Influenzavirus A

Gripo virusas A arba Influenzavirus A sukelia gripą paukščių ir kai kurių žinduolių organizme. Gripo virusas A priklauso Orthomyxoviridae virusų šeimai, vienai iš šešių jos genčių. Visi viruso potipiai buvo aptikti laukiniuose paukščiuose. Kai kurios viruso atmainos gali sukelti ligą naminiams gyvuliams ir, retais atvejais, žmonėms. Retkarčiais virusas pernešamas nuo laukinių vandens ant naminių paukščių – tai gali sukelti ligos protrūkius ir žmonių gripo pandemijas.

Gripo virusų elektroninės mikrografijos nuotrauka.

Yra žinoma keletas viruso potipių, kurie skirstomi pagal H numerį (priklauso nuo tipo) ir N numerį (priklauso nuo tipo). Iš viso yra žinoma 18 skirtingų H antigenų (nuo H1 iki H18) ir 11 skirtingų N antigenų (nuo N1 iki N11). H17 buvo išskirtas iš vaisiaėdžių šikšnosparnių 2012 metais. H18N11 buvo aptiktas Peruietiškuose šikšnosparniuose 2013 metais.

Kiekvienas viruso potipis mutavo į įvairias atmainas, pasižyminčias skirtingomis patogeninėmis savybėmis – kai kurios gali užkrėsti tik vieną rūšį, o kitos – daugybę. 

Šiuo metu yra sukurta vakcina žmonėms nuo gripo viruso A ir daugelis valstybių turi jos atsargų, siekiant išvengti paukščių gripo pandemijos. 2011 m. tyrėjai pranešė atradę antikūnus, kurie geba efektyviai nukenksminti visų tipų gripo virusą A.

Potipiai ir įvairovė

A tipo gripo virusai yra suskirstyti į potipius pagal du baltymus, randamus  ant viruso paviršiaus:

H = , eritrocitų sukeliantis baltymas.

N = , fermentas nutraukiantis  monosacharide .

Skirtingi gripo virusai turi skirtingus baltymų hemagliutinino ir neuraminidazės tipus. Pavyzdžiui, H5N1 virusas yra gripo viruso A potipis, turintis 5 tipo hemagliutininą (H) ir 1 tipo neuraminidazę (N). Iš viso yra žinoma 18 skirtingų hemagliutinino ir 11 skirtingų neuraminidazės tipų, taigi, teoriškai gali susidaryti 198 skirtingos šių baltymų kombinacijos .

Kai kuriais atvejais virusai pavadinami pagal jų numanomą kilmės vietą (pavyzdžiui, Fudziano virusas), pagal tipinį šeimininką (pavyzdžiui, paukščių gripo virusas), pagal potipį (pavyzdžiui, H3N2) arba pagal patogeniškumo laipsnį (pavyzdžiui, LP (angl. low pathogenic) – menkai patogeninis).

Kartais virusai vadinami pagal būdingus šeimininkus, prie kurių jie prisitaikę. Dažniausiai išskiriami tipai:

• Paukščių gripas
• Žmonių gripas
• Kiaulių gripas

Kartais pavadinimai suteikiami pagal naminių paukščių (dažniausiai vištų) mirtingumą:

• Menkai patogeniškas paukščių gripas (angl. low pathogenic avian influenza) (LPAI)
• Labai patogeniškas paukščių gripas (angl. highly pathogenic avian influenza) (HPAI), dar vadinamas mirtinu gripu.

Daugelis žinomų atmainų yra išnykusios. Pavyzdžiui, kasmetinio viruso potipiui H3N2 jau nebepriklauso atmaina, sukėlusi .

Kasmetinis gripas

Kasmetinis gripas (dar vadinamas „sezoniniu gripu“ arba „žmonių gripu“) susargdina 200000 žmonių ir lemia 36000 žmonių mirtį kiekvienais metais JAV, be to, dėl gripo patiriama žala JAV vertinama 10 mlrd. dolerių kasmet.

Į kasmet tobulinamos vakcinos nuo gripo sudėtį įeina hemagliutininas nuo trijų viruso rūšių paviršių: H3N2, H1N1 ir gripo viruso B.

Nustatytas H3N2 viruso atsparumas įprastiems antivirusiniams vaistams – amantadinui ir rimantadinui padidėjo nuo 1 % 1994 m. iki 12 % 2003 m. ir 91 % 2005 m.

FI6 antikūnas

FI6 yra antikūnas, atakuojantis hemagliutinino baltymą, atrastas 2011. FI6 yra vienintelis žinomas antikūnas, kuris yra efektyvus prieš visus 16 gripo viruso A potipius.

Struktūra ir genetika

Gripo viruso A tipas struktūriškai yra labai panašus į gripo viruso tipus B ir C. Virionas yra 80-120 nanometrų skersmens ir paprastai sferinės formos, nors retais atvejais gali būti ir siūliškos.

Nepaisant formos skirtumų, visų gripo virionų sudėtis yra panaši. Juos visus sudaro viruso apvalkalas iš pagrindinių dviejų baltymų, kurie susiviję aplink branduolį.

Du dideli baltymai, randami viruso išorėje yra hemagliutininas (HA) ir neuraminidazė (NA). HA yra baltymas, tarpininkaujantis virusui prisijungiant prie atakuojamos ląstelės ir genetinei viruso medžiagai patenkant į ją, o NA padeda viruso palikuonims išeiti iš infekuotos ląstelės. Šie baltymai paprastai yra antivirusinių vaistų taikiniai. Be to, jie yra ir antigenai, prie kurių jungiasi šeimininko antikūnai ir sužadina imuninės sistemos atsaką. Gripo virusas A yra suskirstytas į potipius pagal ant viruso apvalkalo randamų šių baltymų rūšis. Iš viso žinoma 18 HA ir 11 NA rūšių, bet tik H 1,2 ir 3 nei N 1 ir 2 paprastai randami žmogaus organizme.

Į branduolio sudėtį įeina viruso genomas ir kiti viruso baltymai, svarbūs pakuojant ir saugant genetinę medžiagą. Priešingai nei daugelio organizmų genomas (įskaitant žmones, gyvūnus, augalus ir bakterijas), kuris sudarytas iš dvigrandės DNR, virusų genomą dažniausiai sudaro viengrandė RNR. Neįprastai virusams, gripo viruso A genomas nėra sudarytas iš vienos RNR dalies; vietoj to jį sudaro segmentuotos dalys iš neigiamos reikšmės RNR, kiekvienoje dalyje yra vienas ar du genai, kurie koduoja baltymus. Terminas „neigiama reikšmė“ reiškia, kad RNR genomas negali būti transliuojamas tiesiogiai; pirmiau turi būti sintezuojamas komplementarus, teigiamos reikšmės RNR genomas. Segmentuotas genomas leidžia laisvai keistis genetine medžiaga skirtingoms viruso atmainoms.

Visas gripo viruso A genomas sudarytas iš 13,588 bazių ir aštuonių segmentų, kurie koduoja vienuolika baltymų:

• Segmentas 1 koduoja RNR polimerazės subvienetą (PB2).
• Segmentas 2 koduoja RNR polimerazės subvienetą (PB1) ir PB1-F2 baltymą, kuris sukelia ląstelės mirtį, naudojant kitokį skaitymo rėmelį iš to paties RNR segmento.
• Segmentas 3 koduoja RNR polimerazės subvienetą (PA); alternatyvios šios polimerazės formos gali būti sukurtos paslenkant skaitymo rėmelį.
• Segmentas 4 koduoja HA (hemagliutininą). Virionui sudaryti reikia maždaug 500 hemagliutinino molekulių. HA nulemia virusinės infekcijos išplitimą šeimininko organizme.
• Segmentas 5 koduoja NP, kuris yra nukleoproteinas.
• Segmentas 6 koduoja NA (neuraminidazę). Virionui sudaryti reikia maždaug 100 neuraminidazės molekulių.
• Segmentas 7 koduoja du terpės (matrikso) baltymus (M1 ir M2) naudojant tą patį RNR segmentą, bet paslenkant skaitymo rėmelį. Vienam virionui sudaryti reikia maždaug 3000 M1 ir M2 baltymų.
• Segmentas 8 koduoja du skirtingus nestruktūrinius baltymus (NS1 ir NEP) naudojant skirtingus skaitymo rėmelius tam pačiam RNR segmentui.

Viruso genomo RNR segmentai turi komplementariąsias bazių sekas galuose, leidžiančias jiems jungtis tarpusavyje vandeniliniais ryšiais. Po transkripcijos (kai neigiamos reikšmės RNR nurašoma į teigiamos reikšmės RNR), ant teigiamos reikšmės RNR 5’ galo uždedama kepurė. Šio proceso metu viruso baltymas NS1 jungiasi su ląstelės šeimininkės nesubrendusiomis iRNR (pre-iRNR). Kitas viruso baltymas, PA, nuskelia kepurę nuo šeimininkės RNR. Tuomet maža kepurė yra uždedama ant gripo viruso A teigiamos reikšmės RNR ir ląstelės ribosomose vyksta baltymų sintezė pagal viruso genomą. Transliuojant teigiamos reikšmės RNR taip pat sintetinama ir neigiamos reikšmės RNR naujiems virionams.

RNR sintetinama ląstelės branduolyje, o baltymai – citoplazmoje. Kai viruso baltymai surenkami į virioną, šis palieka branduolį ir juda per ląstelės membraną. Šeimininkės ląstelės membranoje yra viruso transmembraninių baltymų (HA, NA, M2, M1), kurie padeda virionams kirsti membraną ir visiškai subrendę virusai patenka į ekstraceliulinę terpę.

Atsinaujinimas

Gripo virusas gali atsinaujinti po inaktyvacijos UV spinduliuote, arba jonizuojančiąją spinduliuote. Jei pažeidžiama bent viena iš aštuonių dalių, sudarančių genomą, tai sutrikdo gyvybiškai svarbaus geno transkripciją ar ekspresiją ir lemia viruso žūtį. Vis dėlto, jei ląstelę atakuoja du ar daugiau pažeistų virusų, įmanomas gyvybingų palikuonių susidarymas, jei visų atakuojančių virusų genomuose yra bent po vieną kiekvieno segmento kopiją. Tuomet įmanomas virusų atsinaujinimas.

Žmonių gripo virusas

„Žmonių gripo virusas“ paprastai reiškia, kad gripo potipiai yra plačiai išplitę tarp žmonių. Šiuo metu žinomi tarp žmonių cirkuliuojantys gripo viruso A potipiai: H1N1, H1N2 ir H3N2 .

Genetiniai veiksniai, skiriantys „žmonių gripo virusą“ ir „paukščių gripo virusą“ yra:

PB2: (RNR polimerazė): Aminorūgšties (ar jos likučio) 627 pozicija PB2 baltyme, koduojama PB2 RNR geno. Visi žinomi paukščių gripo virusai (išskyrus H5N1) turi glutamo rūgštį 627 pozicijoje, o žmonių gripo virusas turi liziną.

HA: (hemagliutininas): paukščių gripo HA jungiasi prie alfa 2-3 sialo rūgšties receptorių, o žmonių gripo HA jungiasi prie alfa 2-6 sialo rūgšties receptorių. Kiaulių gripo virusas gali jungtis prie abiejų tipų sialo rūgšties receptorių.

H1N1

H1N1 sukelia pandemijas ir žmonių, ir kiaulių populiacijose. H1N1 atmaina sukėlė Ispaniškojo gripo pandemiją, pražudžiusią nuo 50 iki 100 mln. žmonių visame pasaulyje 1918–1919 m. Kita atmaina sukėlė 2009 metų gripo pandemiją. Gripas pradėjo plisti 2005 m. spalį, po to kai H1N1 genomas buvo publikuotas žurnale Science, baiminamasi, kad ši informacija galėjo būti panaudota bioterorizmui.

H2N2

Azijos gripas, H2N2 paukščių gripo pandeminis protrūkis, prasidėjęs Kinijoje 1957 ir tais pačiais metais išplitęs po visą pasaulį. Tęsėsi iki 1958 ir pražudė nuo vieno iki keturių milijonų žmonių.

H3N2

H3N2 šiuo metu būdingas žmonių ir kiaulių populiacijoms. Ji išsivystė iš H2N2 ir sukėlė Honkongo gripo pandemiją 1968–1969, žuvo iki 750,000 žmonių.

Žinomi labai patogeniško paukščių gripo protrūkiai 1959–2003 metais

Metai	Teritorija	Paveikė	Potipis
1959	Škotija	Vištas	H5N1
1963	Anglija	Kalakutus	H7N3
1966	Ontarijas (Kanada)	Kalakutus	H5N9
1976	Viktorija (Australija)	Vištas	H7N7
1979	Vokietija	Vištas	H7N7
1979	Anglija	Kalakutus	H7N7
1983	Pensilvanija (JAV)*	Vištas, Kalakutus	H5N2
1983	Airija	Kalakutus	H5N8
1985	Viktorija (Australija)	Vištas	H7N7
1991	Anglija	Kalakutus	H5N1
1992	Viktorija (Australija)	Vištas	H7N3
1994	Kvinslandas (Australija)	Vištas	H7N3
1994	Meksika*	Vištas	H5N2
1994	Pakistanas*	Vištas	H7N3
1997	Naujasis Pietų Velsas (Australija)	Vištas	H7N4
1997	Honkongas (Kinija)*	Vištas	H5N1
1997	Italija	Vištas	H5N2
1999	Italija*	Kalakutus	H7N1
2002	Honkongas (Kinija)	Vištas	H5N1
2002	Čilė	Vištas	H7N3
2003	Olandija*	Vištas	H7N7

*Į daugelį ūkių plačiai išplitę protrūkiai, lėmę didelę ekonominę žalą. Daugelis kitų protrūkių iš pradinių židinių išplito menkai.

Šaltiniai

1. „Avian influenza ("bird flu") — Fact sheet“. WHO.
2. Klenk, Hans-Dieter; Matrosovich, Mikhail; Stech, Jürgen (2008). „Avian Influenza: Molecular Mechanisms of Pathogenesis and Host Range“. In Mettenleiter, Thomas C.; Sobrino, Francisco (eds.). Animal Viruses: Molecular Biology. Caister Academic Press. ISBN .
3. Kawaoka Y, red. (2006). Influenza Virology: Current Topics. Caister Academic Press. ISBN .
4. „Influenza Type A Viruses and Subtypes“. . 2 April 2013. Nuoroda tikrinta 13 June 2013.
5. Tong S, Zhu X, Li Y, Shi M, Zhang J, Bourgeois M, Yang H, Chen X, Recuenco S, Gomez J, Chen LM, Johnson A, Tao Y, Dreyfus C, Yu W, McBride R, Carney PJ, Gilbert AT, Chang J, Guo Z, Davis CT, Paulson JC, Stevens J, Rupprecht CE, Holmes EC, Wilson IA, Donis RO (2013 m. spalio mėn.). „New World Bats Harbor Diverse Influenza A Viruses“. PLoS Pathogens. 9 (10): e1003657. doi:10.1371/journal.ppat.1003657. PMC 3794996. PMID 24130481.{{}}: CS1 priežiūra: unflagged free DOI ()
6. . NHS Choices. 1 March 2012. Suarchyvuotas originalas 2020-08-08. Nuoroda tikrinta 16 May 2012.
7. Tong S, Li Y, Rivailler P, Conrardy C, Castillo DA, Chen LM, Recuenco S, Ellison JA, Davis CT, York IA, Turmelle AS, Moran D, Rogers S, Shi M, Tao Y, Weil MR, Tang K, Rowe LA, Sammons S, Xu X, Frace M, Lindblade KA, Cox NJ, Anderson LJ, Rupprecht CE, Donis RO (2012). „A distinct lineage of influenza A virus from bats“. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 109 (11): 4269–74. doi:10.1073/pnas.1116200109. PMC 3306675. PMID 22371588.
8. Gallagher, James (29 July 2011). „'Super antibody' fights off flu“. BBC News. Nuoroda tikrinta 29 July 2011.
9. whitehouse.gov 9 January 2009 iš Wayback Machine projekto.
10. Daum LT, Shaw MW, Klimov AI, Canas LC, Macias EA, Niemeyer D, Chambers JP, Renthal R, Shrestha SK, Acharya RP, Huzdar SP, Rimal N, Myint KS, Gould P (2005 m. rugpjūčio mėn.). „Influenza A (H3N2) outbreak, Nepal“. Emerging Infect. Dis. 11 (8): 1186–91. doi:10.3201/eid1108.050302. PMC 3320503. PMID 16102305.
11. Gallagher, James (29 July 2011). „'Super antibody' fights off flu“ – via www.bbc.co.uk.
12. „Scientists hail the prospect of a universal vaccine for flu“. 29 July 2011.
13. Chan, Amanda L. (28 July 2011). „Universal Flu Vaccine On The Horizon: Researchers Find 'Super Antibody'“ – via Huff Post.
14. Lamb, R.A & Choppin, P.W. The gene structure and replication of influenza virus.
15. Bouvier NM, Palese P (2008). „The biology of influenza viruses“. Vaccine. 26 Suppl 4: D49–53. doi:10.1016/j.vaccine.2008.07.039. PMC 3074182. PMID 19230160.
16. Suzuki Y (2005). „Sialobiology of influenza: molecular mechanism of host range variation of influenza viruses“. Biol. Pharm. Bull. 28 (3): 399–408. doi:10.1248/bpb.28.399. PMID 15744059.
17. Wilson JC, von Itzstein M (2003). „Recent strategies in the search for new anti-influenza therapies“. Curr Drug Targets. 4 (5): 389–408. doi:10.2174/1389450033491019. PMID 12816348.
18. Lynch JP, Walsh EE (2007). „Influenza: evolving strategies in treatment and prevention“. Semin Respir Crit Care Med. 28 (2): 144–58. doi:10.1055/s-2007-976487. PMID 17458769.
19. Smith AE, Helenius A (2004). „How viruses enter animal cells“. Science. 304 (5668): 237–42. doi:10.1126/science.1094823. PMID 15073366.
20. Barry RD (1961 m. rugpjūčio mėn.). „The multiplication of influenza virus. II. Multiplicity reactivation of ultraviolet irradiated virus“. Virology. 14 (4): 398–405. doi:10.1016/0042-6822(61)90330-0. PMID 13687359.
21. Henle W, Liu OC (1951 m. spalio mėn.). „Studies on host-virus interactions in the chick embryo-influenza virus system. VI. Evidence for multiplicity reactivation of inactivated virus“. J. Exp. Med. 94 (4): 305–22. doi:10.1084/jem.94.4.305. PMC 2136114. PMID 14888814.
22. Gilker JC, Pavilanis V, Ghys R (1967 m. birželio mėn.). „Multiplicity reactivation in gamma irradiated influenza viruses“. Nature. 214 (5094): 1235–7. doi:10.1038/2141235a0. PMID 6066111.
23. CDC Key Facts About Avian Influenza (Bird Flu) and Avian Influenza A (H5N1) Virus
24. Mahmoud 2005, p. 7
25. „Avian influenza A(H5N1)- update 31: Situation (poultry) in Asia: need for a long-term response, comparison with previous outbreaks“. Epidemic and Pandemic Alert and Response (EPR). WHO. 2004.

Literatūra

• Mahmoud (2005). Stacey L. Knobler; Alison Mack; Mahmoud, Adel; Stanley M. Lemon (eds.). The threat of pandemic influenza : are we ready? : workshop summary / prepared for Forum on Microbial Threats, Board on Global Health. The National Academies Press. p. 285. ISBN . „Highly pathogenic avian influenza virus is on every top ten list available for potential agricultural bioweapon agents“

Šis straipsnis yra tapęs savaitės straipsniu.