Мониторинг гриппа — идентификация и изменение вируса гриппа

Грипп - одно из самых распространенных в мире заболеваний. Вирус гриппа можно идентифицировать с помощью тестов на реакцию антител, но они нуждаются в регулярном обновлении, так как возбудитель быстро мутирует, образуя новые штаммы.

Вирус гриппа - частая причина возникновения заболеваний дыхательных путей, приводящих к значительной нетрудоспособности и смертности в мировом масштабе. Возбудитель передается воздушно-капельным путем. Симптомы варьируют от легкого респираторного заболевания у здоровых людей, которые поправляются после нескольких дней соблюдения постельного режима, до тяжелых состояний, требующих госпитализации. У лиц, принадлежащих к группам риска, может развиться жизнеугрожающая первичная вирусная или вторичная бактериальная пневмония. Особенно уязвимы маленькие дети, старики и люди, страдающие другими сердечно-легочными заболеваниями.

Распространенность

По данным Всемирной организации здравоохранения, ежегодно гриппом болеют от 5 до 15% населения. Точных данных на этот счет нет, поскольку природный резервуар вируса - страны Юго-Восточной Азии, во многих из которых статистический учет находится на невысоком уровне.

Если выражать это в абсолютных цифрах, то число случаев гриппа оценивается в 3-5 млн в год, от 250 до 500 тыс. заболевших умирают.

Идентификация вируса гриппа

Врач обычно диагностирует грипп, основываясь на типичных симптомах, к которым относятся лихорадка, озноб, головная и мышечная боль, кашель.

Специфические тесты дороги и занимают много времени, поэтому они обычно используются только для идентификации вируса при вспышке заболевания.

Для выявления специфических антигенов вируса в клинических пробах существует множество методов, в частности твердофазный имму-ноферментный анализ (тИФА, или ELISA). Для проведения теста образец носовой слизи наносится на твердый носитель, адсорбирующий антигены. Затем добавляются специфические антитела к вирусам гриппа, связанные со специфическими реагентами, которые вызывают окрашивание поверхности сорбента только в том случае, если в образце присутствуют соответствующие антигены. Другие тесты позволяют выявить пораженные вирусом клетки или обнаружить участки генов вируса.

Как вирус изменяется со временем

Гриппозная инфекция вызывается вирусами гриппа типа А и В. В настоящее время известны два подтипа вируса А и один тип вируса В, которые могут поражать человека. Иммунитет к гриппу, возникающий вследствие перенесенного заболевания или вакцинации, не пожизненный. Вирусы гриппа способны вызывать повторные инфекции в связи с их постоянно меняющейся «внешностью».

За изменчивость отвечают два типа белков на поверхности вируса - гемагглютинин (НА) и нейраминидаза (NA).

Гемагглютинин присоединяет вирус к клетке-носителю, в то время как нейраминидаза разрушает это присоединение, позволяя вирусу перемещаться от клетки к клетке. Оба белка являются антигенными - то есть организм при инфицировании вирусом производит к ним антитела.

Антигенный дрейф

В генах, кодирующих НА и NA, непрерывно происходят мутации, вследствие чего антигенная структура белков меняется. Это явление называется «антигенный дрейф» и ведет к тому, что антитела, выработанные в ходе предыдущей инфекции, становятся менее эффективными. Именно поэтому возможны ежегодные эпидемии гриппа.

Антигенный шифт (рекомбинации)

Эпидемии мирового масштаба или пандемии гриппа возникают через большие промежутки времени. Пандемии становятся следствием радикальных изменений, возникающих, когда гены различных типов вирусов гриппа А смешиваются в одной клетке носителя.

В результате этого смешения появляется новый вирус гриппа с другим объединением поверхностных протеинов, против которого существующие антитела неэффективны.

Анализ данных наблюдений

Так как вирус гриппа непрерывно изменяется, важно отслеживать антигенную структуру циркулирующих штаммов. Мониторинг проводится в специализированных лабораториях, которые принимают образцы мокроты от больных гриппом, посланные из клинических лабораторий. Для получения необходимых количеств, пригодных для анализа, вирусы первоначально размножают в клеточной культуре или яичном белке.

Идентификация мутаций

Тип гемагглютинина определяют, используя реакцию торможения гемагглютинации.

При этом анализе жидкость, содержащая вирус, добавляется к различным антителам, специфичным к определенным типам НА, включая тот тип вируса, который циркулировал предыдущей зимой, и тот, против которого проводится вакцинация в этом году. Также добавляются эритроциты. Если тип НА не распознан антителами, красные кровяные клетки прилипают к НА-шипам вирусов (гемагглютинация).

Это означает, что исследуемый вирус содержит измененный гемагглютинин. Другие тесты используются для анализа ежегодных изменений в гене, кодирующем НА-белок определенных типов вирусов гриппа.

Мониторинг циркуляции вирусов

Количество и типы вирусов гриппа, циркулирующих в популяции, детально отслеживаются от начала октября до конца июня следующего года в Северном полушарии. Уровень заболеваемости, связанной с гриппозной инфекцией, определяется измерением различных величин, таких как количество консультаций врачей общей практики по поводу гриппоподобных заболеваний, уровень заболеваемости школьников, потребность в больничных койках и еженедельный уровень смертности от респираторных заболеваний. Все это анализируется совместно с информацией об антигенной структуре вирусов гриппа, выделенных в лабораториях. Целью анализа является как можно более ранняя идентификация начала активности гриппа, чтобы этот вирус мог быть проанализирован и сравнен с вирусами предыдущей зимы и тем штаммом, который был использован для имеющейся вакцины.

Производство вакцины

Каждую зиму циркулируют различные типы вирусов гриппа, поэтому ежегодно приходится создавать новую вакцину.

Она обычно содержит три компонента: два подвида гриппа А и один - гриппа В.

Дважды в год (в феврале и сентябре) Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) выпускает рекомендации, какие штаммы использовать в производстве вакцин для Северного и Южного полушария. Информация о том, какой штамм будет доминировать в течение зимы, и данные, указывающие на возможность возникновения новых разновидностей, тщательно анализируются. Это необходимо для достижения максимального соответствия между вакцинальным и циркулирующим штаммами, от которого зависит эффективность вакцины. Для подготовки и тестирования новой вакцины может понадобиться от 6 до 9 месяцев. Вирусы для создания противогриппозной вакцины первоначально выращиваются в яичном белке, затем, перед тем как превратить в вакцину, их убивают и очищают. Несмотря на то что некоторые медики советуют не прививаться от гриппа без крайней необходимости, вакцинация остается главным средством предупреждения эпидемий.