A gripo virusas

Gripo A virusas yra sferinės formos virionas, kurio skersmuo yra 80–120 nm, o molekulinė masė – 250 MD. Viruso genomą vaizduoja viengrandė fragmentuota (8 fragmentai) neigiama RNR, kurios bendra molekulinė masė yra 5 MD. Nukleokapsidės simetrijos tipas yra spiralinis. Gripo virusas turi superkapsidę (membraną), kurioje yra du glikoproteinai – hemagliutininas ir neuraminidazė, kurie išsikiša virš membranos įvairių smaigalių pavidalu. Hemagliutininas turi trimerinę struktūrą, kurios molekulinė masė yra 225 kD; kiekvieno monomero molekulinė masė yra 75 kD. Monomerą sudaro mažesnis subvienetas, kurio molekulinė masė yra 25 kD (HA2), ir didesnis subvienetas, kurio molekulinė masė yra 50 kD (HA1).

Pagrindinės hemagliutinino funkcijos:

• atpažįsta ląstelinį receptorių – mukopeptidą, kuriame yra N-acetilneuramino (sialo) rūgšties;
• užtikrina viriono membranos susiliejimą su ląstelės membrana ir jos lizosomų membranomis, t. y. yra atsakingas už viriono prasiskverbimą į ląstelę;
• lemia viruso pandeminį pobūdį (hemagliutinino pokyčiai yra pandemijų priežastis, jo kintamumas – gripo epidemijų priežastis);
• pasižymi didžiausiomis apsauginėmis savybėmis, yra atsakingas už imuniteto formavimąsi.

Žmonių, žinduolių ir paukščių gripo A virusai, 13 hemagliutinino tipų, besiskiriančių antigenu, buvo identifikuoti ir jiems priskirtas nuoseklus numeris (nuo H1 iki H13).

Neuraminidazė (N) yra tetrameras, kurio molekulinė masė yra 200–250 kDa, o kiekvieno monomero molekulinė masė yra 50–60 kDa. Jos funkcijos:

• užtikrinant virionų plitimą, skaidant neuramininę rūgštį iš naujai susintetintų virionų ir ląstelės membranos;
• kartu su hemagliutininu, nustatant viruso pandemines ir epidemines savybes.

Nustatyta, kad gripo A virusas turi 10 skirtingų neuraminidazės variantų (N1–N10).

Viriono nukleokapsidę sudaro 8 vRNR fragmentai ir kapsidės baltymai, kurie sudaro spiralinę grandinę. Visų 8 vRNR fragmentų 3' galuose yra identiškos 12 nukleotidų sekos. Kiekvieno fragmento 5' galuose taip pat yra identiškos 13 nukleotidų sekos. 5' ir 3' galai yra iš dalies komplementarūs vienas kitam. Ši aplinkybė akivaizdžiai leidžia reguliuoti fragmentų transkripciją ir replikaciją. Kiekvienas fragmentas yra transkribuojamas ir replikuojamas nepriklausomai. Su kiekvienu iš jų yra glaudžiai susiję keturi kapsidės baltymai: nukleoproteinas (NP), kuris atlieka struktūrinį ir reguliacinį vaidmenį; baltymas PB1 – transkriptazė; PB2 – endonukleazė ir PA – replikazė. Baltymai PB1 ir PB2 pasižymi bazinėmis (šarminėmis) savybėmis, o PA – rūgštinėmis. Baltymai PB1, PB2 ir PA sudaro polimerą. Nukleokapsidę supa matricos baltymas (M1 baltymas), kuris atlieka pagrindinį vaidmenį viriono morfogenezėje ir apsaugo viriono RNR. Baltymai M2 (koduojami vieno iš 7-ojo fragmento skaitymo rėmelių), NS1 ir NS2 (koduojami aštuntojo vRNR fragmento, kuris, kaip ir septintasis vRNR fragmentas, turi du skaitymo rėmelius) sintetinami viruso dauginimosi metu, bet neįtraukiami į jo struktūrą.

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

Gripo A viruso gyvavimo ciklas

Gripo virusas absorbuojamas į ląstelės membraną dėl jo hemagliutinino sąveikos su mukopeptidu. Tada virusas patenka į ląstelę vienu iš dviejų mechanizmų:

• viriono membranos susiliejimas su ląstelės membrana arba
• pakeliui: dengta duobutė – dengta pūslelė – endosoma – lizosoma – viriono membranos susiliejimas su lizosomos membrana – nukleokapsidės išskyrimas į ląstelės citozolį.

Antrasis viriono „išsirengimo“ etapas (matricos baltymo sunaikinimas) vyksta pakeliui į branduolį. Gripo viruso gyvavimo ciklo ypatumas yra tas, kad jo vRNR transkripcijai reikalingas pradmuo. Reikalas tas, kad pats virusas negali susintetinti „kepurėlės“ – specialaus regiono mRNR 5' gale, sudaryto iš metilinto guanino ir 10–13 gretimų nukleotidų, kuris yra būtinas ribosomai mRNR atpažinti. Todėl, padedamas savo baltymo PB2, jis nukanda kepurėlę nuo ląstelės mRNR, o kadangi mRNR sintezė ląstelėse vyksta tik branduolyje, virusinė RNR pirmiausia turi prasiskverbti į branduolį. Ji prasiskverbia į jį ribonukleoproteino pavidalu, sudaryto iš 8 RNR fragmentų, susijusių su baltymais NP, PB1, PB2 ir PA. Dabar ląstelės gyvenimas yra visiškai pavaldus viruso interesams, jo dauginimuisi.

Transkripcijos funkcija

Branduolyje ant vRNR sintetinamos trijų tipų virusui būdingos RNR: 1) teigiama komplementinė RNR (mRNR), naudojama kaip šablonai virusinių baltymų sintezei; jos 5' gale turi dangtelį, atskirtą nuo ląstelinės mRNR 5' galo, ir poli-A seką 3' gale; 2) viso ilgio komplementinė RNR (kRNR), kuri tarnauja kaip šablonas viriono RNR (vRNR) sintezei; kRNR 5' gale nėra dangtelio, o 3' gale nėra poli-A sekos; 3) neigiama viriono RNR (vRNR), kuri yra naujai susintetintų virionų genomas.

Dar prieš sintezės pabaigą, vRNR ir kRNR jungiasi su kapsidės baltymais, kurie iš citozolio patenka į branduolį. Tačiau į virionų sudėtį įtraukiami tik su vRNR susiję ribonukleoproteinai. Ribonukleoproteinai, kuriuose yra kRNR, ne tik nepatenka į virionų sudėtį, bet ir net nepalieka ląstelės branduolio. Virusinės mRNR patenka į citozolį, kur yra transliuojamos. Naujai susintetintos vRNR molekulės po asociacijos su kapsidės baltymais migruoja iš branduolio į citozolį.

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

Virusinių baltymų transliacijos ypatybės

Baltymai NP, PB1, PB2, PA ir M sintetinami laisvose poliribosomose. Baltymai NP, PB1, PB2 ir PA po sintezės iš citozolio grįžta į branduolį, kur jungiasi prie naujai susintetintos vRNR, o po to grįžta į citozolį kaip nukleokapsidė. Po sintezės matricos baltymas juda į vidinį ląstelės membranos paviršių, išstumdamas iš jos šioje srityje esančius ląstelinius baltymus. Baltymai H ir N sintetinami ribosomose, susijusiose su endoplazminio tinklo membranomis, transportuojami jomis, glikozilinami ir yra įsitaisę išoriniame ląstelės membranos paviršiuje, sudarydami smaigalius priešais baltymą M, esančius jo vidiniame paviršiuje. Baltymas H apdorojimo metu skyla į HA1 ir HA2.

Paskutinį viriono morfogenezės etapą kontroliuoja M baltymas. Su juo sąveikauja nukleokapsidė; prasiskverbusi pro ląstelės membraną, ją pirmiausia padengia M baltymas, o po to – ląstelės lipidų sluoksnis ir superkapsidės glikoproteinai H ir N. Viruso gyvavimo ciklas trunka 6–8 valandas ir baigiasi naujai susintetintų virionų, galinčių atakuoti kitas audinio ląsteles, pumpuravimu.

Virusas nėra labai stabilus išorinėje aplinkoje. Jis lengvai sunaikinamas kaitinant (56 °C temperatūroje 5–10 minučių), veikiant saulės spinduliams ir UV spinduliams, lengvai neutralizuojamas dezinfekavimo priemonėmis.

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

Gripo A patogenezė ir simptomai

Gripo inkubacinis periodas trumpas – 1–2 dienos. Virusas dauginasi kvėpavimo takų gleivinės epitelio ląstelėse, pirmiausia lokalizuodamasis trachėjoje, kuri kliniškai pasireiškia sausu, skausmingu kosuliu su skausmu palei trachėją. Pažeistų ląstelių irimo produktai patenka į kraują, sukeldami sunkią intoksikaciją ir kūno temperatūros padidėjimą iki 38–39 °C. Padidėjęs kraujagyslių pralaidumas dėl endotelio ląstelių pažeidimo gali sukelti patologinius pokyčius įvairiuose organuose: taškinius kraujavimus trachėjoje, bronchuose, kartais smegenų edemą, kuri gali baigtis mirtimi. Gripo virusas slopina kraujodarą ir imuninę sistemą. Visa tai gali sukelti antrines virusines ir bakterines infekcijas, kurios apsunkina ligos eigą.

Poinfekcinis imunitetas

Ankstesnės mintys, kad po gripo išlieka silpnas ir trumpalaikis imunitetas, buvo paneigtos po H1N1 viruso sugrįžimo 1977 m. Šis virusas ligą sukėlė daugiausia jaunesniems nei 20 metų žmonėms, t. y. tiems, kurie juo nesirgo iki 1957 m. Todėl po užsikrėtimo susidaręs imunitetas yra gana intensyvus ir ilgalaikis, tačiau pasižymi ryškiu tipui būdingu charakteriu.

Pagrindinis vaidmuo formuojant įgytą imunitetą priklauso virusus neutralizuojantiems antikūnams, kurie blokuoja hemagliutininą ir neuraminidazę, taip pat sekreciniams imunoglobulinams IgA.

Gripo A epidemiologija

Infekcijos šaltinis yra žmogus, sergantis asmuo arba nešiotojas, retai gyvūnai (naminiai ir laukiniai paukščiai, kiaulės). Užsikrėtimas nuo žmonių vyksta oro lašeliniu būdu, inkubacinis periodas yra labai trumpas (1–2 dienos), todėl epidemija plinta labai greitai ir, nesant kolektyvinio imuniteto, gali išsivystyti į pandemiją. Imunitetas yra pagrindinis gripo epidemijų reguliatorius. Didėjant kolektyviniam imunitetui, epidemija mažėja. Tuo pačiu metu, dėl imuniteto susidarymo, atrenkami viruso kamienai su modifikuota antigenine struktūra, pirmiausia hemagliutininas ir neuraminidazė; šie virusai toliau sukelia protrūkius, kol atsiranda antikūnų prieš juos. Toks antigeninis dreifas palaiko epidemijos tęstinumą. Tačiau gripo A viruse buvo atrasta kita kintamumo forma, vadinama slinktimi. Ji susijusi su visišku vieno tipo hemagliutinino (rečiau – ir neuraminidazės) pasikeitimu į kitą.

Visas gripo pandemijas sukėlė A tipo gripo virusai, kurie buvo pasikeitę. 1918 m. pandemiją sukėlė H1N1 fenotipo virusas (mirė apie 20 mln. žmonių), 1957 m. pandemiją – h3N2 virusas (susirgo daugiau nei pusė pasaulio gyventojų), o 1968 m. pandemiją – H3N2 virusas.

Siekiant paaiškinti staigaus gripo A virusų tipų pasikeitimo priežastis, buvo pasiūlytos dvi pagrindinės hipotezės. Pagal A. A. Smorodintsevo hipotezę, virusas, išnaudojęs savo epidemines galimybes, neišnyksta, o toliau cirkuliuoja grupėje be pastebimų protrūkių arba ilgą laiką išlieka žmogaus organizme. Po 10–20 metų, kai atsiranda nauja žmonių karta, neturinti imuniteto šiam virusui, jis tampa naujų epidemijų priežastimi. Šią hipotezę patvirtina faktas, kad gripo A virusas su H1N1 fenotipu, kuris išnyko 1957 m., kai jį pakeitė h3N2 virusas, vėl pasirodė po 20 metų nebuvimo 1977 m.

Remiantis kita daugelio autorių sukurta ir palaikoma hipoteze, nauji gripo A viruso tipai atsiranda dėl genomų reasociacijos tarp žmonių ir paukščių gripo virusų, tarp paukščių gripo virusų, tarp paukščių ir žinduolių (kiaulių) gripo virusų, o tai palengvina viruso genomo segmentinė struktūra (8 fragmentai).

Taigi, gripo A virusas gali pakeisti savo genomą dviem būdais.

Taškinės mutacijos, sukeliančios antigeninį dreifą. Jos pirmiausia veikia hemagliutinino ir neuraminidazės genus, ypač H3N2 viruse. Dėl šios priežasties H3N2 virusas 1982–1998 m. sukėlė 8 epidemijas ir iki šiol turi epideminę reikšmę.

Žmogaus gripo virusų ir paukščių bei kiaulių gripo virusų genų reassociacija. Manoma, kad gripo A viruso genomų reasocija su paukščių ir kiaulių gripo virusų genomais yra pagrindinė šio viruso pandeminių variantų atsiradimo priežastis. Antigeninis dreifas leidžia virusui įveikti esamą imunitetą žmonėms. Antigeninis poslinkis sukuria naują epideminę situaciją: dauguma žmonių neturi imuniteto naujajam virusui ir kyla gripo pandemija. Tokio gripo A viruso genomų reasocijos galimybė buvo įrodyta eksperimentiškai.

Nustatyta, kad žmonių gripo epidemijas sukelia tik 3 arba 4 fenotipų A tipo virusai: H1N1 (H0N1); h3N2; H3N2.

Tačiau vištų (paukščių) virusas kelia didelę grėsmę ir žmonėms. Vištų gripo protrūkiai buvo stebimi ne kartą, ypač vištų virusas H5N1 sukėlė milijono žmonių epizootiją tarp naminių ir laukinių paukščių, o mirtingumas siekė 80–90 %. Žmonės taip pat užsikrėtė nuo vištų; 1997 m. nuo vištų užsikrėtė 18 žmonių, iš kurių trečdalis mirė. Ypač didelis protrūkis buvo pastebėtas 2004 m. sausio–kovo mėn. Jis paveikė beveik visas Pietryčių Azijos šalis ir vieną iš JAV valstijų ir padarė didžiulę ekonominę žalą. Nuo vištų užsikrėtė ir mirė 22 žmonės. Šiam protrūkiui likviduoti buvo imtasi griežčiausių ir ryžtingiausių priemonių: griežtas karantinas, visų naminių paukščių likvidavimas visuose židiniuose, sergančiųjų ir visų karščiuojančių žmonių, taip pat asmenų, kontaktavusių su sergančiaisiais, hospitalizavimas ir izoliavimas, draudimas importuoti vištieną iš minėtų šalių, griežta medicininė ir veterinarinė visų iš šių šalių atvykstančių keleivių ir transporto priemonių priežiūra. Gripas plačiai paplito tarp žmonių ne dėl to, kad paukščių gripo viruso genomas nesusijungė su žmogaus gripo viruso genomu. Tačiau tokios reasocijos pavojus išlieka realus. Tai gali sukelti naujo pavojingo pandeminio žmonių gripo viruso atsiradimą.

Aptiktų gripo virusų padermių pavadinimai nurodo viruso serotipą (A, B, C), šeimininko rūšį (jei tai ne žmogus), išskyrimo vietą, padermės numerį, išskyrimo metus (paskutiniai 2 skaitmenys) ir fenotipą (skliausteliuose). Pavyzdžiui: „A/Singapore/1/57 (h3N2), A/duck/USSR/695/76 (H3N2)“.

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

Gripo A laboratorinė diagnostika

Tyrimo medžiaga yra nosiaryklės išskyros, kurios gaunamos plaunant arba naudojant vatos tamponus, ir kraujas. Naudojami šie diagnostikos metodai:

• Virusologinė – vištų embrionų, žaliųjų beždžionių inkstų ląstelių kultūrų (Vero) ir šunų (MDSC) infekcija. Ląstelių kultūros ypač veiksmingos A (H3N2) ir B virusų išskyrimui.
• Serologinis - specifinių antikūnų nustatymas ir jų titro padidėjimas (suporuotuose serumuose) naudojant RTGA, RSK ir fermentinį imunologinį tyrimą.
• Imunofluorescencijos metodas naudojamas kaip pagreitintas diagnostikos metodas, leidžiantis greitai aptikti viruso antigeną tepinėliuose iš nosies gleivinės arba pacientų nosiaryklės tamponuose.
• Virusui (virusiniams antigenams) aptikti ir identifikuoti buvo pasiūlyti RNR zondo ir PGR metodai.

Gripo A gydymas

Gripo A gydymas, kuris turėtų būti pradėtas kuo anksčiau, taip pat gripo ir kitų virusinių ŪRI profilaktika grindžiama dibazolo, interferono ir jo induktorių amiksino ir arbidolio vartojimu pagal specialius režimus, o gripo gydymui ir profilaktikai vyresniems nei 1 metų vaikams - algiremo (remantadino) vartojimu pagal specialius režimus.

Specifinė gripo A prevencija

Kasmet šimtai milijonų žmonių pasaulyje suserga gripu, kuris daro didžiulę žalą kiekvienos šalies gyventojų sveikatai ir ekonomikai. Vienintelė patikima kovos su juo priemonė yra kolektyvinio imuniteto sukūrimas. Šiuo tikslu buvo pasiūlytos ir naudojamos šios vakcinų rūšys:

1. gyvena iš susilpninto viruso;
2. sunaikino visą virioną;
3. subvirioninė vakcina (iš suskaidytų virionų);
4. subvienetas – vakcina, kurioje yra tik hemagliutininas ir neuraminidazė.

Mūsų šalyje sukurta ir naudojama trivalentė polimero subvieneto vakcina („grippol“), kurioje sterilus A ir B virusų paviršiaus baltymų konjugatas yra sujungtas su polioksidonio kopolimeru (imunostimuliatoriumi).

Vaikai nuo 6 mėnesių iki 12 metų, remiantis PSO rekomendacijomis, turėtų būti skiepijami tik subvieneto vakcina, nes ji yra mažiausiai reaktogeniška ir toksiška.

Pagrindinė gripo vakcinų veiksmingumo didinimo problema yra užtikrinti jų specifiškumą prieš dabartinį virusą, t. y. epidemiją sukėlusį viruso variantą. Kitaip tariant, vakcinoje turi būti specifiniai dabartinio viruso antigenai. Pagrindinis būdas pagerinti vakcinos kokybę yra naudoti konservatyviausius epitopus, bendrus visiems viruso A antigeno variantams, kurie pasižymi maksimaliu imunogeniškumu.