Influenza A-virus

Influenza A-virus er et virion med en sfærisk form og en diameter på 80-120 nm, dens molekylvægt er 250 MD. Virussens genom er repræsenteret af et enkeltstrenget fragmenteret (8 fragmenter) negativt RNA med en samlet molekylvægt på 5 MD. Nukleokapsid-symmetritypen er spiralformet. Influenzavirussen har en superkapsid (membran) indeholdende to glykoproteiner - hæmagglutinin og neuraminidase, som stikker ud over membranen i form af forskellige pigge. Hæmagglutinin har en trimerstruktur med en molekylvægt på 225 kD; molekylvægten af hver monomer er 75 kD. Monomeren består af en mindre underenhed med en molekylvægt på 25 kD (HA2) og en større med en molekylvægt på 50 kD (HA1).

Hæmagglutinins vigtigste funktioner:

• genkender en cellulær receptor - et mucopeptid indeholdende N-acetylneuramin (sialinsyre);
• sikrer fusionen af virionmembranen med cellemembranen og membranerne i dens lysosomer, dvs. er ansvarlig for virionens penetration i cellen;
• bestemmer virussens pandemiske natur (ændringer i hæmagglutinin er årsagen til pandemier, dens variabilitet er årsagen til influenzaepidemier);
• har de største beskyttende egenskaber, idet den er ansvarlig for dannelsen af immunitet.

Influenza A-virus hos mennesker, pattedyr og fugle, 13 typer hæmagglutinin, der adskiller sig i antigen, er blevet identificeret og tildelt en sekventiel nummerering (fra H1 til H13).

Neuraminidase (N) er en tetramer med en molekylvægt på 200-250 kDa, hvor hver monomer har en molekylvægt på 50-60 kDa. Dens funktioner er:

• sikring af spredning af virioner ved at spalte neuraminsyre fra nysyntetiserede virioner og cellemembranen;
• sammen med hæmagglutinin, bestemmelse af virussens pandemiske og epidemiske egenskaber.

Influenza A-virus har vist sig at have 10 forskellige neuraminidasevarianter (N1-N10).

Virionets nukleokapsidet består af 8 fragmenter af vRNA og kapsidproteiner, der danner en spiralformet streng. I 3'-enderne af alle 8 vRNA-fragmenter er der identiske sekvenser på 12 nukleotider. 5'-enderne af hvert fragment har også identiske sekvenser på 13 nukleotider. 5'- og 3'-enderne er delvist komplementære til hinanden. Denne omstændighed muliggør naturligvis regulering af transkription og replikation af fragmenterne. Hvert af fragmenterne transkriberes og replikeres uafhængigt. Fire kapsidproteiner er tæt forbundet med hver af dem: nukleoprotein (NP), som spiller en strukturel og regulerende rolle; protein PB1 - transkriptase; PB2 - endonuklease og PA - replikase. Proteinerne PB1 og PB2 har basiske (alkaliske) egenskaber, og PA - sure. Proteinerne PB1, PB2 og PA danner en polymer. Nukleokapsidet er omgivet af et matrixprotein (M1-protein), som spiller en ledende rolle i virionmorfogenese og beskytter virion-RNA. Proteinerne M2 (kodet af en af læserammerne i det 7. fragment), NS1 og NS2 (kodet af det ottende fragment af vRNA, som ligesom det syvende fragment af vRNA har to læserammer) syntetiseres under virusreproduktion, men er ikke inkluderet i dens struktur.

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

Livscyklus for influenza A-virus

Influenzavirus absorberes i cellemembranen ved interaktionen mellem dens hæmagglutinin og mucopeptidet. Viruset trænger derefter ind i cellen via en af to mekanismer:

• fusion af virionmembranen med cellemembranen eller
• undervejs: coatet grube - coatet vesikel - endosom - lysosom - fusion af virionmembranen med lysosommembranen - frigivelse af nukleokapsidet i cellecytosolen.

Den anden fase af "afklædningen" af virionen (destruktion af matrixproteinet) sker på vej til cellekernen. Det særlige ved influenzavirussens livscyklus er, at en primer er nødvendig for transkriptionen af dens vRNA. Faktum er, at virussen selv ikke kan syntetisere en "cap" - en særlig region i 5'-enden af mRNA, bestående af methyleret guanin og 10-13 tilstødende nukleotider, hvilket er nødvendigt for ribosomets genkendelse af mRNA. Derfor bider den ved hjælp af sit protein PB2 cap'en af det cellulære mRNA, og da mRNA-syntese i celler kun forekommer i cellekernen, skal det virale RNA først trænge ind i cellekernen. Det trænger ind i den i form af et ribonukleoprotein bestående af 8 RNA-fragmenter forbundet med proteinerne NP, PB1, PB2 og PA. Nu er cellens liv fuldstændig underordnet virussens interesser, dens reproduktion.

Transskriptionsfunktion

I cellekernen syntetiseres tre typer virusspecifik RNA på vRNA: 1) positiv komplementær RNA (mRNA), der bruges som skabeloner til syntesen af virale proteiner; de indeholder en kappe i 5'-enden, spaltet fra 5'-enden af cellulært mRNA, og en poly-A-sekvens i 3'-enden; 2) komplementær RNA i fuld længde (cRNA), der fungerer som skabelon til syntesen af virion-RNA (vRNA); der er ingen kappe i 5'-enden af cRNA, og der er ingen poly-A-sekvens i 3'-enden; 3) negativ virion-RNA (vRNA), som er genomet for nyligt syntetiserede virioner.

Umiddelbart, selv før syntesen er afsluttet, associerer vRNA og cRNA sig med kapsidproteiner, som kommer ind i cellekernen fra cytosolen. Imidlertid er det kun ribonukleoproteiner associeret med vRNA, der er inkluderet i virionernes sammensætning. Ribonukleoproteiner, der indeholder cRNA, kommer ikke blot ikke ind i virionernes sammensætning, men forlader heller ikke cellekernen. Virale mRNA'er kommer ind i cytosolen, hvor de translateres. Nysyntetiserede vRNA-molekyler migrerer fra cellekernen til cytosolen efter association med kapsidproteiner.

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

Funktioner ved viral proteintranslation

Proteinerne NP, PB1, PB2, PA og M syntetiseres på frie polyribosomer. Proteinerne NP, PB1, PB2 og PA vender efter syntese fra cytosolen tilbage til cellekernen, hvor de binder sig til nysyntetiseret vRNA, og vender derefter tilbage til cytosolen som et nukleokapsid. Efter syntesen bevæger matrixproteinet sig til den indre overflade af cellemembranen og fortrænger cellulære proteiner fra den i dette område. Proteinerne H og N syntetiseres på ribosomer forbundet med membraner i det endoplasmatiske reticulum, transporteres langs dem, undergår glycosylering og installeres på den ydre overflade af cellemembranen, hvor de danner pigge lige over for protein M, der er placeret på dens indre overflade. Protein H undergår skæring i HA1 og HA2 under bearbejdningen.

Den sidste fase af virionmorfogenesen styres af M-proteinet. Nukleokapsidet interagerer med det; når det passerer gennem cellemembranen, dækkes det først af M-proteinet og derefter af det cellulære lipidlag og superkapsidglykoproteinerne H og N. Virussets livscyklus tager 6-8 timer og slutter med knopskydning af nysyntetiserede virioner, som er i stand til at angribe andre vævsceller.

Virussen er ikke særlig stabil i det ydre miljø. Den ødelægges let ved opvarmning (ved 56 °C i 5-10 minutter), under påvirkning af sollys og UV-lys, og neutraliseres let af desinfektionsmidler.

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

Patogenese og symptomer på influenza A

Inkubationsperioden for influenza er kort - 1-2 dage. Virussen formerer sig i epitelcellerne i luftvejenes slimhinde, primært lokaliseret i luftrøret, hvilket klinisk manifesterer sig som en tør, smertefuld hoste med smerter langs luftrøret. Nedbrydningsprodukterne fra de berørte celler kommer ind i blodet, hvilket forårsager alvorlig forgiftning og en stigning i kropstemperaturen til 38-39 °C. Øget vaskulær permeabilitet på grund af skader på endotelceller kan forårsage patologiske forandringer i forskellige organer: punktblødninger i luftrøret, bronkierne og undertiden hjerneødem med dødelig udgang. Influenzavirus har en hæmmende effekt på hæmatopoiesen og immunsystemet. Alt dette kan føre til sekundære virale og bakterielle infektioner, der komplicerer sygdomsforløbet.

Postinfektiøs immunitet

Tidligere ideer om, at der efter influenza stadig er en svag og kortvarig immunitet, blev afvist efter H1N1-virussens tilbagevenden i 1977. Denne virus forårsagede sygdommen hovedsageligt hos personer under 20 år, dvs. hos dem, der ikke havde været syge med den før 1957. Derfor er immuniteten efter infektion ret intens og langvarig, men har en udtalt typespecifik karakter.

Hovedrollen i dannelsen af erhvervet immunitet tilhører virusneutraliserende antistoffer, der blokerer hæmagglutinin og neuraminidase, såvel som sekretoriske immunoglobuliner IgA.

Epidemiologi af influenza A

Kilden til infektion er en person, en syg person eller en smittebærer, sjældent dyr (tamfugle og vilde fugle, svin). Smitte fra mennesker sker gennem luftbårne dråber, inkubationsperioden er meget kort (1-2 dage), så epidemien spreder sig meget hurtigt og kan udvikle sig til en pandemi i mangel af kollektiv immunitet. Immunitet er den primære regulator af influenzaepidemier. Efterhånden som den kollektive immunitet øges, aftager epidemien. Samtidig udvælges der på grund af dannelsen af immunitet stammer af virus med en modificeret antigenstruktur, primært hæmagglutinin og neuraminidase; disse vira fortsætter med at forårsage udbrud, indtil antistoffer mod dem opstår. En sådan antigendrift opretholder epidemiens kontinuitet. Imidlertid er en anden form for variation blevet opdaget i influenza A-virus, kaldet shift. Det er forbundet med en fuldstændig ændring fra én type hæmagglutinin (mindre ofte - og neuraminidase) til en anden.

Alle influenzapandemier var forårsaget af influenza A-virus, der havde gennemgået et skift. 1918-pandemien var forårsaget af en virus med H1N1-fænotypen (omkring 20 millioner mennesker døde), 1957-pandemien var forårsaget af h3N2-virus (mere end halvdelen af verdens befolkning blev syg), og 1968-pandemien var forårsaget af H3N2-virus.

For at forklare årsagerne til den kraftige ændring i typerne af influenza A-virus er der blevet fremsat to hovedhypoteser. Ifølge A. A. Smorodintsevs hypotese forsvinder en virus, der har udtømt sine epidemiske evner, ikke, men fortsætter med at cirkulere i en gruppe uden mærkbare udbrud eller overlever i menneskekroppen i lang tid. Om 10-20 år, når en ny generation af mennesker dukker op, som ikke har immunitet over for denne virus, bliver den årsag til nye epidemier. Denne hypotese understøttes af det faktum, at influenza A-virus med H1N1-fænotypen, som forsvandt i 1957, da den blev erstattet af h3N2-virussen, dukkede op igen efter 20 års fravær i 1977.

Ifølge en anden hypotese, udviklet og understøttet af mange forfattere, opstår nye typer af influenza A-virus som følge af reassociation af genomer mellem humane og aviære influenzavirus, mellem aviære influenzavirus, mellem fugle- og pattedyrs (svine) influenzavirus, hvilket muliggøres af den segmentale struktur af det virale genom (8 fragmenter).

Influenza A-virussen har således to måder at ændre sit genom på.

Punktmutationer, der forårsager antigenisk drift. De påvirker primært hæmagglutinin- og neuraminidase-generne, især i H3N2-virusset. På grund af dette forårsagede H3N2-virusset 8 epidemier mellem 1982 og 1998 og er fortsat af epidemisk betydning den dag i dag.

Reassociation af gener mellem humane influenzavirus og fugle- og svineinfluenzavirus. Det menes, at reassociationen af influenza A-virusgenomerne med fugle- og svineinfluenzavirusgenomerne er hovedårsagen til fremkomsten af pandemiske varianter af denne virus. Antigenisk drift gør det muligt for virussen at overvinde eksisterende immunitet hos mennesker. Antigenisk skift skaber en ny epidemisk situation: de fleste mennesker har ingen immunitet over for den nye virus, og en influenzapandemi opstår. Muligheden for en sådan reassociation af influenza A-virusgenomerne er blevet bevist eksperimentelt.

Det er blevet fastslået, at influenzaepidemier hos mennesker er forårsaget af type A-vira med kun 3 eller 4 fænotyper: H1N1 (H0N1); h3N2; H3N2.

Kyllingevirus (fuglevirus) udgør dog også en betydelig trussel mod mennesker. Udbrud af kyllingeinfluenza er blevet observeret gentagne gange, især kyllingevirus H5N1 forårsagede en epizooti på en million personer blandt tamfugle og vilde fugle med en dødelighed på 80-90%. Mennesker er også blevet smittet fra kyllinger; i 1997 blev 18 personer smittet fra kyllinger, hvoraf en tredjedel døde. Et særligt stort udbrud blev observeret i januar-marts 2004. Det ramte næsten alle lande i Sydøstasien og en af de amerikanske stater og forårsagede enorme økonomiske skader. 22 personer blev smittet og døde af kyllinger. De mest strenge og afgørende foranstaltninger blev taget for at eliminere dette udbrud: streng karantæne, likvidering af alt fjerkræ i alle områder, hospitalsindlæggelse og isolation af syge og alle personer med forhøjet temperatur, samt personer i kontakt med de syge, et forbud mod import af kyllingekød fra de ovennævnte lande, streng medicinsk og veterinær overvågning af alle passagerer og køretøjer, der ankommer fra disse lande. Den udbredte spredning af influenza blandt mennesker fandt ikke sted, fordi der ikke var nogen reassociation af fugleinfluenzavirussens genom med genomet fra den menneskelige influenzavirus. Faren for en sådan reassociation er dog fortsat reel. Dette kan føre til fremkomsten af en ny farlig pandemisk menneskelig influenzavirus.

Navnene på de påviste stammer af influenzavirus angiver virussens serotype (A, B, C), værtsarten (hvis det ikke er et menneske), isolationsstedet, stammenummeret, isolationsåret (de sidste 2 cifre) og fænotypen (i parentes). For eksempel: "A/Singapore/1/57 (h3N2), A/and/USSR/695/76 (H3N2)".

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

Laboratoriediagnostik af influenza A

Materialet til undersøgelsen er nasofaryngeale sekreter, som udtages enten ved vask eller ved brug af bomuldsgazepinde, og blod. Følgende diagnostiske metoder anvendes:

• Virologisk - infektion af kyllingefostre, cellekulturer fra grønne aber (Vero) og hunde (MDSC). Cellekulturer er særligt effektive til at isolere virus A (H3N2) og B.
• Serologisk - detektion af specifikke antistoffer og en stigning i deres titer (i parrede sera) ved hjælp af RTGA, RSK og enzymimmunoassay.
• En immunofluorescensmetode anvendes som en accelereret diagnostisk metode, der muliggør hurtig påvisning af viralt antigen i udstrygninger fra næseslimhinden eller i podninger fra patienters nasopharynx.
• Til detektion og identifikation af virussen (virale antigener) er RNA-probe- og PCR-metoder blevet foreslået.

Behandling af influenza A

Behandling af influenza A, som bør påbegyndes så tidligt som muligt, samt forebyggelse af influenza og andre virale akutte luftvejsinfektioner (ARI'er), er baseret på brugen af dibazol, interferon og dets induktorer amixin og arbidol i henhold til særlige regimer, og til behandling og forebyggelse af influenza hos børn over 1 år - algirem (remantadin) i henhold til særlige regimer.

Specifik forebyggelse af influenza A

Hvert år bliver hundredvis af millioner af mennesker i verden syge med influenza, hvilket forårsager enorm skade på befolkningens sundhed og hvert lands økonomi. Det eneste pålidelige middel til at bekæmpe det er at skabe kollektiv immunitet. Følgende typer vacciner er blevet foreslået og anvendt til dette formål:

1. lever fra svækket virus;
2. dræbte hele virion;
3. subvirionvaccine (fra splitvirioner);
4. underenhed - en vaccine, der kun indeholder hæmagglutinin og neuraminidase.

I vores land er der blevet skabt og anvendes en trivalent polymer-subunit-vaccine ("grippol"), hvor et sterilt konjugat af overfladeproteinerne fra virus A og B er bundet til copolymeren polyoxidonium (immunostimulerende middel).

Ifølge WHO's anbefalinger bør børn fra 6 måneder til 12 år kun vaccineres med subunitvaccinen, da den er den mindst reaktogene og toksiske.

Hovedproblemet med at øge effektiviteten af influenzavacciner er at sikre deres specificitet mod den nuværende virus, dvs. den variant af den virus, der forårsagede epidemien. Med andre ord skal vaccinen indeholde specifikke antigener fra den nuværende virus. Den vigtigste måde at forbedre vaccinens kvalitet på er at bruge de mest konservative epitoper, der er fælles for alle antigenvarianter af virus A, og som har maksimal immunogenicitet.