 не передается яйцам от инфицированных кур.

H7N7 – информация ожидается.

H7N9 – информация ожидается.

H9N2 – информация ожидается.

H10N7 – информация ожидается.

H17N10 – информация ожидается.

H18N11 – информация ожидается.

Симптомы

Инкубационный период вируса гриппа, т.е. от момента заражения до появления первых симптомов болезни составляет от нескольких часов до 4 дней, а в большинстве случаев 1-2 дня.

Начало болезни сопровождается резким повышением температуры тела до 37,5-39 °С, недомоганием, першением в горле, ломотой в суставах, легким насморком.

По мере развития болезни у пациента появляется сильная слабость, жар, озноб, головные боли, боль в горле и сухой кашель, насморк, боли в суставах и мышцах.

Температура тела обычно нормализуется в течение 5-7 дней без специализированной медицинской помощи. Кашель также длится до 7 дней, если нет осложнений.

Вызывайте неотложку при следующих симптомах – очень бледное лицо или его посинение, появились признаки удушья, температура держится на высоких отметках длительное время, появилась боль в грудной клетке, замечено сильное падение артериального давления, падает пульс.

Осложнения

Тяжелое поражение вирусной инфекцией у лиц из группы риска, к сожалению, может нанести непоправимый вред здоровью, вплоть до летального исхода.

Среди же основных осложнений гриппозной инфекции выделяют:

Диагностика

Диагностика вирусов гриппа обычно происходит без осложнений, однако, смыть картину идентефикации болезни могут другие вирусные инфекции в период эпидемий – риновирусы, вирус парагриппа, аденовирус, респираторный синцитиальный вирус (РСВ) и другие.

В качестве самих же методов обследования выступают выявление из выделений носо- ротоглотки, аспиратов или смывов специфичной для гриппа РНК. Для этого используют методы полимеразной цепной реакции с обратной транскриптазой (ОТ-ПЦР).

Некоторые врачи используют специальные экспресс-тесты, однако, по сравнению с ОТ-ПЦР они обладают гораздо меньшей чувствительностью и надежностью для точной диагностики.

Дополнительными методами диагностики могут быть общий анализ крови и рентгенография дыхательных путей.

Лечение

Лечение назначается только после точной диагностики и дифференциации вируса гриппа и его типа.

Лечению в условиях стационара подлежат люди из группы риска, а также лица с сопутствующими осложнениями болезни.

Лечение вируса гриппа включает в себя:

1. Ограничение заболевшего контакта с обществом;
2. Медикаментозное лечение.

Для того, чтобы мобилизировать защитные силы организма на борьбу с вирусной инфекцией больному крайне не рекомендуется выходить за пределы своего места жительства. Таким образом обеспечивается и другой важный аспект – минимизация распротсранения инфекции в обществе, и соответственно, появлению эпидемий.

Если больной живет не сам, ему необходимо выделить для личного пользования кухонную утварь, белье, и конечно же, средства по уходу за телом, т.е. предметы личной гигиены.

В дома рекомендуется соблюдать постельный и полупостельный режим, в зависимости от тяжести болезни.

Помещение, где находится больной нужно тщательно проветривать, а также хорошо выстирывать его одежду и мыть посуду дезинфицирующими средствами.

Очень важно изменить и рацион питания – отказаться от тяжелой, жирной, жаренной пищи, а отдавать предпочтение растительным продуктам, богатым на витамины и минералы.

И конечно же, обильное питье. Повышенное количество воды способствует детоксикации организма и уменьшению симптоматики болезни.

Медикаментознео лечение прежде всего включает в себя поддерживающую терапию, т.е. применение средств, которые будут выполнять симптоматическое лечение. Однако, в случае угрозы появления осложнений гриппа, характеризующихся стремительный прогрессирующим течением болезни и симптоматикой пневмонии, сепсиса, абсцессов и других, врач назначает противовирусные препараты.

Из симптоматических методов лечения гриппа можно выделить:

Применять гормональные препараты (кортикостероиды) при гриппе допускается только при таких осложнениях , как – бронхиальная астма, а также при других особых показаниях на усмотрение врача. Это связано с тем, что гормона обладают свойством снижать реактивность иммунитета, что в свою очередь делает организм более уязвимым перед вторичными инфекциями, в виде – стрептококков, стафилококков и других, способных вызывать гнойные в организме процессы.

В качестве противовирусных препаратов против вирусов гриппа можно выделить:

Применение ингибиторов нейраминидазы рекомендуется осуществлять не позднее 48 часов с появления первых признаков болезни. Именно в этот период заметен наибольший терапевтический эффект. Курс лечения – не менее 5 дней – до получения необходимых результатов терапии.

Профилактика

Профилактика гриппа включает всебя следующие превентивные меры:

• Соблюдение правил личной гигиены, частое мытье рук, а также применение дезинфицирующих средств;
• Не трогайте немытыми руками лицо, что существенно уменьшит риск проникновения инфекция в организм через нос, рот или глаза;
• Одевание по сезону, не допускание переохлаждения и перемерзания организма;
• Питаться здоровой пищей, богатой на витамины и нутриенты;
• Весте активнй образ жизни, больше двигаться, заниматься спортом;
• Избегать стрессов;
• При наличии признаков различных заболеваний своевременно обращаться к врачу, чтобы не допустить в организме наличие хронических очагов, особенно инфекций, которые способны снижать реактивность иммунной системы, и соответственно делать человека более уязвимым перед другими инфекциями и болезнями;
• Если приболели – отлежитесь дома, тем самым и себя убережете от осложнений, и других не заразите;
• В период ОРЗ – осень, зима, весна – избегайте мест с большим скоплением людей, особенно держитесь подальше от кашляющих и чихающих людей;
• При наличии чиханья и кашля – прикрывайте рот салфеткой, что минимизирует возможность заразить инфекцией других людей;
• Проветривайте хорошо помещения и делайте влажную уборку не менее 2 раз в неделю;
• Вакцинация.

Ежегодная вакцинация согласно норм Всемирной Организации Здравоохранения является наиболее эффективным методом предовтращения гриппозных эпидемий и пандемий. В веществ для прививки от гриппа используются инактивированные противогриппозные вакцины.

Стоит отметить, что вакцина полностью не исключает возможность заболеть гриппом, однако она минимизирует риск появления осложнений болезни, а также возникновения летального исхода.

К какому врачу обратится при симптомах гриппа?

Вирус гриппа — видео

Здоровья Вам, мира и добра!

Источники