A gripas vīruss

A gripas vīruss ir sfēriskas formas virions ar diametru 80–120 nm, tā molekulmasa ir 250 MD. Vīrusa genomu attēlo vienpavediena fragmentēta (8 fragmenti) negatīva RNS ar kopējo molekulmasu 5 MD. Nukleokapsīda simetrijas tips ir spirālveida. Gripas vīrusam ir superkapsīds (membrāna), kas satur divus glikoproteīnus – hemaglutinīnu un neiraminidāzi, kas izvirzās virs membrānas dažādu tapu veidā. Hemaglutinīnam ir trimera struktūra ar molekulmasu 225 kD; katra monomēra molekulmasa ir 75 kD. Monomērs sastāv no mazākas apakšvienības ar molekulmasu 25 kD (HA2) un lielākas apakšvienības ar molekulmasu 50 kD (HA1).

Hemaglutinīna galvenās funkcijas:

• atpazīst šūnu receptoru - mukopeptīdu, kas satur N-acetilneuramīna (siālskābes) skābi;
• nodrošina viriona membrānas saplūšanu ar šūnas membrānu un tās lizosomu membrānām, t.i., ir atbildīgs par viriona iekļūšanu šūnā;
• nosaka vīrusa pandēmisko raksturu (hemaglutinīna izmaiņas ir pandēmiju cēlonis, tā mainīgums ir gripas epidēmiju cēlonis);
• ir vislielākās aizsargājošās īpašības, kas ir atbildīgas par imunitātes veidošanos.

Ir identificēti cilvēku, zīdītāju un putnu A gripas vīrusi, 13 hemaglutinīna veidi, kas atšķiras pēc antigēna, un tiem piešķirta secīga numerācija (no H1 līdz H13).

Neiraminidāze (N) ir tetramērs ar molekulmasu 200–250 kDa, katra monomēra molekulmasa ir 50–60 kDa. Tā funkcijas ir:

• nodrošinot virionu izplatīšanos, atdalot neiramīnskābi no jaunizveidotiem virioniem un šūnu membrānas;
• kopā ar hemaglutinīnu vīrusa pandēmijas un epidēmijas īpašību noteikšana.

A gripas vīrusam ir konstatēti 10 dažādi neiraminidāzes varianti (N1-N10).

Viriona nukleokapsīds sastāv no 8 vRNS fragmentiem un kapsīda proteīniem, kas veido spirālveida pavedienu. Visu 8 vRNS fragmentu 3' galos ir identiskas 12 nukleotīdu secības. Arī katra fragmenta 5' galos ir identiskas 13 nukleotīdu secības. 5' un 3' gali ir daļēji komplementāri viens otram. Šis apstāklis acīmredzami ļauj regulēt fragmentu transkripciju un replikāciju. Katrs no fragmentiem tiek transkribēts un replicēts neatkarīgi. Ar katru no tiem ir cieši saistīti četri kapsīda proteīni: nukleoproteīns (NP), kam ir strukturāla un regulējoša loma; proteīns PB1 - transkriptāze; PB2 - endonukleāze un PA - replikāze. Proteīniem PB1 un PB2 ir bāziskas (sārmainas) īpašības, bet PA - skābas. Proteīni PB1, PB2 un PA veido polimēru. Nukleokapsīdu ieskauj matricas proteīns (M1 proteīns), kam ir vadošā loma viriona morfoģenēzē un kas aizsargā viriona RNS. Olbaltumvielas M2 (kodētas ar vienu no 7. fragmenta lasīšanas rāmjiem), NS1 un NS2 (kodētas ar vRNS astoto fragmentu, kuram, tāpat kā vRNS septītajam fragmentam, ir divi lasīšanas rāmji) tiek sintezētas vīrusa reprodukcijas laikā, bet nav iekļautas tā struktūrā.

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

A gripas vīrusa dzīves cikls

Gripas vīruss tiek absorbēts šūnas membrānā, tā hemaglutinīnam mijiedarbojoties ar mukopeptīdu. Pēc tam vīruss iekļūst šūnā, izmantojot vienu no diviem mehānismiem:

• viriona membrānas saplūšana ar šūnas membrānu vai
• pa ceļam: pārklāta bedre - pārklāta vezikula - endosoma - lizosoma - viriona membrānas saplūšana ar lizosomas membrānu - nukleokapsīda atbrīvošana šūnas citozolā.

Viriona "attīrīšanas" otrais posms (matricas proteīna iznīcināšana) notiek ceļā uz kodolu. Gripas vīrusa dzīves cikla īpatnība ir tāda, ka tā vRNS transkripcijai ir nepieciešams praimeris. Lieta ir tāda, ka pats vīruss nevar sintezēt "vāciņu" - īpašu reģionu mRNS 5'-galā, kas sastāv no metilēta guanīna un 10-13 blakus esošiem nukleotīdiem, kas ir nepieciešams mRNS atpazīšanai ribosomā. Tāpēc ar sava proteīna PB2 palīdzību tas nokož vāciņu no šūnas mRNS, un, tā kā mRNS sintēze šūnās notiek tikai kodolā, vīrusa RNS vispirms ir jāiekļūst kodolā. Tā tajā iekļūst ribonukleoproteīna veidā, kas sastāv no 8 RNS fragmentiem, kas saistīti ar proteīniem NP, PB1, PB2 un PA. Tagad šūnas dzīvība ir pilnībā pakārtota vīrusa interesēm, tā reprodukcijai.

Transkripcijas funkcija

Kodolā uz vRNS tiek sintezēti trīs vīrusam specifiskas RNS veidi: 1) pozitīvā komplementārā RNS (mRNS), ko izmanto kā veidnes vīrusu olbaltumvielu sintēzei; tās satur vāciņu 5' galā, kas ir atdalīts no šūnu mRNS 5' gala, un poli-A secību 3' galā; 2) pilna garuma komplementārā RNS (kRNS), kas kalpo kā veidne viriona RNS (vRNS) sintēzei; kRNS 5' galā nav vāciņa, un 3' galā nav poli-A secības; 3) negatīvā viriona RNS (vRNS), kas ir genoms jaunizveidotiem virioniem.

Tūlīt pat pirms sintēzes pabeigšanas vRNS un kRNS saistās ar kapsīdu proteīniem, kas no citozola nonāk kodolā. Tomēr virionu sastāvā ietilpst tikai ar vRNS saistītie ribonukleoproteīni. Ribonukleoproteīni, kas satur kRNS, ne tikai neiekļūst virionu sastāvā, bet pat neiziet no šūnas kodola. Vīrusu mRNS nonāk citozolā, kur tās tiek translētas. Jaunsintezētā vRNS molekula pēc saistīšanās ar kapsīdu proteīniem migrē no kodola uz citozolu.

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

Vīrusu olbaltumvielu translācijas iezīmes

NP, PB1, PB2, PA un M proteīni tiek sintezēti uz brīvām poliribosomām. Pēc sintēzes no citozola proteīni NP, PB1, PB2 un PA atgriežas kodolā, kur tie saistās ar jaunizveidoto vRNS, un pēc tam atgriežas citozolā kā nukleokapsīds. Pēc sintēzes matricas proteīns pārvietojas uz šūnas membrānas iekšējo virsmu, šajā zonā izspiežot no tās šūnu proteīnus. H un N proteīni tiek sintezēti uz ribosomām, kas saistītas ar endoplazmatiskā tīkla membrānām, tiek transportēti pa tām, glikozilējot, un tiek uzstādīti uz šūnas membrānas ārējās virsmas, veidojot tapas tieši pretī M proteīnam, kas atrodas uz tā iekšējās virsmas. H proteīns apstrādes laikā tiek sagriezts HA1 un HA2.

Viriona morfogenēzes pēdējo posmu kontrolē M proteīns. Ar to mijiedarbojas nukleokapsīds; izejot cauri šūnas membrānai, to vispirms pārklāj M proteīns, pēc tam šūnu lipīdu slānis un superkapsīdu glikoproteīni H un N. Vīrusa dzīves cikls ilgst 6–8 stundas un beidzas ar jaunizveidotu, sintezētu virionu pumpurošanos, kas spēj uzbrukt citām audu šūnām.

Vīruss ārējā vidē nav īpaši stabils. To viegli iznīcina karsējot (56 °C temperatūrā 5–10 minūtes), saules gaismas un UV gaismas ietekmē, un to viegli neitralizē dezinfekcijas līdzekļi.

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

A gripas patogeneze un simptomi

Gripas inkubācijas periods ir īss - 1-2 dienas. Vīruss vairojas elpceļu gļotādas epitēlija šūnās, galvenokārt lokalizējoties trahejā, kas klīniski izpaužas kā sauss, sāpīgs klepus ar sāpēm gar traheju. Skarto šūnu sabrukšanas produkti nonāk asinīs, izraisot smagu intoksikāciju un ķermeņa temperatūras paaugstināšanos līdz 38-39 °C. Paaugstināta asinsvadu caurlaidība endotēlija šūnu bojājumu dēļ var izraisīt patoloģiskas izmaiņas dažādos orgānos: punktveida asiņošana trahejā, bronhos un dažreiz smadzeņu tūsku ar letālu iznākumu. Gripas vīrusam ir nomācoša ietekme uz asinsradi un imūnsistēmu. Tas viss var izraisīt sekundāras vīrusu un baktēriju infekcijas, kas sarežģī slimības gaitu.

Pēcinfekcijas imunitāte

Iepriekšējie uzskati, ka pēc gripas saglabājas vāja un īslaicīga imunitāte, tika atspēkoti pēc H1N1 vīrusa atgriešanās 1977. gadā. Šis vīruss slimību izraisīja galvenokārt cilvēkiem, kas jaunāki par 20 gadiem, t.i., tiem, kuri ar to nebija slimojuši pirms 1957. gada. Līdz ar to pēcinficēšanās imunitāte ir diezgan intensīva un ilgstoša, taču tai ir izteikts tipam specifisks raksturs.

Galvenā loma iegūtās imunitātes veidošanā pieder vīrusu neitralizējošām antivielām, kas bloķē hemaglutinīnu un neiraminidāzi, kā arī sekrēcijas imūnglobulīniem IgA.

A gripas epidemioloģija

Infekcijas avots ir cilvēks, slims cilvēks vai nesējs, reti dzīvnieki (mājas un savvaļas putni, cūkas). Inficēšanās no cilvēkiem notiek ar gaisā esošām pilieniņām, inkubācijas periods ir ļoti īss (1-2 dienas), tāpēc epidēmija izplatās ļoti ātri un, ja nav kolektīvās imunitātes, var izvērsties par pandēmiju. Imunitāte ir galvenais gripas epidēmiju regulators. Pieaugot kolektīvajai imunitātei, epidēmija samazinās. Vienlaikus, imunitātes veidošanās dēļ, tiek atlasīti vīrusa celmi ar modificētu antigēnu struktūru, galvenokārt hemaglutinīns un neiraminidāze; šie vīrusi turpina izraisīt uzliesmojumus, līdz parādās antivielas pret tiem. Šāda antigēna novirze uztur epidēmijas nepārtrauktību. Tomēr A gripas vīrusā ir atklāta cita mainīguma forma, ko sauc par nobīdi. Tā ir saistīta ar pilnīgu pāreju no viena hemaglutinīna (retāk - un neiraminidāzes) veida uz citu.

Visas gripas pandēmijas izraisīja A gripas vīrusi, kas bija piedzīvojuši izmaiņas. 1918. gada pandēmiju izraisīja vīruss ar H1N1 fenotipu (miris aptuveni 20 miljoni cilvēku), 1957. gada pandēmiju izraisīja h3N2 vīruss (saslima vairāk nekā puse pasaules iedzīvotāju), bet 1968. gada pandēmiju izraisīja H3N2 vīruss.

Lai izskaidrotu A gripas vīrusu veidu straujo izmaiņu iemeslus, ir izvirzītas divas galvenās hipotēzes. Saskaņā ar A. A. Smorodintseva hipotēzi vīruss, kas ir izsmēlis savas epidēmiskās spējas, nepazūd, bet turpina cirkulēt grupā bez ievērojamiem uzliesmojumiem vai ilgstoši saglabājas cilvēka organismā. Pēc 10–20 gadiem, kad parādās jauna cilvēku paaudze, kuriem nav imunitātes pret šo vīrusu, tas kļūst par jaunu epidēmiju cēloni. Šo hipotēzi apstiprina fakts, ka A gripas vīruss ar H1N1 fenotipu, kas pazuda 1957. gadā, kad to aizstāja h3N2 vīruss, pēc 20 gadu prombūtnes atkal parādījās 1977. gadā.

Saskaņā ar citu hipotēzi, ko izstrādājuši un atbalstījuši daudzi autori, jauni A gripas vīrusa veidi rodas genomu atkārtotas asociācijas rezultātā starp cilvēku un putnu gripas vīrusiem, starp putnu gripas vīrusiem, starp putnu un zīdītāju (cūku) gripas vīrusiem, ko veicina vīrusa genoma segmentālā struktūra (8 fragmenti).

Tādējādi A gripas vīrusam ir divi veidi, kā mainīt savu genomu.

Punktmutācijas, kas izraisa antigēnu novirzi. Tās galvenokārt ietekmē hemaglutinīna un neiraminidāzes gēnus, īpaši H3N2 vīrusā. Tā dēļ H3N2 vīruss laikā no 1982. līdz 1998. gadam izraisīja 8 epidēmijas un joprojām ir epidēmiski nozīmīgs.

Gēnu atkārtota saistība starp cilvēka gripas vīrusiem un putnu un cūku gripas vīrusiem. Tiek uzskatīts, ka A gripas vīrusa genomu atkārtota saistība ar putnu un cūku gripas vīrusa genomiem ir galvenais šī vīrusa pandēmijas variantu rašanās iemesls. Antigēnu nobīde ļauj vīrusam pārvarēt esošo imunitāti cilvēkiem. Antigēnu nobīde rada jaunu epidēmijas situāciju: lielākajai daļai cilvēku nav imunitātes pret jauno vīrusu, un rodas gripas pandēmija. Šādas A gripas vīrusa genomu atkārtotas saistības iespējamība ir pierādīta eksperimentāli.

Ir noskaidrots, ka gripas epidēmijas cilvēkiem izraisa A tipa vīrusi, kas atšķiras tikai ar 3 vai 4 fenotipiem: H1N1 (H0N1); h3N2; H3N2.

Tomēr vistu (putnu) vīruss rada arī ievērojamus draudus cilvēkiem. Vistas gripas uzliesmojumi ir novēroti atkārtoti, jo īpaši vistu vīruss H5N1 izraisīja miljona cilvēku epizootiju mājas un savvaļas putnu vidū ar 80–90% mirstību. Cilvēki ir inficējušies arī no vistām; 1997. gadā no vistām inficējās 18 cilvēki, no kuriem trešdaļa nomira. Īpaši liels uzliesmojums tika novērots 2004. gada janvārī-martā. Tas skāra gandrīz visas Dienvidaustrumāzijas valstis un vienu no ASV štatiem un nodarīja milzīgus ekonomiskos zaudējumus. No vistām inficējās un nomira 22 cilvēki. Lai likvidētu šo uzliesmojumu, tika veikti visstingrākie un izlēmīgākie pasākumi: stingra karantīna, visu mājputnu likvidēšana visos perēkļos, slimo un visu cilvēku ar paaugstinātu temperatūru, kā arī personu, kas nonākušas saskarē ar slimajiem, hospitalizācija un izolācija, vistas gaļas importa aizliegums no iepriekšminētajām valstīm, stingra visu no šīm valstīm iebraucošo pasažieru un transportlīdzekļu medicīniskā un veterinārā uzraudzība. Plaša gripas izplatība cilvēku vidū nenotika tāpēc, ka nenotika putnu gripas vīrusa genoma atkārtota saistīšanās ar cilvēka gripas vīrusa genomu. Tomēr šādas atkārtotas saistīšanās risks joprojām pastāv. Tas varētu izraisīt jauna bīstama pandēmiskā cilvēka gripas vīrusa rašanos.

Atklāto gripas vīrusu celmu nosaukumi norāda vīrusa serotipu (A, B, C), saimnieka sugu (ja tas nav cilvēks), izolācijas vietu, celma numuru, izolācijas gadu (pēdējie 2 cipari) un fenotipu (iekavās). Piemēram: "A/Singapore/1/57 (h3N2), A/duck/USSR/695/76 (H3N2)".

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

A gripas laboratoriskā diagnostika

Pētījuma materiāls ir nazofaringālie izdalījumi, kas iegūti, mazgājot vai izmantojot vates tamponus, un asinis. Tiek izmantotas šādas diagnostikas metodes:

• Viroloģiska - vistu embriju, zaļo pērtiķu nieru šūnu kultūru (Vero) un suņu (MDSC) infekcija. Šūnu kultūras ir īpaši efektīvas A (H3N2) un B vīrusu izolēšanai.
• Seroloģiska - specifisku antivielu noteikšana un to titra palielināšanās (pāru serumos), izmantojot RTGA, RSK un enzīmu imūnanalīzi.
• Kā paātrināta diagnostikas metode tiek izmantota imunofluorescences metode, kas ļauj ātri noteikt vīrusa antigēnu uztriepēs no deguna gļotādas vai uztriepēs no pacientu nazofarneksa.
• Vīrusa (vīrusu antigēnu) noteikšanai un identificēšanai ir ierosinātas RNS zondes un PCR metodes.

A gripas ārstēšana

A gripas ārstēšana, kas jāsāk pēc iespējas agrāk, kā arī gripas un citu vīrusu izraisītu ARI profilakse, balstās uz dibazola, interferona un tā induktoru amiksīna un arbidola lietošanu saskaņā ar īpašām shēmām, bet gripas ārstēšanai un profilaksei bērniem, kas vecāki par 1 gadu, - algirema (remantadīna) lietošanu saskaņā ar īpašām shēmām.

A gripas specifiskā profilakse

Katru gadu simtiem miljonu cilvēku pasaulē saslimst ar gripu, kas nodara milzīgu kaitējumu iedzīvotāju veselībai un katras valsts ekonomikai. Vienīgais uzticamais līdzeklis tās apkarošanai ir kolektīvās imunitātes izveidošana. Šim nolūkam ir ierosināti un izmantoti šādi vakcīnu veidi:

1. dzīvo no novājināta vīrusa;
2. nogalināts viss virions;
3. subvirionu vakcīna (no sadalītiem virioniem);
4. apakšvienība - vakcīna, kas satur tikai hemaglutinīnu un neiraminidāzi.

Mūsu valstī ir izveidota un tiek izmantota trīsvērtīga polimēru apakšvienību vakcīna (“grippol”), kurā sterils A un B vīrusu virsmas olbaltumvielu konjugāts ir savienots ar polioksidonija kopolimēru (imūnstimulantu).

Bērniem no 6 mēnešu līdz 12 gadu vecumam, saskaņā ar PVO ieteikumiem, vakcinācija jāveic tikai ar apakšvienības vakcīnu, jo tā ir vismazāk reaktogēna un toksiska.

Galvenā problēma gripas vakcīnu efektivitātes palielināšanā ir nodrošināt to specifiskumu pret pašreizējo vīrusu, t. i., vīrusa variantu, kas izraisīja epidēmiju. Citiem vārdiem sakot, vakcīnai jāsatur specifiski pašreizējā vīrusa antigēni. Galvenais veids, kā uzlabot vakcīnas kvalitāti, ir izmantot konservatīvākos epitopus, kas ir kopīgi visiem A vīrusa antigēnu variantiem un kuriem ir maksimāla imunogenitāte.