Грип - Діагностика, лікування, профілактика - В.Д. Москалюк 2010

Грип
Мінливість та еволюція грипозних вірусів

Отже, існують три самостійні типи вірусів грипу - А, В, С. Вони утворюють родину ортоміксовірусів і мають характерну структуру, тобто всі вони збудовані за єдиним принципом. Зовні вірусна частинка вкрита білковою оболонкою, яка складається головним чином із випнутих шипів, що утворюють своєрідний паспорт вірусу. Це так звані оболонкові антигени вірусу грипу - гемаглютинін (ГА) та нейрамінідаза (НА). Співвідношення між ними на поверхні вірусу становить 3:1. Тепер науково доведено, що вирішальна роль у розвиткові інфекції та епідемічному її поширенні належить білкові гемаглютиніну.

Зовнішня оболонка захищає центральну частину вірусу - нуклеокапсид, представлений скрученим у спіраль ланцюжком рибонуклеїнової кислоти (РНК) і покритий внутрішнім шаром білкових молекул. Це Геном вірусу, його відтворюючий механізм, який передає за спадковістю всі властивості вірусу - збудника хвороби. Геном складається з 8 фрагментів, окремих ділянок РНК, котрі програмують утворення вірусної частинки. Кожен ген відповідає за синтез відповідного білка. Гени і білки вірусу мають однакові назви і позначаються латинськими літерами, тому в спеціальній науковій літературі оперують такими символами: гени РВ1, РВ2, КА, NP, НА, М, NS. Кожен з них виконує певну функцію, пов'язану з побудовою РНК і білків.

Незважаючи на таку складну будову, вірус грипу надзвичайно малий за розміром, його можна побачити лише під електронним мікроскопом при збільшенні в 300-500 тис. разів.

Здавалось, будова вірусу і функції окремих його складових частин вивчені достатньою мірою. Що відбувається в організмі після проникнення вірусу в клітини - також відомо, однак таємниць, пов'язаних з природою вірусу грипу, не зменшилось. У чому ж річ? Справа в тому, що цей вірус має одну, надзвичайно унікальну властивість - він постійно змінюється. До речі, змінюються не всі його компоненти, а лише поверхневі білки-антигени ГА і НА.

Щоб краще зрозуміти природу мінливості вірусу грипу, розглянемо схему його еволюції за роки, що минули з часу відкриття збудника.

У 1933 р. був виділений перший вірус грипу, позначений символами своїх антигенів - білків: вірус А (H0N1), де H0 - гемаглютинін нульового типу, N1 - нейрамінідаза першого типу.

Наступне поглиблене вивчення збудників, виділених у різні роки в різних країнах, виявило, що віруси грипу відрізняються за складом гемаглютиніну і нейрамінідази. Встановлено, що існує 11 типів гемаглютиніну та 8 типів нейрамінідази. Віруси грипу людини містять гемаглютинін першого, другого та третього типів, нейрамінідазу тільки першого і другого типів. Віруси грипу птахів мають гемаглютинін четвертого - шостого, восьмого - одинадцятого типів, а нейрамінідазу - третього - шостого типів; віруси грипу тварин мають гемаглютинін сьомого типу, нейрамінідазу - сьомого і восьмого типів.

Тепер доведено, що зміна типу гемаглютиніну чи нейрамінідази (з першого на другий чи третій) супроводжується розвитком пандемії. Саме явище такої різкої зміни антигену носить назву «шифт».

Отже, перша пандемія XX сторіччя була обумовлена вірусом А (Н0N1), друга (1947-1948 рр.) мала вже зміненого збудника, у якого гемаглютинін нульового типу був замінений на гемаглютинін першого типу; третя пандемія (1957-1958 рр.) була викликана новим типом вірусу, що мав нові обидва антигени: і гемаглютинін, і нейрамінідазу, - А (H2N2); остання пандемія (1968-1969 рр.) була спричинена знову новим збудником - вірусом А (H3N2).

Таким чином, більш ніж за 50 років, які минули від дня відкриття вірусу грипу, відбулося 4 повні зміни збудника грипу. З появою нового його покоління всі попередники, як правило, повністю зникали із епідемічного циклу, але залишалися у вигляді так званих «реліктових» форм, які викликали поодинокі захворювання або невеликі спалахи хвороби.

У період між пандеміями майже щорічно зароджувалися й гасли епідемічні хвилі грипу, викликані вірусом, який був причиною пандемії. Проте помічено, що кожну епідемію обумовлює вірус, який частково відрізняється від свого попередника, але в цілому не виходить за рамки шифтового варіанту, названого серотипом вірусу.

Рис. 1. Схематична будова вірусу грипу.

Явище часткової зміни гемаглютиніну та нейрамінідази носить назву «дрейф». Наприклад, у 1969 р. на планеті з'явився вірус А (H3N2). Він прийшов із Південно-Східної Азії (з Китаю), хоча вперше збудник був виділений у Гонконзі. У зв'язку з цим вірус одержав назву, що відбиває його походження: вірус грипу А (Гонконг)68 (H3N2). З цієї назви видно: який вірус (вірус грипу А), де виділений (у Гонконзі), яку має будову (H3N2), рік виникнення (68). Цей вірус циркулює і в наші дні. Він зазнав ряд змін, утворивши окремі серопідтипи, які мають у своїх оболонках схожі антигени. Вірус А (Гонконг) 68 без видимих змін циркулював до 1972 р., за ним прийшов вірус А (Англія) 72, потім А (Порт-Чалмерс) 73, А (Вікторія) 75, А(Техас) 77, А (Бангкок) 79. У наш час поширений вірус з тією ж антигенною будовою філіппінської різновидності - А (Філіппіни) 83. Що ж примушує вірус грипу постійно змінюватися, в чому тут причина?

Виявилося, що вірус грипу в епідемічному процесі змінює антигенну будову гемаглютиніну та нейрамінідази, щоб вижити як біологічному виду. Оскільки вірус грипу одночасно уражає величезну кількість населення і в перші роки після пандемії, як правило, у кожного формується імунітет, тобто в крові з'являються антитіла, які захищають Організм від дії вірусу. Тому збудникові грипу доводиться пристосуватися до антитіл таким чином, щоб вони не перешкоджали розвиткові інфекції в організмі людини. Для цього йому досить дещо змінити будову своєї оболонки. Незважаючи на наявність у крові антитіл, збудник знову стає здатним викликати хворобу.

Механізми дрейфу і шифту до кінця не вивчені, тому передбачити кожну наступну зміну вірусу поки що неможливо, через що й боротьба з грипом до цього часу не дала бажаних наслідків.

Треба сказати, що серед усіх вивчених збудників грипу, вірус А - найбільш активний, вірус С - найменш активний (викликає хворобу переважно у дітей молодшого віку). Природа мінливості вірусу грипу стала, по суті, однією з найактуальніших у проблемі боротьби з цією хворобою, і її вирішення дасть ключі до розгадки основної таємниці збудника грипу - механізму, який призводить до часткової чи повної зміни поверхневих антигенів його оболонки.

Невідомо також, де зберігаються віруси грипу в період між епідеміями (навесні, влітку, восени), коли немає хворих на грип. Це питання давно хвилює епідеміологів, бо відповідь на нього дасть змогу з'ясувати й інші, не менш важливі питання: як утворюються пандемічні віруси грипу, чому формуються нові варіанти збудника.

Сьогодні існують дві точки зору вчених щодо місця зберігання вірусу грипу. Одні вважають, що тільки людина може бути постійним джерелом (резервуаром) його. При безпосередній взаємодії вірусу і людини, в крові якої містяться протигрипозні антитіла, відбувається відбір, селекція тих вірусів, які, пристосувавшись, змінили якість своїх антигенів і знову стали агресивними. І все це відбувається тільки в організмі людини. Прихильники цього погляду вважають, що віруси грипу людини являють собою самостійну родину вірусів, споріднених за своїми властивостями з вірусами грипу птахів і тварин.

Виявилось, що віруси грипу мають багато «родичів» і найближчий з них - вірус грипу свиней. Цікаво, що в період, коли ще невідомий був вірус грипу, паличці інфлюенци Афанасьєва-Пфейфера приписували здатність викликати грип у свиней. Докладне вивчення епідемій грипу серед цих тварин показало спорідненість вірусу грипу свиней і вірусу А (H0N1) людини, хоча це й окремі, самостійні штами вірусу грипу. Вони відрізняються своїм гемаглютиніном, тому збудник грипу свиней увійшов у науку як окремий серотип А (HSWN1), де позначення SW походить від латинського слова «swine» - свиня.

Деякі ветеринари вважають, що свині можуть заражатися від людей. Неодноразово реєструвалися спалахи грипу на свинофермах після того, як захворював обслуговуючий персонал. Зворотного явища (щоб від свиней заражалися люди) досі не помічено. Незважаючи на це, саме за вірусом свиней визнавали роль збудника під час пандемії іспанки. У крові людей, які перехворіли на грип у 1918-1920 рр., були виявлені антитіла до гемаглютиніну типу HSW, тобто до вірусу свиней. І ще один раз з цим вірусом довелось зустрітися людству. В 1976 р., коли на планеті поширився вірус А (N3N2), предком якого був вірус А (Гонконг) 68, у таборі для військових у Нью-Джерсі (штат Техас, США) спалахнула епідемія грипу, і від хворих виділили вірус грипу із гемаглютиніном, спорідненим з гемаглютиніном вірусу А (NSWN1). Обстеження сироваток крові виявило близько 500 інфікованих цим вірусом осіб. Виникло занепокоєння щодо можливості повторення іспанки, і уряд США прийняв рішення про створення профілактичної вакцини. Та сталося неймовірне: далі містечка Нью-Джерсі епідемія не поширилася, і вся виготовлена вакцина виявилась безкорисною. На думку радянських вчених, це був вірус свиней, що не закріпився в організмі людини, в зв'язку з чим поширення його було обмеженим.

Добре вивчені віруси грипу птахів і коней, але вони епідемічного значення для людини ніколи не мали. Наприклад, давно відома хвороба - чума курей, яка при глибшому вивченні виявилась грипом курей, збудником якого є вірус, схожий до вірусу грипу А людини. Однак люди на цю недугу не хворіють і від курей не заражаються. Усі ці віруси відрізняються від вірусів людини насамперед будовою своєї оболонки і її антигенами, притаманними лише вірусам тварин чи птахів. Не описано жодної епідемії чи хоча б спалаху грипу, викликаних вірусами птахів, коней тощо. В той же час доведено, що свійські тварини і птахи можуть заразитися від хворої людини і захворіти на грип.

Взаємозв'язок вірусів грипу людини, тварин і птахів вивчає наукова екологія. Спеціальні Лабораторні дослідження довели, що грип від людини може передаватися собакам, свиням, телятам, диким птахам і тощо. Це положення лягло в основу розвитку другої точки зору на походження вірусів грипу. ЇЇ автори вважають, що тварини і птахи можуть бути природним джерелом різних варіантів вірусу грипу А, який колись був поширений серед людей. Слід, до речі, додати, що це стосується вірусу А, щодо вірусів В і С таких відомостей немає.

Найголовнішим доказом цієї гіпотези стали відкриття, які ще кілька років тому викликали сенсацію в науці: віруси грипу людини, вірніше, окремі його складові, знайдено у верблюдів у пустелі Монголії, диких перелітних птахів на Крайній Півночі, у китів, дельфінів тощо. Очевидно, в природі відбувається постійний обмін генами між вірусами людини, тварин і птахів. Цей обмін призводить до появи нових антигенних варіантів вірусу грипу. Напевно, іспанку викликав саме такий вірус - гібрид вірусів свині і людини. Згодом, коли серед людей сформувався імунітет проти цього вірусу внаслідок перенесеної хвороби, кількість «жертв» різко зменшилась, і вірус поступово втратив хазяїна, в організмі якого він міг би розмножуватися і зберігатися. Вірус іспанки зник, його не стало, але він залишив свого двійника - вірус грипу свиней.

Знайшовся такий двійник і для іншого вірусу - А (Гонконг) 68. Це вірус качок, подібний до людського, але не ідентичний йому. Отже, робиться висновок, що джерело гонконгського варіанту вірусу треба шукати серед птахів.

Дослідники, не згодні з цією гіпотезою, вважають, що віруси грипу людини мають свій, чітко окреслений склад генів і не потребують ні тваринних, ні пташиних домішок. На їх думку, кількість цих вірусів обмежена, вони повторно уражають населення через 30-80 років - тоді, коли виростає нове покоління людей, у крові яких немає антитіл до них.