Structura și compoziția chimică
Virusul gripal are o formă sferică, cu diametrul de 80-120 nm. Formele filamentoase sunt mai puțin frecvente. Nucleocapsidul elicoidal este o catenă de ribonucleoproteină (RNP) pliată într-o dublă helix care formează miezul virionului. ARN polimeraza și endonucleazele (P1 și P3) sunt asociate cu aceasta. Miezul este înconjurat de o membrană formată din proteina M, care leagă RNP-ul de stratul dublu lipidic al învelișului exterior și procesele stiloide, constând din hemaglutinină și neuraminidază.Virionii conțin aproximativ 1% ARN, 70% proteine, 24% lipide. și 5% carbohidrați. Lipidele și carbohidrații fac parte din lipoproteinele și glicoproteinele învelișului exterior și sunt de origine celulară. Genomul virusului este reprezentat de o moleculă de ARN fragmentată cu catenă minus. Virusurile gripale de tip A și B au 8 fragmente de ARN, dintre care 5 codifică câte o proteină, iar ultimele 3 codifică câte două proteine.Antigene
Virușii gripei A, B și C diferă unul de celălalt prin antigenul specific de tip asociat cu RNP (proteina NP) și proteina matricei M care stabilizează structura virionului.Acești antigeni sunt detectați în CSC. Specificitatea mai restrânsă a virusului de tip A este determinată de alți doi antigeni de suprafață - hemaglutinina H și neuraminidaza N, notate cu numere de serie.Hemaglutinina este o glicoproteină complexă cu proprietăți protectoare. Induce în organism formarea de anticorpi de neutralizare a virusului - antihemaglutinin, detectați în RTGA. Variabilitatea hemaglutininei (antigen H) determină deplasarea și deplasarea antigenică a virusului gripal. Deriva antigenică este înțeleasă ca modificări minore ale antigenului H cauzate de mutații punctuale ale genei care controlează formarea acestuia. Astfel de modificări se pot acumula la descendenți sub influența unor factori selectivi precum anticorpii. Acest lucru duce în cele din urmă la o schimbare cantitativă, exprimată printr-o modificare a proprietăților antigenice ale hemaglutininei. Odată cu schimbarea antigenică, are loc o înlocuire completă a genei, care se poate baza pe recombinarea între două viruși. Aceasta duce la o modificare a subtipului de hemaglutinină sau neuraminidază, și uneori a ambelor antigene, și apariția unor variante antigenice fundamental noi ale virusului care provoacă epidemii și pandemii majore.Hemagglutinina este, de asemenea, un receptor prin care virusul este adsorbit pe celulele sensibile. , inclusiv eritrocitele, făcându-le să se lipească împreună și este implicată în hemoliza eritrocitelor.Neuraminidaza virală este o enzimă care catalizează scindarea acidului sialic din substrat. Are proprietăți antigenice și, în același timp, participă la eliberarea virionilor din celula gazdă. Neuraminidaza, ca și hemaglutinina, se modifică ca urmare a deplasării și deplasării antigenice.Cultivare și reproducere
Virușii gripali sunt cultivați în embrioni de pui și în culturi celulare. Mediul optim îl constituie embrionii de pui, în cavitățile amniotice și alantoide ale cărora virusul se reproduce timp de 36-48 de ore.Cele mai sensibile la virusul gripal sunt culturile primare de celule renale ale embrionului uman și ale unor animale. Reproducerea virusului în aceste culturi este însoțită de CPP ușoară, asemănătoare cu degenerarea celulară spontană. Virusurile gripale sunt adsorbite pe receptorii glicoproteici ai celulelor epiteliale, în care pătrund prin endocitoza receptorului. Transcripția și replicarea genomului viral are loc în nucleul celulei. În acest caz, fragmentele individuale de ARN citite sub formă de ARNm sunt traduse în ribozomi, unde sunt sintetizate proteine specifice virusului. După replicarea genomului viral, se formează un grup de ARN viral, care este utilizat în asamblarea de noi nucleocapside.Patogeneza
Reproducerea primară a virusului are loc în celulele epiteliale ale tractului respirator. Prin suprafața erodata a membranei mucoase, virusul intră în fluxul sanguin, provocând viremie. Circulația virusului în sânge este însoțită de deteriorarea celulelor endoteliale ale capilarelor sanguine, rezultând o creștere a permeabilității acestora. În cazurile severe, se observă hemoragii la plămâni, mușchiul inimii și alte organe interne. Virușii gripali, care intră în ganglionii limfatici, lezează limfocitele, ducând la imunodeficiența dobândită, ceea ce contribuie la apariția infecțiilor bacteriene secundare.Gripa provoacă intoxicație a organismului de severitate diferită.Imunitate
Mecanismul imunității antigripală este asociat cu factori naturali de protecție antivirală nespecifică, în principal cu producerea de interferon și celule natural killer.Imunitatea specifică este asigurată de factorii de răspuns celular și umoral. Primele sunt reprezentate de macrofage și T-killers. Al doilea - imunoglobulinele, în primul rând antihemaglutininele și anticorpii antineurominidaze, care au proprietăți de neutralizare a virusului. Acestea din urmă, spre deosebire de antihemaglutininele, neutralizează doar parțial virusul gripal, prevenind răspândirea acestuia. Anticorpii de fixare a complementului la nucleoproteina virală nu au proprietăți protectoare și după 1,5 luni. dispar din sângele convalescenților.Anticorpii se găsesc în serul sanguin la 3-4 zile de la debutul bolii și ating titrurile maxime după 2-3 săptămâni. Durata imunității specifice dobândite după o infecție gripală, contrar ideilor anterioare, se măsoară în câteva decenii. La această concluzie s-a ajuns pe baza unui studiu al structurii de vârstă a incidenței gripei cauzate de virusul A (H1N1) în 1977. S-a constatat că acest virus, care lipsea din 1957, a afectat în 1977 doar persoanele sub varsta de 20 de ani.Astfel, dupa ce a suferit o infectie gripala cauzata de virusul gripal de tip A se formeaza o imunitate intensa, strict specifica subtipului virusului (de catre antigenele H- si N) care a determinat formarea acestuia.In plus, nou-nascutii au imunitate pasivă datorită anticorpilor din clasa IgG la virusul corespunzător subtipului A. Imunitatea persistă 6-8 luni.Epidemiologie
Sursa de infecție sunt persoanele bolnave și purtătorii de virus. Transmiterea agentului patogen are loc prin picături în aer. Gripa se referă la infecții epidemice care apar adesea în lunile de iarnă și iarnă-primăvară. Aproximativ la fiecare zece ani, epidemiile de gripă iau forma unor pandemii, acoperind populația de pe diferite continente. Acest lucru se datorează modificării antigenelor H și N ai virusului de tip A asociate cu deriva și schimbarea antigenică. De exemplu, virusul gripal A cu hemaglutinină NSW1 a provocat pandemia de gripă spaniolă în 1918, care a provocat 20 de milioane de vieți omenești. În 1957, virusul gripal „asiatic” (H2N2) a provocat o pandemie care a afectat peste 2 miliarde de oameni. În 1968, a apărut o nouă variantă pandemică, virusul gripal A (H3N2), numit „virusul Hong Kong”, care continuă să circule până în zilele noastre. I s-a alăturat un virus de tip A (H1N1) în 1977. Acest lucru a fost neașteptat, deoarece un virus identic circula deja în 1947-1957, iar apoi a fost complet înlocuit cu subtipul „asiatic”. În acest sens, a apărut o ipoteză că variantele de schimbare ale virusului nu sunt noi din punct de vedere istoric. Sunt serosubtipuri care circulă în ultimii ani.Încetarea circulației virusului gripal care a provocat o altă epidemie se explică prin imunitatea colectivă a populației care s-a dezvoltat la această variantă antigenică a agentului patogen. Pe acest fond, are loc selecția de noi variante antigenice, a căror imunitate colectivă nu s-a format încă.Nu este încă clar unde se deplasează variantele antigenice (serosubtipurile) virusului gripal de tip A care au lăsat circulație activă într-o anumită perioadă istorică. sunt depozitate pentru o perioadă lungă de timp. Este posibil ca rezervorul unor astfel de virusuri să fie animale sălbatice și domestice, în special păsări, care sunt infectate cu variante umane ale virusurilor gripale A și le mențin în circulație mult timp. În același timp, în organismul păsărilor apar recombinări genetice între virusurile aviare și cele umane, care duc la formarea de noi variante antigenice.Conform unei alte ipoteze, virusurile gripale din toate subtipurile cunoscute circulă constant în rândul populației, dar devin relevante epidemic. numai cu scăderea imunităţii colective.Virusurile gripale de tipurile B şi C au o stabilitate antigenică mai mare. Virusurile gripale de tip B provoacă epidemii mai puțin intense și focare localizate. Virusul gripal de tip C este cauza bolilor sporadice.Virusul gripal este distrus rapid de temperaturi peste 56°C, radiatii UV, dezinfectanti, detergenti. Își păstrează viabilitatea timp de 1 zi. la temperatura camerei, pe suprafețe netede din metal și plastic - până la 2 zile. Virusurile gripale supraviețuiesc la temperaturi scăzute (-70°C).Profilaxia specifică
Pentru prevenirea gripei se foloseste rimantadina, care suprima reproducerea virusului gripal A. Pentru profilaxia pasiva se foloseste imunoglobulina umana antigripala obtinuta din serul sanguin al donatorilor imunizati cu vaccinul gripal. Interferonul leucocitar uman are un anumit efect.Pentru vaccinare se folosesc vaccinuri vii și inactivate. Odată cu introducerea vaccinurilor vii, se formează atât imunitatea generală, cât și cea locală. În plus, se remarcă inducerea interferonului.În prezent s-au obţinut vaccinuri inactivate de diferite tipuri: virion, subunitate, split şi mixt. Vaccinurile Virion sunt obținute prin purificarea de înaltă calitate a virusurilor cultivate în embrioni de pui. Vaccinurile subunităților sunt antigeni de suprafață purificați ai virusului gripal - hemaglutininele și neuraminidaza. Astfel de preparate de vaccin sunt caracterizate prin reactogenitate scăzută și imunogenitate ridicată. Vaccinurile scindate sau dezintegrate se obțin dintr-o suspensie purificată de virioni prin tratare cu detergenți. Cu toate acestea, nu există încă un consens cu privire la beneficiile vreunuia dintre aceste vaccinuri. Vaccinurile inactivate induc un răspuns imun în sistemul imunității umorale generale și locale, dar într-o măsură mai mică decât vaccinurile vii induc sinteza interferonului Mulți ani de experiență în utilizarea vaccinurilor vii și inactivate indică faptul că nepotrivirea antigenică a tulpinilor de vaccin. cu tulpini epidemice este principalul, dar nu singurul motiv pentru care eficacitatea scăzută a vaccinării antigripală. În ultimii ani, s-au făcut încercări de a crea vaccinuri gripale sintetice și modificate genetic.Gripa
Gripa este o boală respiratorie acută umană care tinde să se răspândească epidemic. Se caracterizează prin inflamație catarrală a tractului respirator superior, febră, intoxicație generală severă. Gripa este adesea însoțită de apariția unor complicații severe - pneumonie bacteriană secundară, exacerbarea bolilor pulmonare cronice.Agenții patogeni gripali aparțin familiei Orthomyxoviridae. Include trei genuri de virusuri - A, B, C. Virusul gripal are o formă sferică, dimensiunile sale sunt de 80-120 nm. Uneori se formează virioni filamentoși. Genomul este format dintr-o catenă negativă monocatenară de ARN, care constă din opt fragmente și este înconjurată de o capsidă proteică. ARN asociat cu 4 proteine interne: nucleoproteine (NP) și proteine cu greutate moleculară mare PI, P2, P3 implicate în transcripția genomului și replicarea virusului. Nucleocapsidul are simetrie elicoidală. Deasupra membranei capsidei este un strat de proteină matrice (proteina M). Pe membrana exterioară, supercapside, hemaglutinina (H) și neuraminidaza (N) sunt situate sub formă de spini. Ambele glicoproteine (N și H) au proprietăți antigenice pronunțate. În virusurile gripale au fost găsite 13 tipuri antigenice diferite de hemaglutinină (NI-13) și 10 variante de neuraminidază (N1-10).După antigenul nucleoproteic intern se disting trei tipuri de virusuri gripale - A, B, C, care poate fi determinat în RSK. Virușii de tip A care infectează oamenii au trei tipuri de hemaglutinină (HI, H2, H3) și două tipuri de neuraminidază (N1, N2). În funcție de combinațiile lor, există variante ale virusurilor gripale A - H1N1, H2N2, H3N2. se determină în reacţia de inhibare a hemaglutinării cu serurile corespunzătoare.Viruşii gripali se cultivă uşor în embrioni de pui şi diverse culturi celulare. Acumularea maximă de viruși are loc după 2-3 zile. În mediul extern, virusul își pierde rapid infecțiozitatea prin uscare. La o temperatură scăzută în frigider se păstrează timp de o săptămână, la -70 ° C - mult mai mult. Încălzirea duce la inactivarea acestuia după câteva minute. Sub influența eterului, fenolului, formolului se prăbușește rapid.Metoda de diagnostic virologic
Ca material pentru cercetare au fost folosite tampoane nazofaringiene, scurgeri nazale prelevate cu tampoane sterile de bumbac uscate sau umede în primele zile de boală, spută. Virușii pot fi găsiți în sânge, lichidul cefalorahidian. În cazurile fatale, se prelevează bucăți de țesut afectat ale tractului respirator superior și inferior, creier, etc.. Tampoanele nazofaringiene se iau pe stomacul gol. Pacientul trebuie să clătească gâtul de trei ori cu soluție salină sterilă de clorură de sodiu (10-15 ml), care este colectată într-un borcan steril cu gura largă. După aceea, o bucată de vată sterilă este șters cu peretele din spate al faringelui, căile nazale, apoi este scufundată într-un borcan cu spălare.Puteți lua materialul cu un tampon steril umezit în soluție de clorură de sodiu, care este atent. șters cu peretele din spate al gâtului. După preluarea materialului, tamponul este scufundat într-o eprubetă cu ser fiziologic, la care se adaugă 5% ser animal inactivat. În laborator, tampoanele sunt clătite în lichid, strânse de peretele eprubetei și îndepărtate. Drenul este păstrat la frigider pentru decantare, apoi partea din mijloc a lichidului este luată în eprubete sterile. Antibioticele penicilină (200-1000 UI/ml), streptomicina (200-500 μg/ml), nistatina (100-1000 UI/ml) sunt adăugate la material pentru a distruge microflora asociată, incubate timp de 30 de minute la temperatura camerei și utilizate pentru a izola virusurile, după ce a verificat în prealabil sterilitatea.O metodă sensibilă de izolare a virusurilor infectează embrionii de pui de 10-11 zile. Materialul într-un volum de 0,1-0,2 ml este injectat în cavitatea amniotică sau alantoisă. Infectează, de regulă, 3-5 embrioni. Embrionii sunt incubați la temperatura optimă de 33-34°C timp de 72 de ore. Pentru a crește numărul de virioni din materialul de testat, acesta este pre-concentrat. Pentru a face acest lucru, utilizați metodele de adsorbție a virusurilor pe eritrocitele de pui, tratamentul cu o soluție de tripsină 0,2% pentru a îmbunătăți proprietățile infecțioase ale virusurilor sau precipitați-le folosind metode speciale.După incubare, embrionii de pui sunt răciți la o temperatură de 4 °. C timp de 2-4 ore, apoi se aspira pipete sterile sau seringa alantoisnu sau lichid amniotic. În aceasta, cu ajutorul RHA, se determină prezența unui virus infecțios. Pentru a face acest lucru, amestecați volume egale (0,2 ml) de material viral și 1% suspensie de eritrocite de pui. O reacție pozitivă (prezența unui virus în material) este evidențiată de sedimentarea eritrocitelor sub formă de umbrelă.Dacă în material există un virus care are proprietăți de hemaglutinare, acesta este titrat cu ajutorul unui RGA expandat, determinând titrul de activitate de hemaglutinare. Cu ajutorul acestei reacții se determină titrul virusului de hemaglutinare - cea mai mare diluție a materialului, care dă totuși reacția de hemaglutinare. Această cantitate de virus este luată ca o unitate de hemaglutinare (HAU).Identificarea virusurilor gripale folosind RTGA
Pentru a face acest lucru, pregătiți mai întâi o diluție de lucru a materialului viral, care conține 4 GAO de virus într-un anumit volum.Contabilitatea reacției se efectuează după formarea unui sediment de eritrocite în godeurile de control. O reacție pozitivă este evidențiată de o întârziere a hemaglutinării în godeurile de testare.Virușii gripali pot fi izolați folosind diverse linii de cultură celulară - embrion uman, rinichi de maimuță, linie celulară continuă de rinichi de câine (MDCK) și altele. În culturile celulare se manifestă efectul citopatic al virusurilor (apariția celulelor cu margini festonate, vacuole, formarea incluziunilor intranucleare și citoplasmatice), care se încheie cu degenerarea monostratului celular. 1:8). Pe lângă această reacție, se pot folosi RGGads, cu toate acestea, este mai puțin sensibil și necesită un titru seric imun de cel puțin 1:160, precum și RSK, RN, PEMA etc.Studiu serologic
Un test serologic este utilizat pentru a confirma diagnosticul de gripă. Se bazează pe determinarea unei creșteri de patru ori a titrului de anticorpi în serul pacientului.Primul ser se obține la debutul bolii în perioada acută (2-5-1 zile de boală), al doilea - după 10-14. ziua bolii. Deoarece serurile pot fi consumate simultan, primul dintre ele este păstrat la frigider la o temperatură de -20 ° C. Cel mai des sunt utilizate RTGA, RSK, RNGA. Aceste reacții sunt stabilite cu seturi speciale de truse standard de diagnostic virale (tulpini de referință ale virusului gripal de diferite tipuri serologice). Deoarece serurile pacienților pot conține inhibitori nespecifici ai hemaglutinării, acestea sunt mai întâi încălzite la o temperatură de 56 ° C și, de asemenea, tratate cu o enzimă specială (de exemplu, neuraminidază) sau soluții de periodat de potasiu, rivanol, clorură de mangan, suspensie de anvelope albe etc. conform schemelor speciale. ȘIReacția de inhibare a hemaglutinării
Reacția de inhibare a hemaglutinării poate fi pusă în eprubete (macroshtod) sau în plăci speciale pentru studii imunologice.Reacția este considerată pozitivă atunci când se formează un sediment eritrocitar compact, dens, cu margini netede.Diagnosticare Express
Metoda se bazează pe detectarea antigenelor virale specifice în materialul de testat folosind imunofluorescență în RIF direct sau indirect. Mucusul se obține din căile nazale sau din peretele faringian posterior, centrifugat, iar frotiurile sunt preparate din sedimentul de celule ale epiteliului cilindric al membranei mucoase pe lamele de sticlă. sunt tratați cu seruri imunofluorescente conjugate cu fluorocromi, cum ar fi FITC (izotiocianat de fluoresceină). La examinarea preparatelor folosind un microscop luminiscent, se observă o strălucire caracteristică verde-galben a virusurilor gripale, care sunt localizate la debutul bolii în nucleele celulelor epiteliale.Recent, s-a propus utilizarea ELISA, RZNGA și PCR. pentru a indica antigene virale specifice.Sezonul epidemiei 2017-2018 este pe drum. Vaccinatorii pregătesc seringi, terapeuții pregătesc fonendoscoape, farmaciștii se aprovizionează cu „medicamente antigripală”, iar populația citește rapoartele din presă și speră să supraviețuiască unui alt atac viral sezonier cu pierderi minime. De-a lungul anilor de dezvoltare activă a spațiului informațional, cetățenii s-au obișnuit deja cu denumirile misterioase H1N1 sau H5N1, iar unii știu deja că prima este gripa porcină, iar a doua este gripa aviară. Dar până acum, puțini dintre pacienții obișnuiți - foști și viitori - înțeleg cum funcționează virusul gripal și cum funcționează exact. MedAboutMe va umple acest gol.
Cum este organizat virusul gripal?
Virusurile gripale aparțin unei familii separate de ortomixovirusuri. Genomul lor nu conține ADN dublu catenar, ca la om, ci ARN monocatenar. Mai mult, acest lanț este format din 8 fragmente separate care codifică în general doar 11 proteine. Fragmentele de ARN se replic chiar și, adică se înmulțesc independent unele de altele. Acesta este un punct important care explică de ce virusurile gripale se schimbă și formează noi soiuri atât de ușor. Dacă două tulpini diferite ale virusului gripal au pătruns într-o singură celulă, atunci ele pot face schimb de secțiuni separate ale genomului, dând astfel naștere la noi viruși reasortați, inexistenți anterior.
Forma virusului este o sferă. În inima acestei sfere se află fragmente dintr-o catenă de ARN, fiecare dintre acestea fiind asociată cu un set de proteine responsabile de replicarea acestui fragment particular al genomului, adică reprezintă 8 nucleoproteine. Toate aceste nucleoproteine sunt ambalate într-o nucleocapsidă, o înveliș proteic înșurubat delicat. Și deasupra - și aceasta este o caracteristică specială a așa-numiților viruși înveliți - există o altă acoperire, care se numește supercapsid.
Supercapsidul este o formațiune extrem de importantă pentru virusul gripal. De fapt, aceasta este o membrană cu două straturi lipidice, care include mai multe tipuri de glicoproteine - complexe de proteine și carbohidrați. Prin glicoproteine, oamenii de știință determină ce fel de tulpină a virusului gripal a intrat în eprubeta lor. Datorită acestor compuși, virusul intră în celulă și se înmulțește. Și, în sfârșit, unele medicamente eficiente împotriva gripei vizează contactul cu glicoproteinele.
Ce compuși unici pot fi găsiți pe suprafața supercapsidei virusului gripal?
- hemaglutinină.
Acesta este un compus cu care virusul, în primul rând, recunoaște receptorii celulelor organismului gazdă și, în al doilea rând, se atașează de aceștia. Anticorpii la hemaglutinină se formează atunci când o persoană se îmbolnăvește de o anumită tulpină a virusului gripal și oferă protecție viitoare împotriva acesteia. Există 16 subtipuri de hemaglutinină.
- Neuraminidaza.
Aceasta este o enzimă care, în primul rând, distruge componentele stratului protector de mucus de pe membranele mucoase ale tractului respirator și, prin urmare, facilitează trecerea virusului către celula țintă. În al doilea rând, neuraminidaza este implicată în fuziunea particulei virale cu celula. În cele din urmă, asigură eliberarea de noi particule virale din celula infectată. Dacă nu ar exista neuraminidază, atunci ciclul de reproducere ar fi limitat la o singură celulă, chiar și fără niciun simptom al bolii. Anticorpii împotriva neuraminidazei se formează în organismul nostru ca urmare a vaccinării - nu permit răspândirea virusului gripal în tot organismul. Există 9 subtipuri de neuraminidază în virusurile gripale A și câte unul în virusurile gripale B și C.
- proteina M2.
Acesta este așa-numitul canal ionic, adică o „gaură” reglabilă în membrana virusului prin care ionii se pot mișca. Deoarece vorbim despre ioni, înseamnă că vorbim despre sarcinile pe care le poartă, adică atunci când canalul ionic funcționează, pH-ul din interiorul particulei virale se va schimba. Proteina M2 este destinată transferului de protoni, adică nucleele atomului de hidrogen care au sarcină pozitivă (H +).
Așadar, virusul gripal, cu ajutorul neuraminidazei, și-a făcut loc prin stratul de mucus din tractul respirator și a ajuns la suprafața celulei epiteliale, mai exact, până la epiteliul ciliat care le căptușește. Neuraminidaza are un „buzunar” special cu care se leagă de mici reziduuri de carbohidrați care ies din membrana celulară (oligozaharide). În acest caz, supercapsidul virusului intră în contact cu membrana celulară și straturile lipidice ale acestora se îmbină. Ca urmare, nucleocapsidul, care conține, după cum ne amintim, 8 segmente de ARN, intră în celulă, în citoplasma acesteia.
În timp ce procesul de penetrare a nucleocapsidei virusului în celulă este în desfășurare, proteina M2 funcționează activ. Pompează protoni în virus, ceea ce înseamnă că mediul din interiorul acestuia devine din ce în ce mai acid. Ca urmare a acestor manipulări, conținutul nucleocapsidei pătrunde în nucleul celulei. În același timp, segmentele de ARN viral sunt eliberate sub formă de complexe cu proteine, care primesc toate resursele necesare ale celulei la dispoziție și încep producția de noi viruși. Acesta este, de asemenea, un proces foarte atent, în timpul căruia se formează ARNm „temporare”, lăsând nucleul citoplasmei să organizeze acolo sinteza proteinelor virale. Apoi aceste proteine sunt transportate la nucleu, unde, în final, are loc asamblarea particulelor virale. O parte din noul ARN genomic este utilizată pentru replicarea suplimentară a genomului virusului.
Se poate admira doar acuratețea asamblării a 8 segmente diferite de ARN viral într-o viitoare particule virale. Este imposibil ca două segmente identice să intre în aceeași nucleocapsidă, iar mecanismul acestui proces este încă necunoscut. În acest moment, se poate produce doar formarea de viruși reasortați, despre care am discutat mai sus. În cele din urmă, nucleocapsidele terminate se deplasează în citoplasmă. La trecerea prin membrana celulară, nucleocapsidul proaspăt asamblat primește un înveliș de supercapside cu întregul set de glicoproteine.
Întregul ciclu de la pătrunderea virusului în celulă până la eliberarea de noi particule virale din aceasta durează de la 6 la 8 ore. Numeroși viruși apar și infectează celulele învecinate. Mai rar, virionii intră în sânge și se răspândesc în tot corpul. Răspândirea virusului prin țesuturi și organe se numește viremie. Vârful de replicare a virusului gripal se observă în intervalul de la 24 la 72 de ore din momentul în care particulele virale intră în epiteliul tractului respirator.
Când noi virioni sunt eliberați, celulele în care s-au reprodus mor. Se declanșează procesul inflamator. Prin urmare, cu gripa, tractul respirator superior este afectat în primul rând, treptat inflamația acoperă traheea și bronhiile. Dacă virușii intră în sânge și se răspândesc în tot organismul, infecția se generalizează, se dezvoltă intoxicația organismului.
Pericolul gripei constă în faptul că afectează vasele de sânge și sistemul nervos. Pe fondul infecției cu virusul gripal, există o formare masivă de specii reactive de oxigen (ROS), adică radicali liberi care tind să oxideze tot ce le iese în cale.
Trebuie înțeles că virusul gripal în sine nu conține toxine. Efectul toxic este exercitat de compușii pe care corpul nostru îi produce în încercarea de a se proteja de virus. Această reacție este atât de violentă, iar locul pentru introducerea virusului este ales atât de „cu succes” încât o persoană suferă de propriul său sistem imunitar. Potrivit cercetărilor, ROS declanșează procesele de proteoliză - distrugerea proteinelor. Acest lucru se întâmplă în căile respiratorii la granița cu aerul, rezultând o explozie „respiratorie” sau „metabolică”.
Întrucât procesul de introducere și reproducere a virusului are loc în tractul respirator, pereții capilarelor situate acolo (vasele mici de sânge) suferă în primul rând. Ele devin mai fragile, permeabile, ceea ce în cazuri severe duce la perturbarea circulației locale, dezvoltarea sindromului hemoragic și amenințarea edemului pulmonar. Pe fondul deteriorării sistemului vascular, alimentarea cu sânge a creierului se poate agrava și, ca urmare, se formează un sindrom neurotoxic.
Sistemul imunitar activează în acest moment producția unei cantități uriașe de citokine - substanțe care declanșează reacții inflamatorii și au efect citotoxic. În mod normal, ei ar trebui să fie implicați în inactivarea și eliminarea agenților infecțioși. Dar amploarea procesului este atât de mare încât se dezvoltă un răspuns inflamator sistemic.
Ca urmare, din cauza deteriorării membranei mucoase a tractului respirator și a vaselor de sânge, capacitatea sistemului imunitar de a face față amenințărilor externe scade, iar activitatea celulelor protectoare ale neutrofilelor scade. În general, acest lucru duce la activarea bolilor cronice existente și crește riscul de infecție bacteriană. Cea mai severă și frecventă complicație a gripei este pneumonia.
Diferite tulpini de gripă diferă unele de altele, în special capacitatea de a activa producția masivă de ROS. Prin urmare, unele tipuri de gripă sunt mai severe, în timp ce altele sunt mai ușoare. În mare măsură, starea corpului pacientului, statutul său imunitar, experiența de cunoaștere cu alte tulpini joacă un rol. Unele tipuri de gripă sunt mai periculoase pentru bătrâni și copii, în timp ce altele afectează mai des populația la vârste.
Pentru a opri procesul de replicare a virusului în celule și răspândirea acestuia în întreg organismul, sunt necesare substanțe care să-i poată întrerupe ciclul de reproducere, perfecționat de evoluție.
În 1961, oamenii de știință au propus să lupte împotriva virusurilor gripale cu amantadină. Acest compus a fost aprobat pentru utilizare în 1966, iar în 1993 a apărut rimantadina, analogul său. Amantadina (și rimantadina) sunt capabile să blocheze canalele ionice ale proteinei M2. Acest lucru oprește replicarea virusului în stadiile inițiale.
Medicamentul a fost foarte eficient împotriva virușilor din grupa A, dar nu a avut niciun efect asupra virușilor din grupul B și C. Și în 2006, Centers for Disease Control and Prevention (CDC) din SUA au publicat date despre rezistența (rezistența) extrem de ridicată a unor tulpini de virus. la adamantani, ajungând până la 90%. Cauza au fost mutații punctiforme în genomul virusului care au apărut în timpul tratamentului cu adamantani. Deci, astăzi, rimantadina și ceilalți analogi ai săi sunt considerate medicamente ineficiente. Mai mult, au fost inițial inutile împotriva virusurilor din grupele B și C.
În 1983, au fost dezvoltați inhibitori de neuraminidază - substanțe care blochează capacitatea enzimei de a declanșa eliberarea de noi virioni dintr-o celulă infectată. Acest lucru vă permite să opriți replicarea și răspândirea virusului.
Inhibitorii neuraminidazei includ oseltamivir (Tamiflu) și zanamivir (Relenza). Din 2009, un alt medicament intravenos din acest grup, paramivirul, a fost aprobat pentru utilizare în Statele Unite. Aceste medicamente sunt, de fapt, singurele medicamente concepute special pentru a lupta împotriva virusului gripal. Dar ar trebui să fie luate în 24-48 de ore de la momentul primelor manifestări ale bolii. Mai târziu, acestea vor fi ineficiente - numeroși viruși noi se vor răspândi deja în tot organismul.
Toți ceilalți așa-numiți agenți antivirali nu au niciun efect asupra virusului gripal în sine sau asupra etapelor individuale ale pătrunderii sale în organism, reproducere și răspândire.
- Virusul gripal este o construcție concepută de natură pentru a pătrunde în organism prin tractul respirator și echipată cu toate „cheile principale” necesare pentru aceasta.
- Există doar câteva tipuri de medicamente care acționează în mod specific asupra virusului gripal, ținând cont de caracteristicile ciclului de viață și ale structurii acestuia. Dar unul dintre aceste medicamente este deja ineficient, deoarece virusul s-a adaptat la el. Și alte tipuri de medicamente sunt eficiente doar pentru o perioadă foarte scurtă după apariția primelor simptome. Efectul antigripal al altor medicamente nu a fost dovedit.
- Prin urmare, pentru tratamentul gripei se utilizează terapia simptomatică și monitorizarea stării pacientului. În cele mai multe cazuri, cu gripa, este suficient să vă culcați pur și simplu acasă, luând medicamente pentru a reduce temperatura ridicată dacă aceasta a crescut la 39 ° C și alte mijloace pentru a atenua starea pacientului. Este important să preveniți dezvoltarea complicațiilor - pentru aceasta trebuie doar să creați toate condițiile pentru ca organismul să lupte împotriva virusului.
- Vaccinarea rămâne cea mai bună modalitate de a lupta împotriva virusului. Chiar dacă o persoană a fost vaccinată împotriva unei tulpini și a luat alta, anticorpii existenți pot oferi cel puțin protecție minimă și pot ușura evoluția bolii.
Descărcați aplicația pentru gripă și vaccinare
K. SCHOLTISSEK și H.-D. KLENK (CH. SCHOLTISSEK, H.-D. KLENK)
I. INTRODUCERE
Există o serie de recenzii cu privire la problema replicării virusului gripal. Literatura anterioară anului 1968 este rezumată în Hoyle (1968) și Scholtissek (1969); recenzii mai recente sunt White (1973) și Compans și Choppin (1974).
Majoritatea datelor privind replicarea au fost obținute din studiul virusului gripal de tip A. Diferențe semnificative în (Mecanismele de replicare a altor tipuri de virus gripal nu au fost încă găsite.
Au devenit populare mai multe sisteme de cultură celulară potrivite pentru studierea replicării, cum ar fi propagarea tulpinii WSN a virusului gripal în celulele MDBK (Choppin, 1969) sau propagarea virusului cirului păsărilor (FPV) în celulele fibroblaste de embrioni de pui. Un exemplu de curbă de creștere a ultimului virus într-un singur ciclu este dovedit la 30, unde perioada de latență este de aproximativ 3 ore și producția virusului atinge un platou între 8 și 12 ore.infecții. Prin urmare, astfel de sisteme sunt foarte convenabile pentru studii biochimice.
II. ADSORBIA, PENTRUREA, „STRIPAREA” VIRUSULUI
Infecția unei celule cu un virus începe cu adsorbția, adică atașarea unei particule virale la suprafața celulei. Atașarea necesită două structuri complementare și anume: situsuri receptor de pe suprafața celulei și o componentă virală responsabilă cu recunoașterea acestor situsuri receptor.Abilitatea virusului gripal de a interacționa cu eritrocitele de diverse origini și de a le aglutina este cunoscută de mulți ani (Hirst, 1941; McClelland, Hare, 1941) Hemaglutinarea a fost folosită ca răspuns model pentru interacțiunea virusului gripal cu suprafața celulară și „cea mai mare parte a cunoștințelor dumneavoastră despre acest fenomen provine din astfel de studii. Cu toate acestea, trebuie să fim foarte atenți la generalizări, deoarece structurile suprafeței eritrocitelor și suprafețele celulelor infectate pot fi complet diferite (vezi și capitolul 3).
A. ROLUL HEMAGGLUTININEI ÎN ADsorbție
Componenta virionului implicată în legare este vârful HA*. Rolul proteinelor β virale în inițierea infecției a fost studiat folosind anticorpi specifici pentru două proteine de suprafață: HA* și NA*. Acești anticorpi pot fi obținuți folosind virusuri recombinate. De exemplu, încrucișarea între virusurile AO și A2 are ca rezultat formarea recombinantului X7F1, care poartă HA*, AO și NA* A2 (Kilbourne și colab., 1968). Antiserul împotriva virusului X7F1 nu inhibă NA* virusurilor gripale de tip AO, dar inhibă hemaglutinarea și neutralizează infecțiozitatea acestui tip de virusuri. Interacțiunea aceluiași ser cu virusurile gripale A2 nu inhibă hemaglutinarea sau infecțiozitatea, deși neutralizarea activității NA* este completă. Astfel, NA* nu este implicată în procesul de inițiere a infecției și numai NA* pare să fie responsabilă de adsorbție. Acest concept este susținut de dovezi că particulele virale din care doar vârfurile de neuraminidază au fost îndepărtate de enzimele proteolitice au rămas infecțioase (Schulze, 1970).
Există dovezi că partea hemaglutinantă este localizată pe partea exterioară a „tepului” de HA*, bogat în carbohidrați (vezi cap. 3). Carbohidrații par a fi esențiali pentru funcționarea HA*, deoarece proteinele HA* neglicozilate nu sunt capabile să se lege de eritrocite (Klenk și colab., 1972b).
B. RECEPTORUL VIRUSULUI GRIPOPEI
Carbohidrații sunt esențiali (componentă nu numai a hemaglutishinului, ci și a receptorului viral de pe suprafața celulei. Hirst (1942) a observat că complexul virus-eritrocit este instabil și că receptorul de pe suprafața celulei este distrus de enzima După cum sa arătat mai târziu, această enzimă este neuraminidaza, care scindează acidul neuraschic din glicoproteine (Klenk și colab., 1955; Klenk, Stoffel, 1956; Gottschalk, 1957). Aceasta a fost prima demonstrație a unei enzime care este parte integrantă. a unei particule virale., 1947. Astfel, s-a descoperit că receptorul pentru virusul gripal este o glicoproteină care conține acid neuraminic.
De atunci, s-au acumulat o mulțime de informații
despre receptorul mixovirusului, rezumat recent într-o recenzie
Hughes (1973). Pe scurt, datele obținute sunt reduse la următoarele
suflare. Locurile receptorilor conțin rămășițe de neuromio-
acid ioic, care sunt prezente în lanțurile de carbohidrați
glicoproteine. Reziduuri terminale neoxidante ale neuramilor
noznla sunt necesare pentru interactiunea glicoproteinelor cu vi
virusul gripal. Tratamentul cu neuraminidază elimină complet
activitate de legare. Studii de degradare cu
folosind periodat sugerează că pentru legare
activitatea necesită o moleculă neuraminică intactă
acizi (Suttajit și Winzler, 1971). grupa carboxil,
probabil joacă, de asemenea, un rol important, deoarece este necesar,
aparent şi forţe electrostatice (Huang, 1974).
Se pare că există doar o specială slabă
caracteristică în raport cu structura cu care este asociat
acid neuraminic, deoarece, după cum s-a arătat, întregul
un set de glicoproteine care conțin acid yairamic,
asociate cu mixovirusuri. Mai mult, gangliozide (gli-
sunt activi în acest sens (Haywood, 1975).
Este de sperat că problema legării virusului gripal va deveni mai clară odată ce structura moleculară a receptorului a fost stabilită. Într-o oarecare măsură, acest lucru a fost deja realizat în cazul eritrocitelor (Marchesi și colab., 1973). Informații suplimentare pot fi furnizate și prin studiul atașării mixovirusurilor la membranele artificiale (Tiffany și Blough, 1971).
C. POSIBILE MECANISME DE PENTRUARE ȘI „STRIPARE”
Au fost propuse două „mecanisme de pătrundere și „decapare” nu numai a virusului gripal, ci și a virușilor în general. Ambele puncte de vedere se bazează în principal pe studii la microscopul electronic. Unul dintre aceste mecanisme este vironexis, care se crede că este un proces de ppnocitoză atunci când particulele virale sunt incluse în pinozomi, care ulterior se îmbină cu lizozomi, iar enzimele lizozomilor determină virusul să se „dezbrace” (Fazekas de St. Grot, 1948) Confirmarea microscopică electronică a acestui punct de Vederea a fost obținută în lucrările lui Dales și Choppin (1962) și Dourmashkin și Tyrrell (1970). La 10 minute după infecție, particulele virale au fost văzute în contact direct cu suprafața celulei, iar la 20 de minute particulele au fost găsite în vacuolele citoplasmatice. Spre deosebire de acest studiu, Morgan și Rose (1968) sugerează că intrarea se poate datora fuziunii învelișului viral cu membrana celulei gazdă. Astfel, în prezent nu există un consens cu privire la mecanismul de penetrare a virusului gripal.
După cum este descris în cap. 5, virionii virusului gripal conțin o ARN polimerază asociată cu componentele lor ribonucleoproteice. Prin urmare, este puțin probabil ca procesul de „dezbracare” să fie disociat spațial de procesul de eliberare a ribonucleolroteinei. Și această etapă are loc pe suprafața celulei, conform mecanismului de fuziune membranară, iar în veziculele fagocitare, după mecanismul virohexisului.
III. TRANSCRIREA A. SECVENȚA SINTEZEI ARN-ului
După „dezbrăcare” ARNs virionului trebuie transcris în ARN complementar. ARN polimeraza introdusă cu particula infectantă trebuie să funcţioneze în prima etapă a reproducerii virusului (vezi capitolul 5). Genomul virusului gripal poate fi izolat din virioni numai sub formă
fragmente individuale (vezi cap. 6). Mai mult decât atât, funcționează sub formă de - fragmente separate, așa cum a fost demonstrat prin analiza genetică (om. Ch. 7) și inactivarea treptată a virusului infecțios (Scholtissek, Rott, 1964). În acest sens, trebuie să presupunem că - polimeraza inițiază sinteza ARN-ului în fiecare fragment individual Deoarece ARN-ul nu există în celulă ca moleculă liberă, ci este întotdeauna îmbrăcat cu o proteină, se pune întrebarea: cu ce proteină este asociat ARN-ul viral în timpul replicării sale?
Experimentele efectuate cu privire la sinteza ARN virusului gripal prezintă mari dificultăți, deoarece actinomicina D nu poate fi utilizată pentru a detecta producția de ARN viral cu inhibarea specifică a sintezei ARN celular, deoarece acest antibiotic inhibă reproducerea virusului gripal (Barry et al., 1962; Rott și Scholtissek, 1964; Barry și colab., 1965; Pons, 1967). Din acest motiv, pentru a determina secvența sintezei ARN-ului în timp, a fost utilizată hibridizarea specifică a ARN-ului marcat cu puls în diferite puncte după infectare cu un exces fie de ARNv nemarcat, fie de ARNcn urmat de tratament cu RNază (Scholtissek și Rott, 1970). În stadiile incipiente ale ciclului infecțios, sinteza ecARN a predominat, ajungând la maximum la aproximativ 2 ore după infectare, în timp ce în etapele ulterioare majoritatea ARN-ului specific virusului produs a fost ARNv. Krug (1972), folosind o metodă diferită, a arătat, de asemenea, că la 4 ore după infecție, sinteza BIKPHK se oprește aproape complet. După extracția cu fenol, se găsește o cantitate relativ mică de lncARN (Scholtissek și Rott, 1970).
Datorita faptului ca unul sau altul tip de ARN viral are informatii1!! funcționează și este folosit ca șablon pentru sinteza proteinelor virale (vezi secțiunea IVA), poate exista un anumit control translațional la nivelul catabolismului diferențial al ARN viral. Prin urmare, au fost efectuate experimente de urmărire a pulsului pentru a studia stabilitatea ARN-ului virusului gripal in vivo. S-a descoperit că, spre deosebire de ARN-ul celular, ambele tipuri de ARN viral sunt complet stabile în timpul perioadei de chenza de 90 de minute (Scholtissek et al., 1972).
Anterior, la studierea sintezei de ARN viral in vivo, când actinomicina D a fost adăugată în stadiile târzii ale ciclului infecțios (Duesberg și Robinson, 1967; Nayak, 1970; Ma-hy, 1970), nu s-a luat în considerare faptul că antibioticul inhibă în mod specific sinteza ARN complementar in vivo (Scholtissek și Rott, 1970; Pons, 1973). Deoarece lncARN este izolat din celulele infectate ca cel puțin cinci fragmente separate, s-a ajuns la concluzia că ARN-ul viral este, de asemenea, sintetizat ca fragmente (Pons și Hirst, 1968).
B. LOCALIZAREA SINTEZEI DE ARN VIRAL ÎN INTERIORUL CELULEI GAZĂ
Din datele obținute prin autoradiografie, s-a concluzionat că locul sintezei ARN viral este, aparent, nucleele celulare (Scholtissek și colab., 1962; Barry și colab., 1974). Întrucât perioadele de puls folosite în aceste studii erau încă prea lungi, nu se poate exclude ca ARN-ul viral să fie sintetizat în citoplasma celulei și apoi transportat la nuclee unde se poate acumula. În plus, ARNv și ARNc pot fi sintetizate într-o celulă în locuri diferite.
C. INHIBIREA SINTEZEI ARN-ului viral 1. Actimicina D, Mitramicină și α-amanitin
Când actinomicina D sau mitramicină, care interferează cu funcția șablonului ADN, este adăugată celulelor infectate într-un moment în care ARN iopolimeraza dependentă de ARN viral este deja prezentă (de exemplu, la 2 ore după infecție), ARNv continuă să fie sintetizat timp de aproximativ 2 ore. mai mult, producția scARN, totuși, se oprește imediat. Mai târziu, sinteza ARNv scade și ea, indicând faptul că necesită producție continuă de ARNc (Rott și colab., 1965; Scholtissek și Rott, 1970; Scholtissek și colab., 1970; Pons, 1973). Gregoriades (1970) a arătat că actinomicina D are, de asemenea, un efect puternic asupra sintezei ARNv atunci când este adăugată târziu în ciclul infecțios. În aceste experimente, sinteza ARN viral a fost determinată de creșterea încorporării uridinei marcate în ARN-ul total al celulelor infectate. Această creștere poate fi abolită prin adăugarea actinomicinei D. Cu toate acestea, trebuie reținut că infecția cu virusul gripal determină o creștere a încorporării uridinei marcate în celulă după infecție (Scholtissek și colab., 1967) și că actinomicina D are un efect inhibitor asupra acestei incorporari (Scholtissek et al., 1969). siAmanitin, care nu are afinitate pentru ADN, afectează activitatea uneia dintre ARN polimerazele celulare (ARN podimeraza II), de asemenea, inhibă sinteza escRNA atunci când este adăugat la fluidul de cultură imediat după infecție (Rott și Scholtissek, 1970; Mahy și colab. ., 1972).
Mecanismul prin care aceste antibiotice inhibă în mod specific sinteza ssRNA nu este pe deplin înțeles, deoarece nu interferează cu formarea ssRNA in vitro.Astfel, aceste antibiotice acționează doar in vivo, deși enzima de sinteză a ssRNA poate fi izolată din celulele care ajung după 2 ani. h după infecție, sa adăugat actinomicina D (Scholtissek și Rott, 1969a).
Reproducerea „virusurilor gripale poate fi suprimată și prin alte acțiuni asupra ADN-ului celulei gazdă - introducerea mitomcinei C, pretratarea cu radiații ultraviolete sau îndepărtarea nucleilor celulari înainte de infectare (Barry, 1964; Rott și colab., 1965; Nayak). , Rasmussen, 1966; Fol-.lett şi colab., 1974; Kelly şi colab., 1974). Mecanismul prin care aceste efecte afectează replicarea virusului gripal poate fi „același cu cel al altor antibiotice. Singura sugestie” care poate fi făcută din aceste studii este că este nevoie de nuclei celulari „funcțional” activi și (sau) în funcția dependentă de ADN a celulei pentru reproducerea virusurilor gripale. Este imposibil de spus care sunt aceste funcții.
2. Cicloheximidă
Când se adaugă cicloheximidă, care inhibă în mod specific sinteza proteinelor în celulele animale, la 2 ore după infectarea cu virusul gripal, formarea ARNv se oprește imediat, în timp ce formarea ARNvzh continuă încă cel puțin 2 ore (Scholtissek și Rott, 1970; Pons, 1973). Nu se știe încă dacă este necesară sinteza continuă a unei proteine virale sau „celulare” utilizate ca „calitate/cofactor pentru polimeraza care sintetizează ARNv” sau dacă este necesară o „proteină (de exemplu, proteina NP) pentru a stabiliza ARNv nou sintetizat sau suprimarea sintezei unei anumite proteine virale duce la formarea continuă de ecARN, a cărui sinteză este în mod normal oprită la 3 ore după infecție. Această oprire poate fi necesară pentru a declanșa sinteza ARNv. Studiile cu mutanți sensibili la temperatură ar trebui să răspundă la unele dintre aceste întrebări.
Experimentele lui Bean și Simpson (1973) au arătat că transcripția primară in vivo (sinteza ecARN pe șablonul ARNm folosind polimeraza particulei infectante) nu este suprimată de cicloheximidă, în timp ce actinomicina D suprimă complet transcripția. Astfel, cicloheximida nu afectează in vivo activitatea polimerazei introduse cu particulele infectante și sintetizează ecARN, dar inhibă sinteza unei noi polimeraze necesare pentru producerea ecARN.
3. Glucozamină
Se știe că glucozamina epuizează rezervorul de UTP din celulele embrionului de pui prin generarea de UTP-]M-acetilglucozamină (Scholtissek, 1971). Când soluția lui Earle care conține glucoză este utilizată ca mediu de cultură, aceasta
afectează doar sinteza glicoproteinelor virale (vezi secțiunea V). Dacă, totuși, glucoza ca sursă de energie este înlocuită cu liruvat sau fucoză, atunci epuizarea rezervorului de UTP de către aceste aminozaharuri are loc de aproximativ 10 ori mai activ. În aceste condiții, pool-ul UTP al celulei gazdă devine un limitator specific al vitezei de sinteză a ARNv, în timp ce sinteza (ARN celular) nu este încă afectată (Scholtissek, 1975). Ca urmare a suprimării sintezei ARN viral , formarea proteinelor virale este de asemenea absentă.
Aceste date pot fi interpretate în două moduri: fie ARN-polimeraza dependentă de ARN virală are o afinitate scăzută pentru UTP în comparație cu polimerazele RIC dependente de ADN-ul celular, fie există două pool-uri mai mult sau mai puțin independente de UTP în celulă, unul dintre care poate fi „utilizat pentru sinteza ARN viral și este mai afectat de glucozamină decât celălalt grup, care poate fi folosit ca substrat de ARN polimeraze.
D. SINTEZA ARN VIRAL IN VITRO
În celulele infectate cu virusul gripal, câțiva cercetători au descoperit ARN polimerază dependentă de ARN (Ho, Walters, 1966; Scholtissek, Rott, 1969a; Skehel, Burke, 1969; Ruck și colab., 1969; Mahy, Bromley, 1970; Compans). , Calguiri, 1973). Cea mai mare parte a activității enzimatice se găsește în fracțiunea microzomală a celulelor infectate. În sistemul in vitro, această activitate este eliminată de RNază, dar nu de DNază. Aceasta înseamnă că șablonul intern este ARN.Reacția necesită prezența tuturor celor patru nucleozide trifosfați și este sensibilă la actinom-icina D. Cea mai mare parte a producției reacției in vitro are o greutate moleculară relativă scăzută. Datele lui Horisberger și Guskey (1973) sugerează că două activități enzimatice diferite sunt prezente în citoplasmă: una este dependentă de Mg++ și inhibată de concentrații relativ mari de sare, cealaltă este dependentă de Mn++ și mai rezistentă la săruri. Ultima activitate a enzimei se găsește și în interiorul particulei virale (vezi capitolul 5).
S-au obţinut rezultate contradictorii cu privire la produsul enzimei citoplasmatice din sistemul in vitro. Ruck ■ et al. (1969) au raportat că în mâinile lor această enzimă sintetizează cel puțin „unele dintre ARN-urile de tip virion (de la 14 la 19S). Autorii au ajuns la această concluzie atunci când au determinat compoziția de bază a produsului într-un sistem in vitro după incubarea fracțiunea microzomală cu toți cei patru trifosfați nucleozidici marcați cu radioactivitate specifică cunoscută.
la acidul adenilic al vecinilor obținute în aceeași lucrare folosind [(a-32P]ATP) sunt în concordanță cu datele analizei celui mai apropiat vecin obținut de Scholtissek (1969), în urma căreia s-a concluzionat că produsul din sistemul in vitro are structura unui escARN Mahy și Bromley (1970) în publicația lor originală au declarat, de asemenea, că o parte din produsul dintr-un sistem in vitro produs de o enzimă citoplasmatică trebuie „să fie un esRNA. Cu toate acestea, recent Hastie și Mahy ( 1973) în analiza vecinului lor cel mai apropiat și hibridizarea specifică au confirmat producerea aproape exclusiv de ARNsc de către enzima citoplasmatică, așa cum a fost arătat pentru prima dată de Scholtissek (1969), din care mai puțin de 90% are o secvență de baze complementară ARNsv Hastie și Mahy (1973). ) „a constatat că un procent semnificativ din produs în sistem ieme in vitro, sintetizată de o enzimă nucleară în prezența actinomicinei D, nu a fost capabilă să hibridizeze cu ARNv nemarcat.Nu este încă clar ce tip de ARN nu este capabil de o astfel de hibridizare. O proporție foarte mică din ARN-ul sintetizat în aceste condiții hibridizează cu acARN nemarcat (Scholtissek, date nepublicate).
Cinetica încorporării GTP marcat în ARN-ul viral poate fi interpretată ca indicând că nu există o reinițiere a sintezei ARN-ului în sistemul in vitro. Dacă preparatul de enzimă brută este incubat la concentrații scăzute de sare, aproape tot ARN-ul nou sintetizat este inițial monocatenar. Cu toate acestea, după extracția cu fenol, „un mare procent de ARN devine rezistent la ARNază. Fenolul transformă structura intermediară de replicare, constând dintr-o matriță monocatenară și scARN nou sintetizat, ținute împreună la locul de replicare de către molecula de polimerază, într-o formă parțială. structură dublu catenară (Feix și colab., 1967; Oberg și Philipson, 1971). Aceste date despre produsul enzimei virusului gripal în sistemul in vitro pot fi interpretate în așa fel încât polimeraza nu numai că inițiază și continuă polimerizarea, dar separă lanțul nou sintetizat de șablonul său. În caz contrar, se formează o structură de ARN dublu catenar, care nu are „funcții biologice” (Paffenholz, Scholtissek, 1973).
A fost utilizată această proprietate a ARN polimerazei virusului gripal de a sintetiza exclusiv scARN într-un sistem in vitro
Chemat să stabilească relația genetică a diferitelor tulpini ale virusului gripal prin determinarea omologiei în secvența de bază dintre acestea (Scholtissek, Rott, 1969b; Hobson, Scholtissek, 1970; Anschutz și colab., 1972).
IV. SINTEZA PROTEINELOR VIRALE
A. TRADUCERE IN VITRO
Problema ce tip de ARN – fie virionic sau complementar – este „informativ pentru sinteza proteinelor virale, nu a fost încă rezolvată. S-au obţinut rezultate contradictorii în ceea ce priveşte tipul de ARN specific virusului asociat polizomilor. Nayak (1970). ) găsite în regiunea poli-somală a gradientului de zaharoză, în principal ARNv, în timp ce Pons (1972) a izolat doar scARN din polisam. Acesta din urmă a fost confirmat de observația că după adăugarea la 2 ore după infectare, actinomicina D, care afectează preferabil sinteza de scARN (vezi secțiunea III, B, 1), în polizomii celulelor infectate, ecRNA nu este detectat (Pons, 1973).
Folosind un „sistem de sinteză a proteinelor din E. coli și ARNv gripal ca șablon, Siegert și colab. (1973) au observat producerea unei proteine NP virale în condiții in vitro. Această proteină NP marcată a fost caracterizată prin metoda de precipitare a gelului Ouchterlony. În schimb, Kingsbury și Webster (1973) nu au observat nicio sinteză de proteine virale din ARNv folosind un sistem de sinteză a proteinelor derivat din reticulocite de iepure. pe un șablon de ARN izolat din celulele infectate. Astfel, în momentul de față este imposibil să se răspundă la întrebarea dacă numai viriope sau numai complementare, sau unele fragmente de ARN de un tip și unele fragmente de ARN de alt tip sunt folosite ca șabloane pentru sinteza proteinelor. este dificil pentru virusurile gripale să aplice definiția lanțului viral „negativ” sau „pozitiv”, așa cum a propus Baltimore (1971).
B. SINTEZA PROTEINELOR VIRALE IN VIVO
Studiul sintezei „proteinelor” virale este favorizat de faptul că în celula infectată sinteza polipeptidelor celulare este înlocuită cu sinteza specifică virusului. În celulele fibroblaste de embrioni de pui infectate cu HPV (Joss și colab., 1969; Skehel, 1972; Klenk, Rott, 1973) și în celulele BHK 2IF infectate cu tulpina WSN a virusului gripal (Lasarowitz și colab., 1971), 4 ore după infectare, aproape
doar o proteină virală (31). Cercetătorii ceva mai devreme au observat sinteza a trei sau patru polipeptide în acarienii infectați (Taylor și colab., 1969; Joss și colab., 1969; Holland și Kiehn, 1970; White și colab., 1970). Ulterior au fost descoperite și alte polipeptide (Lazorowitz și colab., 1971; Skehel, 1972; Klenk și colab., 1972b; Krug și Etkind, 1973). În general, toate α-proteinele structurale au fost găsite în celulele infectate: una sau două proteine P, subunitatea nucleocapoidă NP, proteina membranară M, glicoproteina hemaglutiniu în forme neclivate (HA) și scindate (HA1 și HA2) și subunitatea NA. .
În plus față de proteinele virion, au fost descrise una sau două proteine nestructurale (NS).
Există diferențe notabile<в уровнях синтеза отдельных вирусных полипептидов. NP- и NS-полипептиды обычно первыми обнаруживаются в зараженных «летках. Skehel (1973) предположил, что полипептиды Р2, NP и NS, которые первыми обнаруживаются в «клетках, зараженных ВЧП, являются
produse ale fragmentelor de ARN formate în timpul transcripției selective prin virion polimeraza a trei fragmente ale genomului viral. Când celulele au fost infectate în prezența cicloheximidei și s-a adăugat eticheta de puls după îndepărtarea antibioticului, s-au găsit doar aceste trei polipeptide. Pe baza acestui fapt, s-a presupus că moleculele de ARN pentru aceste componente au fost formate cu ajutorul virion lolimerazei introduse în procesul de transcripție primară. Din a 4-a până în a 6-a oră după infectarea fibroblastelor de pui cu MPS, nivelul sintezei proteinei M crește, în timp ce sinteza NS-lolileptidei scade (Skehel, 1972, 1973). Astfel, nivelurile sintezei iolipidelor pot fi controlate individual și pot varia în timpul ciclului de creștere.
În afară de scindarea polipeptidei HA în HA1 și HA2, nu există dovezi că polipeptidele gripale specifice virusului rezultă din scindarea precursorilor mari (Taylor și colab., 1969; Lazarowitz și colab., 1971, Skehel, 1972; Klenk). , Rott, 1973).
Recent, au fost obținute noi informații privind localizarea componentelor virale în celulele infectate folosind autoradiografie (Becht, 1971) sau tehnici de fracționare celulară și electroforeză pe gel (Taylor și colab., 1969, 1970). Conform acestor studii, sinteza tuturor proteinelor virale aparent are loc în citoplasmă. Studiile anterioare de localizare a antigenului nucleoproteic prin imunofluorescență au fost interpretate ca indicând faptul că sinteza are loc în nucleu cu eliberarea ulterioară a antigenului în citoplasmă (Liu, 1955; Breitenfeld și Schafer, 1957; Holtermann și colab., 1960). Cu toate acestea, este clar că imunofluorescența determină acumularea antigenului, și nu sinteza acestuia (vezi secțiunea IV, B, 2).
1. ARN polimeraza
Activitatea ARN polimerazei dependentă de ARN specifică de virus poate fi detectată în celulele infectate cu virusul gripal între 13D și 3h post-infecție, în funcție de sistemul celular utilizat (Scholtissek și Rott, 1969a; Skechel și Burke, 1969; Ruck și colab. ., 1969; Mahy și Bromley, 1970). Aceasta este prima activitate detectată specifică virusului după infecție. Cea mai mare parte a activității virale a lolimerazei este detectată în fracția microzomală; o parte din această activitate rămâne în nuclee și nu poate fi îndepărtată de acolo nici măcar prin spălare intensivă. Nu există diferențe fundamentale în cinetica manifestării sau în cofactorii necesari între enzimele nucleare și microzomale (Scholtissek și Rott, 1969a; Mahy și colab., 1975).
După fracţionarea ulterioară a citoplasmei într-un gradient treptat de zaharoză prin metoda lui Caliguiri şi Tamm (1970), activitatea polimerazei se găseşte în membranele aspre (Compans şi Caliguiri, 1973; Klenk şi colab., 1974a).
Deoarece activitatea polimerazei virale a fost găsită în particule virale purificate (vezi capitolul 5), se pune întrebarea cu care dintre „proteinele” virale poate fi asociată. Singurul produs specific virusului asociat cu activitatea polimerazei a fost antigenul RNP (proteina NP plus ARNv viral, determinat prin fixarea complementului). Toate încercările de a elimina ARN-ul din acest complex au dus la o pierdere completă a activității enzimatice (Schwarz și Scholtissek, 1973). Proteina P a fost prezentată ca un candidat pentru rolul polimerazei virale (Kilbourne et al., 1972). Când „complexul marcat in vivo cu aminoacizi” enzimatic a fost izolat din celulele infectate cu virusul gripal și purificat de aproximativ 35 de ori, analiza electroforetică a relevat inițial doar Np-whitea în acest complex.< (Compans, Caliguiri, 1973). Впоследствии, однако, при других условиях введения;метки удалось обнаружить и Р-белок (Caliguiri, Compans, 1974). С другой стороны, Klenk и соавт. (1974) обнаружили Р-белок в цитоплазматическом золе, "который не обладает полимеразной активностью (Scholtissek, Rott, 1969a; Skehel, Burke, 1969). Эти наблюдения могут означать, что Р-белок осуществляет свою (Предполагаемую активность ферментов только при связывании с РНП-антигеном.
Este puțin probabil ca antigenul RNP în sine să aibă activitate de polimerază, deoarece serul hiperimun împotriva antigenului RNP nu inhibă activitatea polimerazei, în timp ce serul convalescent, care poate conține anticorpi la polimerază, o inhibă (Scholtissek și colab., 1971). Acest ser convalescent (care a fost obținut de la animale care fuseseră infectate cu virusuri gripale A) a inhibat activitatea polimerazei tuturor tulpinilor de virus gripal A studiate, dar nu a inhibat activitatea polimerazei virusului gripal B. Toate aceste observații sunt în concordanță cu ideea. că antigenul RNP- (BPHK + NP = = proteină), poate servi ca șablon pentru sinteza ecRNA-
2. Proteina nucleocapside
Proteina NP se leagă de ARN-ul viral, formând antigenul RNP.Acest lucru este valabil pentru proteina NP izolată nu numai din virion, ci și din celula infectată (Schafer, 1957).
aproximativ 3 ore după infectare, cu o oră înainte de apariția hemaglutininei (Breitenfeld, Schafer, 1957). După acest timp, titrul antigenului RNP nu crește semnificativ. Acest lucru se poate datora echilibrului dintre noua sinteză și încorporarea în particule mature. Conform etichetei, proteina NP poate fi detectată în celulele infectate în decurs de 2 ore după infectare (Scholtissek și Rott, 1961; Krug, 1972).
Cu ajutorul anticorpilor fluorescenți, antigenul RNP este mai întâi detectat în nuclee. Mai târziu, apare și în citoplasmă (Breitenfeld și Schafer, 1957). În anumite condiții, cum ar fi infecția abortivă (Franklin, Brietenfeld, 1959), în prezența p-fluorofenilalaninei (Zimmer-mann, Schafer, 1960) sau în condițiile fenomenului von-Magnus (Rott, Scholtissek, 1963), RNP -antigenul rămâne în nuclei.
Acumularea precoce a antigenului RNP în nucleele celulelor infectate nu înseamnă că proteina NP este sintetizată și în interiorul nucleelor. Studiile autoradiografice, precum și utilizarea metodelor de fracționare celulară, indică sinteza citoplasmatică a acestei proteine și a unei alte proteine bogate în arginină și transportul lor rapid de la citoplasmă la nuclee (Taylor și colab., 1969, 1970; Becht, 1971).
În extractele de celule infectate, o anumită fracțiune a antigenului RNP conține ecARN (Pons, 1971; Krug, 1972; Krug și Etkind, 1973), deși în particulele virale se găsește un singur tip de ARN (care rezultă din absența oricărui tip de ARN). auto-hibridarea ARNv) (Scholtissek, Rott, 1971; Pons, 1971). Nu este posibil să se decidă dacă antigenul RNP care conține ecARN are o semnificație specifică în procesul de reproducere virală sau este doar un artefact care apare în procesul de fracționare a celulelor. S-a demonstrat că ambele catenele de ARN se leagă la fel de bine la proteina NP in vitro (Scholtissek și Becht, 1971). Astfel, dacă există vreo proteină NP liberă și ARNc liber, antigenul RNP corespunzător se formează imediat în timpul procesului de omogenizare. ARN-ul virionului poate fi deplasat din antigenul RNP polivin „Ilsulfate O” M (Pons et al., 1969). Prin urmare, se poate testa dacă înlocuirea diferitelor ARN-uri virale în antigenul RNP în omogenate celulare este fezabilă. Din modificările în compoziția bazelor ARN viral marcate pentru diferite perioade de timp cu 32P și izolate din antigenul citoplasmatic RNP, Krug (1972) concluzionează că o parte din ecRNA, înainte de a fi inclusă în antigenul RNP, există în o formă liberă de NP- veveriță. Încorporarea 32P în ARN-ul celulelor animale are loc cu o fază de întârziere semnificativă din cauza încorporării destul de lente a fosforului marcat „în” (poziția x a trifosfaților nucleozidici (Scholtissek, 1965). Până când se fac ajustări adecvate pentru a calcula modificările în compoziție.
nu sunt invocate motive, datele lui Krug (1972) trebuie interpretate cu prudență.
Analiza cinetică a lui Krug (1972) a „apariției antigenului RNP în nuclee și citoplasmă” sugerează că antigenul RNP care se acumulează în nuclee nu este un precursor al antigenului RNP găsit în citoplasmă.
3. Proteine nestructurale
Pentru celulele infectate au fost descrise mai multe proteine nestructurale specifice virusului cu funcție necunoscută. Una dintre ele, cu o greutate moleculară relativă de 25.000, acumulând în „cantități mari, a fost desemnată NS (Lazarowitz și colab., 1971). În gelurile de poliacrilamidă, are o rată de migrare apropiată de cea a proteinei M. Cu toate acestea, ambele proteine, par a fi independente una de cealaltă, după cum se vede din diferențele dintre hărțile lor de peptide. S-au găsit „cantități mari de proteină NS-” în nuclee (Lazarowitz și colab., 1971; Krug, Etkind, 1973). Aceste constatări sunt în concordanță cu datele din studiile anterioare imunofluorescente Dimock (1969), care a observat „colorarea strălucitoare a nucleelor cu antiser specific pentru antigenele virale nestructurale, iar această colorare probabil reflectă prezența proteinei NS-”. a descoperit că această proteină este, de asemenea, principala proteină specifică virusului în fracțiile de ribozomi liberi și legați de membrană izolați din celulele infectate (Pons, 1972; Compans, 1973; Klenk și colab., 1974a). Asocierea NS cu ribozomi pare să depindă de tonaj (Krug și Etkind, 1973). În tampoane cu tărie ionică scăzută, ACEST nolipptid s-a adsorbit pe ambele subunități ribozomale, în timp ce atunci când a fost adăugată sare, a fost îndepărtată din ele.
Un studiu recent (Gregoriades, 1973) a ridicat unele îndoieli cu privire la identificarea NS ca polipeptidă nestructurală distinctă de polipeptida virion M. din celule întregi infectate, nuclei α sau polizomi. Analiza produselor triptice ai proteinei M, de asemenea ca proteine β nucleare și asociate ribozomilor, au condus la multe coincidențe, sugerând că proteinele M și NS sunt identice.Totuși, sunt necesare informații suplimentare pentru a explica în mod convingător aceste rezultate.
În plus față de NS, pot exista și alte componente non-structurale specifice virusului, deși niciuna dintre ele. nu a fost suficient caracterizat. Folosind antiser îndreptat împotriva antigenelor virale nestructurale,
Dimmock și Watson (1969) au precipitat polipeptide marcate radioactiv din celulele infectate. Analiza electroforetică în gel de poliacrilamidă a sugerat prezența mai multor polipeptide nestructurale cu componenta principală corespunzătoare NS. Una dintre componentele nestructurale rămase migrează mai rapid și poate corespunde componentei cu greutate moleculară relativă de 10.000 până la 15.000 descrise de Skehel (1972), Krug și Etkind (1973).
4. Proteina M membranară
Proteina M, care „căptușește suprafața interioară a stratului dublu lipidic al învelișului și este bogată în virion, se găsește în celulele infectate în cantități relativ mici. Acest lucru sugerează nu numai controlabilitatea sintezei M-belm, ci și posibilitatea ca această sinteză să fie stadiul limitator al vitezei de reproducere a virusului (Lazarowitz et al., 1971) Acest concept este susținut de datele că la o temperatură de 29 °C, la care este suprimată formarea virusului, M -proteina este singura proteină (virusopedică) care nu poate fi detectată în celulele infectate (Klenk, Rott, 1973).
Proteina M (poate fi găsită pe membranele netede și plasmatice ale celulelor infectate (Lazarowitz și colab., 1971; Corn-pans, 1973a; Klenk și colab., 1974a). Aceste date indică afinitatea acestei proteine pentru membrane.
5. Hemaglutinină
Hemaglutinina este sintetizată ca o glicoproteină mare - un precursor al HA, care este scindată ulterior în două glicoproteine mai mici: HAi și HA2 "(Lazarowitz" colab., 1971). Clivaj, care poate fi suprimat de inhibitori de protează (Klenk, Rott, 1973), se efectuează, aparent enzime proteolitice ale celulei gazdă (Lazarowitz et al., 1973) Gradul de clivaj depinde de tulpina virusului, de celula gazdă, de nivelul efectului citoiatic și de prezența sau absența serului în mediu (Lazarowitz și colab., 1971, 1973a, b Klenk și Rott 1973 Stanley și colab. ser În prezența serului, totuși, hemaglutinina WSN este de asemenea scindată.
Sistemul are loc pe membrana plasmatică (Lazaro-witz et al., 1973a). În sistemul VChP, mecanismul unei astfel de divizări, aparent, este diferit. Clivajul „are loc pe membranele intracelulare, iar plasminogenul nu este necesar în acest caz (Shchepk și colab., 1974a). Gradul de scindare scade brusc cu trei 25 °C (Klenk, Rott, 1973).
Scindarea HA nu este o condiție necesară pentru activitatea de hemaglutinare și pentru asamblarea virionului (Lazarowitz și colab., 1973a; Stanley și colab., 1973), dar studiile recente „au descoperit că este necesar pentru infecțiozitate (Klenk și colab., 1975b). ) Aceste date sunt în concordanță cu ipoteza că, pe lângă rolul său în adsorbție, HA* are o altă funcție în procesul infecțios și că clivajul este necesar pentru această funcție.celulele gazdă și că particulele care conțin HA neclivată au o infectivitate scăzută sugerează că intervalul gazdă și răspândirea infecției cu virusul gripal sunt dependente de prezența proteazei celulei gazdă ca enzimă activatoare.
În experimentele de fracţionare a „celulelor infectate cu
virusul gripal, s-a constatat că glicoproteinele HA sunt întotdeauna ac
asociat cu membrane (Compans, 1973a; Klenk et al.,.
1974a). Localizarea intracelulară a acestor proteine și momentul lor
walkie-talkie de la membrane aspre la endolasmatic neted
reticulului și la membranele plasmatice vor fi de
sunt descrise în detaliu în secțiunea VII, B. . .,
6. Neuraminidaza
A fost găsită NA* virală ca enzimă activă,
La 3 ore de la infectarea membranei corion-alantoide
nah, iar prin extrapolare s-a constatat că începutul ei sin
teza apare la 1-2 ore după infecție (Noll și colab.,
1961). Localizarea intracelulară a NA* a fost studiată de
fracţionarea celulelor şi a constatat că aparent
mu, similar cu localizarea HA* (Compans, 1973a; Klenk et al.,
1974a). NA* a fost găsit în asociere cu membrane,
derivat din reticulul endoplasmatic neted
la determinarea acestuia prin activitate biologică şi prin analiză
zu în gel de poliagrilamidă. S-a constatat activitatea enzimei
den si in fractiuni continand membrane aspre
ne. Aceste date sunt în concordanță cu cele obținute cu
imunofluorescență (Maeno, Kilbourne, 1970). După 4 ore
după infecție, yairaminidaza poate fi detectată în cito
plasmă; mai târziu ea pare să se concentreze asupra peri
feria celulară.
V. SINTEZA GLUCILOR
Carbohidrații sunt implicați în formarea glicoproteinelor și glicolilidelor din învelișul virusului gripal (Klenk și colab., 1972a). Glicolipidele mixovirusurilor (derivate din membranele plasmatice ale celulei gazdă (Klenk, Choppin, 1970), „dar nu s-a determinat ce este predominant (incluse în virion: glicolipide deja existente sau nou sintetizate.
Utilizarea precursorilor radioactivi precum glucozamina, manoza, galactoza și fucoza, care sunt încorporați în mod specific în glmkopeltidele virale, a arătat că lanțurile laterale de carbohidrați ale acestor glicopeptide sunt resintetizate în timpul infecției (Haslam și colab., 1970; Cornpans și colab. , 1970a; Schwarz și Klenk, 1974). Experimentele de fracţionare celulară au furnizat informaţii suplimentare cu privire la situsurile de glicozilare ale glicoproteinelor virale.Glucozamina este asociată cu polipeptida HA în fracţii atât ale membranelor citoplaemice netede cât şi aspre; cu toate acestea, fucoza este asociată cu HA în membranele netede, dar nu aspre (Compans, 1973b). Suprimarea sintezei proteinelor de către puromicin oprește aproape imediat încorporarea glucozaminei, în timp ce fucoza continuă să fie încorporată timp de aproximativ 10-15 minute (Stanley și colab., 1973).<и НА2 содержат, по-видимому, полный состав маннозы « глюкозамина, тогда как содержание фукозы и галактозы значительно выше в продуктах расщепления (Klenk et al., 1975a; Schwarz, Klenk, 1974). Эта наблюдения предполагают, что биосинтез углеводных боковых целей гликопротеинов НА осуществляется по стадиям с различными остатками Сахаров, добавляемыми в разных участках клетки. Глюкозамин и манноза (присоединяются, по-видимому, к полипептидам НА на шероховатых мембранах вскоре после или даже в процессе синтеза поляпептида, в то время как фукоза, вероятно, прикрепляется позже с помощью трансфераз, присутствующих в гладких мембранах.
Aceste glicoziltransferaze sunt probabil enzime celulare. În consecință, carbohidratul (parte din glicoproteine este aparent determinat de celula gazdă. Există însă dovezi că, pe lângă aceste enzime ale celulei gazdă, NA* virală joacă un rol semnificativ în formarea lanțurilor laterale de glucide. Are s-a stabilit că suprafața plicurilor myceovirusului este lipsită de acid neuraminic (Klenk și Choppin, 1970b; Klenk și colab., 1970), în timp ce în plicurile virale care nu conțin această enzimă, acest carbohidrat este un constituent comun (Klenk și Choppin, 1971). ; McSharry și Wagner, 1971; Renkonen și colab., 1971) Aceste date sugerează că
Acțiunea acidului neuraminic este o caracteristică esențială a mixovirusurilor. S-a demonstrat recent că NA* este responsabilă pentru îndepărtarea acidului neuraminic din învelișul virusului gripal, prevenind astfel formarea de receptori pe învelișul viral care altfel ar duce la formarea de agregate mari de particule virale (Palese și colab., 1974). Aceste date susțin conceptul că porțiunea de carbohidrați a HA* ca glicoproteină de suprafață principală este un produs al acțiunii combinate a (Transferazele celulare și NA virală*. Prin acțiunea sa, virusul este capabil să introducă o modificare specifică virusului). în structura (Inițial specifică gazdei, structura complexă de modificare a carbohidraților, care, conform aparent esențială pentru activitatea biologică a virusului.
D-glucozamina și 2-deoxi-0-glk>capră inhibă formarea HA*, NA* și a virusului infecțios activ biologic (Kilbourne, 1959; Kaluza și colab., 1972). Studiile biochimice au arătat că aceste zaharuri concurează cu biosinteza glicogroteinelor virale (Ghandi și colab., 1972; Klenk și colab., 1972b). În prezența acestor inhibitori, dimensiunea glicoproteinei HA scade.Gradul de reducere depinde de doză.Astfel, odată cu creșterea concentrației de zahăr, glicoproteina HA cu greutatea moleculară relativă de 76.000 se transformă treptat într-un compus cu greutate moleculară. de 64.000, care a fost desemnat ca HA0 (Klenk et al., 1972b; Schwarz, Klenk, 1974) Schimbarea greutății moleculare este paralelă cu scăderea conținutului de carbohidrați, iar proteina HA0 s-a dovedit a fi aproape lipsită de carbohidrați (Schwarz, Klenk, 1974). Aceste rezultate arată că HA0 este un lanț polipeptidic incomplet glicozilat sau neglicozilat al glicoproteinei HA și că „efectul inhibitor al D-glucozei aminei a și 2-deoxi-0-glucozei este mediat de deteriorarea glicozilării. Polipeptida HA0 este asociată cu membrane, ca și HA normală. De asemenea, migrează de la reticulul ejadoplastic aspru la cel neted, unde este scindată în polipeptidele HA01 și HA02. probabil nu este esențial pentru afinitatea acestei polipeptide pentru membrană. Cu toate acestea, lipsa activității de hemaglutinare în celulele infectate sugerează că proteina neglicozilată nu este capabilă să se lege de receptori.
VI. SINTEZA LIPIDELOR
La fel ca toți virusurile încapsulate, virusul gripal își dobândește lipidele prin utilizarea lipidelor celulei gazdă. Această poziție este confirmată de următoarele observații.
Denia. S-a descoperit că compoziția lipidică a virusului gripal este similară cu cea a celulei gazdă (Ambruster și Beiss, 1958; Frommhagen și colab., 1959). Lipidele celulei gazdă, marcate radioactiv înainte de infectare, sunt încorporate în particule virale (Wecker, 1957). La creșterea virusului în diferite celule gazdă, sunt detectate modificări ale lipidelor virale (Kates și colab., 1961, 1962). În general, lipidele virusurilor (care înfloresc de pe suprafața celulei oglindesc îndeaproape compoziția lipidică a membranei plasmatice a celulei gazdă (Klenk și Choppin, 1969; 1970a, b; Renko-nen și colab., 1971). osfolilide în fibroblast de pui celulele au rămas neschimbate timp de 7 ore după infectarea cu virusul gripal, după care toată sinteza lipidelor a fost suprimată (Blough et al., 1973). Această suprimare probabil nu este un efect primar și poate fi secundară în legătură cu inhibarea ARN-ului sau sinteza proteinelor, sau la „.alte efecte citolitice.
Astfel, pe baza rezultatelor obținute până în prezent, se poate presupune că sinteza lipidelor virale se realizează prin procese celulare normale de biosinteză a lipidelor, iar învelișul viral se formează prin încorporarea lipidelor din membrana plasmatică a celulei gazdă.
VII. MONTAJ (vezi si capitolul 2)
A. FORMAREA NUCLEOCAPSIDELOR
După cum sa menționat deja, este cel mai probabil ca proteina nucleocapsidă să fie sintetizată în citoplasmă. Aparent, este prezent acolo pentru scurt timp în formă liberă și apoi se asociază cu ARN viral, formând nucleocapside (Klenk și colab., 1974; Compans și Caliguiri, 1973). Deoarece proteina NP este încorporată rapid în nucleocapside, ARN-ul poate fi selectat din grupul n-reformat (Krug, 1972). Datorită dimensiunii mici a nucleocapsidelor virusului gripal, acestea nu pot fi identificate cu precizie în celulele infectate folosind microscopia electronică. Grupuri de fire sau fibre cu un diametru de aproximativ 5 nm, observate în citoplasmă, reprezintă eventual ribo-nucleoproteine virale (Apostolov și colab., 1970; Compans și colab., 1970b).
Datele disponibile indică faptul că genomul ARN al virionilor virusului gripal este format din 5-7 fragmente (vezi capitolul 6).
Prin urmare, orice particulă infecțioasă are nevoie de cel puțin o copie a fiecărui fragment. Hirst (1962) pre-
a sugerat că nucleocapsidele din pool-ul intracelular pot fi incluse în (virioni întâmplător. Proporția de „virioni infecțioși în populația E poate fi crescută prin includerea unor fragmente suplimentare de ARN în media virală (Compans și colab., 1970). De exemplu, dacă cinci fragmente de ARN diferite, fiecare virnă conține un total de 7 fragmente incluse în cazul virionului, atunci aproximativ 22% dintre virioni ar trebui să fie infecțioși. Dovezile pentru includerea aleatorie a fragmentelor de ARN au fost susținute de observațiile recente ale lui Hirst (1973). ) că, în populația virală, recombinarea are loc între particulele care nu formează plăci. Capacitatea unor astfel de particule de a participa la recombinare poate fi explicată prin absența unuia sau a mai multor fragmente în particule, în timp ce se variază fragmentele lipsă de la o particulă la alte, astfel, cuiburi adecvate ale unui virus defect pot forma recombinanți.
B. PROCESUL DE DEMUMINARE A VIRUSULUI
Ca majoritatea virusurilor invelite, virusul gripal se asambleaza pe membrane celulare preformate; asamblarea se realizează prin înmugurire din membrana plasmatică. Prima demonstrație a eliberării unui virus dintr-o „celulă printr-un proces care nu a implicat liză” a fost prezentată de Murphy și Bang (1952) în studiile timpurii de microscopie electronică a celulelor infectate cu virusul gripal ■ structuri sferice. Nu au fost observate particule virale în interiorul celulelor în timpul formării „virusului infecțios” și, prin urmare, a fost clar că particulele virale s-au format pe suprafața celulei. Folosind anticorpi marcați cu feritină, Morgan și colab. antigenul viral în acele zone în care se formează virusul.Studiile ulterioare de microscopie electronică au arătat că suprafața virusului în devenire conține aceeași membrană ca și celula gazdă, cu un strat de proeminențe corespunzătoare „tepilor” virali de pe suprafața exterioară. membrana virală, lipsește un strat suplimentar de electroni dens pe suprafața celulei, care constă probabil din M-iolipeptide (Bachi și colab., 1969; Compans și Dimmock, 1969; Apostolov și colab., 1970).
Studiile cu microscopul electronic au dat motive pentru a sugera ordinea în care componentele virale ale
socializează pe membrana celulară (Bachi și colab., 1961; Compans și Dimmock, 1969; Compans și colab., 1970b).
Proteinele învelișului viral apar primele, fiind incluse în unele regiuni ale membranei, care ar trebui să aibă o morfologie normală; cu toate acestea, adsorbția specifică observată a eritrocitelor în aceste zone ale membranei indică prezența proteinei HA aici. Apoi, aparent, proteina M (se asociază cu suprafața interioară a unor astfel de zone a membranelor, formând un strat dens în electroni. În plus, ribo-nucleoproteina se leagă în mod specific de membrană în aceste zone și procesul de înmugurire are loc prin îndoire. și proeminența segmentului de membrană și care înconjoară ribonucleoproteina asociată.Datele electroforezei pe gel de poliacrilamidă susțin, de asemenea, ideea că proteinele învelișului se asociază cu membrana plasmatică mai repede decât RNP-urile (Lazarowitz și colab., 1971).se găsesc în virionii purificați.Așa cum sa menționat deja, Resturile de acid neuraminic sunt absente în învelișul particulelor de virus gripal în devenire, dar sunt prezente în regiunile învecinate ale membranei celulare (Klenk și colab., 1970).
Aceste date dovedesc o tranziție bruscă a compoziției chimice între învelișul unei particule virale în devenire și membrana celulară adiacentă.
Cu toate acestea, pe de altă parte, o caracteristică importantă a procesului de înmugurire este că învelișul viral este continuu cu membrana plasmatică a celulei gazdă și este similară morfologic cu aceasta (Compans și Dimmock, 1969). După cum sa menționat, lipidele din aceste membrane se aseamănă foarte mult cu lipidele membranare ale celulei gazdă. Aceste observații sugerează că lipidele din membrana plasmatică intactă se schimbă ușor cu lipidele din particulele virale în devenire prin difuzie radială.
Prin urmare, învelișul virionului în devenire este format dintr-o mică parte a membranei celulare modificată pentru a include proteinele învelișului virionului. Acest concept, desigur, nu implică necesitatea de a sintetiza toate componentele învelișului de pe membrana plasmatică.
Într-adevăr, se știe de mult timp că componentele învelișului trebuie să migreze la distanțe considerabile de la un loc celular la altul pentru a ajunge de la locul biosintezei lor la locul de asamblare a membranei. Breitenield și Schafer (1957) au arătat că în celulele infectate cu virusul gripal, HA* poate fi văzut mai întâi.
a pune in toate partile celulei si ca este localizata in zona perinucleara intr-o concentratie crescuta. Mai târziu, HA* se acumulează în „regiunea periferică” a crestăturii și poate fi demonstrată și în filamente subțiri care ies din membrana de flare.
Noțiunea că componentele învelișului migrează din interiorul celulei la suprafață a fost recent confirmată și extinsă printr-o serie de studii care utilizează fracționarea celulară și analiza proteinelor virale în diferite fracțiuni celulare. Aceste lucrări sugerează, de asemenea, că glicoproteina HA și, eventual, alte proteine învelișului, sunt sintetizate pe reticulul endoplasmatic aspru (Compans, 1973a; Klenk și colab., 1974). După cum sa detectat în experimentele de urmărire a pulsului, după câteva minute, HA se găsește deja în membranele reticulului endoplasmatic neted (Compans, 1973a; Stanley și colab., 1973; Klenk și colab., 1974) și în membrana plasmatică. (Stanley şi colab., 1973). Deși nu au fost efectuate experimente de alungare din reticulul endoplasmatic neted în membrana plasmatică, pare plauzibil ca HA să migreze de la reticulul endoplasmatic aspru la membrana plasmatică, ocolind reticulul endoplasmatic neted. Trebuie remarcat faptul că pe toată durata acestei migrări, HA și alte proteine de înveliș sunt componente ale membranelor de-a lungul cărora se deplasează; OBI-urile nu se găsesc niciodată ca proteine dizolvate.
Fracțiunile membranelor netede, despre care se crede că sunt derivate în principal din reticulul endoplasmatic, conțin toate proteinele majore ale anvelopei (Compans 1973a; Klenk și colab., 1974). Cu toate acestea, cantitățile lor relative aici diferă de cele din membrana plasmatică și virion (Stanley și colab., 1973; Klenk și colab., 1974). Raportul dintre proteina M și licoprotectorii NA este mai mare în învelișul virionului matur decât în membranele reticulului endolasmatic. Aceste date sugerează că doar un număr mic de membrane care poartă glicoproteina HA sunt convertite în învelișul viral, și anume, fracțiile de membrane care conțin proteine fără carbohidrați. După cum sa menționat deja, sinteza proteinei M poate fi etapa care limitează procesul de asamblare a virusului.
Diferența în viteza de sinteză a diferitelor proteine învelișului susține „ipoteza conform căreia asamblarea învelișului este un proces în mai multe etape. Problema procesului de formare a HA *, inclusiv adăugarea secvențială a fragmentului de carbohidrați și clivajul proteolitic. în timpul migrării produsului genic primar, este în concordanță cu acest concept.
VIII. ELIBERAREA VIRUSULUI GRIP
Problema eliberării virusului gripal din celula gazdă,
pare a fi strâns legat de problema funcției viralului
NA*, despre care a fost deja discutat în detaliu mai devreme (vezi
cazurile V și cap. 4). Că această enzimă joacă un rol esențial
rol în eliberarea virusului, rezultat din capacitatea de anti
organismele specifice NA* pentru a suprima o astfel de eliberare (Se-
la, Rott, 1966; Webster şi colab. G968). Mai mult, acești anticorpi
previne eluția virusului din eritrocite (Brown, Laver,
1968). NA* bacteriană care nu este inhibată de anticorpi
lamy la NA virală*, este capabil să elibereze virusul din celule,
tratați cu astfel de anticorpi (Compans și colab., 1969;
Webster, 1970). Pe de altă parte, anticorpii bivalenți
la NA provoacă, de asemenea, agregarea virusului (Seto, Chang, 1969;
Compans şi colab., 1969; Webster, 1970), în timp ce anti monovalent
organismele nu împiedică eliberarea virusului, deși inhibă
activitate neuraminidazei de peste 90% (Becht et al., 1971).
Toate aceste date luate împreună sugerează că
anticorpii bivalenți împiedică eliberarea virusului
prin legarea acestuia de antigenele prezente pe
suprafața celulară și prin inhibarea activității fer
poliţist. Rolul neuraminidazei în eliberarea virusului de screening
sau, de asemenea, Palese et al. (G974), care a constatat că acest fer
este necesar pentru a elimina acidul neuroamilic din vi
Suprafata ruseasca pentru a evita agregarea virionilor - apoi -
goluri pe suprafața celulei.
IX. FORME INCORECTE DE CREȘTERE
A. REPRODUCEREA ABORTIVE DEPENDENTĂ DE CELULA GAZĂ
Virușii gripali pot infecta o mare varietate de celule gazdă. Cu toate acestea, în multe dintre celulele infectate, randamentul descendenților infecțioși este fie foarte scăzut, fie nedetectabil, deși componentele virale pot fi detectate în titruri normale.Acest tip de întrerupere dependentă de celula gazdă a ciclului infecțios se numește infecție abortivă. infectate în creier cu tulpini non-neurotrope de virus gripal (Schlesinger, 1953). Cu cât doza de virus administrată este mai mare, cu atât este mai mare cantitatea de hemaglutinină nou sintetizată. Au fost descrise mai multe alte sisteme de virus gripal A celulă-gazdă, în care a fost produs doar RNP-I.antigen și hemaglutinină, dar nu virus infecțios.În toate aceste sisteme studiate până acum, antigenul RNP s-a acumulat în nucleu și nu a fost detectat.
a fost detectat de anticorpi fluorescenți din citoplasmă (Henle și colab., 1955; Franklin și Breitenfeld, 1959; Ter Meulen și Love, 1967; Fraser, 1967).
B. FENOMENUL VON MAGNUS
În cursul trecerilor în serie de „virusuri gripale cu o multiplicitate mai mare de 1 (Barry, 1961), se formează cantități tot mai mari de virus incomplet care ies din celula gazdă (von Magnus, 1951, 1952). Aceste particule virale au o suprafață. structură foarte asemănătoare cu structura unui virus infecțios, sunt imunogene și provoacă interferențe omoloage, conțin mai puțin antigen ARN și RNP, prezintă un raport mai scăzut între infecțiozitate și activitatea de hemaglutinare și conțin mai multe lipide decât particulele virale complete (von Magnus, 1954; Isaacs, 1959; Pauker și colab., 1959; Rott și Schafer, 1961; Rott și Scholtissek, 1963).
În analiza ARN-ului unui virus incomplet, s-a constatat că ARN viral cu greutate moleculară relativ mare este fie absent, fie prezent în cantități reduse, în timp ce cantitatea de ARN cu greutate moleculară mică crește (Duesberg, 1968; Pons, Hirst, 1969; Nayak, 1969).
În celulele infectate cu al doilea pasaj nediluat al virusului gripal, toată informația genetică a virusului este prezentă, deoarece ecRNA izolat din aceste „celule” este capabil să transforme, după hibridizare, ARN-ul marcat izolat din virusul infecțios într-un formă complet ARN-azoresistivă (Scholtissek, Rott, 1969b). Astfel, creșterea cantității de ARN cu greutate moleculară mică în particule incomplete se poate datora ARN cu greutate moleculară mare, care poate fi inclus în aceste particule sub formă de molecule distruse și, prin urmare, nefuncționale. Această idee este susținută de dovezi că, odată cu trecerea nediluată cu sete, capacitatea de a produce virus infecțios scade mai întâi, după care sinteza hemaglutininei, neuraminidazei și, în final, a antigenului RNP scade (Scholtissek și colab., 1966).
Nayak (1972) a constatat că în timpul primului pasaj la multiplicitate mare, virusul care a apărut la început a fost complet infecțios și a dat un model normal de fragmente de ARN virusului infecțios în gradientul de zaharoză, în timp ce virusul care a apărut mai târziu a avut un profil de ARN tipic unui Virusul incomplet (de fundal -magnus)1.
Sunt paraziți intracelulari obligați, ceea ce înseamnă că nu se pot replica sau transmite genele fără ajutor. Singura particulă virală (virion) este inertă. Când un virus infectează o celulă, folosește enzimele și cea mai mare parte a structurii celulare pentru a se replica.
Spre deosebire de ceea ce vedem în procesele de diviziune celulară, cum ar fi, replicarea virală produce mulți descendenți care distrug celula gazdă și apoi infectează alte celule din organism.
Material genetic viral
Virusurile pot conține ADN sau ARN monocatenar/dublu. Tipul de material genetic găsit într-un anumit virus depinde de natura și funcția acestuia. Natura exactă a ceea ce se întâmplă după ce gazda este infectată variază în funcție de natura virusului.
Procesul de replicare pentru virusurile cu ADN dublu catenar, ADN monocatenar, ARN dublu catenar și ARN monocatenar va fi diferit. De exemplu, virusurile ADN dublu catenar trebuie de obicei să intre în celulele gazdă înainte de a se putea replica. Cu toate acestea, virusurile ARN monocatenar se reproduc în principal în celulele gazdă.
Odată ce virusul infectează gazda, componentele descendenței virale sunt produse de mașinile celulare, iar asamblarea capsidei virale este un proces non-enzimatic. De obicei, virușii pot infecta doar un număr limitat de gazde. Mecanismul „blocare și cheie” este cea mai comună explicație pentru acest fenomen. Anumite proteine de pe particulele virale trebuie să corespundă anumitor proteine receptor de pe suprafața celulei unei anumite gazde.
Cum infectează virușii celulele?
Procesul principal de infecție și replicare a virusului are loc în 6 etape:
- Adsorbție - virusul se leagă de celula gazdă.
- Intrare - virusul își introduce genomul în celula gazdă.
- Replicarea genomului viral - Genomul viral este replicat folosind structura celulară a gazdei.
- Asamblare - se formează componente virale și enzime, care încep să se asambleze.
- Maturare - virușii se dezvoltă din componentele asamblate.
- Ieșire - noi viruși ies din celula gazdă în căutarea de noi victime pentru infecție.
Virușii pot infecta orice tip de celulă, inclusiv
ÎN GRIP IRIS: EVENIMENTE ȘI PREDICȚIUNI
D.K. Lvov, A.D. Zaberezhny, T.I. Aliper
Dmitri Konstantinovich Lvov, academician al Academiei Ruse de Științe Medicale, director al Institutului de Cercetare a Virologiei, numit după A.I. DI. Ivanovsky RAMS, șeful Departamentului de Virologie, Academia Medicală din Moscova. LOR. Sechenov. Manager de proiect 05-04-52136, 06-04-48822.
Aleksey Dmitrievich Zaberezhny, doctor în științe biologice, șef al Laboratorului de diagnosticare moleculară al aceluiași institut, șef al Departamentului de biologie moleculară la NPO Narvak.
Taras Ivanovich Aliper, doctor în științe biologice, șef al Laboratorului de Mijloace de prevenire specifică a bolilor virale al aceluiași Institut, director al NPO Narvak.
Vezi prima publicație a articolului: Natura. 2006. Nr. 6. pp. 3–13.
Epidemiile de gripă apar anual și nu sunt percepute ca ceva extraordinar. Deoarece boala este cauzată de viruși deja familiari sistemului imunitar, aceasta
de obicei se înțeleg bine. O pandemie este o altă problemă: în acest caz, agentul cauzal al gripei este un virus cu noi proprietăți antigenice și biologice, care se răspândește cu viteza fulgerului în lume, afectând până la un sfert din populația planetei și provocând zeci de milioane de vieți. Această „celebră” pandemie a secolului trecut. Era imposibil să le prevăd, la fel cum, totuși, este imposibil să numim momentul exact al apariției unuia nou.
Cu toate acestea, datorită monitorizării constante a virușilor care circulă printre oameni, animale domestice și sălbatice, precum și cunoștințelor obținute prin metode genetice moleculare, este deja posibilă prezicerea apariției unor noi variante ale virusului cu tendințe pandemice. În ultimii ani, a fost identificat un candidat pentru acest rol: la sfârșitul anului 2003, virusul aviar H5N1 inițial nepatogen a provocat o epizootie gripală în rândul păsărilor domestice, care s-a transformat în panzootie anul acesta. Acest virus a început să infecteze alte animale, inclusiv oameni, dar până acum nu se poate transmite de la persoană la persoană. Pentru ca acesta să dobândească această capacitate, este suficient să înlocuiască doar un aminoacid într-una dintre proteinele virale.
Structuri virion
Virusul gripal are o structură destul de simplă: este o particulă sferică (virion) cu un diametru de aproximativ 0,13 microni, în miez, care conține nucleocapsid (o moleculă de ARN ambalată într-o înveliș de proteină M1), înconjurată de o lipidă. membrana (fig. 1). În această membrană sunt scufundate trei proteine - hemaglutinina, neuraminidaza și un canal ionic (proteina M2), care joacă un rol major în procesul infecțios.
Hemaglutinina este prima care intră în contact cu receptorii celulei gazdă. Pe suprafața învelișului viral se prezintă sub formă de trimeri foarte complexi. Fiecare dintre monomerii lor este ferm ancorat în membrană și conține două subunități - una dintre ele asigură contactul primar cu celula țintă, cealaltă este responsabilă de fuziunea membranelor virale și celulare. În partea superioară a proteinei, există situsuri care se leagă de acidul sialic, care face parte din receptorul celulei gazdă.
Enzima neuraminidaza scindează grupele terminale ale acidului sialic ale receptorilor celulari, drept urmare celula își pierde capacitatea de a recunoaște antigenul, iar virusul pătrunde.
BIOLOGIE ŞI ŞTIINŢĂ MEDICALĂ | Virușii gripali: evenimente și prognoze |
intră în el prin endocitoză, modalitatea obișnuită de eliberare a substanțelor în celulă. Mediul acid al endozomului înmugurit din membrana celulară activează canalul ionic M2, care scade pH-ul din interiorul particulei virale, ceea ce duce la distrugerea învelișului proteinei M1. În același timp, hemaglutinina este activată. Este sintetizat sub forma unui precursor, care într-un mediu acid trece într-o stare de maturitate - este scindat de enzimele proteolitice în două subunități, în timp ce peptida de fuziune ascunsă în interiorul trimerului își schimbă conformația, este eliberată, se deplasează la capătul superior. a moleculei și se introduce în membrană. Plicul viral se contopește cu cel endozomal, se formează un por de fuziune, prin care se deschide o cale pentru material genetic străin în citoplasmă. ARN-ul viral intră apoi în nucleul celulei. Ca urmare, procesele vitale sunt perturbate în celulă și ea însăși, folosind propriile resurse, începe să producă proteine virale. ARN-ul viral este replicat imediat și sunt asamblate noi particule virale, care sunt eliberate din celulele deteriorate cu ajutorul neuraminidazei (produșii degradarii lor provoacă intoxicația organismului și o stare febrilă) și sunt transportate în tot corpul cu fluxul sanguin.
Fig. 1. Schema virionului virusului gripal. Membrana sa lipoproteică este acoperită cu spini a două glicoproteine - hemaglutinină și neuraminidază. În interior se află nucleocapsidul, o moleculă de ARN învelită într-o coajă a proteinei M1. Genomul este format din opt fragmente, dintre care primele șase codifică câte o proteină fiecare (hemaglutinină - HA, neuraminidază - NA, subunități ARN polimerază - PB1, PB2, PA, nucleoproteină
NP), și ultimele două gene - două proteine cu secvențe amino unice.
fără acizi (proteine de matrice - M1, M2 și proteine nestructurale - HS1, HS2).
Virusul care se înmulțește deprimă sistemul hematopoietic și imunitar, dăunează endoteliului capilar, ceea ce duce la creșterea permeabilității vasculare și la hemoragii până la edem cerebral cu rezultat fatal. Dar acest lucru se întâmplă destul de rar, sistemul imunitar pornește de obicei - în primul rând, sunt implicați factorii imunității înnăscute (nespecifice), iar după un timp încep să se producă anticorpi specifici care eliberează și, la reinfectare, protejează organismul. de la virus.
O caracteristică distinctivă a virusurilor gripale este variabilitatea ridicată a proprietăților antigenice. Proteinele interne sunt constante ca structură și determină tipul de virus (A, B și C). Antigenii de suprafață, dimpotrivă, sunt eterogene și variabili și într-o măsură mai mare
BIOLOGIE ŞI ŞTIINŢĂ MEDICALĂ | Virușii gripali: evenimente și prognoze |
penisului, aceasta se referă la hemaglutinină (H), care, împreună cu neuraminidaza (N), determină subtipul virusului (H1N1, H2N2, H3N2 etc.). Variabilitatea antigenică a proteinelor de suprafață se datorează a două procese genetice - schimbări de deriva și schimbare în genomul viral.
Modificările de deriva sunt cauzate de mutații punctuale ale genelor care codifică hemaglutinina și neuraminidaza și conduc la modificări minore în structura acestor proteine. De regulă, astfel de schimbări apar între pandemii în toate tipurile de viruși (A, B și C). Ca urmare, epidemiile mai degrabă decât pandemiile apar în fiecare an, deoarece protecția față de expunerea anterioară la virus este menținută, deși este insuficientă.
Schimbările de schimbare apar după o înlocuire completă a genei. Acest lucru este posibil deoarece genomul virusului gripal este segmentat - este format din opt fragmente de ARN liniar monocatenar, care codifică, pe lângă hemaglutinină și neuraminidază, o enzimă specifică virusului (ARN polimerază sau transcriptază, constând din trei subunități - proteine PB1, PB2, PA), precum și o nucleoproteină (NP ), matrice (M1 și M2) și proteine nestructurale (NS1 și NS2). Atunci când o celulă este infectată simultan cu două tulpini diferite, segmente ale genomului lor replicat sunt amestecate în orice combinație, astfel încât noii virioni conțin seturi diferite de gene împrumutate de la fiecare dintre virusurile originale. O astfel de combinație de segmente de ARN viral se numește amestecare genetică, sau reasortare, care nu trebuie confundată cu termenul deja existent - recombinare, în timpul căreia materialul genetic este rearanjat fie prin mecanismul de încrucișare, fie ca urmare a unei schimbări de șablon. Modificările de schimbare, de regulă, afectează structura antigenică a hemaglutininei, mai rar - neuraminidaza. Astfel, la intervale neregulate (10-40 de ani), apar virusuri cu proprietati antigenice si biologice noi, inclusiv noi variante pandemice.
Bariera speciei
Dintre virusurile care pot provoca situații epidemice extreme, lupta împotriva cărora în stadiul apariției lor este dificilă sau chiar imposibilă, sunt deosebit de periculoase virusurile gripale A. Se caracterizează printr-o eterogenitate antigenică ridicată a proteinelor de suprafață și sunt reprezentate, potrivit nomenclatura, prin 16 neuraminidaze (N1-9). Acești virusuri sunt larg răspândite în natură și pot infecta toate tipurile de păsări și unele tipuri de mamifere (oameni, cai, porci, balene, foci etc.). Infecția mamiferelor are loc în principal prin tractul respirator, păsările - prin intestine. Infecția lor este de obicei asimptomatică sau sub formă de enterită, ceea ce indică un grad ridicat de adaptare reciprocă a virusurilor gripale și a păsărilor sălbatice, care pot fi considerate gazdele lor naturale. Virusul persistă în apă, la +22°C - până la o lună, la +4°C și mai jos - o perioadă mai lungă de timp (6-8 luni), prin urmare, calea de infecție apă-fecală este principalul mecanism pentru menținerea unei circulații constante a virusului gripal în natură.
În ciuda eterogenității antigenice, virusurile cu toate combinațiile cunoscute de proteine de suprafață au fost izolate numai de la păsările sălbatice din complexele acvatice și semi-acvatice - rațe, pescăruși etc. (Fig. 2).
Printre alte animale, circulă doar viruși cu un anumit set de proteine de suprafață: de exemplu, de la oameni au fost izolați până de curând viruși de doar trei subtipuri de hemaglutinină (H1-H3) și două neuraminidaze (N1-N2). Toate cele patru pandemii ale secolului al XX-lea s-au datorat unor noi variante de schimbare ale acestor subtipuri: „gripa spaniolă” în 1918 a fost cauzată de virusul gripal A subtipul H1N1, „gripa asiatică” în 1957 – H2N2, „gripa Hong Kong” în 1968 – H3N2 și „gripa rusă” în 1977 - H1N1. Toate sunt reasortanți de virusuri gripale aviare și umane.
BIOLOGIE ŞI ŞTIINŢĂ MEDICALĂ | Virușii gripali: evenimente și prognoze |
Până de curând, se credea că virusurile gripei aviare nu sunt patogene pentru om și, dacă sunt infectate, pot provoca doar conjunctivită și stare de rău ușoară, în cazuri rare, un sindrom respirator ușor. Cu toate acestea, în 1997, virusurile H5N1 au provocat boli extrem de severe în rândul oamenilor din Hong Kong - din 18 persoane care s-au îmbolnăvit, șase au murit, toți infectați de găini. Al doilea episod similar a avut loc în februarie 2003, tot în Hong Kong - din cinci persoane infectate, două au murit. Virusurile H5N1 au fost izolate periodic de la pui și alte specii de păsări (inclusiv păsări sălbatice) din populațiile locale.
Fig.2. Schema circulației subtipurilor cunoscute de virusuri gripale A.
Virusul serotip H9N2, care este răspândit în rândul păsărilor de curte din China și alte țări asiatice, a fost detectat la cinci chinezi în august 1998 și un an mai târziu în Hong Kong la două fete cu o boală asemănătoare gripei. Este de remarcat faptul că toate cazurile de boli au apărut independent unele de altele, iar transmiterea virusurilor de la o persoană la alta nu a fost observată. În 1996, virusul gripei aviare H7N7 a fost izolat de la o femeie cu conjunctivită. Un caz din Țările de Jos s-a încheiat cu deces. Acestea sunt doar acele cazuri care sunt înregistrate oficial, dar, în realitate, virusurile gripei aviare depășesc bariera speciei, aparent mult mai des și încep să infecteze nu numai oamenii, ci și alte animale (porci, cai, balene, nurci etc.) . Sunt cunoscute cazuri de infectare a păsărilor domestice (găini, curcani) cu virusuri gripale caracteristice păsărilor sălbatice, în special păsărilor de apă.
Este încă dificil să judeci cu încredere toți factorii care limitează gama de gazde ale virusului și mecanismele care afectează schimbarea gazdei. O astfel de căutare se desfășoară, și este de destul de mult timp, în diferite grupuri de cercetare, inclusiv în institutul nostru.
Hemaglutinina a fost prima suspectată, deoarece această glicoproteină este responsabilă de recunoașterea receptorilor celulei gazdă și este implicată în fuziunea învelișului viral cu endosomalul (de fapt, o parte a membranei citoplasmatice a celulei gazdă). Structura acestor receptori diferă în funcție de specia și originea tisulară a celulelor. Aceste diferențe sunt importante în limitarea transferului de virusuri între specii și au fost investigate în mod specific în legătură cu apariția de noi virusuri pandemice umane.
S-a stabilit că receptorii celulelor epiteliale ale tractului respirator uman, pe lângă proteine, conțin carbohidrați - sialooligozaharide, în care acidul sialic terminal (acidul N-acetilneuraminic) este conectat la galactoză printr-o legătură 2'-6'. și receptorii celulari
BIOLOGIE ŞI ŞTIINŢĂ MEDICALĂ | Virușii gripali: evenimente și prognoze |
epiteliul intestinal al păsărilor - 2'-3'. Virusurile gripei aviare nu se reproduc bine la om, deoarece pur și simplu nu se pot lega de receptorii umani. În același timp, mucinele (prin natură aceleași glicoproteine complexe cu acid sialic la sfârșit), care sunt necesare pentru a proteja plămânii umani de microorganisme, conțin receptori cu o legătură 2’-3’ galactoză. Astfel, un virus gripal aviar care intră accidental în corpul uman nu poate pătrunde în celule, deoarece nu există receptori specifici pe suprafața lor, iar activitatea de recunoaștere a receptorilor virionilor este blocată de mucină, astfel încât o persoană în acest caz se confruntă doar cu o ușoară curgere. nas.
Dar, în acest caz, cum să explicăm apariția unor variante de schimbare a virusului în pandemie? Situația s-a clarificat puțin când s-a știut că celulele tractului respirator de porc poartă ambele tipuri de receptori și, în consecință, se pot infecta atât cu virusuri gripale umane, cât și cu virusuri aviare. Aceasta înseamnă că porcii pot servi ca gazdă intermediară pentru diferiți viruși și o arenă ideală pentru reasortarea lor în infecții mixte.
În ceea ce privește hemaglutinina, capacitatea sa de a recunoaște receptorii celulei gazdă pare să fie în principal legată de structura situsului de legare a receptorului (PCC). Astfel, în virusurile gripale umane, PCC conține aminoacizii leucină și serină la pozițiile 226 și, respectiv, 228, în timp ce în virusurile aviare, aceste poziții sunt glutamina și glicină. Alte substituții de aminoacizi au fost găsite în PCC la diferite animale, ceea ce înseamnă că, deși PCC este conservat și stabil din punct de vedere evolutiv, are totuși regiuni variabile care afectează legarea receptorului (afinitatea) și specificitatea.
RCC se poate schimba după ce virusul depășește bariera interspecie, în timp ce virusurile gripei aviare, de exemplu, pot dobândi capacitatea de a recunoaște receptorii celulelor umane. Dovada că bariera păsări-specie umană poate fi depășită este focarul de gripă umană din 1997 din Hong Kong, cauzat de virusul aviar H5N1.
Se presupune că „atașarea” virusului la gazdă este determinată nu numai de caracteristicile hemaglutininei, ci și de o altă proteină de suprafață - neuraminidaza. În plus, există motive să credem că genele proteinelor interne și nestructurale ale virusurilor gripale A sunt implicate în limitarea gamei de gazde.Cu toate acestea, este prea devreme să vorbim despre acest lucru, deoarece este încă necesar să se studieze contribuția fiecare genă și funcțiile produselor lor. Oricum ar fi, este important să înțelegem că chiar și modificări minime ale structurii proteinelor virale, în special hemaglutinina, pot duce la modificări semnificative nu numai în gama gazdă a virusului, ci și în gradul de patogenitate a acestuia (virulență). ).
Virulenţă
Reamintim că, pentru reproducerea virusului în organismul gazdă, este necesară activarea precursorului moleculei de hemaglutinină, în timp ce acesta este scindat de proteazele gazdă în două subunități. Proteoliza hemaglutininelor virusurilor aviare cu patogenitate scăzută are loc într-un număr limitat de tipuri de celule, astfel încât virusul este localizat doar în tractul respirator sau intestinal. Acest lucru se întâmplă cu infecții asimptomatice sau moderate. Hemaglutininele virusurilor aviare foarte patogeni sunt degradate într-o varietate de celule și, prin urmare, sunt capabile să provoace infecții sistemice letale, în special la păsările de curte.
În diverse laboratoare din întreaga lume, au început să studieze genomul tulpinilor de virusuri gripale care sunt foarte patogenice pentru om (H5N1 și H7N7, izolate în 1997-2004). S-a dovedit că acești virusuri conțin mai mulți aminoacizi bazici în locul de clivaj al moleculei de hemaglutinină, ceea ce le asigură activitatea infecțioasă și patogenitatea ridicată. Spre deosebire de virusurile nepatogenice sau slab patogeni, care nu au această secvență de aminoacizi, hemaglutinina virusurilor foarte patogeni este ușor scindată nu numai de proteaze asemănătoare tripsinei prezente în celulele tractului respirator uman și intestinele păsărilor, dar de asemenea prin proteaze asemănătoare furinei. Ele funcționează în combinație
BIOLOGIE ŞI ŞTIINŢĂ MEDICALĂ | Virușii gripali: evenimente și prognoze |
cu ubiquitin, conceput pentru a marca proteinele pentru proteaze care trebuie distruse. Proteazele asemănătoare furinei sunt sintetizate în diferite țesuturi, ceea ce conferă virusurilor patogeni capacitatea de a infecta diferite sisteme și organe. Inserția chiar și a unui aminoacid bazic la locul de clivaj proteolitic al hemaglutininei este suficientă pentru a transforma un virus cu patogenitate scăzută într-unul foarte patogen.
Ulterior, acest lucru a fost confirmat în experimente pe șoareci infectați cu diferite variante (izolate în ani diferiți) ale virusului H5N1. Unii dintre ei au început să se replice în creier, ficat, splină și celulele sanguine, provocând moartea în proporție de 100% a șoarecilor în a șaptea și a opta zi după infectare, în timp ce alți virusuri s-au dovedit a fi nepatogeni pentru șoareci și s-au înmulțit doar în plămânii. În curând, acest lucru a fost explicat - în virusurile H5N1 izolate în 2004, în comparație cu virusurile obținute în 1997-2003, au fost detectate mutații suplimentare ale genei hemaglutininei, care au afectat modificarea proprietăților lor antigenice.
Patogenitatea virusului poate fi afectată de modificări în structura nu numai a proteinelor de suprafață, ci și a proteinelor interne. De exemplu, o mutație la poziția 627 a proteinei PB2 a fost găsită într-o tulpină a virusului gripal H5N1 care este foarte patogenă pentru șoareci. Această mutație a influențat diferența dintre proprietățile celor doi virusuri H5N1 izolați în Hong Kong și, ca urmare, rezultatul procesului infecțios. În plus, virulența acestor virusuri gripale este asociată cu caracteristicile structurale ale proteinei NS nestructurale, în special, cu prezența acidului glutamic în poziția 92 în molecula sa, ceea ce face virușii rezistenți la efectul antiviral al interferonilor.
Desigur, utilizarea metodelor genetice moleculare moderne în studiul virusurilor gripale le elucidează treptat proprietățile biologice, dar nu mai puțin importante sunt metodele tradiționale care monitorizează circulația virusurilor gripale printre oameni, animale domestice și sălbatice. Predicția apariției unor reasortanți cu tendințe pandemice și dezvoltarea unor măsuri eficiente de prevenire și control al gripei nu pot fi dezvoltate decât pe baza studierii ecologiei și evoluției agenților cauzali ai acestei boli infecțioase greu de prezis și de controlat. . Astfel de studii au fost începute în urmă cu mai bine de 35 de ani de către G. Laver în Australia, R. Webster în SUA, D.K. Lvov în țara noastră și se desfășoară până astăzi în întreaga lume.
Evenimente și prognoze
Un studiu cuprinzător al virusurilor gripale A a fost inițiat de către Organizația Mondială a Sănătății (OMS) după pandemia din 1968 cauzată de virusul H3N2. Institutul nostru a descoperit că progenitorul H3N2 a fost o tulpină similară cu virusul H3N8 izolat în Ucraina în 1963 de la rațe sălbatice. Acestea și alte date au servit drept bază pentru dezvoltarea direcției științifice - ecologia și evoluția virusurilor gripale A. Centrul Național pentru Ecologia Virusurilor Gripei A a fost creat cu o rețea de baze de referință, de unde s-au obținut noi date, confirmând absența diferențelor fundamentale între virusurile gripale A umane și animale, t .e. prezența unui singur pool de gene protejate. Conform acestor date, în 1980 a fost creată o clasificare a virusurilor gripale, indiferent de originea acestora. De atunci, fiecărui virus izolat i s-a atribuit un nume care reflectă tipul de virus, sursa izolării, locul și anul izolării, precum și un subtip - de exemplu, A / rață / Ucraina / 63 (H3N8).
Principalul obiectiv al cercetării noastre în Rusia a fost acela de a studia evoluția virusurilor gripale A în procesul de interacțiune a populațiilor virale cu populațiile de păsări sălbatice și animale domestice și formarea tulpinilor cu potență epidemică. Pentru a face acest lucru, monitorizarea este efectuată în puncte cheie din Eurasia de Nord; 14 din 16 viruși cunoscuți au fost izolați
La sfarsitul anului 2003, i.e. cu trei luni înainte de declanșarea epizootiei provocate de virusul gripei aviare H5N1 în țările din Asia de Sud-Est, unul dintre autorii acestui articol (D.K. Lvov) a vorbit la Congresul Internațional de Gripă din Japonia, anunțând izolarea acestor virusuri.
BIOLOGIE ŞI ŞTIINŢĂ MEDICALĂ | Virușii gripali: evenimente și prognoze |
de la păsările sălbatice din Rusia - în Altai și în sudul Primorye. Conform datelor genetice moleculare, aceste tulpini sunt clasificate ca slab patogenice. Apoi, prin analogie cu observațiile anterioare, s-a făcut prima prognoză cu privire la posibilitatea introducerii lor cu păsări migratoare în fermele de păsări din Asia de Sud-Est, unde după un timp s-ar putea transforma în puternic patogeni cu potențe panzootice și pandemice. Aparent, asta s-a întâmplat. Izbucnirea epizootiei în scurt timp a cuprins 10 țări. De atunci, peste 150 de milioane de pui și rațe au fost ucise și sacrificate. Potrivit OMS, până la sfârșitul lunii martie 2006, 185 de persoane erau deja infectate, dintre care 104 au murit. Epizootia continuă, iar virusurile au pătruns în populațiile de porci, ceea ce este deosebit de îngrijorător. Poate că lumea este în pragul unei catastrofe epidemiologice: se pot forma reasortanți în orice moment când porcii sunt infectați simultan cu virusul aviar H5 și virusurile gripale umane H1 sau H3 care circulă în întreaga lume.
S-a făcut și o a doua predicție: în cazul infectării în zonele de iernare a păsărilor sălbatice cu tulpini puternic patogene, riscul introducerii lor pe teritoriul Rusiei crește, în special în Siberia și Orientul Îndepărtat, în timpul migrațiilor de primăvară. Și apoi s-a întâmplat ceva ce trebuia să se întâmple. La mijlocul lunii iulie 2005, în așezările din regiunea Novosibirsk, situate în silvostepa nordică a lacului din câmpia Baraba, a fost detectată o epizootie în rândul păsărilor de curte cu o rată a mortalității de peste 90% și o răspândire rapidă.
Materialele au fost colectate de la păsări domestice și sălbatice care trăiesc în imediata apropiere a locului epizootiei. Folosind liniile celulare SPEV și MDCK (această metodă non-standard este în prezent în curs de brevetare), am izolat șase tulpini de H5N1 de la păsări de curte și grebi (Podiceps cristatus), cu concentrații tisulare foarte mari ale virusului. Cu o prioritate de 8 august 2005, aceste tulpini au fost depuse în Colecția de Stat de Viruși, iar datele de secvențiere ale genomului lor complet au fost depuse în GenBank cu o prioritate de 5 septembrie 2005. Locul de tăiere proteolitică a hemaglutininei tuturor tulpinilor obținute conține secvența de aminoacizi PQGERRRKKRGLF, care este caracteristică virusurilor gripei aviare înalt patogeni. Secvențele de nucleotide ale genelor de hemaglutinină ale tuturor virusurilor păsărilor analizate s-au dovedit a fi complet identice, dar diferă de tulpina izolată de la pasărea sălbatică (grebe cu cresta), deși doar prin două substituții de nucleotide (Fig. 3). Analiza filogenetică a evidențiat un nivel ridicat de omologie a hemaglutininelor din tulpinile din Siberia de Vest cu tulpini izolate în primăvara aceluiași an de la gâscă de munte (Anser indicus) de pe lac. Kukunor în provincia nord-vestică Qinghai (RPC). Acest lucru a fost pe deplin confirmat de analiza celor șapte gene rămase.
Identitatea caracteristicilor genetice ale tulpinilor izolate dovedește o relație directă între virusurile care circulă în populațiile de păsări sălbatice și domestice. În același timp, tulpinile virusului gripal H5N1 descoperite în 2005 diferă semnificativ de tulpinile acestui virus izolate în anii precedenți, inclusiv tulpina A/Vietnam/1194/2004(H5N1) obținută din Anglia, care este oferită în tara pentru producerea vaccinurilor. Este evident că, cel puțin pentru un vaccin veterinar, se poate folosi doar o tulpină din Colecția de Stat de Viruși, care corespunde ca proprietăți antigenice virusului care circulă în Rusia.
Tulpina pe care am izolat-o, depusă în Colecția de Virus de Stat, este deja folosită pentru producția de vaccin pe scară largă la Ferma de Păsări Stavropol. Păsările domestice sunt vaccinate în Districtul Federal de Sud. Până la 15 iunie 2006, sa planificat producerea a 15 milioane de doze de vaccin cu extinderea în continuare a producției.
Apropo, într-o pandemie, când este necesar să se stabilească rapid producția unui vaccin, este indicat, în opinia noastră, să se folosească drept substrat linii celulare în care virusul gripal se acumulează rapid în concentrații mari. Această metodă nou dezvoltată are avantaje semnificative față de metoda tradițională, care utilizează
BIOLOGIE ŞI ŞTIINŢĂ MEDICALĂ | Virușii gripali: evenimente și prognoze |
Se folosesc embrioni de pui: menținând toate domeniile antigenice ale hemaglutininei, vaccinul de cultură elimină apariția complicațiilor asociate cu proteina de pui. Acest lucru este deosebit de important în producția de vaccinuri umane. Trebuie doar să știi ce tulpină ar trebui folosită pentru a imuniza oamenii. Aceasta va depinde de caracterizarea antigenică a variantei pandemice rezultate. Poate că va fi diferit de ceea ce este acum. În orice caz, utilizarea unui vaccin viu este absolut inacceptabilă. Interacțiunea genetică dintre vaccin și virușii de câmp poate duce la reasortare cu consecințe imprevizibile.
Fig.3. Gradul de înrudire a secvențelor de nucleotide ale genei hemaglutininei variantelor virusului gripal A subtip H5 izolate de la păsări sălbatice și domestice din diferite țări în ultimii 10 ani. Tulpinile H5N1 foarte patogene din grupul de virusuri Qinghai-Novosibirsk sunt evidențiate cu caractere aldine.
Analiza genomului tulpinilor pe care le-am izolat a relevat o serie de caracteristici asociate proprietăților biologice. Pe lângă secvența de aminoacizi a situsului de clivaj proteolitic al hemaglutininei, care determină nivelul ridicat de patogenitate a virusului, s-au găsit deleții la poziția 49-68 în neuraminidază (genotip Z), ceea ce indică un tropism crescut al virusurilor izolate de noi la păsările de curte și patogenitatea potențială pentru oameni. Acidul glutamic în poziția 92 a proteinei NS1 determină rezistența virusului la acțiunea interferonului și virulența crescută la porci. Lizina de la poziția 627 a proteinei PB2 explică capacitatea tulpinilor studiate de a se reproduce în diferite linii celulare de mamifere. Proprietățile dezvăluite ale virusului care a pătruns pe teritoriul Rusiei mărturisesc patogenitatea sa ridicată în raport cu păsările domestice și oamenii.
Prezența serinei, mai degrabă decât asparaginei, în poziția 31 a M2 indică sensibilitatea virusului la rimantadină, care a coincis pe deplin cu datele unui studiu direct al efectului medicamentelor antivirale asupra reproducerii virusului. În aceste scopuri, am folosit și linii celulare și am constatat că pentru prevenirea și tratarea timpurie a gripei, acestea sunt la fel de eficiente și pot fi utilizate ca medicamente străine scumpe - de exemplu, Tamiflu, precum și cele interne relativ ieftine care sunt disponibile în farmacii - rimantadină,
BIOLOGIE ŞI ŞTIINŢĂ MEDICALĂ | Virușii gripali: evenimente și prognoze |
virazol (cu aplicare intravenoasă și aerosoli), arbidol. Din păcate, în prezent nu există sau nu există o producție suficientă a acestor medicamente în țară și este urgent să se creeze stocurile strategice ale acestora.
Cum și când a intrat virusul gripal H5N1, foarte patogen, în Rusia și cum se vor dezvolta evenimentele ulterioare?
Fig.4. Căile de răspândire a virusului gripal H5N1 în populațiile de păsări sălbatice și domestice. Virușii gripei cu patogenitate scăzută (LPVV) izolați de la păsările sălbatice și domestice din regiunea de nord-est a regiunii Altai în 1991 și în sudul regiunii Primorsky în 2001 au fost aparent precursori ai focarului de gripă din 1997 în Hong Kong și ai epizootiilor din Asia de sud-est în 2003. -2005, precum și în nord-vestul Chinei în 2005. Devenind înalt patogeni (HPA), acești viruși au pătruns în timpul migrației de primăvară a păsărilor sălbatice în Siberia de Vest, unde în vara anului 2005 au provocat un focar de gripă în rândul păsărilor de curte. În perioada de migrare a păsărilor din complexul acvatic și semi-acvatic, HPVH s-a extins în continuare în nordul și vestul Eurasiei, iar în iarna anului 2006, acești virusuri au fost deja detectați în Africa. Săgețile groase indică infecția cu virusul gripal din sălbăticie
păsări la păsări domestice și invers.
În primul rând, tulpinile cu patogenitate scăzută care circulă în Siberia și Orientul Îndepărtat printre păsările sălbatice au fost introduse în timpul migrațiilor de toamnă în țările din Asia de Sud-Est (Fig. 4). Devenind foarte patogeni acolo, ei au pătruns în Siberia de Vest cu păsări sălbatice în primăvara anului 2005 și s-au intensificat brusc în perioada puieților. Tulpinile foarte patogene s-au împrăștiat cu păsări în locuri de cuibărit de peste 10 milioane de hectare.
km2. După ce virusul a lovit populația de păsări de curte, a avut loc o explozie epizootică. Acest lucru este grav și pentru o lungă perioadă de timp.
A treia predicție a fost că, atunci când păsările zboară înapoi în locurile lor de iernare prin zonele dens populate din Rusia și din alte țări, în toamnă, vor răspândi din nou virusul.
BIOLOGIE ŞI ŞTIINŢĂ MEDICALĂ | Virușii gripali: evenimente și prognoze |
Și așa s-a întâmplat. În toamna anului 2005, virusul a ajuns deja în majoritatea țărilor europene; a fost găsit și în Turcia, Crimeea, Iran, Azerbaidjan, Georgia, India și, de asemenea, în Africa. Și am ajuns la Tula, Kalmykia și delta Volga, unde un focar de gripă în populația de lebădă mută (Cygnusolor) a apărut în decembrie 2005, după o scurtă oprire de zbor de rațe nordice - rațe cu crestă (Aythya fuligula). Tulpinile izolate de la lebede, conform analizei lor genetice moleculare, aparțin, de asemenea, grupului de viruși Qinghai-Siberia de Vest. Timp de o jumătate de an de circulație printre păsările sălbatice, tulpinile și-au păstrat genotipul și nu și-au pierdut patogenitatea ridicată.
A patra prognoză este cea mai alarmantă. Virusul a poluat multe rezervoare din zonele de cuibărit și pe rutele de migrație și va rămâne acolo până în primăvară. Fiecare corp natural de apă în care au căzut fecalele păsărilor infectate se transformă într-o „bombă cu ceas”. Acest lucru poate fi comparat cu implicarea turbăriilor în incendiul taiga. În primăvară, păsările infectate și sănătoase se vor întoarce și vor zbura prin aceste „câmpuri minate”, așa că evenimentele din vara lui 2006 pot fi mult mai formidabile decât în sezonul trecut. Acest lucru este confirmat de deteriorarea ca o avalanșă a situației din Europa, Asia și Africa deja în martie. Aceasta este panzootică. Și când tulpinile foarte patogene care circulă printre păsările sălbatice primăvara revin la tulpinile cu patogenitate scăzută, este imposibil de prezis cât timp va dura procesul de reasortare a acestora - luni sau ani. Este clar că acesta este un subiect de studiu prioritar, de care depinde evoluția evenimentelor în viitorul apropiat.
În ceea ce privește virusul pandemic, acesta poate apărea și în noi după infectarea porcilor cu viruși umani și păsări. Dar cel mai probabil ne va veni din China, unde posibilitățile de transformare a reasortantului sunt deosebit de mari, având în vedere activitatea procesului epizootic și uriașul contingent susceptibil din rândul populației. Un virus pandemic poate apărea în orice moment în țara noastră - pentru aceasta, este suficientă o singură substituție de aminoacizi în RCC a hemaglutininei, ca urmare, virusul va începe să recunoască receptorii celulelor umane și, în consecință, va începe să recunoască fi transmisă de la persoană la persoană.
Ceea ce, din punctul nostru de vedere, ar trebui făcut acum la nivel de stat, este formulat în tabel. Vom acorda o atenție deosebită studiului evoluției ulterioare a tulpinilor înalt patogene care au afectat populațiile de păsări sălbatice. Ecosistemele de pe teritoriul Rusiei joacă un rol cheie în acest sens. Ne propunem să continuăm monitorizarea în partea europeană a țării, în Siberia și Orientul Îndepărtat și, eventual, în unele țări vecine.
În ultimii cinci ani, cercetările noastre au fost efectuate împreună cu vânători, ornitologi, angajați ai serviciilor federale de supraveghere fitoveterinară și sanitară și epidemiologică din regiunile Novosibirsk, Astrakhan, Irkutsk, Teritoriul Primorsky, Birobidzhan, republicile Kalmykia și Buryatia. . Toate acestea au avut loc în cadrul programelor federale „Protecția împotriva agenților patogeni”, „Dezvoltarea mijloacelor și metodelor de combatere a bioterorismului”, „Gripa A a porcilor și păsărilor: interacțiunea populațiilor”.
