Virusul gripei A

Virusul gripal de tip A este un virion cu formă sferică și diametru de 80-120 nm, greutatea sa moleculară fiind de 250 MD. Genomul virusului este reprezentat de un ARN negativ fragmentat monocatenar (8 fragmente) cu o greutate moleculară totală de 5 MD. Tipul de simetrie al nucleocapsidei este elicoidal. Virusul gripal are o supercapsidă (membrană) care conține două glicoproteine - hemaglutinină și neuraminidază, care ies deasupra membranei sub formă de diverse vârfuri. Hemaglutinina are o structură trimerică cu o greutate moleculară de 225 kD; greutatea moleculară a fiecărui monomer este de 75 kD. Monomerul este format dintr-o subunitate mai mică cu o greutate moleculară de 25 kD (HA2) și una mai mare cu o greutate moleculară de 50 kD (HA1).

Principalele funcții ale hemaglutininei:

• recunoaște un receptor celular - o mucopeptidă care conține acid N-acetilneuramină (sialic);
• asigură fuziunea membranei virionului cu membrana celulară și membranele lizozomilor săi, adică este responsabilă de pătrunderea virionului în celulă;
• determină natura pandemică a virusului (modificările hemaglutininei sunt cauza pandemiilor, variabilitatea acesteia este cauza epidemiilor de gripă);
• are cele mai mari proprietăți protectoare, fiind responsabilă de formarea imunității.

Virusurile gripale de tip A la oameni, mamifere și păsări, 13 tipuri de hemaglutinină, care diferă prin antigen, au fost identificate și li s-a atribuit o numerotare secvențială (de la H1 la H13).

Neuraminidaza (N) este un tetramer cu o greutate moleculară de 200-250 kDa, fiecare monomer având o greutate moleculară de 50-60 kDa. Funcțiile sale sunt:

• asigurarea diseminării virionilor prin scindarea acidului neuraminic din virionii nou sintetizați și din membrana celulară;
• împreună cu hemaglutinina, determinarea proprietăților pandemice și epidemice ale virusului.

S-a descoperit că virusul gripal A are 10 variante diferite de neuraminidază (N1-N10).

Nucleocapsida virionului este formată din 8 fragmente de ARNv și proteine ale capsidei care formează o catenă elicoidală. La capetele 3' ale tuturor celor 8 fragmente de ARNv există secvențe identice de câte 12 nucleotide. Capetele 5' ale fiecărui fragment au, de asemenea, secvențe identice de câte 13 nucleotide. Capetele 5' și 3' sunt parțial complementare între ele. Această circumstanță permite, evident, reglarea transcripției și replicării fragmentelor. Fiecare dintre fragmente este transcris și replicat independent. Patru proteine ale capsidei sunt strâns asociate cu fiecare dintre ele: nucleoproteina (NP), care joacă un rol structural și de reglare; proteina PB1 - transcriptază; PB2 - endonuclează și PA - replicază. Proteinele PB1 și PB2 au proprietăți bazice (alcaline), iar PA - acide. Proteinele PB1, PB2 și PA formează un polimer. Nucleocapsida este înconjurată de o proteină matriceală (proteina M1), care joacă un rol principal în morfogeneza virionului și protejează ARN-ul virionului. Proteinele M2 (codificate de unul dintre cadrele de citire ale celui de-al 7-lea fragment), NS1 și NS2 (codificate de al optulea fragment de ARNv, care, la fel ca al șaptelea fragment de ARNv, are două cadre de citire) sunt sintetizate în timpul reproducerii virusului, dar nu sunt incluse în structura sa.

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

Ciclul de viață al virusului gripal A

Virusul gripal este absorbit de membrana celulară prin interacțiunea hemaglutininei sale cu mucopeptida. Virusul pătrunde apoi în celulă printr-unul din următoarele două mecanisme:

• fuziunea membranei virionului cu membrana celulară sau
• pe parcurs: groapă acoperită - veziculă acoperită - endosom - lizosom - fuziunea membranei virionului cu membrana lizozomului - eliberarea nucleocapsidei în citosolul celular.

A doua etapă de „dezbrăcare” a virionului (distrugerea proteinei matriceale) are loc în drumul spre nucleu. Particularitatea ciclului de viață al virusului gripal este că este nevoie de un primer pentru transcrierea ARN-ului său vironic. Cert este că virusul în sine nu poate sintetiza o „capă” - o regiune specială la capătul 5' al ARNm, constând din guanină metilată și 10-13 nucleotide adiacente, necesară pentru recunoașterea ARNm de către ribozomi. Prin urmare, cu ajutorul proteinei sale PB2, acesta mușcă capul de la ARNm celular și, deoarece sinteza ARNm în celule are loc doar în nucleu, ARN-ul viral trebuie mai întâi să pătrundă în nucleu. Acesta pătrunde sub forma unei ribonucleoproteine constând din 8 fragmente de ARN asociate cu proteinele NP, PB1, PB2 și PA. Acum, viața celulei este complet subordonată intereselor virusului, reproducerii sale.

Funcția de transcriere

În nucleu, pe ARNv sunt sintetizate trei tipuri de ARN specific virusului: 1) ARN complementar pozitiv (ARNm), utilizat ca șablon pentru sinteza proteinelor virale; acestea conțin un capac la capătul 5', scindat de la capătul 5' al ARNm celular și o secvență poli-A la capătul 3'; 2) ARN complementar de lungime completă (ARNc), care servește ca șablon pentru sinteza ARN virionic (ARNv); nu există capac la capătul 5' al ARNc și nu există nicio secvență poli-A la capătul 3'; 3) ARN virionic negativ (ARNv), care este genomul pentru virionii nou sintetizați.

Imediat, chiar înainte de finalizarea sintezei, ARNv și ARNc se asociază cu proteinele capsidei, care intră în nucleu din citosol. Cu toate acestea, doar ribonucleoproteinele asociate cu ARNv sunt incluse în compoziția virionilor. Ribonucleoproteinele care conțin ARNc nu numai că nu intră în compoziția virionilor, dar nici măcar nu părăsesc nucleul celular. ARNm-urile virale intră în citosol, unde sunt traduse. Moleculele de ARNv nou sintetizate migrează din nucleu în citosol după asocierea cu proteinele capsidei.

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

Caracteristicile traducerii proteinelor virale

Proteinele NP, PB1, PB2, PA și M sunt sintetizate pe poliribozomi liberi. Proteinele NP, PB1, PB2 și PA, după sinteza din citosol, se întorc în nucleu, unde se leagă de ARN-ul v nou sintetizat, apoi se întorc în citosol sub formă de nucleocapsidă. După sinteză, proteina matriceală se deplasează pe suprafața interioară a membranei celulare, deplasând proteinele celulare din această zonă. Proteinele H și N sunt sintetizate pe ribozomii asociați cu membranele reticulului endoplasmatic, sunt transportate de-a lungul acestora, suferind glicozilare și se instalează pe suprafața exterioară a membranei celulare, formând vârfuri chiar opuse proteinei M, situate pe suprafața sa interioară. Proteina H suferă o secționare în HA1 și HA2 în timpul procesării.

Etapa finală a morfogenezei virionilor este controlată de proteina M. Nucleocapsida interacționează cu aceasta; trecând prin membrana celulară, este acoperită mai întâi de proteina M, apoi de stratul lipidic celular și glicoproteinele supercapsidice H și N. Ciclul de viață al virusului durează 6-8 ore și se încheie cu înmugurirea virionilor nou sintetizați, care sunt capabili să atace alte celule ale țesutului.

Virusul nu este foarte stabil în mediul extern. Este ușor distrus prin încălzire (la 56 °C timp de 5-10 minute), sub influența luminii solare și a luminii UV și este ușor neutralizat de dezinfectanți.

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

Patogeneza și simptomele gripei A

Perioada de incubație pentru gripă este scurtă - 1-2 zile. Virusul se înmulțește în celulele epiteliale ale membranei mucoase a tractului respirator, localizându-se în principal în trahee, manifestându-se clinic ca o tuse seacă, dureroasă, cu durere de-a lungul traheei. Produșii de descompunere ai celulelor afectate pătrund în sânge, provocând intoxicație severă și o creștere a temperaturii corpului la 38-39 °C. Creșterea permeabilității vasculare din cauza deteriorării celulelor endoteliale poate provoca modificări patologice în diferite organe: hemoragii punctuale în trahee, bronhii și uneori edem cerebral cu rezultat fatal. Virusul gripal are un efect deprimant asupra hematopoiezei și a sistemului imunitar. Toate acestea pot duce la infecții virale și bacteriene secundare care complică evoluția bolii.

Imunitate post-infecțioasă

Ideile anterioare conform cărora după gripă există o imunitate slabă și de scurtă durată au fost infirmate după revenirea virusului H1N1 în 1977. Acest virus a provocat boala în principal la persoanele sub 20 de ani, adică la cele care nu se îmbolnăviseră de el înainte de 1957. În consecință, imunitatea post-infecție este destul de intensă și de lungă durată, dar are un caracter specific tipului pronunțat.

Rolul principal în formarea imunității dobândite îl au anticorpii neutralizanți ai virusului care blochează hemaglutinina și neuraminidaza, precum și imunoglobulinele secretorii IgA.

Epidemiologia gripei A

Sursa de infecție este o persoană, o persoană bolnavă sau un purtător, rareori animale (păsări domestice și sălbatice, porci). Infecția de la oameni are loc prin picături aeriene, perioada de incubație este foarte scurtă (1-2 zile), astfel încât epidemia se răspândește foarte rapid și poate evolua într-o pandemie în absența imunității colective. Imunitatea este principalul regulator al epidemiilor de gripă. Pe măsură ce imunitatea colectivă crește, epidemia scade. În același timp, datorită formării imunității, sunt selectate tulpini ale virusului cu o structură antigenică modificată, în principal hemaglutinina și neuraminidaza; aceste virusuri continuă să provoace focare până când apar anticorpi împotriva lor. O astfel de derivă antigenică menține continuitatea epidemiei. Cu toate acestea, o altă formă de variabilitate a fost descoperită în virusul gripal A, numită shift. Aceasta este asociată cu o schimbare completă de la un tip de hemaglutinină (mai rar - și neuraminidază) la altul.

Toate pandemiile de gripă au fost cauzate de virusuri gripale de tip A care au suferit o schimbare. Pandemia din 1918 a fost cauzată de un virus cu fenotipul H1N1 (aproximativ 20 de milioane de oameni au murit), pandemia din 1957 a fost cauzată de virusul h3N2 (mai mult de jumătate din populația lumii s-a îmbolnăvit), iar pandemia din 1968 a fost cauzată de virusul H3N2.

Pentru a explica motivele schimbării bruște a tipurilor de virusuri gripale de tip A, au fost propuse două ipoteze principale. Conform ipotezei lui A. A. Smorodințev, un virus care și-a epuizat capacitățile epidemice nu dispare, ci continuă să circule într-un grup fără focare notabile sau persistă în organismul uman mult timp. În 10-20 de ani, când apare o nouă generație de oameni care nu au imunitate la acest virus, acesta devine cauza unor noi epidemii. Această ipoteză este susținută de faptul că virusul gripal de tip A cu fenotipul H1N1, care a dispărut în 1957 când a fost înlocuit de virusul h3N2, a reapărut după o absență de 20 de ani în 1977.

Conform unei alte ipoteze, elaborată și susținută de numeroși autori, noi tipuri de virus gripal A apar ca urmare a reasocierii genomurilor între virusurile gripale umane și aviare, între virusurile gripale aviare, între virusurile gripale aviare și cele ale mamiferelor (porcine), ceea ce este facilitat de structura segmentară a genomului viral (8 fragmente).

Astfel, virusul gripal A are două moduri de a-și modifica genomul.

Mutații punctuale care provoacă derivă antigenică. Acestea afectează în principal genele hemaglutininei și neuraminidazei, în special în cazul virusului H3N2. Din această cauză, virusul H3N2 a provocat 8 epidemii între 1982 și 1998 și are o semnificație epidemică până în prezent.

Reasocierea genelor între virusurile gripale umane și virusurile gripale aviare și porcine. Se crede că reasocierea genomurilor virusului gripal A cu genomurile virusurilor gripale aviare și porcine este principalul motiv pentru apariția variantelor pandemice ale acestui virus. Deriva antigenică permite virusului să depășească imunitatea existentă la om. Deplasarea antigenică creează o nouă situație epidemică: majoritatea oamenilor nu au imunitate la noul virus și apare o pandemie de gripă. Posibilitatea unei astfel de reasocieri a genomurilor virusului gripal A a fost dovedită experimental.

S-a stabilit că epidemiile de gripă la om sunt cauzate de virusuri de tip A cu doar 3 sau 4 fenotipuri: H1N1 (H0N1); h3N2; H3N2.

Cu toate acestea, virusul gripei aviare (de păsări) reprezintă, de asemenea, o amenințare semnificativă pentru oameni. Focare de gripă aviară au fost observate în mod repetat, în special virusul aviar H5N1 a provocat o epizootie care a afectat un milion de persoane în rândul păsărilor domestice și sălbatice, cu o mortalitate de 80-90%. De asemenea, oamenii s-au infectat de la găini; în 1997, 18 persoane au fost infectate de la găini, dintre care o treime au murit. Un focar deosebit de mare a fost observat în ianuarie-martie 2004. Acesta a afectat aproape toate țările din Asia de Sud-Est și unul dintre statele americane și a provocat pagube economice enorme. 22 de persoane au fost infectate și au murit de la găini. Au fost luate cele mai riguroase și decisive măsuri pentru a elimina acest focar: carantină strictă, eliminarea tuturor păsărilor de curte din toate focarele, spitalizarea și izolarea bolnavilor și a tuturor persoanelor cu temperaturi ridicate, precum și a persoanelor care sunt în contact cu bolnavii, interzicerea importului de carne de pui din țările menționate mai sus, supraveghere medicală și veterinară strictă a tuturor pasagerilor și vehiculelor care sosesc din aceste țări. Răspândirea pe scară largă a gripei în rândul oamenilor nu a avut loc deoarece nu a existat nicio reasociere a genomului virusului gripei aviare cu genomul virusului gripal uman. Cu toate acestea, pericolul unei astfel de reasocieri rămâne real. Acest lucru ar putea duce la apariția unui nou virus pandemic periculos al gripei umane.

Numele tulpinilor de virusuri gripale detectate indică serotipul virusului (A, B, C), specia gazdă (dacă nu este om), locul izolării, numărul tulpinii, anul izolării sale (ultimele 2 cifre) și fenotipul (între paranteze). De exemplu: „A/Singapore/1/57 (h3N2), A/rață/USSR/695/76 (H3N2)”.

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

Diagnosticul de laborator al gripei A

Materialul pentru studiu este reprezentat de secrețiile nazofaringiene, care se obțin fie prin spălare, fie cu ajutorul unor tampoane din tifon de bumbac, și de sânge. Se utilizează următoarele metode de diagnostic:

• Virologic - infecția embrionilor de pui, a culturilor celulare de rinichi de maimuță verde (Vero) și a câinilor (MDSC). Culturile celulare sunt deosebit de eficiente pentru izolarea virusurilor A (H3N2) și B.
• Serologic - detectarea anticorpilor specifici și creșterea titrului acestora (în seruri pereche) utilizând RTGA, RSK și imunotest enzimatic.
• O metodă de imunofluorescență este utilizată ca metodă de diagnostic accelerată, care permite detectarea rapidă a antigenului viral în frotiuri de la mucoasa nazală sau în tampoane de la nazofaringele pacienților.
• Pentru detectarea și identificarea virusului (antigenelor virale), au fost propuse metode cu sondă ARN și PCR.

Tratamentul gripei A

Tratamentul gripei A, care trebuie început cât mai curând posibil, precum și prevenirea gripei și a altor infecții respiratorii acute virale, se bazează pe utilizarea dibazolului, interferonului și a inductorilor săi amixin și arbidol conform unor scheme terapeutice speciale, iar pentru tratamentul și prevenirea gripei la copiii cu vârsta peste 1 an - algirem (remantadină) conform unor scheme terapeutice speciale.

Prevenirea specifică a gripei A

În fiecare an, sute de milioane de oameni din lume se îmbolnăvesc de gripă, ceea ce provoacă daune enorme sănătății populației și economiei fiecărei țări. Singurul mijloc fiabil de combatere a acesteia este crearea imunității colective. Următoarele tipuri de vaccinuri au fost propuse și utilizate în acest scop:

1. viu din virus atenuat;
2. a ucis întregul virion;
3. vaccin subvirional (din virioni divizați);
4. subunitate - un vaccin care conține doar hemaglutinină și neuraminidază.

În țara noastră a fost creat și este utilizat un vaccin trivalent cu subunități polimerice („grippol”), în care un conjugat steril al proteinelor de suprafață ale virusurilor A și B este legat de copolimerul polioxidoniu (imunostimulant).

Copiii cu vârsta cuprinsă între 6 luni și 12 ani, conform recomandărilor OMS, trebuie vaccinați doar cu vaccinul subunitar, deoarece este cel mai puțin reactiv și toxic.

Principala problemă în creșterea eficacității vaccinurilor antigripale este asigurarea specificității acestora împotriva virusului actual, adică a variantei virusului care a cauzat epidemia. Cu alte cuvinte, vaccinul trebuie să conțină antigene specifice virusului actual. Principala modalitate de îmbunătățire a calității vaccinului este utilizarea celor mai conservativi epitopi comuni tuturor variantelor antigenice ale virusului A, care au imunogenitate maximă.