Антигенный дрейф вируса гриппа это

Антигенный дрейф вируса гриппа это thumbnail

Все прекрасно знают, что к гриппу надо прививаться каждый год, так как каждый год к нам приходит новая его разновидность. Его изменчивость такова, что вакцины, сделанные в предыдущий период просто не работают в следующем.

Вирус гриппа

Своей не поддающейся контролю изменчивостью вирус гриппа обязан клеточной машине, которая следит за правильной пространственной укладкой белковых молекул под названием гемагглютинин. Вообще, гемагглютинин — это любое вещество, вызывающее гемагглютинацию, реакцию агглютинации эритроцитов крови.

Структура гемагглютинина вируса гриппа

В случае с вирусом гриппа гемагглютинин — это поверхностный белок, обеспечивающий способность вируса присоединяться к клетке-хозяину. Антитела к гемагглютинину обеспечивают основной иммунитет против вируса.

Гемагглютинин вируса гриппа представляет собой тример, построенный из двух различных по структуре участков: трехнитчатой закрученной в спираль конструкции из a-спиралей, отстоящей на 7,6 нм от мембраны, и глобулярного участка антипараллельной b-поверхности, которая содержит сайт связывания рецептора.

Что обеспечивает высокую изменчивость вируса гриппа?

Известно, что за это отвечают два процесса: антигенный дрейф и антигенный сдвиг.

Антигенный дрейф.

В виду изменчивости, заложенной механизмом эволюции, фермент, синтезирующий вирусную РНК, не имеет защиты от неизбежных ошибок, из-за чего, в свою очередь, у одного штамма вируса возникают точечные мутации генов гемагглютинина и нейраминидазы. Можно сказать, что эти мутации возникают непрерывно, но каждая следующая не сильно отличается от предыдущей. При этом, именно из-за непрерывности этого процесса, эти мутации накапливаются в таком огромном количестве, что препятствуют распознаванию вируса иммунной системой, а это влечёт за собой необходимость периодических изменений состава противогриппозных вакцин в соответствии с прогнозами о преобладающих штаммах возбудителя в следующем эпидемическом сезоне. Помимо того, что антигенный дрейф присущ всем типам вируса гриппа, он встречается и у многих других вирусов. При этом вирус В мутирует в разы медленнее, чем вирус А, но быстрее, чем вирус С.

Антигенный сдвиг.

Гораздо более опасное свойство вируса гриппа. Плюсом, если вообще можно так выразится, можно назвать лишь то, что это свойство является особенностью только гриппа А. Заключается это свойство в способности вируса поражать множество видов животных, а также большим разнообразием гемагглютинина и нейраминидазы. Так, вирусы В и С содержат по одному типу этих гликопротеинов, которые внутри вида отличаются лишь относительно небольшим числом точечных мутаций, что существенно упрощает поиск вакцин. У вируса А на сегодняшний день известно 18 типов гемагглютинина и 11 типов нейраминидазы. Именно в соответствии с ними штаммы этого возбудителя имеют дополнительную маркировку, например, А/H1N1, А/H3N2 и т. д. Сродство вируса к разным видам птиц и зверей, из-за чего они становятся его разносчиками, зависит от конкретного типа этих антигенов. Но не стоит забывать, что, теоретически, любая разновидность вируса представляет опасность для всех подверженных гриппу видов. Более вирулентные и патогенные штаммы, с которыми иммунитет людей справляется очень плохо, возникают именно при антигенном сдвиге. Когда в одном организме встречаются вирусы с разными типами гемагглютинина и нейраминидазы, вирусные частицы в процессе сборки, из-за сегментированной РНК, могут «обмениваться» ими, что рано или поздно и приводит к появлению новых более агрессивных штаммов.

В результате этого процесса образовалось большинство разновидностей вируса А, вызывавших пандемии, например, «азиатского гриппа» в 1957 году или «гонконгского гриппа» в 1968 году. Недавняя пандемия 2009 года была вызвана обменом генами между человеческим, свиным и птичьим штаммами вируса. Происхождение возбудителя наиболее смертоносной пандемии гриппа в истории человечества — печально известной «испанки» 1918–20 годов, унесшей жизни, по разным оценкам, от 50 до 100 миллионов человек — менее понятно, но, вероятно, суть кроется всё в том же антигенном сдвиге. Как считает большинство учёных, исследовавших данный штамм, он мог появиться в результате антигенного сдвига при рекомбинации как минимум двух штаммов птичьего гриппа. Хотя есть версия и антигенного дрейфа, при котором «удачный» набор мутаций придал птичьему вирусу высокое сродство к человеческому организму.

Прошлогоднее исследование показало, что несмотря на все ухищрения возбудителя гриппа, с помощью которых он пытается обманывать «иммунитет», восприимчивость к определенным его штаммам, в том числе «незнакомым», зависит от типа вируса, которым человек переболел впервые в своей жизни. Суть кроется в том, что все разновидности гемагглютинина по аминокислотному составу делятся на две большие группы. Первая группа включает Н1, Н2, Н5, Н6, Н8, Н9, Н11-13 и Н16-18, а вторая — Н3, Н4, Н7, Н10, Н14 и Н15. К вирусам с антигенами той группы, с которой человек столкнулся впервые в жизни, у него развивается определенная степень устойчивости: заболевание либо не разовьется, либо будет протекать с минимальным риском летального исхода. На сегодня достоверно известно, что преобладание различных штаммов в структуре эпидемий меняется раз в несколько десятилетий, а значит чувствительность человека к той или иной разновидности вируса можно предсказать по году его рождения.

А каково вирусу «жить» с такой изменчивостью?

Следует понимать , что белок – это довольно запутанный клубок аминокислот, в котором они взаимодействуют друг с другом, притягиваясь и отталкиваясь. Функция белка зависит именно от его пространственной формы: его аминокислоты должны так провзаимодействовать друг с другом, чтобы его форма позволяла связываться с рецепторами, расщеплять какие-то молекулы или, наоборот, соединять их и т. д.

Читайте также:  Родителям о гриппе и прививках

В случае неконтролируемых мутаций чаще всего страдает именно пространственная укладка белковой молекулы, так, что работать белок уже не может. Для гемагглютинина вируса гриппа, это совершенно не исключение: постоянные изменения в гемагглютинине довольно часто приводят к тому, что он превращается в мусор.

Но в любой клетке есть особые белки, которые помогают другим белкам поддерживать форму. Эти белки называются шапероны, и они нужны как раз для того, чтобы белковая молекула, у которой не получается приобрести правильную пространственную конформацию, всё-таки свернулась правильно. Так, например, шапероны оказываются очень кстати, при тепловом стрессе, когда при заболевании температура тела человека повышается настолько, что белки теряют пространственную укладку из-за неподобающих условий среды. Напомню, что повышение температуры тела – это защитный механизм, который срабатывает именно для того, что белки вируса потеряли свою пространственную укладку, в то время как белки организма поддерживают свою форму благодаря шаперонам.

Модель шаперона

Для того, чтобы продемонстрировать взаимодействие клеточных шаперонов, в качестве инструмента решения проблем с вирусными белками, возникающих из-за сильной изменчивости, исследователи из Массачусетского технологического института поставили эксперименты с двумя типами клеток: в одних была сильно понижена активность одного из главных белков-шаперонов, в других, наоборот, шаперонов было больше, чем обычно. Те и другие клетки заражали вирусом гриппа и исследователи ждали, когда у вируса сменится не менее 200 поколений (учитывая огромную скорость размножения вирусов, ждать пришлось недолго).

Действительно, оказалось, что в клетках, где шапероны были особенно активны, вирус менялся быстрее, чем в обычных клетках, и уж точно быстрее, чем в клетках с выключенным главным шапероном. Иными словами, когда в клетке много белков, которые следят за пространственной укладкой других белков, вирус может позволить себе быть изменчивым. Больше всего у гриппа мутировали уже много раз упомянутый гемагглютинин, с помощью которого он взаимодействует с клетками, и фермент, который занимается копированием вирусного генома. Как было сказано выше, шапероны включаются в момент теплового стресса – и, очевидно, вирус со своими изменчивыми белками должен особенно хорошо себя чувствовать, когда клетке приходится терпеть температуру выше обычной.

То есть вирусы (скорее всего не только гриппа), судя по всему, научились использовать шаперонную машину в тех же целях, что и клетки организма. Если это так, то есть предположение, что если у нас получится каким-либо образом «отключить» вирус гриппа от клеточных шаперонов, то это позволить затормозить его стремительную эволюцию. В таком случае, возможно, нам не придется каждый год подбирать новую вакцину для очередной его разновидности.

__________

Ссылка на канал в Telegram, в котором я публикую и статьи из Дзен, но в основном то, что сюда не входит по тем или иным причинам, а также немного различной отсебятины.

Мы также начали работать над каналом в YouTube. Пока вы можете посмотреть лекции и просто интересные видео, которые мы выкладываем, а любые пожелания и предложения можете высылать на почту science.kitchen@yandex.ru.

С уважением, Д.

Источник

Антигенный дрейф вируса гриппа – это процесс в результате которого образуются новые штаммы возбудителя. Именно благодаря нему иммунитет после перенесенного заболевания сохраняется всего несколько лет.

Антигенный дрейф вируса гриппа – это причина того, что этим заболеванием ежегодно переболевают огромное количество человек. Некоторые инфекции после себя оставляют стойкий иммунитет, так как возбудитель, их вызывающий, имеет постоянную антигенную структуру. Иммунные клетки, вступив в контакт с микробом, на всю жизнь сохраняют «память» и способность вырабатывать антитела. При повторном контакте с возбудителем, благодаря этим антителам, организм сохраняет невосприимчивость к болезни. Но с гриппом ситуация иная. Этим заболеванием можно переболеть несколько раз за сезон.

Антигенный дрейф вируса гриппа это

Процесс в результате которого образуются новые штаммы возбудителя, называется антигенным дрейфом

Особенности иммунного ответа на болезнь

При попадании возбудителя в организм защитные силы включаются сразу. Некоторые механизмы, такие, как наличие слоя слизи, ворсинчатого эпителия, поверхностных секреторных иммуноглобулинов на слизистой дыхательных путей, активны постоянно. Другие – реакция лейкоцитов – начинают действовать немного позже, так как клеткам надо время, чтоб попасть к очагу инфекции.

Быстрые меры обычно носят неспецифический характер, они одинаково проявляются по отношению ко всем агрессивным воздействиям. Кроме них, есть еще один механизм защиты, он присоединяется позднее всех и оказывает специфическое воздействие (то есть, он приспособлен для уничтожения конкретного агрессора). Это реакция синтеза антител в ответ на антигенную стимуляцию.

Антигенами являются любые чужеродные вещества, которые при попадании в организм провоцируют иммунный ответ в виде выработки антител. Антитела – это особые белки, обладающие способностью взаимодействовать с антигенами с образованием устойчивых соединений. Комплексы «антиген плюс антитело» называется циркулирующими иммунными комплексами (ЦИК). Они находятся в крови и постепенно поглощаются лейкоцитами.

Антигеном, теоретически, может быть любое вещество. Структура бактерии, вируса или другой инородной частицы (например, пыльцы) может иметь несколько элементов, проявляющих антигенные свойства. Антигены, имеющиеся у вируса гриппа, представлены двумя основными типами:

Читайте также:  Грипп на ранних сроках беременности лечение

Поверхностные антигены (V-антигены). Они находятся в оболочке и выступают над ней в виде шипов. Помимо антигенных свойств, эти вещества играют роль при размножении вируса. Именно мутации генома, ответственного за структуру этих белков, являются «поставщиками» новых серотипов. Это следующие вещества:

  • гемагглютинин (H);
  • нейраминидаза (N).

Структурные антигены (S-антигены). Расположены под оболочкой, к ним относятся структурные белки, а также рибонуклеопротеиды генома вируса. По этим антигенам грипп подразделяется на серотипы (A, B, C).

Если организм имеет антитела к тому или иному возбудителю, то заболевание при повторном контакте с ним не разовьется либо будет протекать в легкой форме. Антитела быстро обезвредят вирусы. Человек, переболев заразной болезнью и имея антитела, при последующих контактах с инфекцией оказывается защищен.

Антигенный дрейф вируса гриппа это

Если организм имеет антитела к возбудителю, то заболевание при повторном контакте не разовьется

В случае гриппа все немного по-другому. Можно переболеть этим заболеванием, а на следующий год снова заразиться. Иногда можно переболеть за сезон 2–3 раза. Несмотря на то что после гриппа остаются антитела, они не спасают от последующего заражения. Антигенный дрейф вируса гриппа – это и есть тот механизм, который «уводит» вирус из-под иммунного ответа.

Механизмы, приводящие к изменению антигенной структуры

Генетическая изменчивость – это один из основных механизмов эволюционного процесса. Если благодаря изменчивости появляется особь или организм, более приспособленный к среде, он получает преимущества для выживания, а также больше возможностей для размножения. Его потомство перенимает ценные свойства.

Организм человека и животных для вирусов и бактерий является своего рода ареной эволюционной борьбы. Иммунная система использует различные механизмы для защиты от агрессии. Одним из наиболее эффективных является выработка антител. Наилучший способ уйти от иммунного ответа – это изменить свои антигенные свойства. Генетическая изменчивость реализуется двумя основными способами:

  • мутация, при ней происходит случайная замена одного фрагмента генетического материала на другой при процессе копирования под воздействием мутагенных факторов;
  • рекомбинация – это обмен генетическим материалом.

Рекомбинация – это отдельный очень значимый процесс получения генетически разнородной популяции. Рекомбинацию большинство ученых считают лежащей в основе такого вида изменчивости, как антигенный шифт.

Мутации вирусов, затрагивающие небольшие участки генома, имеют название антигенный дрейф. Под термином антигенный дрейф вируса гриппа понимают процесс изменения структуры антигенов посредством точечных мутаций. Чаще подобным образом изменяется антигенная структура гемагглютинина, немного реже – нейраминидазы.

Это вещества белковой природы, они состоят из аминокислот. За синтез одной аминокислоты в РНК вируса обычно отвечает последовательность из нескольких нуклеотидов. Если при размножении вируса произошел сбой, и дочерняя цепь РНК образовалась с заменой нескольких нуклеотидов на другие, то белок, синтезируемый по ней потом, может получить в свой состав не ту аминокислоту. В итоге он приобретает новые свойства.

Это может быть радикальное изменение, приводящее к значительному повышению вирулентности (например). Но это случается крайне редко. Чаще эта мутация слегка изменяет антигенные свойства молекулы, или, вообще, ведет к дефектности вируса и потере им своих свойств.

Антигенный дрейф вируса гриппа это

Мутации вирусов, затрагивающие небольшие участки генома, имеют название антигенный дрейф

Последствия антигенного дрейфа

Эпидемическое распространение заболевания возможно только при наличии в популяции достаточного количества восприимчивых людей. Это можно сравнить с лесом. Если лес сухой, то пожар по нему распространяется очень быстро, перекидываясь с дерева на дерево.

Когда прошла эпидемия, в результате которой переболело много людей, образуется так называемая иммунная прослойка (доля переболевших). Это своего рода буфер, благодаря которому прекращается эпидемическое распространение болезни.

Антигенный дрейф вируса гриппа это

Благодаря иммунной прослойке эпидемии гриппа проходят волнами

Именно поэтому эпидемии гриппа проходят волнами:

  1. Сначала заболевает небольшое количество восприимчивых людей.
  2. Они заражают здоровых, тоже не имеющих иммунитета, число больных растет.
  3. Первые больные выздоравливают, становясь невосприимчивыми.
  4. Постепенно число переболевших начинает превышать число здоровых людей, тогда эпидемия идет на спад.

Если бы поверхностные антигены вируса гриппа A и B не подвергались изменчивости (как это, кстати, происходит с вирусом гриппа C), то этой болезнью люди болели бы один раз за жизнь при первом контакте и получали стойкий иммунитет. Но с вирусами гриппа A и B происходит немного иначе. Иммунитет к определенным штаммам этих вирусов тоже сохраняется, но сами вирусы через некоторое время становятся другими.

Антигенный дрейф вируса гриппа это

Вирусные штаммы постоянно меняются

Подвергшись антигенному дрейфу, они меняют свой «внешний вид», благодаря чему антитела перестают их распознавать и специфичность иммунитета снижается. В результате снова растет заболеваемость.

Высокая изменчивость вируса гриппа является большой проблемой для здравоохранения, а также для человечества в целом. Благодаря ей вирус ежегодно возвращается в виде эпидемий, а порой и пандемий, забирая большое количество ресурсов и человеческих жизней.

Источник

В мире существует множество лабораторий, постоянно пополняющих арсенал противогриппозных вакцин и лекарственных препаратов. Вирус гриппа относится к наиболее исследованным возбудителям инфекционных заболеваний. Тем не менее, ни один год не обходится без эпидемии этой инфекции, а раз в несколько десятилетий, как в настоящее время, распространение гриппа приобретает масштабы пандемии.

Читайте также:  Санпин по гриппу от 2013 года

Характеристики вируса гриппа

Вирус гриппа занимает особое место среди возбудителей инфекционных заболеваний из-за своей способности быстро и значительно изменять свою структуру. Эти изменения затрагивают антигены – поверхностные белки, которые распознаются иммунной системой человека. Поэтому иммунитет, выработанный после контакта с одной разновидностью вируса, не распознает другую, и при заражении ей «включается» в полную силу лишь тогда, когда заболевание уже развилось.

Такое свойство вируса изменять свою структуру называется антигенной изменчивостью. Благодаря ей эпидемии гриппа возникают с регулярностью, несвойственной другим инфекциям, и поражают большое число людей. Существует два вида антигенной изменчивости: антигенный дрейф и антигенный сдвиг.

Что представляет из себя антигенный дрейф?

Антигенный дрейф представляет собой точечные мутации, которые затрагивают два основных вирусных белка – гемагглютинин (обозначается буквой H), обеспечивающий проникновение возбудителя гриппа в человеческие клетки, и нейраминидазу (обозначается N), ответственную за выход новых вирусов из клетки.

От чего возникает антигенный дрейф?

Возникает антигенный дрейф из-за того, что фермент, удваивающий вирусную РНК в процессе синтеза новых вирусов, не имеет механизма защиты от ошибок, неизбежно возникающих в ходе синтеза и приводящих к мутациям возбудителя.

К чему ведет процесс антигенного дрейфа?

Процесс антигенного дрейфа ведет к постепенному изменению структуры вируса гриппа, делая его частично или полностью «незнакомым» иммунной системе человека. По этой же причине приходится периодически менять антигены, входящие в состав противогриппозных вакцин, с учетом новой структуры возбудителя.

Что способствует возникновению антигенных сдвигов?

Время от времени происходят более значительные скачкообразные изменения антигенного состава вируса – антигенные сдвиги. Способствует их возникновению то, что грипп может поражать не только человека, но и свиней, лошадей, птиц и других животных. В тех ситуациях, когда в одном организме встречаются две или более разновидности вируса, они могут обменяться целыми генами, что приводит к появлению нового штамма, иногда более агрессивного, чем каждый из исходных. Это явление и называется антигенным сдвигом.

Какие виды вируса возникли из-за таких сдвигов?

В результате такого сдвига возникли разновидности вируса гриппа, ставшие причиной трех последних пандемий: «азиатского гриппа» H2N2 1957—58 годов, «гонконгского гриппа» H3N2 1968—69 годов и текущей пандемии гриппа H1N1. Интересно, что возбудитель наиболее масштабной пандемии – «испанки» H1N1 1918—20 годов – появился благодаря не антигенному сдвигу, а антигенному дрейфу вируса, специфичного для птиц, который привел к возникновению высокопатогенного для человека штамма.

Какие существуют эффективные противогриппозные препараты?

В настоящее время наиболее эффективными противогриппозными препаратами, рекомендованными Всемирной организацией здравоохранения, являются блокаторы вирусных белков: осельтамивир и занамивир, подавляющие активность нейраминидазы, а также амантадин и римантадин, блокирующие белок M2, благодаря которому вирус прикрепляется к клеткам эпителия дыхательных путей, чтобы проникнуть в них.

Однако процессы антигенного дрейфа и антигенного сдвига приводят к появлению штаммов вируса гриппа, белки которых не подвержены действию этих препаратов. В отношении таких штаммов некоторые или все блокаторы вирусных белков становятся неэффективными.

Какие препараты избавлены от такого недостатка?

От этого недостатка избавлены препараты, действие которых направлено на повышение собственных защитных сил организма, то есть иммуномодуляторы. Их эффект не зависит от конкретного штамма вируса.

Когда лучше всего принимать данные лекарства?

Лучше всего проявляется действие этих лекарств, если начать их прием сразу после появления первых симптомов гриппа, однако они облегчают течение заболевания на любой его стадии.

Кроме того, иммуномодуляторы обладают выраженным профилактическим эффектом: если мобилизовать защитные силы организма непосредственно при ухудшении эпидситуации, не дожидаясь заражения, то при попадании вируса болезнь будет протекать в легкой форме или не разовьется вовсе. Это позволит сохранить трудоспособность и сэкономить деньги на лечении.

Какой иммуномодулятор поможет с таким изменчивым вирусом?

Один из иммуномодуляторов, за годы применения продемонстрировавший свою противогриппозную активность, — это оригинальный отечественный препарат «Циклоферон». Его действующее вещество меглумина акридонацетат стимулирует выработку в организме особых молекул – интерферонов.

Эти молекулы выделяются клетками организма в ответ на вторжение вирусов и изменяют процессы жизнедеятельности клетки таким образом, что она становится невосприимчивой к вирусу и не участвует в его размножении. Кроме того, интерфероны вызывают активацию иммунных клеток – лимфоцитов и макрофагов.

Эффективность “Циклоферона”

Проведенные исследования «Циклоферона» подтвердили его эффективность при гриппе, вызванном различными штаммами вируса – препарат производит выраженный профилактический эффект, а также существенно снижает тяжесть и длительность уже возникшего заболевания.

При этом «Циклоферон» хорошо переносится, удобен в применении и совместим со всеми лекарственными препаратами.

По материалам ООО «НТФФ „ПОЛИСАН “»

Источник