Пособник эпидемий: ожирение ускоряет эволюцию вируса гриппа

Статьи ГРИПП A/H1N1
КАК ТИПИЧНАЯ ЭМЕРДЖЕНТНАЯ
ИНФЕКЦИЯ

Вирусы гриппа — РНК-содержащие вирусы — относятся к сем. Orthomyxoviridae и разделяются на вирусы А, В и С (табл. 1).

Таблица 1.

Сравнительная характеристика вирусов гриппа

Критерии Тип А Тип В Тип С
Тяжесть заболевания ++++ ++ +
Природный резервуар Есть Нет Нет
Пандемии человека Вызывает Не вызывает Не вызывает
Эпидемии человека Вызывает Вызывает Не вызывает (лишь спорадические заболевания)
Антигенные изменения Шифт, дрейф Дрейф Дрейф
Сегментированный геном Да Да Да
Чувствительность к ремантадину Чувствительны Не чувствительны Не чувствительны
Чувствительность к занамивиру Чувствительны Чувствительны
Поверхностные гликопротеины 2 (HA, NA) 2 (HA, NA) 1(HA)

Вирус гриппа имеет сферическую форму и размер 80-120 нм. Сердцевина представлена одноцепочечной отрицательной цепью РНК, состоящей из 8 фрагментов, которые кодируют 11 вирусных белков.

Вирусы гриппа А широко распространены в природе и поражают как людей, так и целый ряд млекопитающих и птиц. Вирусы гриппа типов В и С выделены только от человека.

Эпидемически значимыми являются 2 подтипа вируса гриппа А — H3N2 и H1N1 и вирус гриппа типа В (А.А. Соминова с соавт, 1997; О.М. Литвинова с соавт., 2001).

Итогом такой ко-циркуляции явилось развитие в один и тот же эпидсезон в различных странах эпидемий гриппа различной этиологии.

Гетерогенность популяции эпидемических вирусов возрастает также за счет дивергентного характера изменчивости вирусов гриппа, что приводит к одновременной циркуляции вирусов, относящихся к различным эволюционным ветвям (О.М. Литвинова с соавт., 2001).

В этих условиях создаются предпосылки для одновременного инфицирования человека различными возбудителями, что приводит к формированию смешанных популяций и реассортации как между вирусами ко-циркулирующих подтипов, так и среди штаммов в пределах одного подтипа (О.И. Киселев с соавт., 2000).

Классификация типов вирусов гриппа основана на антигенных различиях двух поверхностных гликопротеинов — гемагглютинина (НА) и нейраминидазы (NА). Согласно этой классификации вирусы гриппа и подразделяют на 3 типа — вирусы гриппа типа А, типа В и типа С. Различаются 16 подтипов НА и 9 подтипов NА.

Пособник эпидемий: ожирение ускоряет эволюцию вируса гриппаРис. 1. Классификация вирусов гриппа А и виды животных и птиц — промежуточные и конечные хозяева в цепи передачи инфекции к человеку. Недавно открыт 16 подтип (Н16) гемагглютинина

Примечание: ∗ НА 7 и NА 7-NА8 выявили и у лошадей

На рис. 1 представлены подтипы вирусов гриппа типа А и их промежуточные хозяева и природные резервуары (перелетные птицы). К основным хозяевам вирусов гриппа А относятся те виды, которым свойственна заболеваемость гриппом.

В популяции человека до настоящего времени выявлены вирусы гриппа А только трех подтипов с НА1, НА2 и НА3. При этом вирусы содержат только два типа нейраминидазы — NА1 и NА2 (рис.1). Доказана их стабильная циркуляция в течении прошлого столетия, начиная с пандемии 1918 г (R.G. Webster et al., 1978; K.G. Nicholson et al., 2003).

Вирусы гриппа А (в меньшей степени В) обладает способностью к изменению структуры НА и NА. Для вируса гриппа А характерны два типа изменчивости:

  • точечные мутации в вирусном геноме с соответствующим изменением в НА и NА (антигенный дрейф);
  • полная замена одного или обоих поверхностных гликопротеинов (НА и NА) вируса путем реассортации/рекомбинации (антигенный шифт), в результате которого появляется принципиально новый вариант вируса, способный вызвать гриппозные пандемии.

Для вируса гриппа В антигенная изменчивость ограничивается только дрейфом, т.к. он, по-видимому, не имеет природного резервуара среди птиц и животных. Для вируса гриппа С характерна большая стабильность антигенной структуры и с ним связаны лишь локальные вспышки и спорадические случаи заболевания.

Представляет определенный интерес появление новых штаммов вируса гриппа в человеческой популяции и связанные с ними пандемии (рис. 2). На рис. 2 представлены основные антигенные шифты, ассоциированные с панедмиями ХХ века, вызванные вирусами гриппа А:

  • в 1918 г пандемия была вызвана вирусом типа H1N1;
  • в 1957 г — H2N2 штаммом А/Singapore/1/57;
  • в 1968 г — H3N2 штаммом A/Hong Kong/1/68;
  • в 1977 г — H1N1 штаммом A/USSR/1/77 (многие ученые не рассматривали это как пандемию, но с появлением этого штамма сложилась ситуация с одновременной ко-циркуляцией 2 штаммов вируса гриппа А — H3N2 и H1N1).

В 1986 г в Китае вирус А/Тайвань/1/86 вызвал обширную эпидемия гриппа А/H1N1, продолжавшуюся до 1989г. Дрейф варианты этого вируса просуществовали до 1995 г, вызывая локальные вспышки и спорадические случаи заболевания.

По результатам молекулярно-биологических исследований в геноме вируса А/H1N1 в эти годы возникли множественные мутации. В 1996 г появились два антигенных варианта вируса гриппа А/H1N1: А/Берн и А/Пекин, их особенностью являлась не только антигенная, но и географическая разобщенность.

Так, в России вирус гриппа А/Берн принял активное участие в эпидемии гриппа 1997-98 гг. В этот же сезон на востоке страны была зарегистрирована циркуляция штаммов вируса А/Пекин. В дальнейшем в 2000-2001 гг. вирус гриппа А/H1N1 стал возбудителем эпидемии гриппа в России.

Современные вирусы гриппа А/H1N1 обладают низкой иммуногенной активностью, свежие выделенные изоляты вируса взаимодействуют только в эритроцитами млекопитающих (человека 0 группы и морских свинок).

Пособник эпидемий: ожирение ускоряет эволюцию вируса гриппаРис. 2. Возникновение новых штаммов вируса гриппа в человеческой популяции и связанные с ними пандемии

В прошлом столетии вирусы гриппа типа А претерпели значительные генетические изменения, результатом чего явились глобальные пандемии с высокой летальностью среди людей. Самая большая пандемия гриппа (H1N1) была в 1918-1919 гг. («испанка»).

Вирус, появившийся в 1918 г проделал выраженный дрейф, исходные (Hsw1N1) и конечные (H1N1) его варианты считаются шифтовыми. Вирус вызвал опустошительную эпидемия, унесшую 20 млн жизней (половина погибших — молодые люди в возрасте от 20 до 50 лет (M.T.

Osterholm, 2005).

Исследования J.K. Tanbenberger et al., (2005) показали, что вирус, вызвавший пандемию 1918 г.

, не являлся реассортантом между птичьим вирусом гриппа и вирусом гриппа человека — все 8 генов вируса H1N1 имели больше сходство с вариантами «птичьего» вируса, нежели человеческого (рис. 3). Поэтому, по мнению R.B.

Belshe (2005) вирус гриппа птиц, должен инфицировать (минуя промежуточного хозяина) человека, передаваясь от человека к человеку.

Пособник эпидемий: ожирение ускоряет эволюцию вируса гриппаРис. 3. Механизмы происхождения пандемических вирусов гриппа

  • «Азиатский» грипп (1957-1958 гг.), вызванный вирусом А/H2N2, который впервые зарегистрирован в Центральном Китае, не отличался столь драматичностью для человечества, но общая летальность в мире составила 1 -2 млн чел. Причем самая высокая смертность наблюдалась среди больных старше 65 лет. Пандемии 1957 и 1968 гг. были вызваны новыми вирусами, появившимися в результате реассортации. В 1957 г двойное инфицирование, вероятно, человека или свиньи птичьим вирусом H2N2 и человеческим вирусом H1N1 дало начало новому вирусу, содержащему гены НА, NА и ген, кодирующий один из белков полимеразы (РВ1) — от «птичьего» вируса и 5 генетических сегментов вируса гриппа H1N1 человека 1918 г. Этот вирус циркулировал в популяции человека до 1968 г, когда его вытеснил новый реассортантный вирус H3N2 (Гонконг).
  • «Гонконгский» грипп, вызванный вирусом А/H3N2 (1968-1969 гг.) впервые был выделен в Гонконге. Он появился в результате замены Н2 и полимеразного гена (РВ1) вируса H2N2 на 2 новых гена вируса гриппа птиц Н3 и РВ1. Остальные 6 генов этого вируса были человеческими (т.е. от предыдущего вируса 1957 г) и сегодня потомок этого вируса, согласно рис. 3, продолжает циркулировать среди людей. Гены вируса А /H3N2, происходят от вируса, вызвавшего пандемию в 1918 г (R.B. Belshe, 2005) (рис.3). Гонконгский грипп не отличался столь высокой смертностью, как в предыдущие пандемии, так как антигенные изменения произошли только в НА (антигенный шифт), а NА вируса осталась неизмененной. Наличие антител к NА, не предотвращает развития заболевания, однако может ослабить тяжесть течения инфекции (W.P. Glesen, 1996). Вполне вероятно, что низкая смертность, среди пожилых людей, связана с штаммом вируса гриппа с Н3, который циркулировал в мире в этом столетии и поэтому люди старше 60 лет имели протективные антитела к этому вирусу (L. Simonsen et al., 2004).
  • После 20-летнего перерыва стал снова циркулировать новый вариант вируса гриппа А/H1N1, который в 1977-1978 гг. вызвал эпидемию, достаточно умеренную, после которой в мире одновременно начали циркулировать 3 варианта возбудителя: вирусы гриппа А подтипов H1N1 и H3N2 и типа В.
  • Важно отметить, что вирусы гриппа птиц «участвуют» в появлении новых «человеческих» вирусов гриппа, которые характеризуются высокой патогенностью и способностью вызывать пандемии (Э.Г. Деева, 2008). Эти вирусы (H1N1, H2N2 и H3N2) имели различный набор внутренних генов, происхождение которых указывает на их филогенетическую связь с вирусами птиц и свиней.

    Каковы же механизмы происхождения пандемических штаммов и какие биологические характеристики необходимы для появления высокопатогенного вируса с пандемическим потенциалом?

    Для вирусов гриппа А характерна высокая частота возникновения реассортантов в результате смешанного заражения, что обусловлено сегментированностью вирусного генома.

    Преобладание реассортанта определенного генного состава считается результатом селекции, при которой из обширного набора разных реассортантов отбирается именно такой, который наиболее приспособлен к репродукции в данных условиях (Н.Л. Варич с соавт., 2009).

    Штаммоспецифические свойства геномных сегментов могут оказать сильное влияние на генный состав реассортантов в неселективных условиях. Другими словами, отличительной особенностью вирусов гриппа является то, что в восьми из генных сегментов, особенно в гене НА, происходят частые и непредсказуемые мутации.

    Читайте также:  Малышева рассказала, что быку хорошо, а человеку – плохо

    Реассортация играет важную роль в появлении новых вариантов вирусов, в частности в происхождении пандемических штаммов. И иногда нельзя исключить возможность появления на протяжении пандемии вируса с более высокой вирулентностью.

    Современные исследования показали, что генная структура нового вируса А/H1N1 является сложной и в его состав, как мы уже отмечали во введении, входят гены свиного гриппа, поражающего свиней Северной Америки; гены свиного гриппа, поражающего свиней Европы и Азии; гены птичьего гриппа; гены человеческого гриппа. По сути, гены нового вируса получены из четырех различных источников. Микрофотография вируса гриппа А/H1N1 представлена на рис. 4.

    Пособник эпидемий: ожирение ускоряет эволюцию вируса гриппаРис. 4. Микрофотография вируса гриппа А/H1N1

    ВОЗ опубликовала «Руководство для лабораторий гриппа» и представила новые данные по последовательности вирусных генов и их длины реассортантного нового вируса гриппа А/H1N1 (изолят — А/California/04/2009): НА, NА, М, РВ1, РВ2, РА, NР, NS.

    Эти данные свидетельствуют о формировании нового пандемического варианта вируса, создавая всеобщую уязвимость перед инфекцией в виду отсутствия к иммунитета.

    Становится понятным, что пандемические варианты вируса гриппа возникают посредством как минимум двух механизмов:

    • реассортации между вирусами гриппа животных/птиц и человека;
    • непосредственной адаптации вируса животных/птиц к человеку.

    Для понимания происхождения пандемических вирусов гриппа важное значение имеет изучение свойств природного резервуара инфекции и путях эволюции этого семейства вирусов при смене хозяина.

    Уже хорошо известно и это можно утверждать, что водоплавающие птицы являются природным резервуаром вирусов гриппа А (адаптированные к этим промежуточным хозяевам в течение многих столетий), о чем свидетельствует носительство всех 16 подтипов НА этого вируса.

    Через фекалии птиц, которые в воде могут сохраняться более 400 дней (Грипп птиц…, 2005), вирусы могут передаваться другим видам животных при употреблении воды из водоема. (K.G. Nicholson et al., 2003).

    Это подтверждается филогенетическим анализом последовательностей нуклеиновых кислот разных подтипов вирусов гриппа А от различных хозяев и из различных географических регионов.

    Анализ последовательностей гена нуклеопротеина показал, что вирусы гриппа птиц эволюционировали с появлением 5 специфических хозяйских линий: вирусы диких и домашних лошадей, чаек, свиней и человека.

    Причем (!) вирусы гриппа человека и свиней составляют так называемую сестринскую группу, что свидетельствует об их близком родстве и, естественно, общем происхождении. Предшественник вирусов гриппа человека и классический свиной вирус, по-видимому, имели полностью «птичье» происхождение.

    В странах Средней Азии, по известным причинам, свинина не популярна, и эти животные практически отсутствуют в животноводстве.

    Это приводит к тому, что (в отличие от Китая, например), данный регион не имеет в популяции домашних животных основного промежуточного хозяина — свиней, поэтому вероятность «зарождения» пандемических вирусов в Среднеазиатском регионе ниже, чем в Китае, что практически и следует из данных по анализу их происхождения (Грипп птиц, 2005).

    Постоянный источник генов пандемических вирусов гриппа, существует ( в фенотипически неизменнном состоянии), в природном резервуаре вирусов водоплавающих и перелетных птиц (R.G. Welster, 1998). Следует иметь в виду, что предшественники вирусов, вызвавших пандемию «испанки» (1918 г), как и вирусы, явившиеся источником генома пандемических штаммов Азия/57 и Гонконг/68, до сих пор циркулируют среди популяции диких птиц с незначительными мутационными изменениями (Грипп птиц…, 2005).

    Читать дальше: Эпидемиология гриппа, вызванного вирусом А/H1N1

    Ожирение "помогает" вирусу гриппа

    Американские молекулярные биологи, экспериментируя на мышах, обнаружили, что ожирение не только повышает вероятность проникновения вируса гриппа в организм, но и заметно ускоряет его эволюцию. Об этом во вторник сообщила пресс-служба Американского общества микробиологии (ASM) со ссылкой на статью в журнале mBio.

    Пособник эпидемий: ожирение ускоряет эволюцию вируса гриппа

    «Нужно очень осторожно интерпретировать результаты опытов на мышах, однако наши эксперименты показывают, что ожирение способствует проникновению вируса в организм, ускоряет его деление и „помогает“ ему заполучать больше мутаций, часть из которых будет полезной для возбудителя гриппа», — заявила Стейси Шульц-Черри, биолог из университета штата Теннесси в Мемфисе (США), слова которой приводит пресс-служба ASM.

    Вирус гриппа, как давно заметили медики, поражает разные группы людей с неодинаковой частотой. От него, как правило, чаще всего страдают дети, беременные женщины, пожилые люди и лица, страдающие от крайних форм ожирения и диабета. С чем связаны подобные различия, ученые пока точно не могут сказать и спорят о возможных причинах этого по сей день.

    С одной стороны, эти расхождения в контагиозности гриппа могут быть связаны с тем, что иммунитет представителей групп риска просто ослаблен. С другой, — медики и биологи пока не могут исключить, что вирус уникальным образом взаимодействует с их организмом, а иммунитет таких людей, в свою очередь, пытается подавить инфекцию не так, как это делают защитные системы других больных.

    Шульц-Черри и ее коллеги открыли подобные различия, серьезно влияющие не только на вероятность развития инфекции, но и на дальнейшую эволюцию вируса гриппа, наблюдая за тем, как организм лабораторных мышей реагировал на заражение вирусом свиного гриппа H1N1.

    Невольный пособник вируса

    Изначально ученых интересовало, как организм грызунов, обладавших нормальной массой тела или страдавших от ожирения, реагировал на инфекцию. Эти опыты показали, что несмотря на примерно равное количество вирусных частиц в организме и тех, и других мышей, грипп активнее размножался в легких тучных подопытных животных.

    Пытаясь понять, с чем это связано, ученые заразили несколько новых партий грызунов при помощи вирусов, извлеченных из выделений первых двух групп мышей. Через несколько подобных циклов биологи обнаружили, что вирус значительно быстрее менялся при попадании в организм тучных мышей, чем при размножении в клетках животных с нормальной массой.

    Это значительно ускоряло эволюцию гриппа и помогало ему эффективнее заражать новые группы мышей и с нормальным, и с лишним весом.

    Как предполагают биологи, ускоренное появление новых мутаций в РНК вируса было связано с тем, что иммунные клетки тучных мышей вырабатывали меньше интерферонов.

    По пока неизвестным причинам, низкая концентрация интерферонов меняет работу внутриклеточных механизмов, отвечающих за производство новых копий вирусного генома, повышая число ошибок, возникающих при сборке новых нитей РНК. Это повышает генетическое разнообразие гриппа и способствует «открытию» новых мутаций, улучшающих жизнеспособность вируса.

    Последующие опыты показали, что этот процесс можно было подавить, если ввести синтетические интерфероны в организм болеющих тучных мышей. Схожие методы, как предполагают ученые, можно будет использовать и для сдерживания эпидемии гриппа среди людей, если их гипотеза подтвердится в ходе дальнейших наблюдений.

    Источник: Информационное агентство ТАСС

    Поделитесь новостью в социальных сетях

    Причины гриппозных эпидемий и эволюция вируса гриппа

    Пособник эпидемий: ожирение ускоряет эволюцию вируса гриппаПричины гриппозных эпидемий и эволюция вируса гриппа

    Люди, переболевшие гриппом типа А и В, приобретают достаточно действенный, хотя и непродолжительный, иммунитет, продолжающийся 1-2 года после гриппа А и около 3 лет после гриппа В. В связи с этим вспышки гриппа, вызываемые по очереди вирусами А и В, повторяются через каждые 1-2 года.

    Глобальные эпидемии гриппа мирового масштаба (пандемии) всегда вызываются только вирусом типа А и повторяются с промежутком в 11-18 лет. Такие пандемии наблюдались в 1889,1900, 1918,1933,1947,1957,1968 гг.

    Всеобщий характер пандемий гриппа связан с периодическим появлением совершенно новых антигенных разновидностей вируса А, что радикально отличает грипп от всех других известных сейчас заразных болезней, этиология которых всегда связана с участием одного или нескольких вариантов возбудителя, вполне постоянных и неизменных по своим свойствам.

    Чтобы обеспечить возможность непрерывного паразитирования на людях, возбудитель гриппа выработал в ходе своей эволюции эффективные приспособления против губительного воздействия антител, образующихся у всех переболевших людей после окончания эпидемии.

    Приспособляясь к им же вызванному иммунитету, вирус гриппа постепенно превращается в вариант с новыми антигенными свойствами.

    Имеются основания предполагать, что изменчивость вируса гриппа не беспредельна, а укладывается в ограниченное число возможных вариантов, последовательно возникающих под воздействием противогриппозных антител. Полный круг происходящих при этом изменений охватывает срок около 70-80 лет.

    Изменения стимулируются сменой антител, образующихся у населения под воздействием различных вариантов вируса гриппа.

    Каждый новый вариант сохраняет жизнеспособность лишь в границах ограниченного цикла, за которым следует селекция и выход на «эпидемиологическую орбиту» нового антигенного варианта.

    Если эта гипотеза правильна, следует ожидать через 10-15 лет «ухода на покой» современного чемпиона гриппа — вируса подтипа А2 и возвращения после продолжительного отдыха вируса подтипа АО, сходного с возбудителем, вызвавшим некогда пандемию испанки в 1918-1919 гг.

    Эволюция вируса гриппа А оказалась связанной с изменчивостью его белков (антигенов), локализованных в поверхностной оболочке вириона.

    Сюда относится гемагглютинин (Г) вируса гриппа, вызывающий склеивание эритроцитов (красных кровяных телец), а также фермент нейраминидаза (Н), с помощью которого вирус расщепляет слизь носовых ходов и добирается до чувствительного эпителия.

    Постепенное изменение состава этих двух антигенов происходило на наших глазах в течение 40 лет, прошедших после открытия вируса гриппа в 1933 г.

    Вирус гриппа А периода 1933-1947 гг. получил название АО. Он имел гемагглютинин (Г) того же обозначения (ГО) и нейраминидазу № 1 (Н1) с условной полной формулой ГОН1.

    В 1947 г. возникла пандемия, вызванная вирусом гриппа А1, состав антигенов у которого изменился в отношении гемагглютинина, но сохранился для нейраминидазы (Г1Н1).

    В 1957 г. все страны земного шара пострадали от пандемии азиатского гриппа, пришедшего из Юго-Восточной Азии (Китай, Сингапур). В это время вирус гриппа претерпел особо глубокие изменения, коснувшиеся как гемагглютинина, так и нейраминидазы. Формула этого вируса стала Г2Н2, а вирус получил название А2.

    В 1968 г. на смену азиатскому гриппу А2 пришел (и снова из Азии) его видоизмененный вариант — вирус А2 с новым гемагглютинином. Формула антигенов этого вируса стала ГЗН2.

    В 1972 г. по ряду стран прокатились новые эпидемии гриппа А2 (Гонконг), вызванные вирусом А2 (Виктория) 72, с количественным, но не радикальным изменением старой формулы антигенов (ГЗН2).

    Читайте также:  Стыдливые фуфломицины: как отличить неэффективное лекарство?

    Причины приводящие к изменениям поверхностных антигенов вируса гриппа, объясняются различно.

    Согласно господствующему мнению, они создаются под влиянием иммунитета населения, который, усиливаясь после каждой очередной эпидемии, оказывает губительное влияние на вирус гриппа «старой конструкции».

    Шансы на выживание приобретают лишь те варианты вируса гриппа, которые способны преодолеть защитный барьер иммунитета и пробиться через его сдерживающее влияние.

    Таким образом селекционируются и получают преобладание вирионы с новой антигенной структурой.

    Существует и другое мнение, по которому появление новых антигенных вариантов обязано встрече вирусов гриппа человека и животных.

    В последние годы установлено широкое распространение родственных человеку вирусов гриппа среди диких и домашних животных, а также птиц. Часть их идентична по антигенам с вирусами людей и происходит в результате заражения человеческим вирусом свиней, лошадей, домашней птицы.

    Другая часть вирусов гриппа у животных резко отличается по набору поверхностных антигенов от известных нам вирусов гриппа человека. У них имеются другие гемагглютинины и другие нейраминидазы.

    Поэтому допускают, что при попадании вирусов человека в организм больных животных и птиц происходит перестройка их нуклеиновых кислот таким образом, что вместо своих цистронов (ген) они приобретают другие, полученные от вирусов гриппа иного происхождения.

    Таким образом возникают «рекомбинанты» или гибриды вируса гриппа с новыми гемагглютининами или нейраминидазой. В связи с новизной своих антигенов новый вариант может приобрести высокую болезнетворность в процессе постепенного приспособления к людям.

    Большим недостатком современной вакцинопрофилактики гриппа является ее периодическая несостоятельность, падающая на годы появления новых антигенных вариантов вируса.

    В настоящее время делаются попытки получить искусственно «будущие» варианты вируса гриппа, образующиеся в естественных условиях с интервалом в 5-6 лет. Для этого используют воздействие на современные эпидемические вирусы соответствующих им антител.

    В этих условиях можно ожидать подавления основной массы вирусных частиц с сохранением лишь той ничтожной прослойки, которая не реагируете использованной в опыте «современной» иммунной сывороткой. В составе таких частиц, селекционированных антителами, и будут находиться «будущие вирусы гриппа».

    Если в естественных условиях эволюции такие варианты могут появляться лишь через несколько лет, то в лабораторных условиях их удается выделить под воздействием иммунной сыворотки через несколько недель.

    Ожирение связали с ускорением эволюции вируса гриппа

    ТАСС, 3 марта. Эксперименты на мышах показали, что ожирение может не только увеличить вероятность того, что вирус гриппа попадет в организм человека, но и заметно ускорить его эволюцию. К такому выводу пришли американские биологи, статью которых опубликовал научный журнал mBio.

    «Нужно очень осторожно интерпретировать результаты опытов на мышах, однако наши эксперименты показывают, что ожирение помогает вирусу проникать организм, ускоряет его деление и «помогает» ему заполучать больше мутаций, часть из которых будет полезной для возбудителя гриппа», – прокомментировала работу Стейси Шульц-Черри, биолог из Университета штата Теннесси (США).

    Вирус гриппа, как давно заметили медики, поражает разные группы людей с неодинаковой частотой. От него, как правило, чаще всего страдают дети, беременные женщины, пожилые люди и лица с крайними формами ожирения и диабета. С чем связаны подобные различия, ученые пока не могут точно сказать и до сих пор спорят о возможных причинах этого.

    С одной стороны, эти расхождения в заразности гриппа могут быть связаны с тем, что иммунитет представителей групп риска просто ослаблен. С другой, медики и биологи пока не могут исключить, что вирус уникальным образом взаимодействует с организмом потенциальных жертв, а иммунитет таких людей, в свою очередь, пытается подавить инфекцию не так, как это делают защитные системы других больных.

    Невольный пособник вируса

    Шульц-Черри и ее коллеги наблюдали за тем, как организм лабораторных мышей реагировал на заражение вирусом свиного гриппа H1N1. В результате они нашли некоторые различия в действии иммунитета разных людей, которые серьезно влияют не только на вероятность развития инфекции, но и на дальнейшую эволюцию вируса гриппа.

    Изначально ученых интересовало, как организм грызунов с нормальной массой тела или страдавших от ожирения, реагировал на инфекцию. Эти опыты показали, что несмотря на примерно равное количество вирусных частиц в организме и тех, и других мышей, грипп активнее размножался в легких тучных подопытных животных.

    Пытаясь понять, с чем это связано, ученые заразили несколько новых партий грызунов при помощи вирусов, извлеченных из выделений первых двух групп мышей.

    Через несколько подобных циклов биологи выяснили, что вирус значительно быстрее менялся при попадании в организм тучных мышей, чем при размножении в клетках животных с нормальной массой.

    В первом случае эволюция гриппа проходила быстрее и вирус эффективнее заражал новые группы мышей и с нормальным, и с лишним весом.

    Как предполагают биологи, ускоренное появление новых мутаций в РНК вируса было связано с тем, что иммунные клетки тучных мышей вырабатывали меньше интерферонов – белков, которые мешают размножению вируса и привлекают внимание иммунной системы к зараженным клеткам.

    По пока неизвестным причинам низкая концентрация интерферонов меняет работу внутриклеточных механизмов, которые отвечают за производство новых копий вирусного генома. Это повышает число ошибок, которые возникают при сборке новых нитей РНК и повышает генетическое разнообразие гриппа, способствуя появлению новых мутаций, которые улучшают жизнеспособность вируса.

    Последующие опыты показали, что этот процесс можно было подавить, если в организм болеющих тучных мышей ввести синтетические интерфероны. Схожие методы, как предполагают ученые, можно будет использовать и для сдерживания эпидемии гриппа среди людей, если их гипотеза подтвердится в ходе наблюдений за скоростью эволюции вируса в человеческих популяциях.

    Биолог: вирусы полезны для эволюции живых существ / Интерфакс — Высшее образование в России

    «Вирусологи выдвинули гипотезу, что именно вирусы ускоряют эволюцию, осуществляя горизонтальный и вертикальный перенос генов, «обогащая» разные виды живых существ генетической информацией друг о друге», — приводит пресс-служба СФУ слова Саранговой.

    Она отметила, что среди ученых в настоящее время нет единого мнения относительно происхождения вирусов, однако в одном эксперты уверены точно — это самый древний и опасный паразит на планете.

    «Живые клетки имеют внешнюю мембрану либо клеточную стенку (как у растительных клеток), внутри каждой клетки — киселеобразная цитоплазма, в которой находятся органеллы. Кроме того, живые клетки способны расти и размножаться.

    Вирусы же больше всего похожи на крошечные, иногда неразличимые даже с помощью микроскопа кристаллы. Снаружи вирус имеет жесткую структуру.

    Каждая грань его внешней оболочки представляет собой строго упорядоченную группу повторяющихся белковых молекул, соединенных между собой как конструктор «Лего», — сказала Сарангова.

    • Внутри эти грани выстланы тончайшей белковой пленкой, и весь этот резервуар содержит нить ДНК или РНК.
    • «Ни ядра, ни митохондрий, ни рибосом, ни любых других органелл у вируса нет», — отметила биолог.
    • По ее словам, ученые предполагают, что вирусы — это микроскопические формы, которые пошли собственным, ни на что не похожим путем на заре развития жизни на нашей планете.

    «Этот феномен даже называют «сбежавшим фрагментом генома». «Беглец» сумел покрыться достаточно прочной белковой оболочкой, но оказался совершенно беспомощным в плане размножения. Про него правильнее говорить «копирует себя», потому что именно этим он и занимается, вторгаясь в биологические организмы — в бактерии и растения, в животных и в нас с вами», — пояснила доцент СФУ.

    Фактически, как отметила Сарангова, люди нужны этому паразиту как живые инкубаторы.

    «Наши клетки сбоят при встрече с вирусом и начинают печатать его полные копии, которые затем широко распространяются, приводя, в частности, к эпидемиям. Вирусы раз в 10-20 мельче бактерий.

    Рядом с бактерией среднестатистический вирус выглядит примерно как человек рядом со слоном. Мелкие вирусы типа вируса ветрянки легко проходят через мембраны наших клеток.

    А коронавирус гораздо крупнее», — подчеркнула эксперт.

    СФУ был создан в 2006 году на базе пяти красноярских вузов. В настоящее время в составе учреждения 20 институтов и 3 филиала, в которых обучается более 31 тыс. студентов, около 800 аспирантов. В Национальном рейтинге университетов по версии «Интерфакс» за 2019 год СФУ занимает 15 место.

    Как уберечься от гриппа в период эпидемии

    Название этого вирусного заболевания происходит от французского “grippe” – «схватывать» и очень точно отражает его заразность, скорость распространения, быстроту появления первых симптомов.

    Инфекция «берет в плен» целые города, континенты и ежегодно уносит более 600 тысяч людей.

    Профилактика гриппа во время эпидемии помогает предотвратить заражение большего числа лиц и снизить вероятность гибели от самой болезни или ее осложнений.

    Вирус гриппа: вооружен, неуловим и очень опасен

    Причина гриппа – мелкий оболочечный вирус. Наследственный материал представлен фрагментированной РНК, что становится одной из причин частых генетических изменений. Существует 4 типа вирусов гриппа: A, B, C, D. Для человека опасны первые три из них.

    Самые страшные пандемии происходили при распространении типа A; разделение внутри него связаны с модификациями двух поверхностных антигенов – гемагглютинина (H) и нейраминидазы (N). Известно 18 вариантов гемагглютинина и 11 – нейраминидазы.

    Комбинации и мутации основных антигенов – причина того, что периодически возникают вспышки, эпидемии и даже пандемии гриппа.

    Иммунитет, «наученный» прошлогодней болезнью или прививкой не всегда защищает от заболевания, так как не успевает за изменяющимися антигенами.

    Среди известных представителей типа A:

    Читайте также:  Каждый третий — носитель инфекции: что нужно знать о туберкулёзе

    • H1N1 — «испанка» и «свиной грипп» причина пандемии в 1918-1920 гг. и 2009-2010 гг.;
    • H3N2 -«гонконгский грипп» вызвал пандемию в 1968-1969 гг.

    Тип B не имеет такого пандемического потенциала, он приводит к вспышкам болезни. Вирус типа C встречается редко.

    Возбудитель остается жизнеспособным и может заражать людей от нескольких часов, если находится в воздухе, и до 3-4 дней, если оседает на различных поверхностях. Высокие температуры, солнечный свет, различные химические дезинфицирующие средства достаточно быстро уничтожают вирус гриппа.

    Грипп относится к группе вирусов, имеющих сродство к эпителию верхних дыхательных путей, пищеварительного тракта. Он попадает в окружающую среду при кашле, чихании. Известно, что вирус выделяют все заразившиеся люди, вне зависимости от наличия клинических проявлений. Существуют 2 пути распространения гриппа в человеческой популяции:

    • воздушно-капельный (вдыхание аэрозоля, содержащего вирус);
    • бытовой (прикосновение к предметам, на которые осели вирионы).

    Когда начинается эпидемия гриппа

    В России распространение инфекции постоянно оценивают Федеральные центры гриппа, расположенные в 61 городе. Отечественные и зарубежные исследователи сходятся во мнении, что вероятность сезонного гриппа обычно растет при снижении температуры воздуха и остается максимальной в коридоре от +5 до -5°С.

    Влажность тоже имеет значение. Сухой воздух негативно влияет на состояние слизистой дыхательных путей: секрет становится более густым, меняется его pH, защитные свойства ухудшаются. Вирус гриппа легко прикрепляется к эпителию, сбрасывает оболочку и начинает размножаться в клетке.

    Приборы отопления, кондиционеры еще больше высушивают воздух.

    Таким образом, когда температура на улице опускается ниже +5°С, начинаются вспышки болезни, а затем эпидемия гриппа в России. «Сезон болезни» открывается в октябре и продолжается до февраля-марта.

    Эпидпорог – это количество лиц, проживающих на определенной территории, у которых выявлено инфекционное заболевание. Федеральные центры гриппа располагают многолетней статистикой по респираторным инфекциям и публикуют актуальные сведения каждую неделю. Специалисты изучают заболеваемость гриппом и ОРВИ и сравнивают с показателями за предыдущие годы.

    Они оценивают эпидситуацию. Ее считают благополучной, если показатели в течение очередной недели не достигают порогового значения. Если уровень заболеваемости, особенно в отдельных возрастных группах (например, дети школьного возраста) или среди населения в целом превышают средние многолетние значения, говорят о возможном ухудшении эпидситуации.

    Кроме того, центры гриппа анализируют, что происходит – увеличение или уменьшение числа заболевших. Так рост показателей на 20% и более по сравнению с данными прошлых лет указывает на осложнение ситуации и необходимость введения карантинных мероприятии. И наоборот – падение значений ниже опасных говорит об улучшении ситуации.

    Как защититься от гриппа

    Что же можно предпринять, чтобы избежать развития болезни даже в очаге инфекции? Существует 3 вида профилактики:

    • специфическая (или вакцинопрофилактика);
    • неспецифическая (соблюдение правил гигиены);
    • медикаментозная (противовирусные, иммуномодулирующие препараты).

    Специфическая профилактика гриппа

    Вакцинация – самый надежный способ защиты от инфекции. Прививка помогает снизить заболеваемость, защитить от опасных осложнений и гибели представителей групп риска – тех, для кого грипп наиболее опасен.

    Статистические исследования указывают, что даже при заражении симптомы инфекции появляются лишь у 22-23% заболевших.

    У взрослых, соматически здоровых пациентов грипп нередко протекает в легкой форме и расценивается как банальное ОРВИ.

    Но у представителей групп риска ввиду особенности иммунной реакции, наличия других болезней, вирусный удар может привести к непоправимым последствиям. К самым беззащитным пациентам относятся:

    • дети от полугода до 6 лет;
    • пациенты старше 65 лет;
    • беременные женщины;
    • пациенты со сниженным иммунитетом;
    • лица с хроническими соматическими заболеваниями;
    • медицинские работники;
    • работники торговли, общественного транспорта, учителя (контингенты, имеющие контакты с массой населения)
    • лица, проживающие в интернатах, домах престарелых.

    Согласно данным ВОЗ, своевременная вакцинация снижает смертность среди пожилых пациентов на 60%, заболеваемость в группе привитых взрослых – на 70-90%, среди детей — на 60-90%.

    Говоря о том, когда лучше делать прививку, инфекционисты советуют обратиться к врачу в октябре. Формирование иммунитета после инъекции происходит в течение 4 недель.

    Дети старше 3 лет и взрослые получают препарат однократно, в полной дозировке. Малыши с 6 месяцев до 3 лет вакцинируются дважды, с интервалом в 28 дней.

    Таким образом, дети раннего возраста могут приступить к иммунизации раньше – в конце лета.

    Своевременное введение вакцины готовит иммунитет к эпидемии: ученые прогнозируют пик активности вируса на январь-февраль. Иммунитет против гриппа может «работать» до 3 лет, но прививку приходится «обновлять» ежегодно, , так как мутации вируса приводят к изменению его антигенов.

    Актуальный состав вакцины утверждается в начале каждого года Всемирной организацией здравоохранения.

    Необходимость регулярного применения прививки у большого числа лиц стала причиной постоянной работы над составом препаратов в сторону улучшения переносимости.

    Для удобства и безопасности пациентов применяются сплит-вакцины, в которых содержатся внутренние и наружные антигены вирусов, и субъединичные вакцины с поверхностными антигенами.

    Чаще вводят трехкомпонентные препараты. В 2019 году в их составе 2 штамма вируса типа A: подобный Brisbane 02/2018 (H1N1) pdm09 и Kansas 14/2017 (H3N2), 1 штамм вируса типа B — подобный Colorado/06/2017 (линия B/Victoria/2/87). В РФ доступны следующие вакцины:

    • «Инфлювак»;
    • «Ваксигрипп»;
    • «Совигрипп»;
    • «Гриппол плюс»;
    • «Ультрикс».
    • Бесплатные прививки от гриппа доступны в поликлиниках, школьных и дошкольных детских учреждениях, домах престарелых, интернатах.
    • Вакцинопрофилактика противопоказана, если у человека выявлены: обострение тяжелой соматической патологии, острое инфекционное заболевание, зарегистрирована непереносимость компонентов препарата.
    • Обычно прививка от гриппа хорошо переносится. К стандартным побочным реакциям, которых не надо бояться, относятся:
    • незначительное повышение температуры тела;
    • боль и ломоту в мышцах и суставах;
    • боль и припухлость в месте вакцинации.

    Неспецифическая профилактика гриппа

    Эта группа профилактических мероприятий направлена на уничтожение вируса в окружающей среде, разобщение людей, внимательное отношение к правилам личной гигиены и заботу о здоровье.

    Как же работает неспецифическая защита? Любой заразившийся человек выделяет вирусы в окружающую среду уже в инкубационном периоде и продолжает оставаться заразным до 4-7 дней болезни. Для предотвращения распространения инфекции следует проводить регулярную обработку помещений и поверхностей. Вирус гриппа «боится» спиртовых, йодсодержащих антисептиков, щелочей (мыла).

    Объясняя, как не заразиться гриппом в общественных местах, инфекционисты перечисляют простые правила:

    1. Не посещать места большого скопления людей (концерты, торговые центры).
    2. Избегать общения с теми, кто уже заболел.
    3. Мыть руки с мылом или обрабатывать антисептическими средствами.
    4. При кашле и чихании прикрывать рот и нос одноразовой салфеткой или платком.
    5. Не прикасаться грязными руками к лицу, носу, глазам.
    6. Промывать нос солевыми растворами, такими как «Аквалор», «Аквамарис».
    7. По возможности избегать общественного транспорта в часы пик.
    8. В транспорте, в магазинах надевать марлевую маску, проводить смену каждые 2,5 часа.
    9. На работе увлажнять воздух, регулярно проветривать помещение.

    Превышение эпидемического порога на 20 и более процентов становится основанием для введения карантинных мероприятий: в детских учреждениях отменяется посещение или занятия, круглосуточные и дневные отделения стационаров закрыты для визитов родственников, а самих пациентов стараются не задерживать «на койке» и выписывают домой.

    При появлении первых признаков гриппа или ОРВИ необходимо ограничить контакты с окружающими и немедленно обратиться к врачу.

    При высокой температуре терапевта или педиатра можно вызвать на дом, при лихорадке до 38 градусов можно самостоятельно обратиться в поликлинику.

    Практика отказа от лечения инфекции, стремление «перенести грипп на ногах» опасна для здоровья самого больного и его окружения.

    Если вирус «подкосил» кого-то из домочадцев, важно защитить здоровых членов семьи. Для этого применяется:

    1. Изоляция больного в отдельной комнате. Если это невозможно, его постель огораживают ширмой и стараются от другой мебели на 1-1,5 метра.
    2. Регулярно проветривать комнату, увлажнять воздух, проводить уборку с помощью дезинфицирующих средств.
    3. Посуду, который пользуется больной, держать отдельно и обрабатывать моющими средствами после каждого приема пищи.
    4. Мыть и обрабатывать антисептиком руки после контакта с больным членом семьи.

    Масочный режим дома, в общественных местах признан достаточно эффективным способом профилактики. Средство индивидуальной защиты надо менять не реже 1 раза в 2-3 часа – так риск заражения снижается на 60-80%.

    В эпидемию гриппа важно помнить, что ослабленный организм становится легкой «добычей» вируса, а частота осложнений возрастает. Поэтому необходимо заботиться о своем здоровье: регулярно и полноценно питаться, избегать стрессовых ситуаций, соблюдать режим дня, вовремя лечить острые, хронические заболевания.

    Лекарственная профилактика гриппа

    На фоне разворачивающейся эпидемии или вспышки заболевания терапевт может посоветовать медикаментозные средства профилактики. Выделяют 4 группы препаратов:

    • специфические средства с противовирусным действием (Арбидол, Тамифлю, амантадины);
    • интерфероны (альфа – или гамма-интерфероны);
    • индукторы синтеза интерферонов (Кагоцел);
    • растительные или синтетические иммуностимуляторы (эхинацея, полиоксидоний).

    Эти средства указаны в официальных методических рекомендациях по лечению и профилактике гриппа. Эксперты утверждают, что своевременное назначение защищает от инфекции или помогает перенести болезнь в более легкой форме (температура тела держится меньше, симптомы проходят на 1-2 дня раньше).

    Скептики указывают на то, что эффективность многих профилактических средств не подтверждена или низка. Применение противовирусных препаратов группы амантадинов, особенно в виде монотерапии не оправдано: мутации гриппа привели к появлению устойчивых штаммов.

    Вирус гриппа выделяется при кашле и чихании у всех зараженных людей. Возбудитель сохраняется в окружающей среде до нескольких дней, чувствителен к химическим и физическим методам обработки. Самым эффективным способом защиты считают своевременную вакцинацию. Карантинные мероприятия, соблюдение правил личной гигиены, масочный режим помогают локализовать вспышку инфекции.

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *