Virus chřipky A

Virus chřipky A je virion, který má kulovitý tvar a průměr 80-120 nm, jeho molekulová hmotnost je 250 MD. Genom viru je reprezentován jednovláknovou fragmentovanou (8 fragmentů) negativní RNA s celkovou molekulovou hmotností 5 MD. Typ symetrie nukleokapsidy je helikální. Virus chřipky má superkapsidu (membránu) obsahující dva glykoproteiny - hemaglutinin a neuraminidázu, které vyčnívají nad membránu ve formě různých hrotů. Hemaglutinin má trimerovou strukturu s molekulovou hmotností 225 kD; molekulová hmotnost každého monomeru je 75 kD. Monomer se skládá z menší podjednotky s molekulovou hmotností 25 kD (HA2) a větší podjednotky s molekulovou hmotností 50 kD (HA1).

Hlavní funkce hemaglutininu:

• rozpoznává buněčný receptor - mukopeptid obsahující kyselinu N-acetylneuramin (sialovou);
• zajišťuje fúzi virionové membrány s buněčnou membránou a membránami jejích lysozomů, tj. je zodpovědný za průnik virionu do buňky;
• určuje pandemickou povahu viru (změny hemaglutininu jsou příčinou pandemií, jeho variabilita je příčinou chřipkových epidemií);
• má největší ochranné vlastnosti a je zodpovědný za tvorbu imunity.

Bylo identifikováno a po řadě (od H1 do H13) bylo očíslováno 13 typů virů chřipky typu A u lidí, savců a ptáků, lišících se antigenem.

Neuraminidáza (N) je tetramer s molekulovou hmotností 200-250 kDa, každý monomer má molekulovou hmotnost 50-60 kDa. Její funkce jsou:

• zajištění šíření virionů štěpením kyseliny neuraminové z nově syntetizovaných virionů a buněčné membrány;
• spolu s hemaglutininem, stanovení pandemických a epidemických vlastností viru.

Bylo zjištěno, že virus chřipky A má 10 různých variant neuraminidázy (N1-N10).

Nukleokapsida virionu se skládá z 8 fragmentů vRNA a kapsidových proteinů, které tvoří helikální řetězec. Na 3' koncích všech 8 fragmentů vRNA se nacházejí identické sekvence o 12 nukleotidech. 5' konce každého fragmentu mají také identické sekvence o 13 nukleotidech. 5' a 3' konce jsou si částečně komplementární. Tato okolnost zjevně umožňuje regulaci transkripce a replikace fragmentů. Každý z fragmentů je transkribován a replikován nezávisle. S každým z nich jsou úzce spojeny čtyři kapsidové proteiny: nukleoprotein (NP), který hraje strukturální a regulační roli; protein PB1 - transkriptáza; PB2 - endonukleáza a PA - replikáza. Proteiny PB1 a PB2 mají bazické (alkalické) vlastnosti a PA - kyselé. Proteiny PB1, PB2 a PA tvoří polymer. Nukleokapsida je obklopena matrixovým proteinem (protein M1), který hraje hlavní roli v morfogenezi virionu a chrání virionovou RNA. Proteiny M2 (kódované jedním z čtecích rámců 7. fragmentu), NS1 a NS2 (kódované osmým fragmentem vRNA, který má stejně jako sedmý fragment vRNA dva čtecí rámce) jsou syntetizovány během reprodukce viru, ale nejsou zahrnuty v jeho struktuře.

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

Životní cyklus viru chřipky A

Virus chřipky se absorbuje na buněčnou membránu interakcí svého hemaglutininu s mukopeptidem. Virus poté vstupuje do buňky jedním ze dvou mechanismů:

• fúze virionové membrány s buněčnou membránou nebo
• cestou: potažená jamka - potažený váček - endosom - lysozom - fúze virionové membrány s lysozomální membránou - uvolnění nukleokapsidy do buněčného cytosolu.

Druhá fáze „svlékání“ virionu (destrukce matrixového proteinu) probíhá cestou do jádra. Zvláštností životního cyklu viru chřipky je, že pro transkripci jeho vRNA je potřeba primer. Faktem je, že virus sám o sobě nedokáže syntetizovat „čepičku“ – speciální oblast na 5'-konci mRNA, sestávající z methylovaného guaninu a 10–13 sousedních nukleotidů, která je nezbytná pro rozpoznání mRNA ribozomem. Proto s pomocí svého proteinu PB2 odkousne čepičku od buněčné mRNA a protože syntéza mRNA v buňkách probíhá pouze v jádře, virová RNA musí nejprve proniknout do jádra. Proniká do něj ve formě ribonukleoproteinu sestávajícího z 8 fragmentů RNA spojených s proteiny NP, PB1, PB2 a PA. Nyní je život buňky zcela podřízen zájmům viru, jeho reprodukci.

Funkce přepisu

V jádře se na vRNA syntetizují tři typy virově specifické RNA: 1) pozitivní komplementární RNA (mRNA), používaná jako templát pro syntézu virových proteinů; obsahuje čepičku na 5' konci, odštěpenou od 5' konce buněčné mRNA, a poly-A sekvenci na 3' konci; 2) kompletní komplementární RNA (cRNA), která slouží jako templát pro syntézu virionové RNA (vRNA); na 5' konci cRNA není čepička a na 3' konci není poly-A sekvence; 3) negativní virionová RNA (vRNA), která představuje genom pro nově syntetizované viriony.

Bezprostředně, ještě před dokončením syntézy, se vRNA a cRNA asociují s kapsidovými proteiny, které vstupují do jádra z cytosolu. Ve složení virionů jsou však zahrnuty pouze ribonukleoproteiny asociované s vRNA. Ribonukleoproteiny obsahující cRNA nejenže nevstupují do složení virionů, ale ani neopouštějí buněčné jádro. Virové mRNA vstupují do cytosolu, kde jsou translatovány. Nově syntetizované molekuly vRNA migrují z jádra do cytosolu po asociaci s kapsidovými proteiny.

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

Vlastnosti translace virových proteinů

Proteiny NP, PB1, PB2, PA a M jsou syntetizovány na volných polyribozomech. Proteiny NP, PB1, PB2 a PA se po syntéze z cytosolu vracejí do jádra, kde se vážou na nově syntetizovanou vRNA a poté se vracejí do cytosolu jako nukleokapsida. Po syntéze se matrixový protein přesune na vnitřní povrch buněčné membrány a v této oblasti z ní vytlačí buněčné proteiny. Proteiny H a N jsou syntetizovány na ribozomech spojených s membránami endoplazmatického retikula, jsou po nich transportovány, podléhají glykosylaci a instalují se na vnější povrch buněčné membrány, kde tvoří hroty přímo naproti proteinu M, který se nachází na jejím vnitřním povrchu. Protein H se během zpracování štěpí na HA1 a HA2.

Závěrečná fáze morfogeneze virionu je řízena proteinem M. Nukleokapsida s ním interaguje; při průchodu buněčnou membránou je nejprve pokryta proteinem M a poté buněčnou lipidovou vrstvou a superkapsidovými glykoproteiny H a N. Životní cyklus viru trvá 6–8 hodin a končí pučením nově syntetizovaných virionů, které jsou schopny napadat další buňky tkáně.

Virus není ve vnějším prostředí příliš stabilní. Snadno se ničí zahřátím (při 56 °C po dobu 5–10 minut), vlivem slunečního a UV záření a snadno se neutralizuje dezinfekčními prostředky.

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

Patogeneze a příznaky chřipky A

Inkubační doba chřipky je krátká - 1-2 dny. Virus se množí v epiteliálních buňkách sliznice dýchacích cest, primárně se lokalizuje v průdušnici, což se klinicky projevuje jako suchý, bolestivý kašel s bolestí podél průdušnice. Produkty rozpadu postižených buněk se dostávají do krve, což způsobuje těžkou intoxikaci a zvýšení tělesné teploty na 38-39 °C. Zvýšená vaskulární propustnost v důsledku poškození endotelových buněk může způsobit patologické změny v různých orgánech: bodové krvácení v průdušnici, průduškách a někdy i mozkový edém s fatálním koncem. Virus chřipky má tlumivý účinek na hematopoézu a imunitní systém. To vše může vést k sekundárním virovým a bakteriálním infekcím, které komplikují průběh onemocnění.

Postinfekční imunita

Dřívější představy, že po chřipce zůstává slabá a krátkodobá imunita, byly vyvráceny po návratu viru H1N1 v roce 1977. Tento virus způsoboval onemocnění převážně u osob mladších 20 let, tedy u těch, kteří jím před rokem 1957 neprodělali. V důsledku toho je postinfekční imunita poměrně intenzivní a dlouhodobá, ale má výrazný typově specifický charakter.

Hlavní roli při tvorbě získané imunity hrají protilátky neutralizující virus, které blokují hemaglutinin a neuraminidázu, a také sekreční imunoglobuliny IgA.

Epidemiologie chřipky A

Zdrojem infekce je člověk, nemocný člověk nebo nosič, vzácněji zvířata (domácí a volně žijící ptáci, prasata). K infekci od lidí dochází vzdušnými kapénkami, inkubační doba je velmi krátká (1-2 dny), takže se epidemie šíří velmi rychle a při absenci kolektivní imunity se může rozvinout v pandemii. Imunita je hlavním regulátorem chřipkových epidemií. S rostoucí kolektivní imunitou epidemie klesá. Současně se v důsledku tvorby imunity selektují kmeny viru s modifikovanou antigenní strukturou, především hemaglutinin a neuraminidáza; tyto viry nadále způsobují ohniska, dokud se proti nim neobjeví protilátky. Takový antigenní drift udržuje kontinuitu epidemie. U viru chřipky A však byla objevena další forma variability, nazývaná shift. Je spojena s úplnou změnou z jednoho typu hemaglutininu (méně často - a neuraminidázy) na jiný.

Všechny pandemie chřipky byly způsobeny viry chřipky A, které prošly změnou. Pandemii v roce 1918 způsobil virus s fenotypem H1N1 (zemřelo asi 20 milionů lidí), pandemii v roce 1957 virus H3N2 (onemocněla více než polovina světové populace) a pandemii v roce 1968 virus H3N2.

Pro vysvětlení důvodů prudké změny typů virů chřipky A byly navrženy dvě hlavní hypotézy. Podle hypotézy A. A. Smorodintseva virus, který vyčerpal své epidemické schopnosti, nezmizí, ale nadále cirkuluje ve skupině bez znatelných ohnisek nebo přetrvává v lidském těle po dlouhou dobu. Za 10–20 let, kdy se objeví nová generace lidí, kteří nemají imunitu vůči tomuto viru, se stává příčinou nových epidemií. Tuto hypotézu podporuje skutečnost, že virus chřipky A s fenotypem H1N1, který zmizel v roce 1957, když byl nahrazen virem h3N2, se po 20leté absenci znovu objevil v roce 1977.

Podle jiné hypotézy, rozvinuté a podporované mnoha autory, vznikají nové typy viru chřipky A v důsledku reasociace genomů mezi lidskými a ptačími viry chřipky, mezi viry ptačí chřipky, mezi viry ptačí a savčí (prasečí) chřipky, což je usnadněno segmentální strukturou virového genomu (8 fragmentů).

Virus chřipky A tedy mění svůj genom dvěma způsoby.

Bodové mutace způsobující antigenní drift. Primárně ovlivňují geny hemaglutininu a neuraminidázy, zejména u viru H3N2. Z tohoto důvodu virus H3N2 způsobil v letech 1982 až 1998 8 epidemií a dodnes má epidemický význam.

Reasociace genů mezi lidskými viry chřipky a viry ptačí a prasečí chřipky. Předpokládá se, že reasociace genomů viru chřipky A s genomy viru ptačí a prasečí chřipky je hlavním důvodem vzniku pandemických variant tohoto viru. Antigenní drift umožňuje viru překonat stávající imunitu u lidí. Antigenní posun vytváří novou epidemickou situaci: většina lidí nemá vůči novému viru imunitu a dochází k pandemii chřipky. Možnost takové reasociace genomů viru chřipky A byla experimentálně prokázána.

Bylo zjištěno, že epidemie chřipky u lidí jsou způsobeny viry typu A pouze 3 nebo 4 fenotypů: H1N1 (H0N1); h3N2; H3N2.

Kuřecí (ptačí) virus však představuje i významnou hrozbu pro člověka. Opakovaně byla pozorována ohniska kuřecí chřipky, zejména kuřecí virus H5N1 způsobil milionovou epizootii u domácích i volně žijících ptáků s 80–90% úmrtností. Lidé se také nakazili od kuřat; v roce 1997 se od kuřat nakazilo 18 lidí, z nichž třetina uhynula. Obzvláště rozsáhlé ohnisko bylo pozorováno v lednu až březnu 2004. Postihlo téměř všechny země jihovýchodní Asie a jeden ze států USA a způsobilo obrovské ekonomické škody. Na kuřata se nakazilo a uhynulo 22 lidí. K eliminaci tohoto ohniska byla přijata nejpřísnější a nejrozhodnější opatření: přísná karanténa, likvidace veškeré drůbeže ve všech ohniscích, hospitalizace a izolace nemocných a všech osob se zvýšenou teplotou, jakož i osob, které byly v kontaktu s nemocnými, zákaz dovozu kuřecího masa z výše uvedených zemí, přísný lékařský a veterinární dohled nad všemi cestujícími a vozidly přijíždějícími z těchto zemí. K širokému šíření chřipky mezi lidmi nedošlo, protože nedošlo k reasociaci genomu viru ptačí chřipky s genomem viru lidské chřipky. Nebezpečí takové reasociace však zůstává reálné. To by mohlo vést ke vzniku nového nebezpečného pandemického viru lidské chřipky.

Názvy detekovaných kmenů virů chřipky uvádějí sérotyp viru (A, B, C), druh hostitele (pokud se nejedná o člověka), místo izolace, číslo kmene, rok jeho izolace (poslední 2 číslice) a fenotyp (v závorkách). Například: „A/Singapore/1/57 (h3N2), A/duck/USSR/695/76 (H3N2)“.

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

Laboratorní diagnostika chřipky A

Materiálem pro studii jsou nosohltanové sekrety, které se získávají buď promytím, nebo pomocí vatových tamponů, a krev. Používají se následující diagnostické metody:

• Virologická - infekce kuřecích embryí, buněčných kultur ledvin opic zelených (Vero) a psů (MDSC). Buněčné kultury jsou obzvláště účinné pro izolaci virů A (H3N2) a B.
• Sérologické - detekce specifických protilátek a zvýšení jejich titru (v párových sérech) pomocí RTGA, RSK a enzymové imunoanalýzy.
• Jako zrychlená diagnostická metoda se používá imunofluorescenční metoda, která umožňuje rychlou detekci virového antigenu v nátěrech z nosní sliznice nebo ve výtěrech z nosohltanu pacientů.
• Pro detekci a identifikaci viru (virových antigenů) byly navrženy metody RNA sondy a PCR.

Léčba chřipky A

Léčba chřipky A, která by měla být zahájena co nejdříve, stejně jako prevence chřipky a dalších virových ARI, je založena na použití dibazolu, interferonu a jeho induktorů amixinu a arbidolu podle zvláštních režimů a pro léčbu a prevenci chřipky u dětí starších 1 roku - algiremu (remantadinu) podle zvláštních režimů.

Specifická prevence chřipky A

Každý rok onemocní na světě stovky milionů lidí chřipkou, která způsobuje obrovské škody na zdraví obyvatelstva a ekonomice každé země. Jediným spolehlivým prostředkem boje proti ní je vytvoření kolektivní imunity. Pro tento účel byly navrženy a používány následující typy vakcín:

1. živý z atenuovaného viru;
2. zabil celý virion;
3. subvirionová vakcína (z rozštěpených virionů);
4. podjednotka - vakcína obsahující pouze hemaglutinin a neuraminidázu.

V naší zemi byla vytvořena a používá se trivalentní vakcína s polymerní podjednotkou („grippol“), ve které je sterilní konjugát povrchových proteinů virů A a B navázán na kopolymer polyoxidonium (imunostimulant).

Děti od 6 měsíců do 12 let by měly být dle doporučení WHO očkovány pouze podjednotkovou vakcínou, jako nejméně reaktogenní a toxickou.

Hlavním problémem při zvyšování účinnosti vakcín proti chřipce je zajištění jejich specificity proti současnému viru, tj. variantě viru, která epidemii způsobila. Jinými slovy, vakcína musí obsahovat specifické antigeny současného viru. Hlavním způsobem, jak zlepšit kvalitu vakcíny, je použití nejkonzervativnějších epitopů společných pro všechny antigenní varianty viru A, které mají maximální imunogenicitu.