Unášanie vírusu chrípky. Antigénna štruktúra. Typickými Ag vírusov chrípky A sú hemaglutinín a neuraminidáza; Klasifikácia vírusov chrípky je založená na kombinácii týchto proteínov. Molekulárna genetika vírusu chrípky
Typické Ag vírusov chrípky typu A - ; Klasifikácia vírusov chrípky je založená na kombinácii týchto proteínov. Z vírusu chrípky A sa izoluje najmä 13 Ag rôzne druhy hemaglutinín a 10 typov neuraminidáz. Antigénne rozdiely medzi vírusmi typu A, B a C určujú rozdiely v štruktúrach NP a M proteínov. Všetky kmene vírusov typu A majú skupina (S-) Ag, zistené v RTGA. Typovo špecifické Ag - hemaglutinín a neuraminidáza; variácia v ich štruktúre vedie k vzniku nových sérologických variantov, často v dynamike jedného epidémie (obr. 26 –2 ). Zmeny v antigénnej štruktúre sa môžu vyskytnúť dvoma spôsobmi:
Rozloženie Y, Obrázok 26-02.
Ryža. 26 –2 . Schéma mechanizmu, spôsobujúce antigénny posun a antigénny drift vírusov chrípky. Vysvetlivky v texte.
Antigénny drift. Spôsobuje menšie zmeny v štruktúre Ag spôsobené bodovými mutáciami. Vo väčšej miere sa mení štruktúra hemaglutinínu. Drift sa rozvíja v dynamike epidemického procesu a znižuje špecifickosť imunitných reakcií, ktoré sa v populácii vyvinuli v dôsledku predchádzajúcej cirkulácie patogénu.
Antigénny posun. Spôsobuje vznik nového antigénneho variantu vírusu, nesúvisiace alebo vzdialene antigénne súvisiace s predtým cirkulujúcimi variantmi. Pravdepodobne k antigénnemu posunu dochádza v dôsledku genetickej rekombinácie medzi ľudskými a zvieracími vírusovými kmeňmi alebo latentnou cirkuláciou vo vírusovej populácii, ktorá vyčerpala svoje epidemické schopnosti. Každých 10–20 rokov sa ľudská populácia obnovuje, ale imunitná „vrstva“ mizne, čo vedie k vzniku pandémií.
R. G. WEBSTER a W. G. LEIVER i (R. G. WEBSTER a W. G. LAYER)
I. ÚVOD
Vírus chrípky typu A1 je jedinečný medzi pôvodcami ľudských infekčných chorôb vďaka svojej schopnosti meniť svoju vlastnú antigénnu štruktúru tak silno, že špecifická imunita získaná ako odpoveď na infekciu jedným kmeňom poskytuje veľmi malú alebo žiadnu ochranu proti ďalšiemu objavujúcemu sa vírusu. Kvôli variabilite vírusu je chrípka naďalej jednou z hlavných epidemických ľudských chorôb.
V vírusoch chrípky sa našli dva typy antigénnych variácií: antigénny drift (Burnet, 1955) a významný antigénny posun. Antigénny drift je charakterizovaný relatívne malými zmenami, ktoré sa vyskytujú hlavne v rámci určitej rodiny kmeňov, pričom každý z nich môže byť ľahko korelovaný so všetkými ostatnými kmeňmi tejto rodiny vo vzťahu k vnútorným aj povrchovým antigénom. Medzi kmeňmi vírusu chrípky A, ktoré infikujú ľudí, každý nasledujúci variant nahrádza predchádzajúci. Je to pravdepodobne spôsobené selektívnou výhodou, ktorú majú nové antigénne varianty pri prekonávaní imunologických bariér hostiteľa. Antigénny drift je charakteristický pre vírusy chrípky nielen A, IAO a B.
Druhý typ antigénnej variácie, ktorý bol opísaný len pre vírus A, zahŕňa neočakávanejšie a dramatickejšie zmeny. Tieto sa nazývajú významné antigénne posuny2. Tieto posuny sa vyskytujú v intervaloch 10-15 rokov (pozri kapitolu 15) a sú poznačené objavením sa antigénovo „nových“ vírusov, voči ktorým populácia nemá imunitu, a to sú práve „vírusy“, ktoré spôsobujú významné pandémie chrípky.
Tieto „nové“ vírusy majú podjednotky HA1 a NA, ktoré sú úplne odlišné od tých, ktoré cirkulovali medzi ľuďmi pred objavením sa nového vírusu. Významný posun môže nastať v jednom alebo oboch povrchových antigénoch; Boli opísané dve pandémie chrípky spôsobené vírusmi patriacimi do každej z týchto dvoch kategórií (pozri kapitolu 15).
Chrípka je tiež prirodzená infekcia niektorých zvierat a vtákov. Vírusy, výlučne typu A, boli izolované z ošípaných, koní a rôznych vtákov vrátane sliepok, kačíc, moriek, prepelíc, bažantov a rybákov (McQueen a kol., 1968; Pereira, 1969; Svetová zdravotnícka organizácia, 1972 ). Predtým sa verilo, že povrch častice vírusu chrípky pozostáva z mozaiky antigénov, ktoré sú súčasťou všetkých kmeňov tohto typu a že antigénna variácia je výsledkom pohybu týchto antigénov z prominentných do zapustených polôh a naopak. Neskôr bol navrhnutý ďalší mechanizmus antigénneho driftu. V súčasnosti sa verí, že v aminokyselinách, ktoré tvoria antigénne determinanty podjednotiek HA a NA, neustále dochádza k zmenám. Sú výsledkom selekcie mutantov, ktoré vykazujú zmeny v sekvencii aminokyselín polyeltidových podjednotiek, ktoré sú zas spôsobené mutáciou vírusovej RNA.Významné antigénne posuny, v dôsledku ktorých vznikajú „nové“ vírusy, sú pravdepodobne spôsobené iný mechanizmus. Hemaglutinačné a neuraminidázové podjednotky týchto „nových“ vírusov sú antigénne úplne odlišné od podjednotiek vírusov cirkulujúcich medzi ľuďmi pred objavením sa nových kmeňov. Veríme, že „nový“ vírus nie je výsledkom mutácie predchádzajúceho vírusu ľudskej chrípky, ale vzniká genetickou rekombináciou medzi ľudským vírusom a jedným z mnohých kmeňov vírusu chrípky typu A, ktorých prirodzenými hostiteľmi sú zvieratá alebo vtáky. Po objavení sa „nový“ vírus nahrádza „starý“, ktorý úplne zmizne z ľudskej populácie.
Významné antigénne posuny vo vírusoch chrípky B ešte neboli identifikované. Pereira (1969) naznačil, že nedostatok významných antigénnych zmien vo vírusoch chrípky B môže byť dôsledkom absencie takýchto vírusov chrípky medzi nižšími zvieratami a vtákmi.
Antigénna variácia zahŕňa iba podjednotky HA a NA; Vnútorné proteíny vírusu (nukleoiroteínový antigén a matrix alebo membránový M proteín) sú do značnej miery konštantné. Z dvoch povrchových antigénov je HA dôležitejší, pretože protilátky proti tomuto antigénu neutralizujú infekčnosť vírusu.
II. chrípka z historického hľadiska (pozri tiež kapitolu 15)
A. DÔKAZ O ANTIGÉNNYCH ZMENÁCH
Ochorenie podobné chrípke bolo v minulých storočiach často hlásené (Hirsch, 1883); choroba sa vyskytla buď vo forme pandémie, ktorá postihla veľmi veľkú časť populácie a rozšírila sa takmer po celom svete, alebo ako lokálne ohniská. Až do roku 1933, keď bol vírus chrípky prvýkrát izolovaný (od ľudí. Ed.)1, nebolo možné s istotou povedať, či danú pandémiu skutočne spôsobil vírus chrípky. Charakteristiky epidémií opísaných v historických dokumentoch však naznačujú, že tieto epidémie môžu byť spôsobené vírusmi chrípky. Hoci iné infekčné choroby môžu mať symptómy charakteristické pre chrípku, iba chrípka spôsobuje náhle epidémie, ktoré trvajú niekoľko týždňov a rovnako náhle zmiznú (Burnet a White, 1972). vzdialené časy (Mulder, Mazurel, 1958).
Najstaršia známa epidémia chrípky bola zaznamenaná v Nemecku v roku 1170 (Hirsch, 1883) a z iných historických prameňov je možné zostaviť pomerne úplný zoznam epidémií v Európe od roku 1500. Tu budú uvedené len tie najťažšie epidémie. Viac podrobností možno nájsť v Hirsch (1883), Creighton (1891, 1894), Burnet a Clarke (1942) a Burnet and White (1972).
Epidémia v rokoch 1781-1782 začala v Ázii v roku 1781 a potom začiatkom roku 1782 sa rozšírila cez Rusko do Európy. Táto epidémia spôsobila relatívne málo úmrtí, ale jej zvláštnosťou bolo, že choroba častejšie postihla ľudí stredného veku ako deti a starších ľudí. Pomerne ťažké epidémie sa vyskytli aj v rokoch 1803, 1833, 1837 a 1847. Epidémia v rokoch 1847-1848 začala vo východnom Rusku v marci 1-847 a do Európy a Anglicka sa dostala v zime 1847-1848. Táto epidémia spôsobila veľa úmrtí, najmä medzi staršími ľuďmi.
Pandémia z roku 1889 prišla do Európy aj z Ruska a začiatkom roku 1890 zasiahla Anglicko a Ameriku. Choroba sa šírila rýchlosťou cestovateľov. Po objavení sa vírusu v roku 1889 sa v každom z nasledujúcich rokov vyskytli štyri ďalšie vlny infekcie. Druhá a tretia epidémia spôsobila veľa úmrtí, najmä medzi deťmi a staršími ľuďmi. Sérologické (Mulder a Mazurel, 1958) a iné štúdie (Pereira, 1969) naznačujú, že v tom čase boli prítomné vírusy súvisiace s vírusmi chrípky z Ázie, Hongkongu a sérotypu 2 koní.
Najťažšia pandémia chrípky sa vyskytla v rokoch 1918-1919. Presné miesto tejto pandémie nie je známe, ale Burnet a Clarke (1942) sa domnievajú, že vírus sa mohol vyvinúť nezávisle v Ázii a Európe alebo mohol byť zavlečený do Európy (čínskymi pracovníkmi. Pandémia sa vyskytla vo vlnách a zabila v priemere 20 až 50 miliónov ľudí. "ľudské životy, najmä mladých ľudí. Pandémiu v rokoch 1918-1919 pravdepodobne spôsobil kmeň vírusu chrípky typu A súvisiaci s vírusom prasacej chrípky. Prvýkrát to navrhli Laidlaw (1935) a Shope (1936). ), ale je možné, že tento vírus bol prenesený z ľudí na ošípané, a nie opačným smerom.Intenzívne štúdie poklesu protilátok proti vírusu prasacej chrípky v ľudskom sére s vekom, uskutočnené Davenportom a kol., (1953 -1964), Hennessy a kol., (1965), uvádzajú dôvod domnievať sa, že vírus, ktorý spôsobil epidémiu v rokoch 1918-1919 1pg., sérologicky súvisí s vírusom prasacej chrípky.
Veľký počet úmrtí viedol Burnet a Clarke (1942) k názoru, že vírus mohol mať nezvyčajnú virulenciu. Podľa iných výskumníkov (Zhdanov a kol., 1958; Kilbourne, 1960) mohli byť príčinou vysokej úmrtnosti na sekundárne bakteriálne infekcie vojnové podmienky a nedostatok antibiotík. Zdá sa však pravdepodobné, že niektoré vírusové mutanty boli vysoko virulentné , pretože pandemický vírus 1781 “g., ktorý postihol aj mladých ľudí, nespôsobil takú vysokú úmrtnosť.
B. ANTIGÉNNE ZMENY VÍRUSU V OBDOBÍ PO ROKU 1933
Po identifikácii prvého chrípkového vírusu, ktorý bol označený ako H0N1 (Svetová zdravotnícka organizácia, 1971), došlo k antigénnym posunom v roku 1947, keď sa objavil vírus H1N1 (napríklad A/FM/1/47), v roku 1957, kedy vírusy H2N2 (napríklad A/Singapur/1/57) a v roku 1968, keď sa objavil hongkonský vírus (A/Hong Kong/1/68). Antigénny posun v roku 1947 spočíval v zmene hemaglutinačného antigénu (z H0N1 na H1N1), v roku 1957 boli HA aj NA antigénne úplne odlišné od antigénov vírusov predchádzajúcich rokov (z H1N1 na H2N2) a v roku 1968 a variant Hong Kong vykazoval významný antigénny rozdiel v HA (od H2N2 k H3N2).
Ázijský kmeň vírusu chrípky (H2N2), ktorý sa prvýkrát objavil v čínskej provincii v roku 1957, obsahoval podjednotky HA a NA, ktoré boli úplne antigénne odlišné od podjednotiek H0N1 a H1N1 vírusov chrípky, ktoré predtým cirkulovali u ľudí. Tento kmeň vírusu chrípky spôsobil pandémiu bezprecedentnú v histórii (Burnet and White, 1972), ale počet úmrtí bol malý. Ďalšiu a zatiaľ poslednú pandémiu chrípky spôsobil vírus A/Hong Kong/68, v ktorom boli podjednotky NA podobné podjednotkám „starého“ ázijského vírusu A2 a podjednotky HA boli úplne antigénne odlišné od podjednotiek „starý“ ázijský kmeň (Coleman a kol., 1968; Schulman, Kilbourne, 1969; Webster, Laver, 1972).
B. VŠEOBECNÉ VLASTNOSTI PREDCHÁDZAJÚCICH PANDÉMIE
Pandemická povaha chrípky u ľudí naznačuje, že v nepravidelných intervaloch je ľudstvo ovplyvnené vírusmi, ktoré majú nové antigénne determinanty. Vyššie uvedené informácie naznačujú, že tieto pandémie často pochádzajú z juhovýchodnej Ázie a šíria sa rýchlosťou cestujúcich. Väčšina pandémií spôsobila zvýšenú úmrtnosť detí a starších ľudí, ale najmenej dve pandémie (1781 a 1918) spôsobili zvýšenú úmrtnosť medzi mladými ľuďmi.
III. VLASTNOSTI GENÓMU VÍRUSU chrípky
Chrípkový vírus má fragmentovaný genóm pozostávajúci z najmenej siedmich jednovláknových fragmentov RNA. Táto fragmentácia umožňuje preskupenie genómu („rekombináciu“) počas zmiešaných infekcií s rôznymi kmeňmi (pozri kapitolu 7) a môže byť základom pre antigénnu variáciu chrípky vírus.Po zmiešanej infekcii buniek dvoma rôznymi vírusmi chrípky typu A sa s vysokou frekvenciou tvoria vírusové rekombinanty.Vysokú frekvenciu rekombinácií medzi vírusmi chrípky typu A prvýkrát preukázal Burnet (Burnet, Lind, 1949, 1951) a opakovane ju potvrdil. ďalší výskumníci pracujúci v tejto oblasti (Hirst, Gotlieb, 1953, 1955; Simpson, Hirst, 1961; Simpson, 1964; Sugiura, Kilbourne, 1966) Zistilo sa, že frekvencia rekombinácií môže dosiahnuť až 97 %.
Vysoká frekvencia rekombinácií medzi vírusmi chrípky umožňuje tvorbu antigén-hybridných vírusov počas zmiešanej infekcie v experimentoch in vitro aj in vivo. Po prvýkrát to biochemicky potvrdili Laver a Kilbourne (1966), ktorí objavili, že geneticky stabilný rekombinantný vírus X7 izolovaný z buniek zmiešaných s kmeňmi vírusu chrípky NW-S (H0N1) a RI/5+ (H2N2) ), má HA podjednotky vírusu H0N1 a NA podjednotky vírusu H2N2. Mnohé ďalšie takéto rekombinantné vírusy chrípky A boli následne izolované a v skutočnosti môžu byť vytvorené „v správnom poradí“ (Webster, 1970) (pozri tiež 39). Tvorba nových kmeňov chrípky rekombináciou medzi zvieracími (alebo vtáčími) a ľudskými vírusmi je diskutovaná v časti VII. Získali sa dôkazy, že kmene vírusov, ktoré spôsobujú pandémie chrípky, môžu v prírode takto vzniknúť. Možné sú aj rekombinácie medzi vírusmi chrípky B (Perry, Burner, 1953; Perry a kol., 1954; Ledinko, 1955; Tobita, Kilbourne, 1974), ale rekombinácia medzi vírusmi chrípky typu A a B nebola nikdy objavená.
IV. HEMAGGLUTINÍNOVÉ PODJEDNOTKY
A NEURAMINIDÁZY AKO VYSOKO VARIABILNÉ
ANTIGÉNY
Hemaglutinačné a neuraminidázové aktivity vírusu chrípky sú spojené s rôznymi podjednotkami (Laver a Valentine, 1969; Laver, 1973), ktoré tvoria vrstvu „hrotov“ na povrchu vírusových častíc (32).
Hemaglutiín je hlavným povrchovým antigénom. Je zodpovedný za interakciu vírusu s povrchom bunky a za indukciu neutralizujúcich protilátok. Variabilita hemaglutinačného antigénu prispieva k vzniku nových chrípkových vírusov.
Enzým NA je druhým vírusovo špecifickým povrchovým antigénom častice vírusu chrípky. Antigénne je NA úplne odlišná od HA (Seto, Rott, 1966; Webster, Laver, 1967). Protilátky NA neneutralizujú infekčnosť vírusu ( s výnimkou veľmi vysokých koncentrácií), ale značne spomaľujú uvoľňovanie vírusu z infikovaných buniek (Seto a Rott, 1966; Webster a Laver, 1967; Kilbourne a kol., 1968; Becht a kol., 1971; Dowdle a kol. ., 1974) a tieto protilátky môžu hrať dôležitú úlohu pri znižovaní replikácie vírusu in vivo a pri prevencii šírenia
infekcií (Schulman a kol., 1968). Zatiaľ čo normálna variabilita je tiež vlastná NA, variácie tohto antigénu sú možno menej významné pre epidemiológiu chrípky.
Hemaglutinujúce podjednotky sú glykoproteínové tyčinkovité štruktúry, trojuholníkového prierezu, s relatívnou molekulovou hmotnosťou približne 215 000 (33). Sú „monovalentné“ a (interagujú s
bunkové receptory len na jednom konci (Laver a Valentine, 1969). Izolované podjednotky sú vysoko imunogénne, keď sa podávajú zvieratám v prítomnosti adjuvans. Každá vírusová častica obsahuje približne 400 HA podjednotiek (Tiffany Blough, 1970; Schulze, 1973; Layer, 1973).
HA podjednotky pozostávajú z dvoch polyleptidov s relatívnymi molekulovými hmotnosťami okolo 25 000 a 55 000 (Cottpans a kol., 1970; Schulze, 1970; Laver, 1971; Skehel a Schild, 1971; Stanley a Haslam, 19771919; a kol., 1972). Označujú sa ako ťažké a ľahké cholypeptidy HA1 a HA2. Oi6e, tieto reťazce sú syntetizované ako jeden tyl-peltidový prekurzor s molekulovou hmotnosťou približne 80 000, ktorý sa v niektorých bunkách štiepi na ľahké a ťažké polypeptidy (Lazarowitz a kol., 1971, 1973; Skehel, 1972; Klenk a kol. ., 1972). V intaktných podjednotkách sú ťažké a ľahké reťazce spojené disulfidovými väzbami, čím vzniká dimér a každá podjednotka HA pozostáva z dvoch alebo troch takýchto dimérov (Laver, 1971).
Podjednotka HA má hydrofóbne a hydrofilné konce (34). Hydrofilný koniec je zodpovedný za biologickú aktivitu podjednotky, zatiaľ čo hydrofóbny koniec komunikuje s lipidmi vírusového obalu. Hydrofóbne vlastnosti podjednotky sú zjavne spojené s C -koniec formovaním polypeptidového reťazca (HA2) (Skehel, Waterfield, 1975) (OM. kapitola 3).
Neuraminidázová podjednotka je sglykoproteínová štruktúra s relatívnou molekulovou hmotnosťou asi 240 000. Pozostáva zo štvorcových hlavičiek v tvare škatule s rozmermi 8-8-4 jamiek, ku ktorej stredu je pripevnený závit s difúznym chvostíkom alebo s malým hlavu na konci (, 35) (Laver a Valentine, 1969; Wrigley et al., 1973). Izolované podjednotky majú plnú enzymatickú aktivitu a sú vysoko imunogénne, keď sa zvieratám podávajú s adjuvans. Každá vírusová častica obsahuje približne 80 NA podjednotiek (Schulze, 1973; Laver, 1973). Počet NA podjednotiek vo vírusovej častici sa však môže líšiť v závislosti od kmeňa (Webster a kol., 1968; Webster a Laver, 1972; Palese a Schulman, 1974), ako aj od typu hostiteľskej bunky, na ktorej vírus sa pestoval
NA podjednotky pozostávajú zo štyroch glykozylovaných lolipeptidov s relatívnou molekulovou hmotnosťou asi 60 000, ktoré sú navzájom spojené disulfidovými väzbami umiestnenými vo vlákne alebo v jeho chvoste (pozri tiež kapitolu 4). Vo väčšine kmeňov sa tieto 4 polypeptidy zdajú byť identické. Avšak v niektorých kmeňoch môže NA pozostávať z dvoch typov polypeptidov mierne odlišných vo veľkosti (Webster, 1970a; Skehel, Schield, 1971; Bucher, Kilbourne, 1972; Laver, Baker , 1972; Lazdins a kol., 1972; Downie, Laver, 1973; Wrigley a kol., 1973).
Aktívne miesto enzýmu a antigénne determinanty sú lokalizované v rôznych oblastiach hlavy podjednotky NA (Ada et al., 1963; Fazekas de St. Groth, 1963) a tieto hlavy majú hydrofilné vlastnosti. „Chvost“ NA je hydrofóbny a slúži na pripojenie podjednotky k lipidovému obalu vírusu (Laver, Valentine, 1969) (pozri „29).
A. IZOLÁCIA A ODDELENIE PODJEDNOTIEK NA VZÁJOM A NA VZÁJOM OD SEBE
Pre niektoré kmene vírusu chrípky možno čisté, neporušené podjednotky HA a NA získať elektroforézou na prúžkoch z acetátu celulózy po deštrukcii vírusových častíc pomocou SDS (Laver, 1964, 1971; Laver a Valentine, 1969; Downie, 1973). Úspešnosť izolácie ktorejkoľvek z týchto podjednotiek pomocou tejto techniky závisí od ich odolnosti voči denaturácii pomocou SDS pri teplote miestnosti. Podľa tohto kritéria možno vírusy chrípky rozdeliť do štyroch skupín.
1. Vírusy s HA podjednotkami odolnými voči denaturovanému alkoholu
KBÚ. Keď je tento typ vírusu zničený SDS a el
troforéza na prúžkoch z acetátu celulózy, všetky vírusové proteíny,
„okrem podjednotiek HA migrujú ako anióny. Hemagluti-
nin migrujúci ako katión možno izolovať v čistom
forma s úplným obnovením biologickej aktivity
za podmienok, ktoré nerušia kovalentné väzby [napr
opatrenia: A/Bel/42 (H0N1)].
2. Vírusy s NA podjednotkami, ktoré sú odolné voči denaturácii
KBÚ. Čisté, aktívne NA podjednotky môžete byť vy
oddelené od týchto vírusov vyššie opísaným spôsobom (napr
opatrenia: B/LEE/40).
3. Vírusy, v ktorých ani HA ani NA nie sú odolné voči dena
KBÚ. V tomto prípade migrujú všetky vírusové proteíny
ako anióny a žiadna z povrchových podjednotiek nemôže
možno izolovať pomocou opísaných metód [napríklad:
A/NWS/33 (H0N1)].
4. Vírusy, ktoré majú podjednotky HA aj NA
odolné voči denaturácii SDS. Pre tieto vírusy sú oba sub
jednotky počas elektroforézy - migrujú ako katióny
a nemožno ich takto rozdeliť [napríklad:
A/Singapur? 1/57 (H2N2)].
Podjednotky HA a NA poslednej skupiny vírusov možno izolovať, ako je uvedené v 36. Izoloval sa vírus vtáčej chrípky (A/petrel/Austrália/1/72(Hay6Mau5)), ktorý bol stabilný voči SDSHAHNA (Downie a Laver , 1973). V priebehu elektroforézy s acetátom celulózy sa pohybovali spolu ako katióny (pozri 31, hore) a nemohli byť oddelené týmto spôsobom. V tomto ohľade boli dva typy týchto podjednotiek oddelené geneticky pomocou rekombinácie (Webster, 1970b). Aby sa získali rekombinanty, rodičovské vírusy s HA alebo NA podjednotkami citlivými na SDS denaturáciu.SDS-stabilné vtáčie vírusové HA a NA podjednotky sa potom izolovali z SDS-degradovaných rekombinantných vírusových častíc elektroforézou na prúžkoch acetátu celulózy (em. 31, IB stred a dole).čisté podjednotky potrebné na chemickú analýzu a prípravu „monošpecifických“ antisér.
Podjednotky HA a NA možno izolovať aj z určitých kmeňov vírusu chrípky ošetrením vírusových častíc schroteolytickými enzýmami (Noll a kol., 1962; Seto a kol., 1966; Compans a kol., 1970; Brand a Skehel, 1972; Wrigley et al., 1973). Pri tejto metóde dochádza k oddeleniu povrchových podjednotiek od vírusových častíc zjavne v dôsledku štiepenia hydrofóbnych (koncov polypentidového reťazca, ktoré sú zodpovedné za pripojenie podjednotiek k lipidu K čiastočnému štiepeniu by však malo dôjsť aj v iných oblastiach podjednotky HA, v dôsledku čoho sa naruší hemaglutinačná aktivita a stratia sa niektoré antigénne determinanty.
B. ODDELENIE HEMAGLUTINÍNOVÝCH POLYPEPTIDOV (HA1 A HA2)
Ľahké a ťažké reťazce hemaglutinačných podjednotiek môžu byť oddelené elektroforézou SDS-polyakrylamidových teliesok. Na preparatívne účely sa však najlepšia separácia dosiahne centrifugáciou guanidín hydrochloridu-ditiotrietolu v hustotnom gradiente (Laver, 1971), ktorá sa uskutočňuje za podmienok, pri ktorých sa disulfidové väzby rušia, alebo tel filtráciou v roztoku guanidín hydrochlorid-ditiotriethol ( Webster, 1970a). Táto separácia je zjavne založená na významnej hydrofóbnosti ľahkého polypeptidového reťazca. Pri odstreďovaní v koncentrovanom roztoku guanidín hydrochloridu - ditiotrietolu ho tento ľahký polypeptid trávi rýchlejšie ako ťažký reťazec a pri gélovej filtrácii vychádza ako prvý ľahký reťazec, zrejme z toho dôvodu, že aj v tak silne disociujúcom prostredí ľahký reťazec neexistuje iB ako monomér.
Tieto poznámky sa vzťahujú iba na „podjednotky HA získané z vírusu pestovaného na bunkách, v ktorých dochádza k úplnému proteolytickému štiepeniu prekurzora“.
HA polypeptidu na NAL a HA2. Navyše ťažké a ľahké polypeptidy (HA1 a HA2) HA podjednotiek produkované proteolytickým štiepením nemožno týmto spôsobom oddeliť, pravdepodobne preto, že štiepenie ničí hydrofóbne oblasti ľahkého reťazca (Skehel, Laver, nepublikované údaje).
B. VLASTNOSTI NA1 A NA2
Ľahké a ťažké polypeptidové reťazce vírusu chrípky A kmeňa BEL (H0N1) mali podobné polypeptidové zloženie, až na to, že ťažký polypeptid obsahoval podstatne viac prolínu ako ľahký reťazec (Laver a Raker, 1972). Avšak peptidové mapy produktov tryptického štiepenia týchto dvoch reťazcov boli úplne odlišné, čo indikovalo odlišné aminokyselinové sekvencie v týchto reťazcoch (Laver, 1971). Oba polypeptidové reťazce obsahujú sacharidy, ale analýza glukozamínu naznačuje, že ťažký polypeptid obsahuje oveľa viac sacharidov ako ľahký reťazec. Zistilo sa, že ťažký reťazec obsahuje 9,4 % N-acetylglukózamínu, ako aj neutrálne cukry; takže obsahuje asi 20% sacharidov.
D. POČET RÔZNYCH ŠPECIFICKÝCH VÍRUSOV
ANTIGÉNNE DETERMINANTY NA POVRCHU
PODJEDNOTKY PER
Počet rôznych antigénov špecifických pre vírus
determinanty na hemalglutinačných podjednotkách vírusu
chrípka neznáma (na povrchu hemaglutinácie
podjednotky existujú aj špecifické determinanty
do hostiteľskej bunky). Nedávne experimenty ukázali
avšak, že hemaglutinujúce podjednotky kmeňa Gon
Kong (H3N2) vírus ľudskej chrípky má min
aspoň dva a možno aj viac rôznych vírusovo špecifických
antigénne determinanty (Laver a kol., 1974).
Toto bolo preukázané nasledovne: hemagglu
cínové podjednotky boli odvodené z vírusu chrípky
Hong Kong (A/Hong Kong/68, H3N2) a jeho antigénny variant
A/Memphis/102/72, ktorý vznikol v dôsledku antigénneho
drift. Imunodifúzne testy ukázali, že podjednotky
Varianty vírusu Hong Kong/68 majú najmenej dva
rôzne druhy antigénne determinanty, zatiaľ čo va
riant 1972 nesie zjavne najmenej trikrát
osobné determinanty (37).
Hemaglutinujúce podjednotky vírusov A/Hong Kong/68 a A/Memphis/102/72 mali jeden spoločný determinant. Protilátky proti tomuto determinantu skrížene reagovali s oboma vírusmi pri imunodifúzii, inhibícii hemovej aglutinácie a neutralizačných testoch. Protilátky proti iným determinantom nepreukázali žiadne významné sérologické skrížené reakcie medzi vírusmi Hong Kong/68 a Memphis/72. zrejmé, že v procese proti
genetický drift, hongkonský vírus chrípky prešiel významnými zmenami v jednom zo svojich „špecifických“ determinantov. Údaje od Lavera a kol. (1974) (navrhujú, že rôzne antigénne determinanty sú lokalizované na rovnakej HA podjednotke a že vírusové častice nemajú zmes antigénne odlišných podjednotiek.
D. LOKALIZÁCIA ANTIGÉNU HOSTITEĽSKEJ BUNKY
Hoci prvé opisy antigénu hostiteľskej bunky v chrípkovom víruse (Knight, 1944, 1946) sa stretli s určitým skepticizmom, ich existencia je teraz pevne stanovená. Prítomnosť takýchto antigénov bola zisťovaná množstvom sérologických metód, vrátane precipitačných reakcií (Knight, 1944), imunodifúznych reakcií (Howe a kol., 1967), fixácie komplementu (Smith a kol., 1955), inhibície hematglutinácie (Knight, 1944; Harboe a kol., 1961; Harboe, 1963a) a spôsob blokovania inhibície hemaglutinácie (Harboe, 1963b; Laver, Webster, 1966). Antigén hostiteľskej bunky pozostáva hlavne zo sacharidov a je viazaný na polypeptidy podjednotiek HA a NA. Nezistili sa žiadne spojenia medzi hostiteľským antigénom (a sacharidmi) a vnútornými proteínmi vírusovej častice.
Jednou zo záhadných vlastností hostiteľského antigénu chrípkových vírusov je, že sa deteguje vo vírusoch pestovaných v alantoidnej dutine kuracích alebo morčacích embryí (Harboe, 1963a), ale nie vo vírusoch pestovaných napríklad v alantoisovej dutine kačice embryách alebo v pľúcach myší alebo v rôznych bunkových kultúrach. Vírusy pestované na týchto bunkách neboli vôbec inhibované v reakcii inhibície maglutinácie antisérami získanými proti extraktom z neinfikovaných hostiteľských buniek. Pravdepodobne je to spôsobené tým, že vírus pestovaný v tieto bunky "obsahujú sacharidy" hostiteľskej bunky, ale z nejakého dôvodu buď nemajú antigénne vlastnosti, alebo protilátky namierené proti nim neinhibujú aglutináciu hemu.
E. ÚLOHA ANTIGÉNU HOSTITEĽSKEJ BUNKY
Sacharidová zložka môže hrať veľmi dôležitú úlohu pri zostavovaní vírusového obalu. Izolované podjednotky NA a HA agregujú v neprítomnosti SDS. To dáva dôvod domnievať sa, že tieto podjednotky majú hydrofóbne aj hydrofilné konce (Laver a Valentine, 1969) a pravdepodobne sacharidová zložka hostiteľskej bunky určuje hydrofóbnosť jedného konca podjednotiek HA a NA.
G. ANTIGÉNA VARIABILITA PODJEDNOTEK
DETEKOVANÉ HEMAGGLUTÍNÍNY A NEURAMINIDÁZY
MONOSPECIFICKÉ ANTISÉRA
Až donedávna sa verilo, že V-antigén alebo obal častice vírusu chrípky je niečo nedeliteľné, ale nie je to tak. Teraz je známe, že V antigén pozostáva z HA, NA a vírusového antigénu hostiteľskej bunky. V žiadnej z predtým publikovaných prác o antigénnych vzťahoch medzi vírusmi chrípky to nie je<не принималось во внимание, <в результате чего уровни реакций перекреста ■между данными вирусами зависели от используемых тестов. Так, широко используемая штаммоспецифическая реакция связывания комплемента выявляла перекрестные реакции окзк между нейраминидазными, так и между гемагглютипи-рующими антигенами, :в то время как реакция перекреста между нейраминидазным"и антигенами может выявляться также и в РТГА. Это происходит потому, что в интактном вирусе может возникать «стерическая нейтрализация» нейр-аминидазной активности антителами к гемагглютинину и наоборот (Laver, Kilbourne, 1966; Schulman, Kilbourne, 1969; Easterday et al., 1969; Webster, Darlington, 1969).
Antigénny drift jednotlivých antigénov vírusu chrípky možno študovať po oddelení týchto antigénov od vírusovej častice (Webster a Darlington, 1969) alebo „genetickým oddelením týchto antigénov (Kilbourne et al., 1967). „k týmto dvom antigénom je možné vykonať podrobné sérologické štúdie antigénneho driftu jednotlivých antigénov vírusu chrípky.
V. MECHANIZMUS ANTIGÉNNEHO DRIFTU
(MENŠÍ ANTIGÉN
ZMENA)
A. ÚVOD
Dva odlišné prejavy antigénnej variácie pozorované medzi vírusmi chrípky A, konkrétne náhly vznik nových antigénnych podtypov a postupný posun v rámci jedného podtypu, spolu pravdepodobne nesúvisia.
Všeobecne sa uznáva, že drift – postupné nahradenie vírusov chrípky A antigénne novými kmeňmi – je výsledkom
tat interakcia mutačnej variability vírusu a imunologickej selekcie
Dôležitosť tohto selekčného mechanizmu je potvrdená experimentálnou produkciou antigénnych variantov množením vírusov chrípky v prítomnosti malého množstva antizáchvatov (Burnet, Lind, 1949; Archetti, Horsfall, 1950; Isaacs, Edney, 1950; Edney, 1957 Laver, Webster, 1968) alebo u čiastočne imúnnych zvierat (Gerber a kol.
1955, 1956; Magill, 1955; Hamre a kol., 1958). Epidemiologické
Pozorovania sú tiež v súlade s takýmto mechanizmom, ktorý
ktorý ponúka rozumné vysvetlenie zmiznutia ust
vznikajúce kmene z ľudskej populácie.
Na vysvetlenie mechanizmu antigénneho driftu bolo predložených niekoľko hypotéz. Jeden z nich (Francis, 1952, 1955, 1960; Jensen a kol., 1956; Jensen, 1957) naznačuje, že povrch vírusu chrípky pozostáva z mozaiky antigénov patriacich ku všetkým kmeňom daného typu, ale prítomných v jednotlivých antigénne kmene v rôznych pomeroch alebo na rôznych miestach. Antigénna variabilita by mala byť dôsledkom vytesnenia týchto antigénov na vírusovom obale z vyčnievajúcej do „skrytej polohy.“ Podľa inej hypotézy (Hilleman, 1952; Magil, Jotz, 1952; Andrewes,
1956, 1957; Takatsy, Furesz, 1957), antigény postupne
sa nachádzajú v priebehu premenlivosti. Obe tieto hypotézy vyžadujú
existencia relatívne veľkého počtu antigénov
ale rôzne proteínové molekuly na povrchu vi
Jensen a kol. (1956) zistili, že v každom z mnohých kmeňov v obrovskej zbierke vírusov chrípky typu A dostupných na výskum v roku 1953 dosiahol počet antigénov prítomných v rôznych množstvách a/alebo miestach až 18. Rozšírenie týchto údajov na mnoho nových variantov Zdá sa, že objavený odvtedy viedol k „predpokladu ešte väčšieho počtu antigénov v každom víruse, najmä ak je akceptovaný a zjavne
No, dáva zmysel, že kmene izolované od ľudí, ošípaných, koní a vtákov sú súčasťou toho istého komplexu.
Existencia takého veľkého počtu individuálnych proteínových molekúl v chrípkových vírusoch nemôže byť spojená s kódovacou kapacitou vírusovej RNA (Laver, 1964) Okrem toho elektrónové mikroskopické (Lafferty, Oertelis, 1963), imunochemické (Fazekas de St. Groth Groth, Webster, 1963, 1964) a „biochemické (Laver, 1964) údaje sú viac v súlade s prítomnosťou veľmi obmedzeného počtu antigénne rozlíšiteľných proteínových molekúl na vírusovom obale.
Na základe nedávnych experimentov sa predpokladá, že antigénny drift je výsledkom selekcie imunitnej populácie mutantných vírusových častíc so „zmenenými antigénnymi determinantami, a teda s výhodami v raste v prítomnosti protilátok (tabuľka 26). „Ukázalo sa, že v polypeptidoch hemaglutinačných jednotiek antigénnych mutantov izolovaných selekciou protilátkami v systéme in vitro sú zmeny v sekvencii aminokyselín (Laver, Webster, 1968) (obr. 38).
Peptidové mapy odhalili, že počas prirodzeného antigénneho driftu dochádza aj k zmenám v aminokyselinovej sekvencii ľahkého aj ťažkého polypeptidového reťazca (39).
Tieto výsledky naznačujú, že antigénne variácie medzi vírusmi chrípky sú spojené so zmenami v aminokyselinovej sekvencii ich antigénnych proteínov. Hoci niektoré zo zmien v sekvencii môžu byť náhodné a majú malý alebo žiadny vplyv na antigénne determinanty, je pravdepodobné, že niektoré z týchto zmien ovplyvňujú antigénne determinanty
HA podjednotky, vďaka čomu sú menej schopné presne „pasovať“ do zodpovedajúcich molekúl protilátok. Experiment však neukazuje, či tieto zmeny existujú špecificky v antigénnych determinantoch vírusových proteínov alebo v niektorých iných oblastiach molekuly.
Vírusy chrípky vykazujú asymetrické krížové reakcie v RTGA. Fazekas de St.-Groth (1970) pomenoval vírusy
ktoré sa správajú podobne, „staršie“ a „mladšie“ kmene. Navyše „navrhol (Fazekas de St. Groth, 1970), že v procese prirodzeného antigénneho driftu „staršie“ vírusy chrípky nahradia „mladšie“ kmene. Posledný predpoklad „potvrdzujú len veľmi“ riedke údaje.
B. JE MOŽNÉ PREDPOKLADAŤ SMER DRIFTU“
Veľkým problémom zostáva schopnosť vírusu chrípky podstúpiť antigénne zmeny. Každý nový variant musí byť izolovaný a identifikovaný predtým, ako sa môže začať výroba vakcíny, takže každý nový variant má potenciál infikovať veľké množstvo ľudí predtým, ako sa dá kontrolovať vakcínami.
V tomto ohľade boli urobené pokusy predpovedať antigénny drift v laboratóriu, ale nie celkom úspešne. Hannoun a Fazekas de St. Groth v Pasteurovom inštitúte v Paríži, kmeň A/Hong Kong/68 (H3N2) bol pasážovaný v prítomnosti malých koncentrácií antiséra. Po niekoľkých takýchto rastových cykloch sa získal variant, ktorý už nepodliehal antigénnym mutáciám v rámci týchto experimentálnych Tento variant, navrhli autori, predstavoval koncový bod evolúcie v rámci sérotypu NZ, a bol teda vírusom objavenia sa (čo sa dalo očakávať po roku 1970). Tento predpoklad bol podporený objavom, že londýnsky variant chrípky vírus, izolovaný po prvýkrát v roku 1972 (A/Anglicko/42/72), bol antigénne veľmi podobný prvému mutantu, ktorý Hannoun a Fazekas de St. Groth získali vo svojom laboratóriu o rok skôr (Fazekas de St. Groth, Hannoun, 1973).
Dúfalo sa, že vakcíny odvodené od finálneho „staršieho“ variantu poskytnú ochranu proti všetkým variantom NZ, ktoré by sa mohli objaviť u ľudí. Avšak vírusy chrípky A následne izolované v rokoch 1973 a 1974 (napr. A/Port Chalmers/1/73), ktoré boli antigénne odlišné od kmeňa A/England/42/72, boli tiež významne odlišné od umelo vyrobeného variantu, čo naznačuje, že za prirodzených podmienok drift nešiel predpovedaným smerom.
V každom prípade variant získaný v laboratóriu pasážou v prítomnosti antiséra zaznamenal drift iba v NA, zatiaľ čo prirodzené varianty vykazujú drift v NA aj NA. Tento pokus pripraviť „budúcu“ vakcínu, lotidimóm, bol teda neúspešný.
B. MOŽNOSŤ VÝZNAMNÝCH ZMIEN URČITÝCH ANTIGÉNNYCH DETERMINANTOV POČAS ANIGÉNNEHO DRIFTU
V sekcii IV sa ukázalo, že HA podjednotky hongkonského chrípkového vírusu majú aspoň dva typy antigénnych determinantov a že v procese evolúcie sa antigénnym driftom hongkonského chrípkového vírusu vytvoril vírus (A /Memphis/102/72), v ktorom je jeden z týchto antigénnych determinantov
termiyaant zaznamenal významnú antigénnu zmenu (porovnateľnú vo veľkosti s antigénnym posunom), zatiaľ čo druhý „driftoval“ (om. 37). Prvý z týchto determinantov sme nazvali „špecifický“ a druhý „spoločný“ pre tieto dva vírusy<(Laver et al., 1974).
Protilátky proti „špecifickému“ determinantu nezistili žiadne skrížené reakcie medzi týmito dvoma vírusmi pri imunodifúzii, HRT alebo neutralizácii testov infekčnosti. Ďalší determinant (determinanty) bol spoločný pre oba vírusy (hoci sa v tomto determinante vyskytol určitý antigénny drift) a medzi vírusmi Hong Kong/68 a Memphis/72 sa našli krížové reakcie v dôsledku rovnakých protilátok proti tomuto „spoločnému“ determinantu. ).
Rôzne IB zvieratá reagujú na rôzne determinanty v rôznej miere, keď sú imunizované rovnakým prípravkom izolovaných HA podjednotiek. Tieto variácie v imunologickej odpovedi môžu vysvetliť variabilitu skrížených reakcií, ktoré sa niekedy pozorujú medzi dvoma vírusmi pri testovaní s rôznymi sérami.
Napriek výraznej antigénnej zmene v IB ONE
z determinantov, peptidové mapy ťažkých a ľahkých poly
peptidy (HA1 a HA2) HA podjednotiek vírusov Hong Kong/68
■ a Memphis/72 boli do značnej miery podobné (pozri
39), na základe čoho sa predpokladá, že v procese
vývoj hongkonského vírusu a vzdelávania. Variant meme
fis/72 v aminokyselinovej sekvencii týchto polypeptidov
dochádza len k relatívne malým zmenám. Izme
rozdiely sa vyskytujú v peptidových mapách ako ťažké (HA1),
a ľahké (HA2) polypeptidové reťazce; niektorí z nich
môžu byť náhodné zmeny, iné sú vybrané
pod tlakom protilátok.
D. ANTIGÉNNE ZMENY V NEURAMINIDÁZE
Antigénny drift pozorovaný v neuraminidázovom antigéne
nie vírusy chrípky typu A aj typu B (Paniker, 1968;
Schulman, Kilbourne, 1969; Schild a kol., 1973; Curry a spol.
1974). Pravdepodobne k tomu dochádza výberom (pod tlakom
protilátky) mutanty, ktoré majú pozmenenú sekvenciu
obsah aminokyselín v polypeptidoch podjednotky NA
(Kendal, Kiley, 1973). Doteraz sa nepodarilo dosiahnuť anti
genetický drift v laboratóriu. Protilátky proti NA nie sú neutrálne
infekčnosť vírusu je známa; preto je pravdepodobné, že
variabilita tohto antigénu je pre prežitie menej dôležitá
vírus než variabilita HA (Seto, Rott, 1966; Dowdle et al.,
E. ANTIGÉNA VARIABILITA VÍRUSOV CHRÍPKY TYPU B
Antigénny drift sa vyskytuje medzi vírusmi chrípky B v približne rovnakom rozsahu ako medzi vírusmi chrípky A, ale signifikantné antigénne posuny, ktoré sa u nich pozorovali, sa nenašli medzi kmeňmi chrípky B. Antigénny drift (zahŕňa zmeny v oboch antigénoch - HA a NA (Chakraverty, 1972a , b; Curry a kol., 1974).
E. ANTIGÉNNE ZMENY V VÍRUSOCH chrípky u vtákov a zvierat
Antigénne zmeny medzi chrípkovými vírusmi infikujúcimi nižšie cicavce a vtáky neboli dostatočne študované a je o nich dostupných málo informácií. Na základe niektorých výsledkov sa však dá predpokladať, že antigénny drift sa vyskytuje aj u kmeňov (chrípka cicavcov a vtákov, ale v menšej miere ako u chrípkových vírusov, ktoré infikujú človeka.
Antigénny drift bol pozorovaný u vírusov prasacej a konskej chrípky (erotyp 2) (Meier-Ewert et al., 1970; Pereira et al., 1972), ale neexistujú žiadne údaje o antigénnom driftu vo vírusoch vtáčej chrípky. Možno je to spôsobené tým, že vtáky, najmä domáce vtáky, žijú kratšie ako ľudia alebo kone. U ľudí každý nasledujúci variant vírusu chrípky A rýchlo úplne nahradí predchádzajúci, ale vírusy, ktoré sa navzájom líšia, často cirkulujú súčasne medzi zvieratami a vtákmi.
VI. MECHANIZMUS ANTIGÉNNEHO POSUNU (VÝZNAMNÉ ANTIGÉNNE ZMENY)
Počas antigénnych zmien iného druhu dochádza na povrchových podjednotkách vírusu k významným antigénnym posunom. Pri týchto veľkých posunoch dochádza k náhlej a úplnej zmene jedného alebo oboch povrchových antigénov, takže vznikajú „nové“ vírusy, voči ktorým nie je v populácii imunita, sú to práve vírusy, ktoré spôsobujú pandémie chrípky.
Vírusy ľudskej chrípky H2N2 poskytujú prirodzený systém na štúdium molekulárnych aspektov významných antigénnych posunov. Vírusy, ktoré sa objavili u ľudí v roku 1957, mali podjednotky HA a NA, ktoré boli úplne antigénne odlišné od podjednotiek kmeňov H1N1. vírusy H2N2
zaznamenali antigénny drift až do roku 1968, kedy sa objavil „nový“ pandemický kmeň Hong Kong. Vírusy .A2 (H2N2) a kmeň Hong Kong (H3N2) pochádzajú z Číny. Hongkonský vírus mal rovnakú NA ako predchádzajúce vírusy A2, ale antigénne odlišnú NA (Coleman a kol., 1968; Schulman a Kilbourne, 1969). Jasne sa to preukázalo použitím špecifických antisér na izolované HA podjednotky zástupcov vírusov chrípky typu A2 (pestované v kuracích embryách. Tieto monošpecifické séra boli použité v RTGA s vírusmi pestovanými v kačacích embryách (Webster, Laver, 1972), čím sa eliminovali problémy stérická supresia hemaglutinačných protilátok proti NA a antigénu hostiteľskej bunky, ku ktorej môže dôjsť pri použití séra na celé vírusy.
Výsledky týchto testov (tabuľka 27) ukázali, že sérologická zhoda medzi hemaglutinínovými antigénmi „starých“ kmeňov A2/Asia izolovaných medzi rokmi 1957 a
1968 a neexistoval žiadny hongkonský vírus (1968). Medzi tromi hongkonskými kmeňmi izolovanými počas prvých 3 rokov pandémie chrípky bola malá alebo žiadna variácia (Webster a Laver, 1972). Odkiaľ sa potom vzali „nové“ podjednotky HA hongkonského chrípkového vírusu? Zdá sa, že existujú dva možné dôvody na vytvorenie „nových“ hemaglutinačných podjednotiek: buď vznikli ako výsledok mutácie existujúceho vírusu ľudskej chrípky, alebo pochádzajú z nejakého iného zdroja, ako sú vírusy zvieracej alebo vtáčej chrípky.
Jediná mutácia „starého“ vírusu chrípky A2/Asia by mohla spôsobiť, že sa polypeptidové reťazce podjednotiek HA poskladajú tak, že sa vytvoria úplne nové.
antigénne determinanty. Ak boli podjednotky HA hongkonského chrípkového vírusu získané takouto mutáciou zo skorších vírusov typu A2, potom by si sekvencia aminokyselín v polypeptidoch „starej“ a „novej“ podjednotky mala byť blízka. Úplný posun v jednom z antigénnych determinantov podjednotiek HA, ku ktorému došlo počas procesu antigénneho driftu, bol už skôr opísaný a tento „posun“ v jednom z determinantov zjavne nesprevádzajú žiadne významné všeobecné zmeny v nasledovník „H“ Osti aminokyselín v HA polypeptidoch. Ak však „nové“ podjednotky nevznikajú mutáciou a selekciou, ale pochádzajú zo zvieracieho chrípkového vírusu, potom sa ich polypeptidové reťazce môžu výrazne líšiť v sekvencii aminokyselín od lolipaptidových reťazcov „starých“ vírusov A2/Asia.
HA podjednotky boli izolované z troch kmeňov chrípky A2/Asia získaných v roku 1968 pred vypuknutím pandémie hongkonskej chrípky a z troch kmeňov hongkonského chrípkového vírusu izolovaných v rôznych častiach sveta v rokoch 1968, 1970 a 1971. V dôsledku antigénneho driftu vykazujú tri vírusy izolované na konci obdobia A2/Asia významné antigénne rozdiely. Na druhej strane tri hongkongské kmene, ktoré boli izolované počas prvých 3 rokov novej pandémie, nevykazujú takmer žiadne antigénne variácie.
HA podjednotky izolované z každého z týchto šiestich vírusových kmeňov boli disociované pôsobením guanidín hydrochloridu a ditiotreitolu a ich ľahké a ťažké ciele boli oddelené centrifugáciou (Laver, 1971). Každý z izolovaných polypeptidových cieľov bol trypsinizovaný a triltické peptidy boli zmapované. Mapy ukázali, že polypeptidové reťazce z hemaglutinačných podjednotiek „starých“ vírusov A2, izolovaných v roku 1968, sa významne líšili v zložení aminokyselín od lolileptidových reťazcov „nových“ hongkonských kmeňov! (40 a 41). Zároveň sa predpokladalo, že „nové“ polypeltidy neboli získané mutáciou zo „starých“ (Laver, Webster, 1972).
Jedným z vysvetlení tohto výsledku je, že mutácia posunu rámca vedie k polypeptidom s úplne odlišnými aminokyselinovými sekvenciami. Zdá sa však nepravdepodobné, že by takáto mutácia, ak by k nej nastala, viedla k polypeltídom schopným tvoriť funkčnú hemaglutinujúcu jednotku. Po druhé, môžu sa vyskytnúť mutácie ovplyvňujúce hlavne základné aminokyseliny, takže mapy tristických peptidov sa môžu výrazne líšiť bez akejkoľvek významnej zmeny v celkovej sekvencii aminokyselín lolyletidov.
Teraz boli získané údaje naznačujúce, že niektoré vírusy chrípky zvierat sú možnými prekurzormi hongkonského kmeňa ľudského chrípkového vírusu Dva kmene chrípkového vírusu, A/horse/Miami/1/63 (Heq2Neq2) ■a A/kačica/Ukrajina / Ukázalo sa, že 1/63 (Hav7Neq2), izolovaný z koní a kačíc v roku 1963, t.j. 5 rokov pred objavením sa hongkonskej chrípky u ľudí, je antigénne podobný kmeňu Hong Kong (Coleman et al., 1968; Masurel, 1968; Kaplan, 1969; Zakstelskaja a kol., 1969; Tumova, Easterday, 1969; Kasel a kol., 1969).
HA podjednotky vírusov koní a kačíc poskytli skrížené reakcie v RTGA a v imunodifúznom teste s podjednotkami hongkongského kmeňa vírusu ľudskej chrípky A/Hong Kong/1/68 (H3N2). Navyše, peptidové mapy ľahkých reťazcov koní, kačíc a ľudských vírusov boli takmer identické, čo viedlo k predpokladu, že ľahké reťazce z týchto troch kmeňov majú takmer identické aminokyselinové sekvencie (Laver a Webster, 1973). Je to jasne viditeľné z 42, kde sú peptidové mapy ľahkých reťazcov lolipeptidov z HA podjednotiek hongkongského chrípkového vírusu a z kmeňov kačice//Ukrajina a kone/Miami (2. sérotyp) takmer identické a výrazne odlišné od mapy lolipeptidových ľahkých reťazcov zo „starého“ vírusu Asia/68.
Tieto výsledky naznačujú, že konské a vtáčie vírusy a vírus ľudského kmeňa Hong Kong mohli vzniknúť genetickou rekombináciou zo spoločného predchodcu a naznačujú alternatívny mechanizmus k mutácii na vysvetlenie pôvodu vírusu hongkonskej chrípky.
Nedávne štúdie ukázali, že séra voľne žijúcich vtákov obsahujú protilátky namierené proti antigénom prítomným v chrípkových vírusoch, ktoré infikujú ľudí (Svetová zdravotnícka organizácia, 1972). Okrem toho boli chrípkové vírusy nedávno izolované z voľne žijúcich vtákov vzdialených od ľudskej populácie, čo naznačuje, že chrípka bola prirodzenou infekciou vtákov už mnoho tisíc rokov (Downie a Laver, 1973).
Rasmussen (1964) ako prvý naznačil, že vírusy pandemickej chrípky vznikajú z takýchto zvieracích vírusov ako výsledok procesu rekombinácie. Následne Tumova a Pereira (1965), Kilbourne (1968) a Easterday a kol. (1969) získali antigén -hybridné vírusy genetickou rekombináciou in vitro medzi vírusmi ľudskej chrípky a kmeňmi vírusov zvieracej a vtáčej chrípky. Nedávno Webster et al (1971, 1973) simulovali vznik nového pandemického kmeňa vírusu chrípky v experimentoch in vivo (tieto budú popísané nižšie).
VII. DODATOČNÉ DÔKAZY,
POTVRDENIE ÚLOHY PROCESU
REKOMBINÁCIE V PÔVODE NOVINKY
PANDEMICKÉ VÍRUSY CHRÍPKY
Prezentované biochemické údaje nepodporujú teóriu, že HA antigén hongkonského vírusu bol spôsobený jedinou mutáciou z predchádzajúcich ázijských kmeňov. Preto sa možno pýtať, či existujú nejaké dôkazy získané z laboratórnych štúdií in vitro alebo in vivo alebo najmä z pozorovania
v prirodzených podmienkach, čo by podporilo teóriu naznačujúcu, že nové vírusy vznikajú rekombináciou.
A. ÚDAJE ZÍSKANÉ ZO ŠTÚDIÍ IN VITRO
Antigénne hybridy (rekombinanty) mnohých vírusov chrípky A cicavcov a vtákov boli izolované po zmiešanej infekcii kuracích embryí alebo bunkových kultúr rôznymi vírusmi chrípky A (Tumova, Pereira, 1965; Kilbourne, Schulman, 1965; Kilbourne a kol., 1967; Kilbourne, 1968; Easterday a kol., 1969). Tieto štúdie sú zhrnuté v prehľadoch od Kilbourna et al. (1967) a Webster a La-ver (1971). Teraz je zrejmé, že rekombinantné vírusy chrípky A so zmiešanými povrchovými antigénmi (Webster, 1970b) alebo rastovým potenciálom (Kilbourne, Murphy, 1960; Kilbourne a kol., 1971) alebo inými biologickými charakteristikami (McCahon, Schild, 1971) môžu byť objednať.
V laboratóriu sa teda dajú vytvoriť „nové“ vírusy chrípky, ale len nedávno sa získal dôkaz, že k rekombinácii a selekcii „nových“ vírusov môže dôjsť aj in vivo v prirodzených podmienkach (Webster et al., 1971).
B. ÚDAJE ZÍSKANÉ ŠTÚDIOU V SYSTÉME IN VIVO
1. Ukážka rekombinácie v systéme in
Kilbourne (1970) poznamenal, že rekombinácia medzi dvoma rôznymi kmeňmi vírusov chrípky typu A ešte nebola preukázaná u intaktných zvierat, dokonca ani v experimentálnych podmienkach. Aby sa zistilo, či môže dôjsť k rekombinácii in vivo, použili sa dva systémy. V prvom sa v hostiteľskom zvierati množil iba jeden z rodičovských vírusov a v druhom sa množili oba rodičovské vírusy. Zvieratám sa podávali veľké dávky rodičovských vírusov a na 3. deň, keď sa premnožil aspoň jeden z vírusov, zvieratá boli usmrtené.Pľúcne suspenzie boli vyšetrené priamo v alantoisových membránach na prítomnosť rekombinantných (antigén-hybridných) vírusov, rodičovské vírusy boli potlačené pomocou špecifické antiséra (Webster, 1970b).
V prvom systéme bola ošípaným injikovaná zmes vírusu prasacej chrípky - HH"C (A/prasa/Wisconsin/1/67) a vírusu moru hydiny typu A - HPV (Dánsko/27) (43). neuvoľňujú infekčný vírus po podaní ošípaným.Pľúcne suspenzie zbierané cez
V druhom systéme, kde sa replikovali oba vírusy, boli morky infikované VChV a morčacím chrípkovým vírusom - VGI (A/Y"ndyuk/Massachusetts/3740/65). s VGI (G) boli izolované -VChP (N) (Hav6Neql) a VChP (N)-VGI(1Ch) (Havl-N2).
Existujú dve možné námietky proti myšlienke, že opísaná rekombinácia nastáva in vivo. Po prvé, v systéme bunkovej kultúry používanom na selekciu vírusu môže nastať rekombinácia; po druhé, nie je známe, či tieto antigénne hybridy boli geneticky stabilné a neboli to jednoducho fenotypicky zmiešané častice.
Prvú námietku možno ignorovať, keďže selekcia antigénne hybridných vírusov sa uskutočnila priamo pri veľmi vysokých koncentráciách protilátok, ktoré by mali rodičovské vírusy neutralizovať. Na získanie prísnejších dôkazov o tom, že anti-HES hybridné vírusy nevznikajú izoláciou mimo infikovaného hostiteľa, bolo potrebné získať plaky vírusu zmiešaného zberu zo suspenzie náplasti, izolovať jednotlivé plaky a charakterizovať vzorky vírusu získané z jednotlivých 25 % plakov izolovaných zo suspenzie pľúc moriek zmiešaných s HPV + HIV boli rekombinantné vírusy Hybridné vírusy neboli izolované z kontrolných kultúr infikovaných umelou zmesou oboch rodičovských vírusov.
Genetická stabilita rekombinantných vírusov bola stanovená „zavedením klonovaných antigénových hybridných vírusov do zvieracích hostiteľov (Webster et al., 1971). Napríklad kurčatá infikované antigén-hybridným vírusom nesúcim HPV(H)-CVI(N), (HavliN2), uhynuli na prechodnú infekciu a vírus, ktorý sa opäť izoloval z pľúc týchto vtákov po 3 dňoch, bol čistá kultúra vírusu obsahujúca B4n(H)-(Havl-N2). Ďalšie antigén-tibridné vírusy boli tiež novo izolované zo zvierat a ukázalo sa, že sú geneticky stabilné.
2. Prirodzený prenos vírusu a selekcia
Opísané štúdie ukázali, že dva rôzne kmene vírusu chrípky A sa môžu in vivo rekombinovať, ak sú súčasne injikované tomu istému zvieraťu.
Súčasné podávanie veľkých dávok dvoch rôznych vírusov chrípky A zvieratám je však umelý systém, ktorý v prírode pravdepodobne neexistuje. Aby sa zistilo, či by k rekombinácii mohlo dôjsť za prirodzenejších podmienok, nechali sa dva rôzne vírusy chrípky A šíriť súčasne v kŕdli vnímavých vtákov nasledovne: dve morky infikované HIV (A/i-ndkj/Vieconsin/66 (Hav6N2]), boli umiestnené do kŕdľa 30 citlivých chránených moriek. O 2 dni neskôr boli do toho istého kŕdľa zavedené ďalšie dve morky infikované HPV Dve morky z kŕdľa boli denne zabité a vzorky pľúc boli vyšetrené na prítomnosť každého z rodičovských a antigén-hybridné vírusy v membránach alantois a izoláciou plakov a identifikáciou vírusu (Webster et al., 1971). IPV sa rýchlo šíril medzi chránenými vtákmi a bol zistený 3 dni po zavedení; AIV sa zistilo až 9 dní po zavedení do kŕdeľ infikovaných vtákov (Webster et al. . Pokusy tohto druhu sa uskutočňovali trikrát a v každom pokuse sa 9. až 10. deň izolovali antigénne hybridy; tieto hybridy mali VChP (N)-VGI (N), ale neboli izolované žiadne reverzné hybridy. Izolovaný rekombinantný vírus mal pravdepodobne rastovú výhodu oproti rodičovským vírusom; v každom experimente bol tento vírus izolovaný ako dominantný z jedného alebo viacerých vtákov. Aby sa „nový“ kmeň vírusu chrípky objavil v prírode prostredníctvom tohto druhu rekombinácie a stal sa epidemickým kmeňom, musí mať „nový“ vírus určitú selektívnu výhodu. Touto selektívnou výhodou môže byť vlastníctvo antigénov, voči ktorým populácia vo všeobecnosti nie je imúnna, ale vírus musí mať tiež schopnosť preniesť sa na vnímavých hostiteľov. Obe možnosti boli skúmané v prezentovaných experimentoch. Napríklad v čase, keď už bol prítomný rekombinantný vírus, boli do kŕdľa zavedené normálne vtáky, ale rekombinanty sa nestali dominantným kmeňom a všetky normálne kontaktné vtáky uhynuli na infekciu spôsobenú rodičovským HPV.
3. Selekcia a prenos „nového“ vírusu chrípky v systéme in vivo
Ak predpokladáme, že nové kmene vírusov chrípky typu A môžu vzniknúť prirodzene prostredníctvom rekombinácie, je dôležité ukázať, ako je možné tieto vírusy vybrať, aby sa stali dominantnými alebo novými epidemickými kmeňmi. Možným mechanizmom selekcie môže byť, že dôjde k rekombinácii a selekcii<в иммунных животных. Опыты Webster и Campbell (1974) показали, что рекомбинация и селекция «нового» штамма -вируса гриппа может происходить у индеек с низкими уровнями антител к НА одного родительского вируса и к NA другого родительского вируса (45).
Morky s nízkymi hladinami protilátok proti NA HIV (A/indkj/Wisconsin/bb) a proti NA HPV boli vystavené zmiešanej infekcii HPV a HIV. 1-2 dni po zmiešanej infekcii boli v priedušniciach moriek prítomné rodičovské vírusy aj rekombinantný chrípkový vírus nesúci HPV (H)-HIV (N). Na 6. deň po zmiešanej infekcii bol prítomný iba rekombinantný B4n(H)iBrH(N) vírus. Na 7. deň „po zmiešanej infekcii morky uhynuli a boli izolované iba rekombinantné vírusy chrípky s HPV (H)-HIV (N). Všetky neimúnne vtáky zavedené do kŕdľa na 5. deň uhynuli na prechodnú infekciu a boli iba izolované (rekombinantné vírusy chrípky.
Po zmiešanej infekcii neimunitných alebo hyperimúnnych moriakov nedošlo k sekvestrácii rekombinantného chrípkového vírusu. Zmiešaná infekcia vtákov, ktoré majú nízke hladiny protilátok proti NA jedného vírusu a proti NA iného vírusu, teda poskytuje ideálne podmienky na selekciu rekombinantov. Po infekcii sa oba rodičovské vírusy replikujú v obmedzenom rozsahu, čím sa stimuluje samotný imunitný systém, ktorý rodičovské vírusy eliminuje. Týmto spôsobom môžu byť vybrané rekombinanty a za predpokladu, že majú potrebné virulentné vlastnosti a schopnosť prenosu na iných jedincov, môžu tieto rekombinanty spôsobiť epidemické ochorenie.
Tieto experimenty ukazujú, že za relatívne prirodzených podmienok dochádza k rekombinácii medzi rôznymi vírusmi chrípky A a že nové vírusy môžu mať selektívnu výhodu oproti obom rodičovským kmeňom. Tieto experimenty nedokazujú, že všetky nové chrípkové vírusy nižších cicavcov, vtákov a ľudí vznikajú týmto mechanizmom, ale potvrdzujú, že tento mechanizmus je jedným zo spôsobov, „prostredníctvom ktorých sa objavujú nové“ vírusy.
B. ÚDAJE O REKOMBINÁCII VÍRUSOV CHRÍPKY V PRÍRODE
Vyššie uvedené experimenty nenechávajú žiadne pochybnosti o tom, že nové kmene vírusu chrípky možno „získať in vitro a in vivo a naznačujú, že podobné procesy sa môžu vyskytnúť aj v prírode. Existuje však nejaký dôkaz, že v prírode dochádza k rekombinácii? nepriame a zahŕňa: 1) antigénne korešpondencie medzi vírusmi chrípky izolovanými z ľudí a z nižších cicavcov a vtákov; 2) absencia presného rozsahu hostiteľov pre vírusy chrípky.
1. Antigénne vzťahy medzi vírusmi chrípky ľudí, nižších cicavcov a vtákov
Dôkazy, ktoré naznačujú, že v prírode je možná rekombinácia medzi ľudskými a zvieracími chrípkovými vírusmi, pochádzajú zo zistenia, že niektoré chrípkové vírusy od ľudí, nižších cicavcov a vtákov majú podobné, ak nie identické, povrchové antigény.
a) Antigénne vzťahy v dôsledku NA. NA niektorých vírusov vtáčej chrípky je antigénne veľmi podobná NA skorých vírusov ľudskej chrípky. Napríklad kačací vírus (A/uzha/Germany/1868/68) má NA podobnú NA ľudských vírusov HOS a H1N1 (Schild a Newman, 1969). Chrípkové vírusy izolované z ošípaných tiež nesú NA antigén, ktorý súvisí s NA antigénom ľudských vírusov
H0N1 (Meier-Ewert a kol., 1970). Podobne HIV (A/indkj/MA/65) má NA podobnú, ak nie identickú, ako ľudské vírusy chrípky H2N2 (Pereira a kol., 1967; Webster a Pereira, 1968; Schild a Newman, 1969). Iné vírusy vtáčej chrípky majú NA antigény, ■ úzko súvisiace s NA vírusov konskej chrípky typu 1 a 2 (Webster a Pereira, 1968; Svetová zdravotnícka organizácia, 1971). NA VChP (A/VChP/Holandsko/27) je teda podobná NA vírusu konskej chrípky typu 1 (A/losha, d/Praha/1/57). Tieto medzidruhové vzťahy sa používajú v revidovanej nomenklatúre vírusov chrípky (Svetová zdravotnícka organizácia, 1971). Existuje osem rôznych podtypov vírusov vtáčej chrípky a štyri z nich majú NA antigény súvisiace s NA antigénmi vírusov ľudskej a konskej chrípky.
b) Antigénne zhody spôsobené HA antigénom. Menej podobných príkladov bolo nájdených s chrípkovými vírusmi izolovanými z nižších cicavcov a vtákov, ktoré by mali HA antigény príbuzné HA antigénom ľudských vírusov. Korešpondencia medzi HA vírusov Hong Kong, kačica/Ukrajina/63 a kôň/typ 2. Nedávno sa zistilo, že vírus izolovaný z kačíc v Nemecku (A/ut-ka/Germany/1225/74 ) má HA podobnú HA vírusom chrípkovej rodiny Ázie. Čím viac vírusov sa izoluje, tým sa zvyšuje počet zistených zhôd.
2. Kruh hostiteľov
Vírusy chrípky A nie sú vždy presne definované
vysoká špecifickosť pre hostiteľa (pozri Easterday, Tumova, 1971;
Webster, 1972). Bol to napríklad vírus hongkonskej chrípky
izolované od ošípaných, psov, mačiek, paviánov a gibonov. viru
Vírusy chrípky A/Hong Kong (H3N2) boli tiež nedávno izolované
z kurčiat a teliat (Zhezmer, 1973). Tieto vírusy sú experimentálne
ale boli prenesené na teľatá a kurčatá; v každom prípade
vírus sa replikoval v hostiteľovi, z ktorého bol izolovaný
bielizeň. Vírus teľacej chrípky teda spôsobil infekciu dýchacích ciest
u teliat a vírus kuracej chrípky sa replikoval, ale nie
vykazovali príznaky ochorenia u kurčiat (Schild, Campbell, Web
russ hongkonskej chrípky sa nemohla replikovať u kurčiat.
V prípade hongkonského vírusu chrípky je jasné, že tento vírus
sa prispôsobil tak, aby spôsobil prirodzenú infekciu
od iných vlastníkov, čím sa vytvorili podmienky
keď dvojitá infekcia a genetická
interakcia
D. SÚHRN ÚDAJOV PODPORUJÚCICH BOD
NÁHĽADY O VZNIKU NOVÝCH KMEŇOV
VÍRUS chrípky REKOMBINÁCIOU
1. Pandémie chrípky u ľudí spôsobujú iba vírusy
mi chrípka typu A, a iba vírusy chrípky tohto typu boli
izolované z nižších cicavcov a vtákov. Vírusy chrípky
typu B sa in vitro neustále rekombinujú, ale v prírode môžu
Takáto kombinácia genetickej informácie nemusí nastať
mácie [čo by umožnilo „vznik pandémie
kmeň vírusu chrípky typu B. Rekombinácie medzi vírusmi
Chrípky typu A a B neboli zobrazené.
2. Biochemické údaje uvedené skôr takto:
naznačujú nepravdepodobnú možnosť výskytu
„nové“ pandemické kmene vírusu chrípky
znamená mutáciu z predchádzajúcich vírusov chrípky
osoba.
3. Nové vírusy chrípky, ktoré môžu spôsobiť pandémiu
môže vzniknúť rekombináciou a selekciou za podmienok
in vivo experiment.
4. Na základe antigénnych a biochemických korešpondencií
vii medzi hemalglutináciou a neuraminidázou an
tigénov vírusov ľudskej chrípky, nižších cicavcov
a vtáky naznačujú, že existujú genetické výmeny
a v prírode.
Predložené dôkazy sú nepriame; Priamejší dôkaz možno získať, ak sa v budúcich pandemických kmeňoch zistí, že majú antigény identické s antigénmi, ktoré už boli izolované z vírusov chrípky domácich alebo divokých zvierat (pozri tiež kapitolu 15).
VIII. BUDÚCE ZMENY ANTIGÉNU
VÍRUSY A PRÍLEŽITOSTI chrípky
PREDPOKLADY VARIABILITY
A KONTROLA OCHORENÍ
A. MOŽNÉ VYSVETLENIA CYKLICKÉHO POVAHU PANDÉMIE
Na základe štúdia protilátok v sére starších ľudí možno predpokladať, že vírus chrípky podobný hongkongskému vírusu strapky existoval medzi ľuďmi v skorších dobách a mohol byť príčinou pandémie chrípky z konca 19. storočia ( pozri časť II).starší ľudia - protilátky proti NA vírusov konskej chrípky typu 2 a Ázie boli tiež zistené v nízkych titroch Protilátky proti NA vírusov chrípky Hong Kong alebo Ázia neboli zistené v rovnakom ayatis-vortok, zatiaľ čo protilátky proti NA vírusu konskej chrípky
bol identifikovaný typ 2. To naznačuje, že vírusy s podobnými podjednotkami HA, ale rôznymi podjednotkami NA sú zodpovedné za predchádzajúce a súčasné epidémie. Epidemiologické údaje viedli k presvedčeniu, že vírusy pandemickej ľudskej chrípky sa objavujú cyklicky. Nedostatok údajov o homológii NA spôsobuje, že je nepravdepodobné, že by rovnaké Hong Kong chrípkový vírus existuje na konci 19. storočia a znova v roku 1968. Zdá sa pravdepodobnejšie, že vírus chrípky, ktorý existoval na konci 19. storočia, mal HA podjednotku, ktorá vykazovala určitú antigénnu podobnosť s hongkonským chrípkovým vírusom, ale niesol úplne iný NA antigén. Na základe sérologických údajov je táto NA antigénne príbuzná s NA konskej chrípky typu 2. Nový cyklus vírusov chrípky môže nastať v dôsledku objavenia sa vírusov z nejakého zvieracieho rezervoáru, s účasťou alebo bez nej rekombinácie, keď stádová imunita „už pred ňou nechráni ľudskú populáciu.
Ďalším fenoménom spojeným so vznikom nových chrípkových kmeňov je zjavné vymiznutie predchádzajúcich kmeňov. Mohlo to byť jednoducho spôsobené nezáujmom o zber vzoriek vírusov chrípky, ktoré už nie sú nebezpečné pre väčšinu spoločnosti (Fenner, 1968), ale toto vysvetlenie je nepravdepodobné, pretože skúsenosti ukázali, že vírusy ľudskej chrípky sa nevyskytujú prírody počas akéhokoľvek dlhého časového obdobia. Vymiznutie kmeňov, ktoré sa objavili v dôsledku antigénneho driftu, možno vysvetliť samoeradikáciou; sérologicky nový vírus zvyšuje hladinu starších protilátok, čím zabraňuje šíreniu starého vírusu. Vymiznutie starších kmeňov (Fazekas de St. Groth, 1970) každého podtypu po významnom antigénnom posune je menej jasné a zatiaľ nemá uspokojivé vysvetlenie.
B. MOŽNOSTI KONTROLY ANTIGÉNNYCH ZMIEN VO VÍRUSE chrípky V BUDÚCNOSTI
Vyššie uvedené biologické, biochemické a imunologické údaje poskytujú len nepriamy dôkaz, že významné antigénne posuny u vírusov ľudskej chrípky nastávajú prostredníctvom rekombinácie. Definitívnejšie údaje sa získajú, ak sa v prírode podarí zistiť preskupenie medzi rôznymi vírusmi chrípky, aby sa vytvoril nový pandemický kmeň. Zriedkavosť takejto udalosti túto možnosť účinne vylučuje. Alternatívnym prístupom k tomuto problému je izolácia vírusov chrípky z populácií zvierat než sa objaví ďalší.pandemický kmeň pre ľudí, t.j.
vytvorenie „banky“ chrípkových vírusov. Po objavení sa ďalšieho kmeňa, ktorý spôsobí medzi ľuďmi pandémiu, bude možné tento vírus porovnať s vírusmi v „kole“ a bude možné získať údaje o jeho výskyte. Populácie voľne žijúcich živočíchov ako zdroje nových vírusov chrípky boli do značnej miery ignorované. Populácie vtákov na celom svete žijú v kolóniách s vysokou hustotou dlhšie ako cicavce alebo ľudia. Zaujímavé je, že už bolo identifikovaných osem rôznych podtypov vírusov vtáčej chrípky, z toho šesť – od domácich vtákov. Je preto logické začať s hľadaním vírusov chrípky v prírode vo veľkých kolóniách vtákov, najmä na konci hniezdnej sezóny. Takéto ekologické štúdie pomôžu zistiť počet rôznych podtypov vírusu chrípky, ktoré existujú v prírode a môže nakoniec odhaliť, ako vznikajú nové kmene. Ak existuje len obmedzený počet vírusov chrípky typu A, potom bude možné v budúcnosti uvažovať o kontrole týchto vírusov, ktoré predstavujú pre ľudí obrovskú katastrofu.
LITERATÚRA
Ada G. L., Lind P. E., Laver W. G. J. gen. Microbiol., 1963, v. 32, str. 225.
Andrewes S. N. Kalifornia Med., 1956, v. 84, s. 375.
Andrewes S H. N. angl. J. Med., 1957, r. 242, s. 197.
Andrewes S. N . In: Perspektívy virológie (M. Pollard, ed.); New York,
Wiley, 1959, s. 184-196.
Archetti I. , Horsfall F. L. J. exp. Med., 1950, v. 92, s. 441. Becht H., Hammerling U., Rott R. Virology, 1971, v. 46, s. 337. Značka S M., Skehel J. J. Nature (Londýn ). New Biol., 1972, v. 238, s. 145. Bucher D. J., Kilbourne E. D. J. Virol., 1972, v. 10, str. 60. Burnet F. M. „Principles of Animal Virology“, 1. vyd. New York , 1955, s. 380. Burnet F. M., Clarke E. Influenza, Melbourne , Walter a Eliza Hall Inst., 1942.
Burnet F. M., Lind P. E. Aust. J. Sci., 1949, v. 22, str. 109.
Burnet F. M., Lind P. E. J. gen. Microbiol., 1951, v. 5, str. 67.
Burnet F. M., White D. O. Natural History of Infectious Disease, 4. vydanie. Londýn – New York, Cambridge Univ. Press, 1972, s. 202-212.
Čakraverty P. Bull. Wld Hlth Org., 1972a, v. 45, str. 755.
Čakraverty P. Bull. Wld Hlth Org., 1972b, v. 46, s. 473.
Chu C.-M. J. Hyg., Epidemiol., Microbiol., Immunol., 1958, v. 2, str. 1.
Coleman M.T ., Dowdle W. R., Pereira H. G., Schitd G. C., Chang W. K-Lancet, 1968, v. 2, str. 1384.
Compans R.W., Klenk H.D., Caliguiri L.A., Choppin P.W. Virology, 1970
Chrípka A/H1N1 ako typická vznikajúca infekcia: Všeobecná charakteristika vírusov chrípky, variabilita, vznik nových pandemických kmeňov
Vírusy chrípky - RNA vírusy - patria do čeľade. Orthomyxoviridae a delia sa na vírusy A, B a C (tabuľka 1).
Stôl 1.
Porovnávacie charakteristiky vírusov chrípky
| Kritériá | Typ A | Typ B | Typ C |
| Závažnosť ochorenia | ++++ | ++ | + |
| Prírodná nádrž | Jedzte | Nie | Nie |
| Ľudské pandémie | hovory | Nevolá | Nevolá |
| Ľudské epidémie | hovory | hovory | Nespôsobuje (iba sporadické ochorenia) |
| Antigénne zmeny | Shift, drift | Unášanie | Unášanie |
| Segmentovaný genóm | Áno | Áno | Áno |
| Citlivosť na rimantadín | Citlivý | Nie je citlivý | Nie je citlivý |
| Citlivosť na zanamivir | Citlivý | Citlivý | - |
| Povrchové glykoproteíny | 2 (HA, NA) | 2 (HA, NA) | 1 (HA) |
Vírus chrípky má guľovitý tvar a veľkosť 80-120 nm. Jadro je jednovláknové negatívne vlákno RNA, pozostávajúce z 8 fragmentov, ktoré kódujú 11 vírusových proteínov.
Vírusy chrípky typu A sú v prírode rozšírené a infikujú ľudí, ako aj široké spektrum cicavcov a vtákov. Vírusy chrípky typu B a C boli izolované iba z ľudí.
Epidemicky významné sú 2 podtypy vírusu chrípky A - H3N2 a H1N1 a vírus chrípky typu B (A.A. Sominova et al., 1997; O.M. Litvinova et al., 2001). Výsledkom takejto spoločnej cirkulácie bol rozvoj chrípkových epidémií rôznej etiológie v rôznych krajinách počas tej istej epidemickej sezóny. Heterogenita populácie epidemických vírusov sa zvyšuje aj v dôsledku divergentného charakteru variability chrípkových vírusov, čo vedie k simultánnej cirkulácii vírusov patriacich do rôznych evolučných vetiev (O.M. Litvinova et al., 2001). Za týchto podmienok sa vytvárajú predpoklady pre súčasnú infekciu ľudí rôznymi patogénmi, čo vedie k tvorbe zmiešaných populácií a preskupeniu medzi vírusmi kocirkulujúcich subtypov a medzi kmeňmi v rámci rovnakého subtypu (O.I. Kiselev et al., 2000 ).
Klasifikácia typov vírusu chrípky je založená na antigénnych rozdieloch medzi dvoma povrchovými glykoproteínmi - hemaglutinínom (HA) a neuraminidázou (NA). Podľa tejto klasifikácie sa vírusy chrípky delia na 3 typy – vírusy chrípky typu A, typu B a typu C. Existuje 16 podtypov HA a 9 podtypov NA.
Ryža. 1. Klasifikácia vírusov chrípky typu A a druhov zvierat a vtákov - medzihostiteľov a konečných hostiteľov v reťazci prenosu infekcie na človeka.
Nedávno bol objavený podtyp 16 (H16) hemaglutinínu
Poznámka: ∗ NA 7 a NA 7-NA8 boli zistené aj u koní
Na obr. 1 znázorňuje podtypy vírusov chrípky A a ich medzihostiteľov a prirodzených rezervoárov (sťahovavé vtáky). Medzi hlavných hostiteľov vírusov chrípky A patria tie druhy, ktoré sú spojené s chrípkou.
V ľudskej populácii boli doteraz identifikované iba tri podtypy vírusov chrípky A: HA1, HA2 a HA3. Okrem toho vírusy obsahujú iba dva typy neuraminidázy - NA1 a NA2 (obr. 1). Ich stabilná cirkulácia bola preukázaná v priebehu minulého storočia, počnúc pandémiou v roku 1918 (R.G. Webster a kol., 1978; K.G. Nicholson a kol., 2003).
Vírusy chrípky typu A (v menšej miere B) majú schopnosť meniť štruktúru NA a NA. Vírus chrípky A sa vyznačuje dvoma typmi variability:
- bodové mutácie vo vírusovom genóme so zodpovedajúcou zmenou v HA a NA (antigénny drift);
- úplná náhrada jedného alebo oboch povrchových glykoproteínov (NA a NA) vírusu prostredníctvom preskupenia/rekombinácie (antigénny posun), v dôsledku čoho sa objaví zásadne nový variant vírusu, ktorý môže spôsobiť pandémie chrípky.
Pre vírus chrípky B je antigénna variabilita obmedzená len driftom, pretože zjavne nemá medzi vtákmi a zvieratami žiadnu prirodzenú rezervoár. Vírus chrípky C sa vyznačuje väčšou stabilitou antigénnej štruktúry a spájajú sa s ním len lokálne prepuknutia a sporadické prípady ochorenia.
Z nejakého záujmu objavenie sa nových kmeňov vírusu chrípky v ľudskej populácii a pridružené pandémie (obr. 2). Na obr. Obrázok 2 predstavuje hlavné antigénne posuny spojené s panepidmiami dvadsiateho storočia spôsobenými vírusmi chrípky A:
- v roku 1918 bola pandémia spôsobená vírusom H1N1;
- v roku 1957 - H2N2 kmeň A/Singapur/1/57;
- v roku 1968 - H3N2 kmeň A/Hong Kong/1/68;
- v roku 1977 - H1N1 kmeň A/ZSSR/1/77 (veľa vedcov to nepovažovalo za pandémiu, ale objavením sa tohto kmeňa nastala situácia so súčasnou kocirkuláciou 2 kmeňov vírusu chrípky typu A - H3N2 resp. H1N1).
V roku 1986 spôsobil vírus A/Taiwan/1/86 v Číne rozsiahlu epidémiu chrípky A/H1N1, ktorá trvala až do roku 1989. Unášané varianty tohto vírusu prežili až do roku 1995, čo spôsobilo lokálne prepuknutia a sporadické prípady ochorenia. Podľa výsledkov molekulárno-biologických štúdií vznikli v týchto rokoch v genóme vírusu A/H1N1 mnohopočetné mutácie. V roku 1996 sa objavili dva antigénne varianty vírusu chrípky A/H1N1: A/Bern a A/Beijing, ktorých znakom bola nielen antigénna, ale aj geografická nejednotnosť. V Rusku sa teda vírus chrípky A/Bern aktívne podieľal na epidémii chrípky v rokoch 1997-98. Počas tej istej sezóny bola na východe krajiny zaregistrovaná cirkulácia kmeňov vírusu A/Beijing. Následne v rokoch 2000-2001. vírus chrípky A/H1N1 sa stal pôvodcom epidémie chrípky v Rusku. Moderné vírusy chrípky A/H1N1 majú nízku imunogénnu aktivitu, čerstvé izolované izoláty vírusu interagujú iba s erytrocytmi cicavcov (ľudská skupina 0 a morčatá).
Ryža. 2. Výskyt nových kmeňov vírusu chrípky v ľudskej populácii a súvisiace pandémie
Vírusy chrípky typu A prešli za posledné storočie významnými genetickými zmenami, ktoré viedli k celosvetovým pandémiám s vysokou mierou úmrtnosti u ľudí. Najväčšia pandémia chrípky (H1N1) bola v rokoch 1918-1919. ("Španiel"). Vírus, ktorý sa objavil v roku 1918, prešiel výrazným posunom; jeho počiatočné (Hsw1N1) a konečné (H1N1) varianty sa považujú za posun. Vírus spôsobil ničivú epidémiu, ktorá si vyžiadala 20 miliónov obetí (polovica mŕtvych boli mladí ľudia vo veku 20 až 50 rokov (M.T. Osterholm, 2005).
Výskum J.K. Tanbenberger et al., (2005) ukázali, že vírus, ktorý spôsobil pandémiu v roku 1918, nebol preskupený medzi vírusom vtáčej chrípky a vírusom ľudskej chrípky – všetkých 8 génov vírusu H1N1 bolo viac podobných variantom vtáčieho vírusu ako ten ľudský (obr. .3). Preto podľa R.B. Belshe (2005) vírus vtáčej chrípky musí infikovať (obísť medzihostiteľa) ľudí, prenáša sa z človeka na človeka.
Je dôležité poznamenať, že vírusy vtáčej chrípky sa „zúčastňujú“ na vzniku nových vírusov „ľudskej“ chrípky, ktoré sa vyznačujú vysokou patogenitou a schopnosťou vyvolať pandémie (E.G. Deeva, 2008). Tieto vírusy (H1N1, H2N2 a H3N2) mali odlišnú sadu vnútorných génov, ktorých pôvod naznačuje ich fylogenetickú príbuznosť s vtáčími a prasacími vírusmi.
Aké sú mechanizmy vzniku pandemických kmeňov a aké biologické vlastnosti sú nevyhnutné pre vznik vysokopatogénneho vírusu s pandemickým potenciálom?
Vírusy chrípky typu A sa vyznačujú vysokou frekvenciou výskytu reasortantov v dôsledku zmiešanej infekcie, čo je spôsobené segmentáciou vírusového genómu. Prevaha reasortantu určitého génového zloženia sa považuje za výsledok selekcie, pri ktorej sa z rozsiahleho súboru rôznych preskupení vyberie to, ktoré je za daných podmienok najviac prispôsobené reprodukcii (N.L. Varich et al., 2009). Kmeňovo špecifické vlastnosti genómových segmentov môžu mať silný vplyv na génové zloženie reasortantov za neselektívnych podmienok. Inými slovami, charakteristickým znakom chrípkových vírusov je, že časté a nepredvídateľné mutácie sa vyskytujú v ôsmich génových segmentoch, najmä v géne HA. Preskupenie hrá dôležitú úlohu pri vzniku nových vírusových variantov, najmä pri vzniku pandemických kmeňov. A niekedy nemožno vylúčiť ani možnosť, že sa počas pandémie objaví vírus s vyššou virulenciou.
Moderný výskum ukázal, že génová štruktúra nového vírusu A/H1N1 je zložitá a ako sme uviedli v úvode, jeho zloženie zahŕňa gény prasacej chrípky, ktorá postihuje ošípané v Severnej Amerike; gény pre prasaciu chrípku, ktorá postihuje ošípané v Európe a Ázii; gény vtáčej chrípky; gény ľudskej chrípky. Gény pre nový vírus v podstate pochádzajú zo štyroch rôznych zdrojov. Mikrosnímka vírusu chrípky A/H1N1 je znázornená na obr. 4.
Ryža. 4. Mikrofotografia vírusu chrípky A/H1N1
WHO publikovala „Guidelines for Influenza Laboratories“ a predložila nové údaje o sekvencii vírusových génov a ich dĺžke preskupeného nového vírusu chrípky A/H1N1 (izolát A/California/04/2009): HA, NA, M, PB1, PB2, RA, NP, NS. Tieto údaje naznačujú vytvorenie nového pandemického variantu vírusu, ktorý vytvára univerzálnu zraniteľnosť voči infekcii v dôsledku nedostatočnej imunity. Ukazuje sa, že pandemické varianty vírusu chrípky vznikajú prostredníctvom najmenej dvoch mechanizmov:
- preskupenie medzi vírusmi zvieracej/vtáčej a ľudskej chrípky;
- priama adaptácia zvieracieho/vtáčieho vírusu na človeka.
Pre pochopenie pôvodu vírusov pandemickej chrípky je dôležité študovať vlastnosti prirodzeného rezervoára infekcie a evolučné cesty tejto rodiny vírusov pri zmene hostiteľa. Je už dobre známe a možno o tom tvrdiť, že vodné vtáctvo je prirodzeným rezervoárom vírusov chrípky typu A (prispôsobených týmto medzihostiteľom po mnoho storočí), čoho dôkazom je prenášanie všetkých 16 HA podtypov tohto vírusu. Prostredníctvom vtáčieho trusu, ktorý dokáže prežiť vo vode viac ako 400 dní (Vtáčia chrípka..., 2005), sa pri pití vody z nádrže môžu vírusy preniesť na iné živočíšne druhy. (K. G. Nicholson a kol., 2003). Toto je potvrdené fylogenetickou analýzou sekvencií nukleových kyselín rôznych podtypov vírusov chrípky A z rôznych hostiteľov a z rôznych geografických oblastí.
Analýza nukleoproteínových génových sekvencií ukázala, že vírusy vtáčej chrípky sa vyvinuli so vznikom 5 špecifických hostiteľských línií: vírusy divých a domácich koní, čajok, ošípaných a ľudí. Navyše (!) vírusy ľudskej a prasacej chrípky tvoria takzvanú sesterskú skupinu, čo naznačuje ich blízky vzťah a, prirodzene, spoločný pôvod. Zdá sa, že predchodcovia vírusov ľudskej chrípky a klasického vírusu ošípaných boli výlučne vtáčieho pôvodu. V krajinách Strednej Ázie zo známych dôvodov nie je bravčové mäso obľúbené a tieto zvieratá v chove hospodárskych zvierat prakticky chýbajú. To vedie k tomu, že (na rozdiel napríklad od Číny) tento región nemá hlavného medzihostiteľa v populácii domácich zvierat – ošípané, preto je pravdepodobnosť „vzniku“ pandemických vírusov v regióne Strednej Ázie nižšia ako v Číne, čo prakticky vyplýva z údajov o rozbore ich pôvodu (Avian influenza, 2005). Trvalý zdroj génov pre vírusy pandemickej chrípky existuje (vo fenotypicky nezmenenom stave) v prirodzenom rezervoári vírusov vodného a sťahovavého vtáctva (R.G. Welster, 1998). Treba mať na pamäti, že predchodcovia vírusov, ktoré spôsobili pandémiu španielskej chrípky (1918), ako aj vírusy, ktoré boli zdrojom genómu pandemických kmeňov Asia/57 a Hong Kong/68, stále cirkulujú medzi populácia voľne žijúcich vtákov s malými mutačnými zmenami (Influenza birds..., 2005).
Komentáre
(viditeľné len pre špecialistov overených redakciou MEDI RU)
Prvá zmienka o chrípke bola zaznamenaná pred mnohými storočiami - v roku 412 pred Kristom
AD opis ochorenia podobného chrípke urobil Hippokrates. Tiež
ohniská podobné chrípke boli zaznamenané v roku 1173. Prvýkrát zdokumentované
pandémia chrípky, ktorá zabila mnohých
životov, sa stalo v roku 1580.
V rokoch 1889-1891 sa vyskytla mierna pandémia spôsobená vírusom typu H3N2.
Neslávne známa „španielska chrípka“ spôsobená vírusom H1N1 sa vyskytla v rokoch 1918-1920.
Toto je najhoršia známa pandémia
Berúc viac ako 20 miliónov životov. Zo "španielskej chrípky"
Vážne postihnutých bolo 20 – 40 % svetovej populácie. Smrť bola extrémne
rýchlo. Človek mohol byť ešte ráno absolútne zdravý, ale na poludnie by ochorel a
zomrel do súmraku. Tí, ktorí nezomreli v prvých dňoch, často zomierali na komplikácie,
spôsobené chrípkou, ako je zápal pľúc. Nezvyčajnou črtou „španielskej chrípky“ bolo
že často postihla mladých ľudí (zvyčajne primárne chrípku
trpia deti a starší ľudia).
Pôvodcu choroby, vírus chrípky, objavil Richard Shope v roku 1931.
Vírus chrípky typu A prvýkrát identifikovali anglickí virológovia Smith,
Andrews a Laidlaw (Národný inštitút pre lekársky výskum, Londýn) v roku 1933
rok. O tri roky neskôr Francis izoloval vírus chrípky B.
V roku 1940 došlo k dôležitému objavu - vírus chrípky by mohol byť
kultivované na kuracích embryách. Vďaka tomu nové
príležitosti na štúdium vírusu chrípky.
Vírus chrípky C prvýkrát izoloval Taylor v roku 1947.
V rokoch 1957-1958 vypukla pandémia
Ktorá bola nazývaná "ázijská chrípka", spôsobená vírusom H2N2. Pandemický
začala vo februári 1957 na Ďalekom východe a rýchlo
rozšírila po celom svete. Len v USA počas tejto pandémie zomierali ľudia.
viac ako 70 000 ľudí.
V rokoch 1968-1969 sa vyskytla stredne ťažká „hongkongská chrípka“ spôsobená
vírus H3N2. Pandémia sa začala v Hongkongu začiatkom roku 1968. Najčastejšie
Vírus postihol starších ľudí nad 65 rokov. Celkový počet
Počet obetí tejto pandémie bol 33 800.
Relatívne mierna pandémia sa vyskytla v rokoch 1977-1978
Nazýva sa to „ruská“ chrípka. Vírus chrípky (H1N1), ktorý spôsobil túto pandémiu
už v 50. rokoch spôsobil epidémiu.
Preto ako prví trpeli tí, ktorí sa narodili po roku 1950.
Chrípkové patogény patria do rodiny ortomyxovírusov, ktorá zahŕňa 3 rody vírusov chrípka: A, B, C. Vírusy chrípky obsahujú RNA, vonkajší obal, v ktorom sa nachádzajú 2 antigény - hemaglutinín a neuraminidáza, ktoré môžu meniť svoje vlastnosti najmä pri víruse typu A. Zmeny hemaglutinínu a neuraminidázy spôsobujú vznik nových podtypov vírusu, ktorý zvyčajne spôsobuje závažnejšie a rozšírené ochorenia.
Podľa medzinárodnej nomenklatúry zahŕňa označenie vírusových kmeňov tieto informácie: rod, miesto izolácie, číslo izolátu, rok izolácie, typ hemaglutinínu (H) a neuraminidázy (N). Napríklad A/Singapur/l/57/H2N2 označuje vírus rodu A izolovaný v roku 1957 v Singapure, ktorý má variant antigénu H2N2.
Pandémie chrípky sú spojené s vírusmi typu A. Vírusy chrípky B nespôsobujú pandémie, ale lokálne „vlny“ zvýšeného výskytu môžu postihnúť jednu alebo viacero krajín. Vírusy chrípky C spôsobujú sporadické prípady ochorenia. Vírusy chrípky sú odolné voči nízkym teplotám a mrazu, ale pri zahriatí rýchlo zomierajú.
Ortomyxovírusy - vírusy chrípky A, B, C
Štrukturálne vlastnosti.
Ortomyxovírusy sú obalené (superkapsidové, „obalené“) vírusy, priemerná veľkosť viriónov je od 80 do 120 nm. Virióny sú guľovitého tvaru. Genóm je reprezentovaný jednovláknovou segmentovanou (fragmentovanou) negatívnou RNA. Virión má superkapsidu obsahujúcu dva glykoproteíny vyčnievajúce nad membránu vo forme výbežkov (hrotov) - hemaglutinín (HA) a neuraminidázu (NA). Vírusy chrípky A majú 17 antigénne odlišných typov hemaglutinínu a 10 typov neuraminidáz.
Klasifikácia vírusov chrípky je založená na rozdieloch medzi nukleoproteínovými antigénmi (delenie na vírusy A, B a C) a povrchovými proteínmi HA a NA. Nukleoproteín (nazývaný aj S-antigén) je vo svojej štruktúre konštantný a určuje typ vírusu (A, B alebo C). Povrchové antigény (hemaglutinín a neuraminidáza - V-antigény) sú naopak variabilné a určujú rôzne kmene rovnakého typu vírusu. Zmeny hemaglutinínu a neuraminidázy spôsobujú vznik nových podtypov vírusu, ktoré zvyčajne spôsobujú závažnejšie a rozšírenejšie ochorenia
Hlavné funkcie hemaglutinínu:
Rozpoznáva bunkový receptor - mukopeptid;
Zodpovedný za penetráciu viriónu do bunky, zabezpečujúci fúziu membrán viriónu a bunky; (Hemaglutinín poskytuje schopnosť vírusu pripojiť sa k bunke.)
Jeho antigény majú najväčšie ochranné vlastnosti. Zmeny antigénnych vlastností (antigénny drift a posun) prispievajú k rozvoju epidémií spôsobených novými Ag varianty vírusu (proti ktorým nie je dostatočne vyvinutá stádová imunita).
Neuraminidáza reaguje na šírenie viriónov spolu s hemaglutinínom určuje epidemické vlastnosti vírusu.
Neuraminidáza je zodpovedná po prvé za schopnosť vírusovej častice preniknúť do hostiteľskej bunky a po druhé za schopnosť vírusových častíc opustiť bunku po reprodukcii.
Nukleokapsida pozostáva z 8 segmentov vRNA a kapsidových proteínov, ktoré tvoria špirálové vlákno.
Životný cyklus vírusu.
Replikácia ortomyxovírusov sa primárne realizuje v cytoplazme infikovanej bunky, syntéza vírusovej RNA prebieha v jadre. V jadre sa na vRNA syntetizujú tri typy vírusovo špecifickej RNA: pozitívna templátová mRNA (templát na syntézu vírusových proteínov), kompletná komplementárna cRNA (templát na syntézu nových negatívnych viriónových RNA) a negatívny virión vRNA (genóm pre novosyntetizované virióny).
Vírusové proteíny sa syntetizujú na polyribozómoch. Ďalej sa vírusové proteíny v jadre viažu na vRNA a vytvárajú nukleokapsid. Konečné štádium morfogenézy riadi M proteín. Nukleokapsid prechádzajúci cez bunkovú membránu je najskôr pokrytý M proteínom, potom bunkovou lipidovou vrstvou a superkapsidovými glykoproteínmi HA a NA. Reprodukčný cyklus trvá 6-8 hodín a končí pučaním novosyntetizovaných viriónov.
Antigénna variabilita.
(Antigénna variabilita vírusov chrípky. Variabilita vírusu chrípky je dobre známa. Táto variabilita antigénnych a biologických vlastností je základným znakom vírusov chrípky typu A a B. Zmeny sa vyskytujú v povrchových antigénoch vírusu – hemaglutiníne a neuraminidáze. S najväčšou pravdepodobnosťou ide o evolučný mechanizmus adaptácie vírusu na zabezpečenie prežitia Nové vírusové kmene na rozdiel od svojich predchodcov nie sú viazané špecifickými protilátkami, ktoré sa hromadia v populácii Existujú dva mechanizmy antigénnej variability: relatívne malé zmeny (antigénny drift) a silné zmeny (antigénny posun).
Moderné delenie ortomyxovírusov na rody (resp. typy A, B a C) je spojené s antigénnymi vlastnosťami hlavných nukleokapsidových proteínov (nukleokapsidový proteín – fosfoproteín NP) a obalovej matrice vírusu (M proteín). Okrem rozdielov v NP a M proteínoch sa ortomyxovírusy vyznačujú najvyššou antigénnou variabilitou vďaka variabilite povrchových proteínov HA a NA. Existujú dva hlavné typy zmien - antigénny drift a antigénny posun.
Antigénny drift je spôsobená bodovými mutáciami, ktoré menia štruktúru týchto proteínov. Hlavným regulátorom epidemického procesu pri chrípke je populačná (kolektívna) imunita. V dôsledku jeho vzniku sa vyselektujú kmene so zmenenou antigénnou štruktúrou (predovšetkým hemaglutinín), proti ktorým sú protilátky menej účinné. Antigénny drift udržuje kontinuitu epidemického procesu.
(Antigénny drift – vyskytuje sa medzi pandémiami u všetkých typov vírusov (A, B a C). Ide o drobné zmeny v štruktúre povrchových antigénov (hemaglutinín a neuraminidáza) spôsobené bodovými mutáciami v génoch, ktoré ich kódujú. Typicky takéto zmeny sa vyskytujú každý rok. V dôsledku toho dochádza k epidémiám, pretože ochrana pred predchádzajúcim kontaktom s vírusom zostáva, aj keď je nedostatočná.)
Vo vírusoch chrípky A však bola objavená iná forma antigénnej variability – antigénny posun(posun) spojený so zmenou jedného typu hemaglutinínu (alebo neuraminidázy) na iný, t.j. o vzniku nového antigénneho variantu vírusu. Toto sa zriedkavo pozoruje a súvisí s rozvojom pandémií. Za celú známu históriu chrípky bolo identifikovaných len niekoľko antigénnych fenotypov, ktoré spôsobujú chrípkové epidémie u ľudí: HoN1, H1N1, H2N2, H3N2, t.j. iba tri typy hemaglutinínu (HA1-3) a dve neuraminidázy (NA 1 a 2). Vírusy chrípky typu B a C spôsobujú ochorenie len u ľudí, vírusy chrípky typu A spôsobujú ochorenie u ľudí, cicavcov a vtákov. Najväčšiu epidemickú úlohu majú najvariabilnejšie vírusy chrípky typu A. Vírusom chrípky C chýba neuraminidáza, tieto vírusy zvyčajne spôsobujú miernejší klinický obraz.
Existuje názor, že antigénny posun je výsledkom genetickej výmeny (rekombinácie) medzi ľudskými a zvieracími vírusmi chrípky. Zatiaľ nie je definitívne zistené, kde v medziepidemickom období - mimo ľudskej populácie (u vtákov alebo cicavcov) alebo v ľudskej populácii (v dôsledku dlhodobého pretrvávania, lokálnej cirkulácie) vírusy, ktoré dočasne vyčerpali svoje epidemické schopnosti sú zachované.
Vtáky sú považované za primárnych a hlavných hostiteľov vírusov chrípky typu A, u ktorých sú na rozdiel od ľudí bežné vírusy so všetkými 17 typmi HA a 10 typmi NA. Divoké kačice sú prirodzenými hostiteľmi vírusov chrípky typu A, v ktorých sa patogén nachádza v gastrointestinálnom trakte a nespôsobuje hostiteľom viditeľné škody. Vírusy prejavujú svoje patogénne vlastnosti, keď sa presúvajú na iné vtáky a cicavce. Spomedzi cicavcov majú najväčší význam ošípané, ktoré sú považované za medzihostiteľa a sú prirovnávané k „miešacej nádobe“.
(Moderné vírusy ľudskej chrípky sa na zvieratá prenášajú slabo. Všetky pandémie chrípky A od roku 1930 začali v Číne, hlavnou bránou šírenia je Sibír (masové migrácie vtákov).
Н1N1- 1930 Identifikované u ľudí, ošípaných, veľrýb (1972), domácich a voľne žijúcich vtákov. S tým je spojená slávna pandémia „španielskej chrípky“. Od roku 1977 sa tento typ opäť rozšíril.
H2N2 bol detekovaný od roku 1957. u ľudí a vtákov. Epidémie spojené s týmito vírusmi prichádzali pravidelne. Teraz sú oba typy identifikované paralelne.
H3N2 bol identifikovaný v roku 1963. (Hongkong).
Vírus A/Singapur/1/57 (H2N2) má tri gény z vírusov eurázijskej vtáčej chrípky, vírus A/Hong Kong/1/68 (H3N2) obsahuje 6 génov z vírusu „Singapur“ a dva z vtákov. Tieto údaje potvrdzujú, že ľudstvo dostáva nové epidemické typy vírusov chrípky A od vtákov, primárneho hostiteľa. Bezprostrednou prognózou je možnosť vzniku nových epidemických variantov vírusu chrípky A, ktoré majú hemaglutinín HA5 alebo 7 (stačí nahradenie jednej alebo dvoch aminokyselín v ich štruktúre).
Do rodiny ortomyxovírusov (grécky orthos - správne, tukha - hlien) patria chrípkové vírusy typu A, B, C, ktoré majú podobne ako paramyxovírusy afinitu k mucínu. Vírusy chrípky A infikujú ľudí a niektoré druhy zvierat (kone, ošípané atď.) a vtáky. Vírusy chrípky typu B a C sú patogénne len pre ľudí. Prvý vírus ľudskej chrípky izolovali z ľudí v roku 1933 W. Smith, C. Andrews a P. Ladow (kmeň WS) infikovaním bielych fretiek. Neskôr bol tento vírus klasifikovaný ako typ A. V roku 1940 T. Francis a T. Megill objavili vírus chrípky typu B a v roku 1949 R. Taylor objavil vírus chrípky typu C. Pri klasifikácii vírusov chrípky sa vždy objavili určité ťažkosti v súvislosti s ich antigénnou variabilitou. Vírusy chrípky sa delia na tri typy A, B a C. Typ A zahŕňa niekoľko podtypov, ktoré sa navzájom líšia svojimi antigénmi – hemaglutinín a neuraminidáza. Podľa klasifikácie WHO (1980) sú vírusy ľudskej a zvieracej chrípky typu A rozdelené do 13 antigénnych podtypov na báze hemaglutinínu (H1-H13) a 10 na báze neuraminidázy (N1-N10). Z nich vírusy ľudskej chrípky typu A zahŕňajú tri hemaglutiníny (HI, H2 a NZ) a dve neuraminidázy (N1 a N2).V prípade vírusu typu A je podtyp hemaglutinínu a neuraminidázy uvedený v zátvorkách. Napríklad vírus chrípky A: Khabarovsk/90/77 (H1N1).
