Грипп по-прежнему остается достаточно серьезной проблемой и угрозой для всего человечества. Каждый год в мире отмечается около 5 млн случаев тяжелого гриппа, многие из них заканчиваются смертью заболевшего. К сожалению, грипп может способствовать и развитию пандемии. Какие же штаммы вируса гриппа наиболее опасны и почему?
Начиная с XII века описано несколько пандемий заболеваний, которые сейчас можно было бы классифицировать как пандемии гриппа. Но первой пандемией, четко соответствующей описанию гриппа, стала пандемия 1580 года. В XIX веке зарегистрированы четыре пандемии гриппа, в XX веке - три. Одна из них – печально известная пандемия «испанки», унесшая 21 млн жизней.
Непосредствуенный же виновник пандемий, вирус гриппа, был открыт только в 1933, когда его смогли выделить из организма свиньи. Это был вирус гриппа А. Через три года был открыт вирус гриппа В. В 1947 году – вирус гриппа С.
На сегодня известны четыре типа вируса гриппа – А, В, С, D. Но удивляет своим разнообразием именно вирус гриппа А. Он поражает и млекопитающих, и человека, и птиц, и китообразных. При этом основной его хозяин – водоплавающие птицы. Причем у каждого вида животных – свои вирусы гриппа. Каждые 5-10 лет ученые открывают все новые варианты. Например, в 2013 году был открыт еще один штамм вируса гриппа А у летучих мышей – Н18N11. То есть сейчас известно 18 вариантов гемагглютинина и 11 вариантов нейраминидазы. И это не предел, предупреждают исследователи. Теоретически вариантов вируса гриппа может быть до двух тысяч (сейчас «опознаны» 114).
В принципе вирус гриппа лошади Н7N7 не может заразить дельфина, а вирус гриппа дельфина Н15N9 не способен «внедриться» в организм свиньи. Но все-таки межвидовой барьер может быть преодолен. Именно этого и опасаются исследователи.
Преодоление барьера
При проникновении в клетку вирусы гриппа А внешней частью своего гемагглютинина прикрепляются к сиаловым кислотам, которые находятся на поверхности клетки. Физико-химические свойства указанных рецепторов у различных видов животных сильно отличаются, что и определяет, кто станет хозяином для определенного штамма вируса, к клеткам какого вида животных он «прицепится, объясняет врач-инфекционист, заведующая кафедрой вирусологии РМАНПО, доктор медицинских наук Елена Малинникова.
Так, например, штаммы вируса гриппа птиц в качестве рецептора используют сиаловые кислоты с альфа-2,3 гликозидной связью. Штаммы вируса гриппа человека прикрепляются к сиаловым кислотам с альфа-2,6 связью. Эти рецепторы находятся на поверхности эпителиальных клеток верхних дыхательных путей. Вирусы гриппа птиц, проникая в организм человека, не находят рецепторы, к которым они могли бы прикрепиться.
Заражение было бы невозможно, если бы не одно «но». У человека на реснитчатом эпителии дыхательных путей имеется несколько клеток и с альфа-2,3 связью, замечает эксперт. Когда человек оказывается там, где во вдыхаемом воздухе велика концентрация патогенного, высоковирулентного вируса, но может вдохнуть достаточно большое количество патогена. У вируса появляется возможность найти клетки с альфа-2,3 связью, активно к ним прикрепиться и начать размножаться. Если человек заражается птичьим гриппом, патоген быстро проникает в нижние отделы дыхательных путей, развиваются тяжелые пневмонии.
Пути вируса неисповедимы
Но все-таки вирус, чтобы преодолеть межвидовой барьер, должен измениться. Это может произойти с помощью мутаций или рекомбинаций (реассортации). Мутацией называется изменение последовательности нуклеотидов в определенной области генома вируса. Она приводит к выраженным изменениям свойств патогена.
Репликация (воспроизведение) РНК в отличие от ДНК происходит без возможности исправить ошибки, накопившиеся в процессе «сборки» вируса. У человека мутации происходят постоянно, но у нас есть фермент, который разрезает неправильную ДНК. Благодаря этому наша ДНК второй раз собирается в правильный вариант. У вируса такого фермента нет. Поэтому при каждом цикле «сборки» 10% РНК получаются с мутациями. Подобные случайные изменения обеспечивают разнообразие вирусов. Часть из них рождается нежизнеспособными, а часть находит новых хозяев и благополучно размножается.
Рекомбинация – это обмен генетическим материалом между двумя близкими, но отличающимися по наследственным свойствам патогенами. Это становится возможным, так как геном вируса гриппа состоит из 8 отдельных фрагментов, информирует Елена Малинникова. Такое строение позволяет быстро перемешивать в клетках генетический материал патогена. Если два вируса одного типа попадают в одну клетку, ничто не мешает им обменяться генами. В потомстве появляются вирусы с разными комбинациями одноименных генов и с разным набором поверхностных антигенов. Такие вирусы называют рекомбинантами или реассортантами, заключает эксперт. Они получают новые патогенные свойства и уже в состоянии пробить наш иммунитет.
Пандемичные вирусы возникают в результате скрещивания не просто двух разных вирусов, а вирусов разных типов, например, гриппа человека и гриппа птиц. При этом патоген получает огромные преимущества. Гены «человеческого» гриппа дают ему возможность проникать внутрь организма человека, присоединяться к клеткам. Гены птичьего гриппа позволяют оставаться неузнанным и пробивать иммунную защиту.
Такое перемешивание произошло в 1997 году, когда в Гонконге на птицефабрике заболели 18 человек, из них шесть умерли от быстротечной пневмонии. Новый вирус, который стал заражать человека, гемагглютинин приобрел от гуся, нейраминидазу – от утки чирка, а собрался уже в перепелке. Затем преодолел межвидовой барьер и проник в организм человека.
Дополнительные условия
Конечно, для пандемии необходимы дополнительные условия. Вирус должен активно передаваться от человека к человеку. Заражение происходит при вдыхании большого объема инфицированного воздуха, через респираторный секрет или экскременты, через контакт с инфицированной или больной птицей. Заразиться можно через грязные руки, одежду и обувь, которую не сменили и не продезинфицировали после контакта с инфицированной птицей. Но данный вариант передачи патогена уже сложнее, сообщает эксперт.
В 2003 году собрался новый вариант вируса гриппа H5N1. Именно тогда заговорили о птичьем гриппе, который стал активно распространяться и поражать человека. Через некоторое время часть вирусов настолько изменилась, что гемагглютини стал и Н5, и Н7, и Н9. В 2004 году зарегистрировано 76 летальных случаев заражения людей вирусом птичьего гриппа Н5.
Сегодня данный вирус привлекает особое внимание исследователей, потому что имеет шансы в будущем вызвать пандемию, продолжает Елена Малинникова. Причем источником инфекции могут стать не только птицы, но и домашний скот.
Итак, чтобы развилась пандемия, необходимы следующие условия:
- Активная передача вируса от больного человека к контактному.
- Новый вирус должен вытеснять циркуляцию других штаммов – пока конкурируют еще два штамма вируса гриппа Н1N1 и H1N2.
- Новый вирус должен быть высоко вирулентен (заразен).
Сегодня вирус птичьего гриппа Н5 привлекает особое внимание исследователей, потому что имеет шансы в будущем вызвать пандемию. Источником инфекции могут стать не только птицы, но и домашний скот
Что помешает пандемии?
Сегодня ВОЗ утверждает, что устойчивой передачи вируса птичьего гриппа между людьми нет. Но это пока. Работающие с птицами и крупным рогатым скотом в любую минуту могут стать источником инфекции.
Мир уповает на глобальную систему эпиднадзора за гриппом, которая существует с 1952 года. С 2011 года в действие введена рамочная программа по подготовке к пандемии гриппа. Кроме мер специфической профилактики есть правила элементарной безопасности: запрет на поедание сырого мяса, молока и яиц, мытье рук перед едой и после посещения улицы и туалета и т.п.
И да, конечно, от гриппа надо прививаться. Данная мера может предотвратить «перемешивание» патогенов в нашем организме и снизит шансы на заражение инфекцией. Прототипы вакцин, которые могут защитить нас от птичьего гриппа, уже созданы. При необходимости из них можно быстро создать работающую вакцину, уверяет Елена Малинникова. Но это не избавляет мир от проведения фундаментальных исследований для поиска путей влияния на генетические процессы. Это поможет определить тактику специфической профилактики и лечения вирусных инфекций.