Предполагаемый цикл вируса гриппа свиней в цепи хозяев, звеньями которой служат нематоды, дождевые черви и свиньи

Вирус гриппа поражает не только людей, но и лошадей, свиней, тюленей и различных птиц, как диких, так и домашних. В странах Юго-Восточной Азии большинство людей живут в небольших домах вместе с домашними животными. Это – идеальный инкубатор для выведения новых пандемических штаммов гриппа. Исследования показали, что в некоторые годы водоемы, загрязненные пометом диких, в частности перелетных, птиц буквально кишат вирусами гриппа. Таким образом, имеется природный резервуар, в котором люди постоянно обмениваются вирусами гриппа. Вследствие особенностей строения вируса гриппа это приводит к значительному ускорению его эволюции и возникновению новых штаммов.

Вирус гриппа относится к семейству ортомиксовирусов из группы миксовирусов. К возбудителям гриппа иногда относят также РНК-содержащий вирус из семейства парамиксовирусов, а вызываемое им заболевание называют парагриппом, или гриппом D. Пандемии и эпидемии гриппа вызывает вирус типа А. Вирус типа В вызывает локальные вспышки гриппа, а вирус типа С вообще не играет существенной роли в заболеваемости гриппом у людей. Пандемии и эпидемии гриппа принято обозначать буквой штамма вируса, местом и годом возникновения эпидемии, например: А(Сингапур)1957, А(Гонконг)1968, А(Техас)1977 и т.д.

Вирионы миксовирусов имеют форму от сферической до нитчатой, покрыты белково-липидной оболочкой. Максимальная длина вириона варьирует от 60 до 300 нм. Вирионы содержат спиральный нуклеокапсид с 8 сегментами минус-нитевой РНК, соответствующими 8 генам. Такая РНК комплементарна информационной РНК и не может непосредственно участвовать в синтезе белков. Поэтому в вирионе содержится также РНК-зависимая РНК-полимераза (транскриптаза) – фермент, способный синтезировать иРНК, комплементарную вирусной, по которой и осуществляется синтез вирусных белков в инфицированной клетке.

Вирус гриппа

В состав оболочки вирионов А и В входят два основных белка – гемагглютинин (H) и нейраминидаза (N), а в оболочке вириона С нейраминидазы нет. Эти белки образуют на поверхности вириона своеобразные шипики, которые облегчают его взаимодействие с клеткой.

Нейраминидаза – фермент, расщепляющий полисахариды на внешней стороне клеточной мембраны и облегчающий проникновение вируса в клетку. Гемагглютинин легко связывается с муцином – белком на поверхности эритроцита, поэтому в присутствии миксовирусов (греч. myxo – мукус, производное муцина) эритроциты склеиваются, или агглютинируют. Эта реакция геммаглютинации – простой и надежный метод выявления и количественной оценки (титрования) вируса гриппа.

Частицы вируса гриппа плейоморфны, однако наиболее распространены частицы сферической формы. Их размеры варьируют в пределах от 80 до 120 нм [1]. Снаружи частицы покрыты липидной мембраной, сформированной из мембраны зараженной клетки. В нее включены белки — гемагглютинин (HA) и нейраминидаза (NA), ответственные за узнавание клетки-мишени, проникновение внутрь и распространение вновь образованных частиц. Также мембрана вирусной частицы гриппа содержит белковые каналы (M2), необходимые для распаковки вируса внутри клетки.

Под оболочкой вирусной частицы находятся белковые структуры, окружающие генетический материал вируса. Внутренние компоненты вирусной частицы (нуклеокапсид) с мембранной оболочкой и поверхностными белками связывает белок М1. Белок NP связан непосредственно с 8 молекулами РНК генома. Белки PB1, PB2 и PA необходимы для копирования генетического материала вируса. Помимо этого, вирус гриппа синтезирует два белка, отвечающие за противодействие интерфероновой системе противовирусной защиты (белок NS1) и за транспорт генетического материала вируса из ядра в цитоплазму (белок NS2, также называемый NEP) [2].

Вирус гриппа связывается с мембраной клетки-мишени и проникает в цитоплазму. За связывание с мембраннными рецепторами и проникновение внутрь клетки отвечает белок гемагглютинин. Он состоит из трех одинаковых субъединиц. Название гемагглютинин получил благодаря тому, что в искусственных условиях он может провоцировать агглютинацию эритроцитов [3,4]. Сразу после проникновения в клетку вирусная частица оказывается в составе небольшой мембранной органеллы — эндосомы, внутри которой постепенно возрастает концентрация протонов (понижается pH). Через каналы в вирусной мембране, образованные белком М2, протоны проникают внутрь вирусной частицы, что вызывает ее распад и высвобождение нуклеокапсида [5].

Генетический материал вируса попадает в ядро клетки, после чего запускается синтез вирусных белков и новых копий вирусного генома. На матрице геномных РНК вируса, оказавшихся в ядре, синтезируются их копии, которые выходят в цитоплазму, где для синтеза вирусных белков используются рибосомы зараженной клетки. Геномные РНК гриппа синтезируются в ядре зараженной клетки [6].

Образовавшиеся вирусные частицы покидают клетку, которая впоследствии разрушается. Для того, чтобы вирусная частица могла покинуть окрестность той клетки, в которой она сформировалась, необходим вирусный белок нейраминидаза. Нейраминидаза состоит из четырех одинаковых субъединиц. Она расщепляет связь между сиаловой (нейраминовой) кислотой и галактозой, входящими в состав клеточных рецепторов, к которым присоединяется гемагглютинин. Нейраминидаза также необходима для того, чтобы образованная вирусная частица не заразила снова ту клетку, в которой она сформировалась [7]. После формирования большей части вирусных частиц в клетке активируется процесс программируемой клеточной гибели — апоптоза.

При температуре 4 °С вирус гриппа может сохраняться 2–3 недели, а при 50–60 °С он инактивируется за несколько минут. Вирус мгновенно погибает под действием дезинфицирующих средств: формалина, сулемы, спирта, йода и т.п. Вирус может передаваться не только воздушно-капельным путем, но и через загрязненные предметы, поэтому соблюдение правил личной гигиены, в особенности мытье рук с мылом, снижают вероятность заражения гриппом во время эпидемий.

Белки на поверхности вириона определяют его антигенные свойства, или серотип. Иммунитет, выработанный к определенному серотипу вируса, довольно стоек и, казалось бы, должен надежно защищать организм. Однако наружные белки гриппа быстро изменяются, а вместе с ними изменяется и антигенная активность вируса. Поэтому иммунитет, приобретенный во время одной эпидемии гриппа, оказывается бесполезным во время другой. Наибольшей антигенной изменчивостью обладает вирус типа А, меньшей – вирус типа В, а вирус типа С вообще не изменяется.

По особенностям гемагглютинина вирус типа А гриппа человека делится на 5 подтипов: Hswl, H0, H1, H2 и H3, а по особенностям нейраминидазы – на 2 подтипа: N1 и N2. Пока обнаружены не любые сочетания этих белков. В штаммах, вызывавших эпидемии, нейраминидаза N1 сочетается с тремя типами гемагглютинина: HswlN1, H0N1 и H1N1, а нейраминидаза N2 – с двумя типами гемагглютинина: H2N2 и H3N2.

Так, в 1937 г. был открыт вирус гриппа, содержащий гемагглютинин Н0 и нейраминидазу N1, т.е. Н0N1. В 1947 г. разразилась эпидемия гриппа, распространившаяся по всем странам, ее вызвал вариант вируса гриппа Н1N1: изменился гемагглютинин, нейраминидаза осталась прежней. В 1957 г. пандемию «азиатского» гриппа вызвал вирус, у которого изменились оба белка: H2N2. В 1968г – новая пандемия «гонконгского» гриппа, ее виновник сменил гемагглютинин – H3N2.

Вирусы гриппа первоначально были открыты у животных. В 1902 г. у кур был выделен вирус, названный «куриной чумой». Значительно позже было установлено, что куриная чума вызывается вирусом гриппа. В 1933 г. был открыт первый вирус гриппа человека, а за год до этого, в 1932 г., у свиней был выделен сходный вирус. После этого стали открывать новые вирусы гриппа у животных, а также у многих видов домашних и диких птиц.