Вирус грипа А

Вирус грипа А је вирион сферног облика и пречника 80-120 nm, његова молекулска тежина је 250 MD. Геном вируса је представљен једноланчаном фрагментираном (8 фрагмената) негативном РНК укупне молекулске тежине од 5 MD. Тип симетрије нуклеокапсида је хеликоидни. Вирус грипа има суперкапсид (мембрану) који садржи два гликопротеина - хемаглутинин и неураминидазу, који штрче изнад мембране у облику различитих шиљака. Хемаглутинин има тримерну структуру са молекулском тежином од 225 kD; молекулска тежина сваког мономера је 75 kD. Мономер се састоји од мање подјединице са молекулском тежином од 25 kD (HA2) и веће са молекулском тежином од 50 kD (HA1).

Главне функције хемаглутинина:

• препознаје ћелијски рецептор - мукопептид који садржи N-ацетилнеурамску (сијалинску) киселину;
• обезбеђује фузију вирионске мембране са ћелијском мембраном и мембранама њених лизозома, односно одговоран је за продор вириона у ћелију;
• одређује пандемијску природу вируса (промене хемаглутинина су узрок пандемија, његова варијабилност је узрок епидемија грипа);
• има највећа заштитна својства, одговорна је за формирање имунитета.

Вируси грипа А код људи, сисара и птица, идентификовани су и додељени су им редни бројеви (од H1 до H13), 13 врста хемаглутинина, који се разликују по антигену.

Неураминидаза (N) је тетрамер са молекулском тежином од 200-250 kDa, сваки мономер има молекулску тежину од 50-60 kDa. Њене функције су:

• обезбеђивање дисеминације вириона цепањем неурамске киселине из новосинтетизованих вириона и ћелијске мембране;
• заједно са хемаглутинином, одређивање пандемијских и епидемијских својстава вируса.

Утврђено је да вирус грипа А има 10 различитих варијанти неураминидазе (N1-N10).

Нуклеокапсид вириона састоји се од 8 фрагмената vRNA и капсидних протеина који формирају хеликоидни ланац. На 3' крајевима свих 8 vRNA фрагмената налазе се идентичне секвенце од 12 нуклеотида. 5' крајеви сваког фрагмента такође имају идентичне секвенце од 13 нуклеотида. 5' и 3' крајеви су делимично комплементарни један другом. Ова околност очигледно омогућава регулацију транскрипције и репликације фрагмената. Сваки од фрагмената се транскрибује и реплицира независно. Четири капсидна протеина су чврсто повезана са сваким од њих: нуклеопротеин (NP), који игра структурну и регулаторну улогу; протеин PB1 - транскриптаза; PB2 - ендонуклеаза и PA - репликаза. Протеини PB1 и PB2 имају базна (алкална) својства, а PA - кисела. Протеини PB1, PB2 и PA формирају полимер. Нуклеокапсид је окружен матриксним протеином (M1 протеином), који игра водећу улогу у морфогенези вириона и штити вирионску РНК. Протеини М2 (кодирани једним од оквира за читање 7. фрагмента), NS1 и NS2 (кодирани осмим фрагментом vRNA, који, као и седми фрагмент vRNA, има два оквира за читање) синтетишу се током репродукције вируса, али нису укључени у његову структуру.

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

Животни циклус вируса грипа А

Вирус грипа се апсорбује на ћелијску мембрану интеракцијом његовог хемаглутинина са мукопептидом. Вирус затим улази у ћелију једним од два механизма:

• фузија вирионске мембране са ћелијском мембраном или
• успут: обложена јама - обложена везикула - ендозом - лизозом - фузија вирионске мембране са лизозомском мембраном - ослобађање нуклеокапсида у ћелијски цитосол.

Друга фаза „скидања“ вириона (уништавање матриксног протеина) дешава се на путу до једра. Посебност животног циклуса вируса грипа је у томе што је за транскрипцију његове вРНК потребан прајмер. Чињеница је да сам вирус не може да синтетише „капу“ - посебан регион на 5'-крају иРНК, који се састоји од метилованог гуанина и 10-13 суседних нуклеотида, што је неопходно за препознавање иРНК од стране рибозома. Стога, уз помоћ свог протеина ПБ2, он одгриза капу са ћелијске иРНК, а пошто се синтеза иРНК у ћелијама одвија само у једру, вирусна РНК прво мора да продре у једро. Она га продире у облику рибонуклеопротеина који се састоји од 8 РНК фрагмената повезаних са протеинима НП, ПБ1, ПБ2 и ПА. Сада је живот ћелије потпуно подређен интересима вируса, његовој репродукцији.

Функција транскрипције

У једру се синтетишу три врсте вирус-специфичних РНК на вРНК: 1) позитивна комплементарна РНК (мРНК), која се користи као шаблон за синтезу вирусних протеина; оне садрже капу на 5' крају, одвојену од 5' краја ћелијске иРНК, и поли-А секвенцу на 3' крају; 2) комплементарна РНК (цРНК) пуне дужине, која служи као шаблон за синтезу вирионске РНК (вРНК); нема капе на 5' крају цРНК, а нема ни поли-А секвенце на 3' крају; 3) негативна вирионска РНК (вРНК), која је геном за новосинтетизоване вирионе.

Непосредно, чак и пре завршетка синтезе, vRNA и cRNA се повезују са капсидним протеинима, који улазе у једро из цитосола. Међутим, у састав вириона улазе само рибонуклеопротеини повезани са vRNA. Рибонуклеопротеини који садрже cRNA не само да не улазе у састав вириона, већ чак ни не напуштају ћелијско једро. Вирусне mRNA улазе у цитосол, где се транслирају. Новосинтетизовани молекули vRNA мигрирају из једра у цитосол након повезивања са капсидним протеинима.

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

Карактеристике транслације вирусних протеина

Протеини NP, PB1, PB2, PA и M се синтетишу на слободним полирибозомима. Протеини NP, PB1, PB2 и PA се након синтезе из цитосола враћају у једро, где се везују за новосинтетисану vRNA, а затим се враћају у цитосол као нуклеокапсид. Након синтезе, матрични протеин се помера на унутрашњу површину ћелијске мембране, истискујући ћелијске протеине са ње у овој области. Протеини H и N се синтетишу на рибозомима повезаним са мембранама ендоплазматског ретикулума, транспортују се дуж њих, подлежу гликозилацији, и инсталирају се на спољашњој површини ћелијске мембране, формирајући шиљке управо насупрот протеина M, који се налази на њеној унутрашњој површини. Протеин H се током обраде сече на HA1 и HA2.

Завршна фаза морфогенезе вириона контролише се М протеином. Нуклеокапсид интерагује са њим; пролазећи кроз ћелијску мембрану, прво је прекривен М протеином, а затим ћелијским липидним слојем и суперкапсидним гликопротеинима Х и Н. Животни циклус вируса траје 6-8 сати и завршава се пупљењем новосинтетизованих вириона, који су способни да нападају друге ћелије ткива.

Вирус није баш стабилан у спољашњој средини. Лако се уништава загревањем (на 56 °C током 5-10 минута), под утицајем сунчеве светлости и УВ светлости, а лако се неутралише дезинфекционим средствима.

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

Патогенеза и симптоми грипа А

Период инкубације за грип је кратак - 1-2 дана. Вирус се размножава у епителним ћелијама слузокоже респираторног тракта, првенствено се локализујући у трахеји, што се клинички манифестује као сув, болан кашаљ са болом дуж трахеје. Продукти распада погођених ћелија улазе у крв, узрокујући тешку интоксикацију и повећање телесне температуре на 38-39°C. Повећана васкуларна пропустљивост услед оштећења ендотелних ћелија може изазвати патолошке промене у различитим органима: тачкаста крварења у трахеји, бронхијама, а понекад и церебрални едем са фаталним исходом. Вирус грипа има депресивно дејство на хематопоезу и имуни систем. Све ово може довести до секундарних вирусних и бактеријских инфекција које компликују ток болести.

Пост-инфективни имунитет

Претходне идеје да након грипа остаје слаб и краткотрајан имунитет оповргнуте су након повратка вируса H1N1 1977. године. Овај вирус је изазивао болест углавном код особа млађих од 20 година, односно код оних који нису били болесни од њега пре 1957. године. Сходно томе, постинфекциони имунитет је прилично интензиван и дуготрајан, али има изражен типоспецифичан карактер.

Главну улогу у формирању стеченог имунитета имају антитела која неутралишу вирус и блокирају хемаглутинин и неураминидазу, као и секреторни имуноглобулини IgA.

Епидемиологија грипа А

Извор инфекције је особа, болесна особа или носилац, ређе животиње (домаће и дивље птице, свиње). Инфекција од људи се јавља путем капљица у ваздуху, период инкубације је веома кратак (1-2 дана), па се епидемија веома брзо шири и може се развити у пандемију у одсуству колективног имунитета. Имунитет је главни регулатор епидемија грипа. Како колективни имунитет расте, епидемија опада. Истовремено, због формирања имунитета, селектују се сојеви вируса са модификованом антигенском структуром, пре свега хемаглутинин и неураминидаза; ови вируси настављају да изазивају епидемије док се не појаве антитела на њих. Такав антигенски дрифт одржава континуитет епидемије. Међутим, код вируса грипа А откривен је још један облик варијабилности, назван шифт. Повезан је са потпуном променом са једне врсте хемаглутинина (ређе - и неураминидазе) на другу.

Све пандемије грипа изазване су вирусима грипа А који су претрпели промену. Пандемију из 1918. године изазвао је вирус са фенотипом H1N1 (умрло је око 20 милиона људи), пандемију из 1957. године изазвао је вирус h3N2 (оболело је више од половине светске популације), а пандемију из 1968. године изазвао је вирус H3N2.

Да би се објаснили разлози за наглу промену типова вируса грипа А, предложене су две главне хипотезе. Према хипотези А.А. Смородинцева, вирус који је исцрпео своје епидемијске могућности не нестаје, већ наставља да циркулише у групи без приметних епидемија или дуго времена перзистира у људском телу. За 10-20 година, када се појави нова генерација људи која нема имунитет на овај вирус, он постаје узрок нових епидемија. Ову хипотезу поткрепљује чињеница да се вирус грипа А са фенотипом H1N1, који је нестао 1957. године када га је заменио вирус h3N2, поново појавио након 20-годишњег одсуства 1977. године.

Према другој хипотези, коју су развили и подржали многи аутори, нови типови вируса грипа А настају као резултат реасоцијације генома између вируса људског и птичјег грипа, између вируса птичјег грипа, између вируса птичјег и сисарског (свињског) грипа, што је олакшано сегментном структуром вирусног генома (8 фрагмената).

Дакле, вирус грипа А има два начина да промени свој геном.

Тачкасте мутације које узрокују антигенски дрифт. Оне првенствено утичу на гене хемаглутинина и неураминидазе, посебно код вируса H3N2. Због тога је вирус H3N2 изазвао 8 епидемија између 1982. и 1998. године и остаје од епидемијског значаја до данас.

Реасоцијација гена између вируса људског грипа и вируса птичјег и свињског грипа. Верује се да је реасоцијација генома вируса грипа А са геномима вируса птичјег и свињског грипа главни разлог за појаву пандемијских варијанти овог вируса. Антигени дрифт омогућава вирусу да превазиђе постојећи имунитет код људи. Антигени помак ствара нову епидемиолошку ситуацију: већина људи нема имунитет на нови вирус и настаје пандемија грипа. Могућност такве реасоцијације генома вируса грипа А је експериментално доказана.

Утврђено је да епидемије грипа код људи изазивају вируси типа А само 3 или 4 фенотипа: H1N1 (H0N1); h3N2; H3N2.

Међутим, вирус пилића (птичије болести) представља значајну претњу и за људе. Епидемије пилићјег грипа су примећене више пута, посебно је вирус пилића H5N1 изазвао епизоотију милион људи међу домаћим и дивљим птицама са морталитетом од 80-90%. Људи су се такође заразили од пилића; 1997. године, 18 људи је заражено од пилића, од којих је трећина угинула. Посебно велика епидемија је забележена у периоду од јануара до марта 2004. године. Захватила је скоро све земље југоисточне Азије и једну од држава САД и изазвала огромну економску штету. 22 особе су заражене и угинуле од пилића. Предузете су најригорозније и најодлучније мере за елиминацију ове епидемије: строги карантин, ликвидација све живине у свим жариштима, хоспитализација и изолација оболелих и свих особа са повишеном температуром, као и особа у контакту са оболелима, забрана увоза пилећег меса из горе поменутих земаља, строг медицински и ветеринарски надзор свих путника и возила која долазе из ових земаља. До широког ширења грипа међу људима није дошло јер није дошло до реасоцијације генома вируса птичјег грипа са геномом вируса људског грипа. Међутим, опасност од такве реасоцијације остаје реална. То би могло довести до појаве новог опасног пандемијског вируса људског грипа.

Називи детектованих сојева вируса грипа означавају серотип вируса (А, Б, Ц), врсту домаћина (ако није човек), место изолације, број соја, годину његове изолације (последње 2 цифре) и фенотип (у заградама). На пример: „А/Сингапур/1/57 (h3N2), А/патка/СССР/695/76 (H3N2)“.

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

Лабораторијска дијагностика грипа А

Материјал за студију су назофарингеални секрети, који се добијају или испирањем или употребом памучних штапића, и крв. Користе се следеће дијагностичке методе:

• Виролошки - инфекција пилећих ембриона, ћелијских култура бубрега зелених мајмуна (Веро) и паса (MDSC). Ћелијске културе су посебно ефикасне за изоловање вируса А (H3N2) и Б.
• Серолошки - детекција специфичних антитела и повећање њиховог титра (у упареним серумима) коришћењем РТГА, РСК и ензимског имунотестa.
• Као убрзана дијагностичка метода користи се метода имунофлуоресценције, која омогућава брзо откривање вирусног антигена у размазима са носне слузокоже или у брисевима из назофаринкса пацијената.
• За детекцију и идентификацију вируса (вирусних антигена) предложене су РНК сонде и ПЦР методе.

Лечење грипа А

Лечење грипа А, које треба започети што је пре могуће, као и превенција грипа и других вирусних акутних инфекција, заснива се на употреби дибазола, интерферона и његових индуктора амиксина и арбидола према посебним режимима, а за лечење и превенцију грипа код деце старије од 1 године - алгирема (ремантадина) према посебним режимима.

Специфична превенција грипа А

Сваке године стотине милиона људи у свету оболи од грипа, који наноси огромну штету здрављу становништва и економији сваке земље. Једино поуздано средство за борбу против њега је стварање колективног имунитета. У ту сврху су предложене и коришћене следеће врсте вакцина:

1. живе од атенуираног вируса;
2. уништио цео вирион;
3. субвирионска вакцина (од раздвојених вириона);
4. подјединица - вакцина која садржи само хемаглутинин и неураминидазу.

У нашој земљи је створена и користи се тровалентна полимер-подјединична вакцина („грипол“), у којој је стерилни коњугат површинских протеина вируса А и Б повезан са кополимером полиоксидонијумом (имуностимулансом).

Деца од 6 месеци до 12 година, према препорукама СЗО, треба да се вакцинишу само субјединичном вакцином као најмање реактогеном и токсичном.

Главни проблем у повећању ефикасности вакцина против грипа јесте осигурање њихове специфичности против тренутног вируса, односно варијанте вируса која је изазвала епидемију. Другим речима, вакцина мора да садржи специфичне антигене тренутног вируса. Главни начин за побољшање квалитета вакцине јесте коришћење најконзервативнијих епитопа заједничких за све антигенске варијанте вируса А, који имају максималну имуногеност.