Influensavirus

Den här artikeln handlar om patogena influensavirus. Om sjukdomen - artikel Influensa .
Virusklädsel _

Influensa A -virus H1N1
namn
Influensavirus
titelstatus
föråldrad taxonomisk
vetenskapligt namn
Influensavirus
Förälder taxon
Familj Orthomyxovirus ( Orthomyxoviridae )
förlossning
Bilder på Wikimedia CommonsBilder på Wikimedia Commons

Influensavirus [1] ( lat.  Influenzavirus ) är fyra monotypiska släkten av virus från familjen ortomyxovirus ( Orthomyxoviridae ), vars företrädare orsakar sjukdomar hos fiskar, fåglar och däggdjur, inklusive influensa hos människor. Inom fylogenetiken bildar de en clade [2] .

Under 2007 identifierades mer än 2000 varianter (serotyper, linjer, stammar) av influensavirus, som skilde sig åt i deras antigena spektrum [3] . För 2020 - mer än 25 000 serovar [4] .

Klassificering

Influensavirus kallas monotypiska släkten Alphainfluenzavirus, Betainfluenzavirus, Gammainfluenzavirus, Deltainfluenzavirus (fram till oktober 2018 hette de Influensavirus A, B, C och D ), var och en av dem består av endast en typ av influensa A-D-virus . De tillhör familjen Ortomyxoviridae , som förutom dessa fyra släkten inkluderar isavirus , togotovirus och quaranfilvirus [5] .

De antigena egenskaperna hos de interna proteinerna RNP ( eng.  ribonucleoprotein , RNP) i virionet, som inte ger intertypserologiska reaktioner mellan olika typer, bestämmer influensavirusets tillhörighet till släktet [6] .

Ytterligare uppdelning, i fallet med typ A-virus, utförs enligt subtyper ( serotyper ) av ytproteiner ( glykoproteiner ) av hemagglutinin (HA) och neuraminidas (NA) [6] .

Sedan 1980, på rekommendation från WHO, omfattar beteckningen av stammar av influensavirus [7] [8] :

  1. sorts;
  2. plats för isolering (stammens geografiska ursprung);
  3. index tilldelat i laboratoriet (seriens serienummer);
  4. tilldelningsår;
  5. (endast för djurvirus) namnet på det djur som är den naturliga värd för viruset (från vilket viruset är isolerat).
  6. indexet för ytproteiner, placerat sist och omslutet inom parentes, är endast meningsfullt för virustyp "A";

Exempel: "A (Brasilien) 11/78 (H1N1)" (humant influensavirus "A" med hemagglutinin H1, neuraminidas N1, isolerad i Brasilien 1978), "A/Moskva/10/99 (H3N2)", "A /Nya Kaledonien/120/99 (H1N1)", "B/Hong Kong/330/2001", "A/Fujian/411/2002 (H3N2)".

Influensa A- och B-virus orsakar säsongsbetonade epidemier hos människor [9] .

Alfainfluensavirus

Monotypiskt släkte, tidigare namn: Influensavirus A. Influensa A-virus.

Varje år orsakar det utbrott av influensa, ofta epidemier, periodvis pandemier [10] [11] . Detta beror på den höga graden av virusvariabilitet: typ A-virus är föremål för både antigenförskjutning (skift) och antigendrift [12] . Under 2018 cirkulerar subtyper av influensa A(H1N1) och A(H3N2) bland människor [9] .

Den naturliga reservoaren av influensa A-virus är vattenfåglar. Ibland överförs det till andra fåglar, som ett resultat kan det infektera tamfåglar, från dem - tamdjur och sedan människor, vilket leder till epidemier och pandemier [13] .

Hos fåglar infekterar viruset epitelceller i matsmältningskanalen, hos människor infekterar det epitelcellerna i luftvägarna [14] .

Inom arten Influensa A-virus har flera serotyper identifierats (observerats i naturen) [10] [11] :

Från och med 2016 är 18 subtyper av hemagglutinin (HA) och 11 subtyper av neuraminidas (NA) kända, med totalt 198 möjliga varianter av viruset [5] .

Virusvirion av typ A innehåller åtta virala RNA-segment [18] .

Betainfluensavirus

Monotypiskt släkte, tidigare namn: Influensavirus B. Influensa typ "B" virus.

Influensavirus typ "B" ändras beroende på typ av drift, men inte förskjutning [12] . Det är inte indelat i undertyper, utan kan delas in i rader. Under 2018 cirkulerar typ B-influensavirus från B/Yamagata- och B/Victoria-linjerna [9] .

Människor är den naturliga reservoaren för influensavirus B. Viruset infekterar de övre och nedre luftvägarna, med symtom som liknar de som orsakas av "A"-viruset. Den har ett begränsat antal linjer, vilket förmodligen är anledningen till att de flesta får immunitet mot influensavirus B i tidig ålder. Denna art är endast variabel i hemagglutinin, HA-antigendrift är inte lika aktiv som i influensavirus A [19] [20] .

Influensavirus "B" orsakar epidemier, men ganska sällan, en gång vart 4-6 år, utvecklas de långsamt jämfört med de som orsakas av "A"-viruset och täcker som regel 8-10 % av befolkningen [21] . Två epidemier är kända i Sovjetunionen med toppar våren 1963 och våren 1974. Dessutom fanns B-viruset i många epidemier tillsammans med A-viruset [22] .

Influensa typ B-virus liknar typ A-virus och är svår att särskilja i ett elektronmikroskop. Höljet av "B"-virionerna innehåller 4 proteiner: HA, NA, NB och BM2. BM2 är en protonkanal som används vid virusavkapsling (in i cellen). NB-proteinet anses vara en jonkanal, men detta är inte en förutsättning för virusreplikation i cellkultur. Virusgenomet består av åtta RNA-fragment [23] .

Gammainfluensavirus

Monotypiskt släkte, tidigare namn: Influensavirus C. Influensa typ C-virus.

Influensa C-virus är mindre vanligt hos patienter än B och A, resulterar vanligtvis i milda infektioner, är inte farligt för människor och utgör inte ett folkhälsoproblem [9] [10] .

Den naturliga reservoaren av influensavirus C är människor, det infekterar även grisar och kan överföras mellan grisar i experiment. Det påverkar de övre luftvägarna, främst hos barn, de kliniska symtomen är milda. Serologiska studier har avslöjat den globala prevalensen av typ C-virus. De flesta människor blir immuna mot det i tidig ålder [19] .

Typ C-viruset kännetecknas inte av ett antigenskifte och det förändras lite [12] . Influensavirus C är antigeniskt mycket mer stabil än typ A-virus och den höga graden av korsreaktivitet som observeras bland dem isolerar dessa arter från varandra [19] .

Influensa C-virus orsakar spridd sjukdom och orsakar nästan aldrig epidemiska utbrott [21] .

Innehåller 7 genomfragment. Den har bara ett hölje (penetrerar genom väggen på offercellen) glykoprotein HEF ( hemagglutinin esteras  fusion - fusion av hemagglutinin och esteras), som spelar rollen av båda glykoproteinerna (HA och NA) av virus typ "A" och "B " [23] . Ej indelad i undertyper. Sex linjer av genomet har identifierats, men på grund av frekventa rekombinationer av olika linjer har det nyligen dykt upp nya varianter som utgör ett epidemiskt hot [19] .

Deltainfluensavirus

Monotypiskt släkte, tidigare namn: Influensavirus D , typ "D" influensavirus.

Grupp D-influensavirus infekterar huvudsakligen nötkreatur. De rapporteras inte infektera eller orsaka sjukdom hos människor [9] .

Deltainfluensavirus infekterar kor, som är en naturlig reservoar, och grisar. Det förekommer hos små nötkreatur (får och getter). Det finns tecken på överföring av typ D-virus från kor till människor - antikroppar mot det hittades hos personer i kontakt med kor, men inga infekterade personer identifierades. Strukturellt liknar typ C-virus, det innehåller HEF istället för HA och NA [24] .

Deltainfluensavirus innehåller 7 fragment av enkelsträngat RNA [25] , minst 50 % av aminosyrorna är desamma som typ C-viruset, men ett av huvudproteinerna, M1, i typ D-viruset skiljer sig från typ C-viruset. Detta virus isolerades som en separat art eftersom när dess genetiska material blandas med "C"-viruset, producerar de inte livskraftiga avkommor [26] .

Upptäcktshistorik

Det första influensaviruset isolerades från fåglar (kycklingar) 1901 i Italien, men identifierades som orsaken till "fågelpest" eller "kycklingpest". (Publikation 1902: Centanni, E. Die Vogelpest. Zentbl. Bakt. Paraskitkde, Abt. 1, 31, 145-152, 182-201. [27] ) Femtio år senare konstaterades det att fågelpestviruset är ett av aviär influensa A-virus. Sedan isolerades influensa A-viruset från grisar av den amerikanske vetenskapsmannen Richard Shope 1931 .  Det mänskliga influensaviruset isolerades 1933 i England vid National Institute for Medical Research av virologerna Wilson Smith, Christopher Andrews och Patrick Laidlaw. 1940 isolerades influensa B-viruset. 1951 isolerades influensaviruset "C" med hjälp av tekniken för att odla virus "på kycklingembryon". År 2003, som ett resultat av fyra års arbete i laboratorier, erhölls (återhämtades) viruset från spanska sjukan 1918 och studerades [11] .

Typ D-influensavirus isolerades första gången 2011 i USA hos grisar [24] .

År 2013 hittades influensavirus typ "A" hos fladdermöss som lever i Centralamerika med de senaste HA- och NA-varianterna till denna dag: serotyp H18N11 [17] .

Struktur och egenskaper

Virion (infektiös partikel) av influensa har formen av en sfär [28] eller nära sfärisk, dess diameter är 100−120 nm [21] .

Influensaviruset är ett höljevirus: det yttre lagret är ett lipidmembran , i vilket "taggar" sätts in: glykoproteiner och matrisproteinet M2, som bildar jonkanaler. Under lipidmembranet finns matrisproteinet M1, som bildar det inre lagret av virushöljet, ger stabilitet och stelhet till det yttre lipidhöljet [28] [29] .

Glykoproteinerna hemagglutinin och neuraminidas är nyckelproteiner för replikeringen av A- och B-virus. Hemagglutinin används för att komma in i cellen, neuraminidas används för att lämna den [10] .

Inuti virion finns virusets genom, som bär den genetiska informationen om virusets hölje och inre proteiner. Genomet representeras som ett vRNP-ribonukleoproteinkomplex (nukleoprotein i komplex med viralt genomiskt RNA), som innehåller RNA-fragment fästa till nukleoproteinproteinet (NP) och tre proteiner i polymeraskomplexet: PB1, PB2 och PA. Det inre av virion inkluderar också NEP-proteinet [28] [29] . I typ A-virus kodar 8 RNA-fragment för 11 proteiner: HA, M1 ( engelsk  matris 1 ), M2, NA, NP ( nukleokapsidprotein )  , NS1 ( icke-strukturellt protein 1 ), NS2 (aka NEP, nukleärt exportprotein ), PA ( polymerassyra ), PB1 ( polymeras basisk 1 ), PB1- F2 ( polymeras basisk 1 ram 2 ) , PB2 [30] .     

När en cell är infekterad, fäster typ A-virus den yttre delen av HA till sialinsyror på ytan av målceller, och virionerna kommer in i cellen via endocytos. Ett lågt pH i endosomen leder till en förändring i den andra delen av HA, vilket resulterar i en förändring i HA-konformationen och det virala membranet smälter samman med endosommembranet. Jonkanaler som bildas av M2-proteinet sänker dessutom pH inuti endosomen; som ett resultat dissocierar vRNP-komplexet från M1-matrisproteinet och virala RNA-fragment tränger in i cellcytoplasman och vidare in i cellkärnan [29] .

Viral RNA-replikation sker i cellkärnan med hjälp av PA-, PB1- och PB2-virala polymeraser; virala proteiner syntetiseras i cytoplasman; M1-, HA- och NA-proteiner bearbetas i det endoplasmatiska retikulum och Golgi-apparaten. De syntetiserade M1-, HA- och NA-proteinerna riktas mot membranet [29] .

Det syntetiserade NP-proteinet riktas till kärnan, där det bildar ett komplex med fragment av replikerat viralt RNA och syntetiserade polymeraser, och sedan, med hjälp av matrisproteinet M1, riktas det till cytoplasman och vidare till cellmembranet [29] .

På cellmembranet sätts nya virala partiklar ihop från de syntetiserade proteinerna, vRNP-komplexen och själva membranet, som knoppar från cellen med hjälp av NA-glykoproteinet (vi talar om "A"-viruset). NA klyver sialinsyror som förhindrar separationen av virushöljet av HA från cellen [29] .

Det åttonde segmentet av RNA-virus typ "A" kodar för icke-strukturella proteiner NS1 och NS2. NS1-proteinet undertrycker translationen av cellens mitokondriella RNA, såväl som syntesen och funktionen av interferon, och är huvudfaktorn i influensavirusets patogenicitet. NS2-proteinet, även känt som NEP, tillhandahåller nukleär export av viralt RNA i kombination med NP [29] .

Influensaviruset förstör inte varje cell. Vanligtvis händer följande: viruset kommer in i cellen, förökar sig och lämnar den på ett organiserat sätt - cellen förblir intakt och ibland vid liv. I det här fallet kan viruset utnyttja cellen flera gånger [10] .

Förutom att replikera viralt RNA, syntetiserar viruspartiklar i cellen proteiner, varav en, PB1-F2, frigörs från cellen, kommer in i lungorna genom bronkerna hos människor och förstör lungvävnadsmakrofager, vilket framkallar lunginfektioner, i synnerhet lunginflammation [10] .

Influensa typ A-virus kännetecknas av hög variabilitet, vilket beror på två egenskaper hos genomet.

Den första egenskapen, fragmenteringen av virusgenomet, gör det möjligt att utbyta gener mellan två virus av samma typ om de båda infekterar samma celler. I det här fallet syntetiseras två uppsättningar av samma gener av två olika virus i cellen, och virus med olika kombinationer av samma gener och med en annan uppsättning ytantigener uppträder i avkomman. Sådana virus kallas rekombinanter eller reassortanter (virus med omsorterade gener), och fenomenet är antigenförskjutning (skift) . Till exempel, när de odlas tillsammans i H1N1- och H3N2-celler, bildas både de ursprungliga formerna och rekombinanterna i avkomman: H1N1, H3N2, H1N2, H3N1. Processerna för genrekombination reproduceras lätt i experimentet och observeras ofta under naturliga förhållanden. En sådan plötslig förändring orsakar en pandemi: människor som tidigare haft influensa är helt mottagliga för det nya viruset, och utan att stöta på flockimmunitet sprider det sig snabbt genom världens befolkning. Rekombination är en av huvudorsakerna till variationen hos influensavirus och används vid framställning av influensavirusstammar för framställning av vaccin [31] .

Den andra egenskapen hos influensavirus är variationen av deras glykoproteiner (NA och HA) som ett resultat av mutationer, antigen drift - antigena skillnader är initialt små, men ökar gradvis [31] .

Influensavirus överlever i luften i upp till 4 timmar, medan typ "A"-virus är mer resistenta än "B". I torkade och sedimenterade aerosoldroppar kvarstår viruset på sänglinne i upp till 2 veckor och i rumsdamm i upp till 5 veckor. Våtrengöring med desinfektionsmedel desinficerar rummet helt [32] .

Allmänna egenskaper hos kulturer som bär influensavirus är [33] :

  1. återkommande cellulär degeneration;
  2. en uttalad ökning av livslängden för initialt trypsiniserade infekterade kulturer jämfört med oinfekterade;
  3. betydande förändringar i virusets egenskaper under persistens.

Epidemiologi

Egenskaperna för den epidemiska spridningen av influensavirus bestäms av den högsta variationen av influensavirus typ "A" och signifikant - typ "B". Varje ny skift- eller driftversion av "A"- eller "B"-viruset kan övervinna den immunitet som en person förvärvat mot tidigare cirkulerande varianter av samma virus [8] .

Anledningen till den globala spridningen av influensa ligger i de unika egenskaperna hos dess patogener, som inte har några analoger bland andra virus: fragmenteringen av genomet och variationen av proteiner (glykoproteiner), som är associerade med immunitet mot influensa [21] .

Olika serotyper (serologiska varianter - sorter av samma virus som skiljer sig i antigenisk sammansättning) ger inte korsimmunitet. Antikroppar som produceras som svar på virusets glykoproteiner utgör grunden för immunitet mot en viss subtyp av influensapatogenen. Genrekombination och antigenskifte orsakar uppkomsten av nya former av viruset och leder till epidemier och pandemier. Antigen drift bidrar sedan till epidemins fortsättning [21] .

Från och med 1984 är orsakerna till uppkomsten av nya eller återkomsten av gamla virus inte helt klara. Vissa forskare tror att försvunna virus förblir latenta i den mänskliga populationen, andra att nya virus uppstår som ett resultat av rekombinationer mellan humana influensavirus och animaliska influensavirus, vilket bekräftas av detektion av virala proteiner hos djur och fåglar som är nära eller identiska till de av viruset, senare orsakade en epidemi [21] .

Humana influensa A-virus överförs lätt till och orsakar sjukdomar hos husdjur och fåglar. I naturen noteras epizootier av influensa "A", oftare bland fåglar. Den största djurreservoaren av "A"-influensa är fåglar, och den kan överföras från fåglar till däggdjur. Det finns ett känt utbrott av en dödlig epizooti av influensa, liknande fågelpest, bland sälar 1979-1980 på den amerikanska kusten av Nordatlanten [34] .

Fall av mänsklig infektion med djurinfluensa har beskrivits. Denna influensa har aldrig varit utbredd [34] .

Historia av antigena förändringar av influensa A-virus från 1918 till 1981 [35] :

Som ett resultat av antigendrift, under trycket av kollektiv immunitet, väljs de mest uttalade mutationerna och en epidemi utvecklas. Under första hälften av 1900-talet observerades sådana epidemier vart 3-5 år, nu, med en kraftig ökning av världens befolkning, nästan årligen [21] .

Typ "B"-virus orsakar samma sjukdomar som typ "A", orsakar inte pandemier, men leder till högre dödlighet [23]

Tvärtemot vad många tror, ​​inducerar influensavirus stark immunitet hos människor. Den upprepade förekomsten av influensa är resultatet av influensavirusets variabilitet (antigendrift och antigena förändringar) [11] .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Korotyaev A.I. , Babichev S.A. Medicinsk mikrobiologi, immunologi och virologi: lärobok för medicinsk. universitet. - 4:e upplagan, Rev. och ytterligare - St Petersburg.  : SpecLit, 2008. - S. 308. - 767 sid. : sjuk. - 3000 exemplar.  - ISBN 978-5-299-00369-7 .
  2. ↑ Ett (1) nytt släkte i familjen Orthomyxoviridae  : [ eng. ] . — Tilldelad kod: 2014.009a-dM. - ICTV, 2014. - P. 5.
  3. ↑ Tvåtusen influensavirusgenom och räkning...  . National Institutes of Health . US Department of Health and Human Services (26 februari 2007). — NIH Research Matters. Arkiverad från originalet den 11 maj 2009.
  4. ↑ Taxonomy webbläsare:  Orthomyxoviridae . NCBI . Hämtad 4 december 2020. Arkiverad från originalet 27 augusti 2020.
  5. ↑ 1 2 Vodovozov, 2016 , 19:06–21:08.
  6. ↑ 1 2 Bukrinskaya, 1986 , sid. 274.
  7. ↑ Bukrinskaya, 1986 , sid. 275.
  8. ↑ 1 2 3 Ivannikov, 1993 , sid. 183.
  9. ↑ 1 2 3 4 5 WHO-bulletin .
  10. ↑ 1 2 3 4 5 6 Vodovozov, 2016 .
  11. ↑ 1 2 3 4 Kaverin, 2011 .
  12. ↑ 1 2 3 Ivannikov, 1993 .
  13. ↑ Klenk, Matrosovich & Stech, 2008 .
  14. ↑ Racaniello , kap. 2. Gå in i cellen.
  15. ↑ Fouchier, RA Fågelinfluensa A-virus (H7N7) associerat med human konjunktivit och ett dödligt fall av akut respiratory distress syndrome  : [ eng. ]  : [ arch. 24 september 2015 ] / R. A Fouchier, P. M Schneeberger, F. W Rozendaal … [ et al. ] // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 2004. - Vol. 101, nr 5 (februari). - P. 1356-1361. - . - doi : 10.1073/pnas.0308352100 . — PMID 14745020 . — PMC 337057 .
  16. ↑ Asiatisk härstamning av fågelinfluensa A (H7N9)  -virus . Centers for Disease Control and Prevention . Nationellt centrum för immunisering och luftvägssjukdomar (NCIRD). Hämtad 16 november 2018. Arkiverad från originalet 29 april 2013.
  17. ↑ 1 2 3 Tong et al., 2013 .
  18. ↑ Racaniello , 1.2. Influensavirus RNA-genom.
  19. ↑ 1 2 3 4 Su et al., 2017 , Introduktion.
  20. ↑ Hay et al., 2001 .
  21. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Zhdanov, 1984 .
  22. ↑ Zhdanov, 1984 , Fig. 1. Förekomsten av influensa och akuta luftvägsinfektioner i Sovjetunionen.
  23. ↑ 1 2 3 Racaniello , Ch. 1. Struktur.
  24. ↑ 12 Su et al., 2017 .
  25. ↑ Su et al., 2017 , figur 2.
  26. ↑ Su et al., 2017 , Epidemiologiska och patologiska egenskaper hos influensa D-virus.
  27. ↑ Brian WJ Mahy. Introduktion // Paramyxovirusens biologi: [ eng. ]  / Redigerad av Siba K. Samal. - Caister Academic Press, 2011. - S. 1-2. - x + 472 sid. — ISBN 978-1-904455-85-1 .
  28. ↑ 1 2 3 Racaniello , 1.1. Influensavirusets struktur.
  29. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Smirnova et al., 2013 .
  30. ↑ Ghedin et al., 2005 .
  31. ↑ 1 2 Zhdanov, 1984 , sid. 47-49.
  32. ↑ Ivannikov, 1993 , sid. 183-184.
  33. ↑ Anjaparidze, O. G. Modellering och studie av kroniska former av virusinfektioner i cellkulturer / O. G. Anjaparidze, N. N. Bogomolova. - M.  : Medicin, 1974. - S. 165. - 184 sid. : sjuk. - 3300 exemplar.  - UDC  616.988-036.12-092.4 .
  34. ↑ 1 2 Ivannikov, 1993 , sid. 184.
  35. ↑ Zhdanov, 1984 , Fig. 4. Historia om antigena förändringar (plötsliga hopp i egenskaperna hos virala proteiner) från 1918 till 1981.

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
I bibliografiska kataloger