Influensa A-virus

Influensavirus A är ett virion som har en sfärisk form och en diameter på 80-120 nm, dess molekylvikt är 250 MD. Virusets genom representeras av ett enkelsträngat fragmenterat (8 fragment) negativt RNA med en total molekylvikt på 5 MD. Nukleokapsidsymmetritypen är spiralformad. Influensaviruset har en superkapsid (membran) som innehåller två glykoproteiner - hemagglutinin och neuraminidas, vilka sticker ut ovanför membranet i form av olika spikar. Hemagglutinin har en trimerstruktur med en molekylvikt på 225 kD; molekylvikten för varje monomer är 75 kD. Monomeren består av en mindre subenhet med en molekylvikt på 25 kD (HA2) och en större med en molekylvikt på 50 kD (HA1).

Hemagglutinins huvudfunktioner:

• känner igen en cellulär receptor - en mukopeptid innehållande N-acetylneuramin (sialinsyra);
• säkerställer fusionen av virionmembranet med cellmembranet och membranen i dess lysosomer, dvs. ansvarar för virionens penetration in i cellen;
• bestämmer virusets pandemiska natur (förändringar i hemagglutinin är orsaken till pandemier, dess variation är orsaken till influensaepidemier);
• har de största skyddande egenskaperna och är ansvarig för bildandet av immunitet.

Influensa A-virus hos människor, däggdjur och fåglar, 13 typer av hemagglutinin, som skiljer sig åt i antigen, har identifierats och tilldelats en sekventiell numrering (från H1 till H13).

Neuraminidas (N) är en tetramer med en molekylvikt på 200-250 kDa, varje monomer har en molekylvikt på 50-60 kDa. Dess funktioner är:

• säkerställa spridning av virioner genom att klyva neuraminsyra från nysyntetiserade virioner och cellmembranet;
• tillsammans med hemagglutinin, bestämning av virusets pandemiska och epidemiska egenskaper.

Influensa A-virus har visat sig ha 10 olika neuraminidasvarianter (N1-N10).

Virionens nukleokapsid består av 8 fragment av vRNA och kapsidproteiner som bildar en spiralformad sträng. Vid 3'-ändarna av alla 8 vRNA-fragment finns identiska sekvenser med 12 nukleotider. 5'-ändarna av varje fragment har också identiska sekvenser med 13 nukleotider. 5'- och 3'-ändarna är delvis komplementära till varandra. Denna omständighet möjliggör uppenbarligen reglering av transkription och replikation av fragmenten. Varje fragment transkriberas och replikeras oberoende av varandra. Fyra kapsidproteiner är nära associerade med vart och ett av dem: nukleoprotein (NP), som spelar en strukturell och reglerande roll; protein PB1 - transkriptas; PB2 - endonukleas och PA - replikas. Proteinerna PB1 och PB2 har basiska (alkaliska) egenskaper, och PA - sura. Proteinerna PB1, PB2 och PA bildar en polymer. Nukleokapsiden är omgiven av ett matrisprotein (M1-protein), som spelar en ledande roll i virionmorfogenesen och skyddar virion-RNA. Proteinerna M2 (kodade av en av läsramarna i det sjunde fragmentet), NS1 och NS2 (kodade av det åttonde fragmentet av vRNA, som, liksom det sjunde fragmentet av vRNA, har två läsramar) syntetiseras under virusreproduktion, men ingår inte i dess struktur.

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

Livscykeln för influensa A-viruset

Influensaviruset absorberas av cellmembranet genom interaktionen mellan dess hemagglutinin och mukopeptiden. Viruset kommer sedan in i cellen genom en av två mekanismer:

• fusion av virionmembranet med cellmembranet eller
• längs vägen: belagd grop - belagd vesikel - endosom - lysosom - fusion av virionmembranet med lysosommembranet - frisättning av nukleokapsiden i cellens cytosol.

Det andra steget av "avklädning" av virionen (förstörelse av matrixproteinet) sker på vägen till kärnan. Det speciella med influensavirusets livscykel är att en primer behövs för transkriptionen av dess vRNA. Faktum är att viruset självt inte kan syntetisera en "cap" - en speciell region vid 5'-änden av mRNA, bestående av metylerad guanin och 10-13 angränsande nukleotider, vilket är nödvändigt för att ribosomen ska kunna känna igen mRNA. Därför, med hjälp av sitt protein PB2, biter det av locket från det cellulära mRNA:t, och eftersom mRNA-syntes i celler endast sker i kärnan måste det virala RNA:t först penetrera kärnan. Det penetrerar den i form av ett ribonukleoprotein bestående av 8 RNA-fragment associerade med proteinerna NP, PB1, PB2 och PA. Nu är cellens liv helt underordnat virusets intressen, dess reproduktion.

Transkriptionsfunktion

I kärnan syntetiseras tre typer av virusspecifikt RNA på vRNA: 1) positivt komplementärt RNA (mRNA), som används som mallar för syntesen av virala proteiner; de innehåller en kapsel vid 5'-änden, klyvd från 5'-änden av cellulärt mRNA, och en poly-A-sekvens vid 3'-änden; 2) fullängds komplementärt RNA (cRNA), som fungerar som en mall för syntesen av virion-RNA (vRNA); det finns ingen kapsel vid 5'-änden av cRNA, och det finns ingen poly-A-sekvens vid 3'-änden; 3) negativt virion-RNA (vRNA), som är genomet för nysyntetiserade virioner.

Omedelbart, även innan syntesen är avslutad, associerar vRNA och cRNA med kapsidproteiner, som kommer in i cellkärnan från cytosolen. Emellertid ingår endast ribonukleoproteiner associerade med vRNA i virionernas sammansättning. Ribonukleoproteiner som innehåller cRNA kommer inte bara inte in i virionernas sammansättning, utan lämnar inte ens cellkärnan. Virala mRNA kommer in i cytosolen, där de translateras. Nysyntetiserade vRNA-molekyler migrerar från cellkärnan till cytosolen efter association med kapsidproteiner.

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

Funktioner hos viral proteintranslation

Proteinerna NP, PB1, PB2, PA och M syntetiseras på fria polyribosomer. Proteinerna NP, PB1, PB2 och PA återvänder efter syntes från cytosolen till cellkärnan, där de binder till nysyntetiserat vRNA, och återvänder sedan till cytosolen som en nukleokapsid. Efter syntesen rör sig matrixproteinet till cellmembranets inre yta och tränger undan cellproteiner från det i detta område. Proteinerna H och N syntetiseras på ribosomer associerade med membran i endoplasmatiskt retikulum, transporteras längs dem, genomgår glykosylering och installeras på cellmembranets yttre yta och bildar spikar mittemot protein M, belägna på dess inre yta. Protein H genomgår klippning i HA1 och HA2 under bearbetningen.

Det sista steget i virionmorfogenesen styrs av M-proteinet. Nukleokapsiden interagerar med det; när den passerar genom cellmembranet täcks den först av M-proteinet och sedan av det cellulära lipidskiktet och superkapsidglykoproteinerna H och N. Virusets livscykel tar 6-8 timmar och slutar med knoppning av nysyntetiserade virioner, som kan attackera andra vävnadsceller.

Viruset är inte särskilt stabilt i den yttre miljön. Det förstörs lätt genom uppvärmning (vid 56 °C i 5–10 minuter), under påverkan av solljus och UV-ljus, och neutraliseras lätt med desinfektionsmedel.

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

Patogenes och symtom på influensa A

Inkubationstiden för influensa är kort - 1-2 dagar. Viruset förökar sig i epitelcellerna i luftvägarnas slemhinna, främst lokaliserat i luftstrupen, vilket kliniskt manifesteras som en torr, smärtsam hosta med smärta längs luftstrupen. Nedbrytningsprodukterna från de drabbade cellerna kommer in i blodomloppet, vilket orsakar allvarlig berusning och en ökning av kroppstemperaturen till 38-39 °C. Ökad vaskulär permeabilitet på grund av skador på endotelceller kan orsaka patologiska förändringar i olika organ: punktblödningar i luftstrupen, bronkerna och ibland hjärnödem med dödlig utgång. Influensaviruset har en hämmande effekt på hematopoesen och immunsystemet. Allt detta kan leda till sekundära virus- och bakterieinfektioner som komplicerar sjukdomsförloppet.

Postinfektiös immunitet

Tidigare uppfattningar om att det efter influensan kvarstår en svag och kortvarig immunitet motbevisades efter att H1N1-viruset återkom 1977. Detta virus orsakade sjukdomen främst hos personer under 20 år, det vill säga hos dem som inte hade varit sjuka i den före 1957. Följaktligen är immuniteten efter infektion ganska intensiv och långvarig, men har en uttalad typspecifik karaktär.

Huvudrollen i bildandet av förvärvad immunitet tillhör virusneutraliserande antikroppar som blockerar hemagglutinin och neuraminidas, såväl som sekretoriska immunoglobuliner IgA.

Epidemiologi för influensa A

Smittkällan är en människa, en sjuk person eller en bärare, i sällsynta fall djur (tama och vilda fåglar, grisar). Smitta från människor sker genom luftburna droppar, inkubationsperioden är mycket kort (1-2 dagar), så epidemin sprider sig mycket snabbt och kan utvecklas till en pandemi i avsaknad av kollektiv immunitet. Immunitet är den huvudsakliga regulatorn av influensaepidemier. När den kollektiva immuniteten ökar minskar epidemin. Samtidigt, på grund av bildandet av immunitet, selekteras virusstammar med en modifierad antigenstruktur, främst hemagglutinin och neuraminidas; dessa virus fortsätter att orsaka utbrott tills antikroppar mot dem uppträder. Sådan antigendrift upprätthåller epidemins kontinuitet. Emellertid har en annan form av variation upptäckts i influensa A-viruset, kallad shift. Den är förknippad med en fullständig förändring från en typ av hemagglutinin (mindre ofta - och neuraminidas) till en annan.

Alla influensapandemier orsakades av influensa A-virus som hade genomgått ett skifte. 1918 års pandemi orsakades av ett virus med fenotypen H1N1 (cirka 20 miljoner människor dog), 1957 års pandemi orsakades av h3N2-viruset (mer än hälften av världens befolkning blev sjuk) och 1968 års pandemi orsakades av H3N2-viruset.

För att förklara orsakerna till den kraftiga förändringen i typerna av influensa A-virus har två huvudhypoteser föreslagits. Enligt A. A. Smorodintsevs hypotes försvinner inte ett virus som har uttömt sin epidemiska kapacitet, utan fortsätter att cirkulera i en grupp utan märkbara utbrott eller kvarstår i människokroppen under lång tid. Om 10–20 år, när en ny generation människor dyker upp som inte har immunitet mot detta virus, blir det orsaken till nya epidemier. Denna hypotes stöds av det faktum att influensa A-viruset med fenotypen H1N1, som försvann 1957 när det ersattes av h3N2-viruset, återkom efter 20 års frånvaro 1977.

Enligt en annan hypotes, utvecklad och stödd av många författare, uppstår nya typer av influensa A-virus som ett resultat av återassociation av genom mellan mänskliga och fågelinfluensavirus, mellan fågelinfluensavirus, mellan fågel- och däggdjurs- (svin-) influensavirus, vilket underlättas av virusgenomets segmentstruktur (8 fragment).

Således har influensa A-viruset två sätt att förändra sitt genom.

Punktmutationer som orsakar antigendrift. De påverkar främst hemagglutinin- och neuraminidasgenerna, särskilt i H3N2-viruset. På grund av detta orsakade H3N2-viruset åtta epidemier mellan 1982 och 1998 och är fortfarande av epidemisk betydelse än idag.

Återassociation av gener mellan mänskliga influensavirus och fågel- och svininfluensavirus. Man tror att återassociationen av influensa A-virusgenom med fågel- och svininfluensavirusgenom är den främsta orsaken till uppkomsten av pandemivarianter av detta virus. Antigendrift gör att viruset kan övervinna befintlig immunitet hos människor. Antigenskiftet skapar en ny epidemisk situation: de flesta människor har ingen immunitet mot det nya viruset, och en influensapandemi uppstår. Möjligheten till en sådan återassociation av influensa A-virusgenom har bevisats experimentellt.

Det har fastställts att influensaepidemier hos människor orsakas av typ A-virus med endast 3 eller 4 fenotyper: H1N1 (H0N1); h3N2; H3N2.

Kyckling- (fågel-)viruset utgör dock också ett betydande hot mot människor. Utbrott av kycklinginfluensa har observerats upprepade gånger, i synnerhet kycklingviruset H5N1 orsakade en epizooti hos en miljon tama och vilda fåglar med en dödlighet på 80-90 %. Människor har också smittats av kycklingar; 1997 smittades 18 personer av kycklingar, varav en tredjedel dog. Ett särskilt stort utbrott observerades i januari-mars 2004. Det drabbade nästan alla länder i Sydostasien och en av de amerikanska delstaterna och orsakade enorma ekonomiska skador. 22 personer smittades och dog av kycklingar. De mest rigorösa och avgörande åtgärderna vidtogs för att eliminera detta utbrott: strikt karantän, utrensning av allt fjäderfä i alla områden, sjukhusinläggning och isolering av sjuka och alla personer med förhöjda feber, samt personer i kontakt med sjuka, ett förbud mot import av kycklingkött från ovan nämnda länder, strikt medicinsk och veterinär övervakning av alla passagerare och fordon som anländer från dessa länder. Den utbredda spridningen av influensa bland människor inträffade inte eftersom det inte skedde någon återassociation av fågelinfluensavirusets genom med genomet för det mänskliga influensaviruset. Risken för en sådan återassociation är dock fortfarande verklig. Detta skulle kunna leda till uppkomsten av ett nytt farligt pandemiskt mänskligt influensavirus.

Namnen på de upptäckta influensavirusstammarna anger virusets serotyp (A, B, C), värdart (om det inte är en människa), isoleringsort, stamnummer, isoleringsår (de två sista siffrorna) och fenotypen (inom parentes). Till exempel: "A/Singapore/1/57 (h3N2), A/duck/USSR/695/76 (H3N2)".

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

Laboratoriediagnostik av influensa A

Materialet för studien är nasofaryngeala sekret, som erhålls antingen genom tvättning eller med hjälp av bomullspinnar, och blod. Följande diagnostiska metoder används:

• Virologisk - infektion av kycklingembryon, njurcellskulturer från gröna apor (Vero) och hundar (MDSC). Cellkulturer är särskilt effektiva för att isolera virus A (H3N2) och B.
• Serologisk - detektion av specifika antikroppar och en ökning av deras titer (i parade sera) med hjälp av RTGA, RSK och enzymimmunanalys.
• En immunofluorescensmetod används som en accelererad diagnostisk metod, vilket möjliggör snabb detektion av viralt antigen i utstryk från nässlemhinnan eller i pinnprover från nasofarynx hos patienter.
• För detektion och identifiering av viruset (virala antigener) har RNA-sond- och PCR-metoder föreslagits.

Behandling av influensa A

Behandling av influensa A, som bör påbörjas så tidigt som möjligt, liksom förebyggande av influensa och andra virala akuta respiratoriska infektioner, baseras på användning av dibazol, interferon och dess inducerare amixin och arbidol enligt speciella regimer, och för behandling och förebyggande av influensa hos barn över 1 år - algirem (remantadin) enligt speciella regimer.

Specifik förebyggande av influensa A

Varje år insjuknar hundratals miljoner människor i världen i influensa, vilket orsakar enorma skador på befolkningens hälsa och varje lands ekonomi. Det enda tillförlitliga sättet att bekämpa den är att skapa kollektiv immunitet. Följande typer av vacciner har föreslagits och använts för detta ändamål:

1. leva från försvagat virus;
2. dödade hela virionet;
3. subvirionvaccin (från delade virioner);
4. subenhet - ett vaccin som endast innehåller hemagglutinin och neuraminidas.

I vårt land har ett trivalent polymer-subenhetsvaccin ("grippol") skapats och används, där ett sterilt konjugat av ytproteinerna från virus A och B är kopplat till sampolymeren polyoxidonium (immunostimulerande medel).

Barn från 6 månader till 12 år bör, enligt WHO:s rekommendationer, endast vaccineras med subenhetsvaccinet eftersom det är det minst reaktogena och toxiska.

Det största problemet med att öka effektiviteten hos influensavacciner är att säkerställa deras specificitet mot det aktuella viruset, det vill säga den variant av viruset som orsakade epidemin. Med andra ord måste vaccinet innehålla specifika antigener från det aktuella viruset. Det viktigaste sättet att förbättra vaccinets kvalitet är att använda de mest konservativa epitoperna som är gemensamma för alla antigenvarianter av virus A, vilka har maximal immunogenicitet.