В модели вируса гриппа A/H1N1 использованы данные рентгеноструктурного анализа о строении белков вириона. При этом третичная структура поверхностных белков (гемагглютинин и нейраминидаза), на основе которых происходит классификация подтипов вируса, соответствует именно «свиным» подтипам H1 и N1. Строение самой частицы и плотность белков на ее поверхности соответствует изображениям вируса, полученным методом криоэлектронной микроскопии, а молекулы фосфолипидов, входящие в состав мембраны, детализированы до атома. Данная модель позволяет получить изображения размером до 30 000?30 000 пикселей, что достаточно для печати фотографического качества 3×3 м.

Вирусы гриппа относятся к семейству Orthomyxoviridae. Они патогенны для человека, некоторых млекопитающих и многих птиц. У человека и млекопитающих вирус поражает верхние дыхательные пути, а у птиц инфекция затрагивает преимущественно кишечник. Эти вирусы характеризуются высокой изменчивостью и широким кругом хозяев. Заболевание гриппом периодически распространяется в виде эпидемий и пандемий. Тяжесть и характер течения заболевания варьирует в зависимости от штамма вируса.

Частицы вируса гриппа плейоморфны, однако наиболее распространены частицы сферической формы. Их размеры варьируют в пределах от 80 до 120 нм [1]. Снаружи частицы покрыты липидной мембраной, сформированной из мембраны зараженной клетки. В нее включены белки — гемагглютинин (HA) и нейраминидаза (NA), ответственные за узнавание клетки-мишени, проникновение внутрь и распространение вновь образованных частиц. Также мембрана вирусной частицы гриппа содержит белковые каналы (M2), необходимые для распаковки вируса внутри клетки.

Под оболочкой вирусной частицы находятся белковые структуры, окружающие генетический материал вируса. Внутренние компоненты вирусной частицы (нуклеокапсид) с мембранной оболочкой и поверхностными белками связывает белок М1. Белок NP связан непосредственно с 8 молекулами РНК генома. Белки PB1, PB2 и PA необходимы для копирования генетического материала вируса. Помимо этого, вирус гриппа синтезирует два белка, отвечающие за противодействие интерфероновой системе противовирусной защиты (белок NS1) и за транспорт генетического материала вируса из ядра в цитоплазму (белок NS2, также называемый NEP) [2].

Вирус гриппа связывается с мембраной клетки-мишени и проникает в цитоплазму. За связывание с мембраннными рецепторами и проникновение внутрь клетки отвечает белок гемагглютинин. Он состоит из трех одинаковых субъединиц. Название гемагглютинин получил благодаря тому, что в искусственных условиях он может провоцировать агглютинацию эритроцитов [3,4]. Сразу после проникновения в клетку вирусная частица оказывается в составе небольшой мембранной органеллы — эндосомы, внутри которой постепенно возрастает концентрация протонов (понижается pH). Через каналы в вирусной мембране, образованные белком М2, протоны проникают внутрь вирусной частицы, что вызывает ее распад и высвобождение нуклеокапсида [5].

Генетический материал вируса попадает в ядро клетки, после чего запускается синтез вирусных белков и новых копий вирусного генома. На матрице геномных РНК вируса, оказавшихся в ядре, синтезируются их копии, которые выходят в цитоплазму, где для синтеза вирусных белков используются рибосомы зараженной клетки. Геномные РНК гриппа синтезируются в ядре зараженной клетки [6].

Образовавшиеся вирусные частицы покидают клетку, которая впоследствии разрушается. Для того, чтобы вирусная частица могла покинуть окрестность той клетки, в которой она сформировалась, необходим вирусный белок нейраминидаза. Нейраминидаза состоит из четырех одинаковых субъединиц. Она расщепляет связь между сиаловой (нейраминовой) кислотой и галактозой, входящими в состав клеточных рецепторов, к которым присоединяется гемагглютинин. Нейраминидаза также необходима для того, чтобы образованная вирусная частица не заразила снова ту клетку, в которой она сформировалась [7]. После формирования большей части вирусных частиц в клетке активируется процесс программируемой клеточной гибели — апоптоза.

Существует три типа вирусов гриппа: А, В и С. Они отличаются структурой и набором хозяев. Наиболее распространенными являются вирусы типа А. Они заражают как людей, так и животных, среди которых утки, куры, свиньи и другие. Классификация вирусов типа, А осуществляется на основе различий гемагглютинина и нейраминидазы. В настоящее время описано 16 вариантов гемагглютинина и 9 вариантов нейраминидазы. Они отличаются друг от друга незначительно, однако этих отличий хватает для того, чтобы подтипы вируса с разными комбинациями поверхностных белков имели разный круг хозяев и разные характеристики. В классификации штаммов вируса гриппа учитывается место, где штамм был выделен, зараженный организм и год выделения. Штаммы, содержащие одни и те же подтипы гемагглютинина и нейраминидазы могут обладать при этом разными свойствами [8].

Большинство случаев заболевания гриппом в США и Европе осенью 2009 года было вызвано свиным вирусом подтипа A/H1N1. При этом сезонные вирусы гриппа человека также продолжают циркулировать и вызывать заболевание. В настоящее время не до конца понятно, какие мутации послужили причиной того, что свиной грипп передался человеку [9].

Этот вариант вируса гриппа характеризуется примерно такой же вирулентностью и патогенностью, как сезонные штаммы.

Среди сезонных штаммов гриппа также есть штаммы подтипа H1N1. Помимо них наиболее часто встречаются штаммы H3N2 и вирусы гриппа типа B. Распространившийся сейчас свиной вирус A/H1N1 является устойчивым к ремантадину. При этом данный вирус чувствителен к озельтамивиру (тамифлю) [8].

Дата: 08 февраля 2010

Ссылки

  1. Harris A. et al., Proc Natl Acad Sci U S A. 2006 Dec 12;103(50):19123-7. Epub 2006 Dec 4.
  2. Nayak D.P. et al., Virus Res. 2009 Aug;143(2):147-61. Epub 2009 May 27.
  3. Skehel J.J. et al., Annu Rev Biochem. 2000;69:531-69.
  4. Igarashi M. et al., PLoS One. 2010 Jan 1;5(1):e8553.
  5. Schroeder C. et al., Eur Biophys J. 2005 Feb;34(1):52-66. Epub 2004 Jun 25.
  6. Newcomb L.L. et al., J Virol. 2009 Jan;83(1):29-36. Epub 2008 Oct 22.
  7. Samji T., Yale J Biol Med. 2009 Dec;82(4):153-9.
  8. Sullivan S.J. et al., Mayo Clin Proc. 2010 Jan;85(1):64-76. Epub 2009 Dec 10.
  9. Smith G.J. et al., Nature. 2009 Jun 25;459(7250):1122-5.