Вирусы гриппа типа А самые вирулентные и контагиозные. Они поражают человека, птиц и некоторых животных (свиньи, лошади, хорьки).
Классификация вирусов гриппа типа А основана на обозначении поверхностных антигенов гемагглютинина и нейраминидазы (ВОЗ, 1980). Для вирусов гриппа типа А принята единая нумерация для гемагглютининов и нейраминидаз. В природе выделены 16 серотипов гемагглютининов Н1-Н15 и 9 подтипов нейраминидазы N1-N9. Первые три номера гемагглютининов Н1-НЗ принадлежат вирусам гриппа человека и свиней, затем идут вирусы лошадей и птиц. Из-за различий в антигенном составе гемагглютинин типа Н1 подразделяли на серотипы Hsw (свиной), НО и Н1, но в 1980 г. экс перты ВОЗ объединили их в субтип Н1. Номера нейраминидазы N1-N2 имеют гриппозные вирусы человека, свиней, лошадей (N1), некоторые вирусы птиц. Остальные нейраминидазы N3-N10 от носят к вирусам птиц. Новый гемагглютин Н16 был выделен от черноголовых чаек. Каждый из подтипов вирусов гриппа имеет свой круг хозяев, который определяется характером протеолитического расщепления НА и рецепторной активностью клеток хозяина. Таким образом, у человека встречаются три подтипа гемагглютинина Н1, Н2, НЗ и два подтипа нейраминидазы N1, N2. Теоретически может быть 145 подвидов (серотипов) гриппозных вирусов с разными комбинациями гемагглютининов и нейраминидаз.
Антигенные изменения гриппа типа А
У гриппа типа А встречаются два вида антигенных изменений. Один — антигенный «шифт» (shift), заключающийся в смене гемагглютинина или нейраминидазы и появлении нового подтипа. Он обусловлен перемещением генных участков между геномами разных подтипов вирусов. Вследствие уникального фрагментарного строения генома вирусов гриппа могут образовываться генетические рекомбинанты (реассортанты) — вирусы, появляющийся в клетке при одновременной репродукции двух различных штаммов вируса гриппа одного серотипа, «обменявшихся» генетическим материалом при сборке вириона. В лабораторных условиях генетические рекомбинанты получают при заражении куриных эмбрионов разными подтипами вируса. Крупные пандемии XX века были обусловлены шифтовыми вариантами вируса гриппа типа А. Существуют две теории происхождения ангигенного «шифта» — антропонозная и зооантропонозная.
Антропонозная теория основана на том, что существует ограниченное число серотипов вгриппа типа А, способных вызывать пандемии. Вирусы животных и птиц в этом процессе не участвуют. При анализе «сероархеологии» была подтверждена идентичность штаммов «азиатского» гриппа A(H2N2) 1957 г. и циркулировавших в 1889-1900 гг. вирусов; «гонконгского» A(H3N2) в 1968 г., вирусов, циркулировавших в 1900-1917 гг. Гриппозные вирусы A(H1N1), циркулировавшие в 1947-1956 гг. и вернувшиеся в 1977 г., оказались близкими по свойствам штаммам 50-х годов не только при серо логическом, но и вирусологическом подтверждении.
Зооантропонозная теория объясняет появление пандемических гриппозных вирусов генетической рекомбинацией между вирусами человека и животных. Промежуточными хозяевами при формировании шифтового варианта могут быть свиньи, чувствительные к вирусам человека и птиц. Человек, птица и свинья — треугольник, где развивается антигенный шифт, который может вызвать новую пандемию гриппа. При этом свиньи могут служить «котлом», в ко тором «птичьи» вирусы адаптируются к вирусам человека.
Глобальное распространение гриппа, быстрое массовое поражение людей разного возраста с формированием коллективного иммунитета исключают циркуляцию одного антигенного варианта гриппа. Поэтому для сохранения гриппозных вирусов как биологического вида они приобрели уникальную способность к мутациям с появлением новых антигенных вариантов и тем самым к ускользанию от специфического иммунитета — механизм дрейфа (drift). Это еще один вид антигенных изменений наряду с шифтом. Он возникает при перемещении участков генома внутри одного подтипа вируса А или В.
Существует теория о персистенции вируса в организме. Персистенция характеризуется длительным пребыванием вируса в организме хозяина и подтверждается его выделением в отдаленные сроки после заболевания. Косвенным подтверждением персистенции вируса гриппа может быть то, что в культурах тканей животных (свиней, индюков) удается регулярно воспроизводить персистенцию вируса гриппа. При персистенции вирус может переходить в неактивную форму и реактивироваться через длительный период времени (годы). Этим, в частности, можно объяснить возвращение в циркуляцию основных подтипов гриппа типа А. Так, например, вновь включились и 1977 г. в циркуляцию вирусы гриппа А(Н1 N1) после 50-х годов, вирусы A(H2N2) в 1957-1967 гг. после 1889-1890 гг., A(H3N2) с 1968 года по настоящее время после 1898-1901 гг.
Образующиеся в организме человека антитела, вступая во взаимосвязь с вирусными антигенами, образуют так называемые иммунные комплексы, где вирус может сохранять свою структуру. При разрушении комплексов вирусы вновь поражают чувствительные клетки, что приводит к инфицированию новых клеток, поддержанию инфекции и персистенции возбудителя. А.Ф. Фролов (1985) из крови переболевших гриппом людей с отягощенным преморбидным фоном через 150-180 дней после острого процесса выделял гриппозные вирусы. При этом вирус сохранялся в виде иммунных комплексов с антителами, что характерно для персистентных форм. В 50 % случаев АГ вирусов гриппа можно обнаружить в периферических лимфоидных клетках и в крови через 120-200 дней.
Косвенно в пользу вероятности персистенции вируса гриппа у людей могут служить вспышки гриппа в изолированных коллективах людей, например в Антарктиде среди полярников.
В межэпидемическом периоде снижаются вирулентность вируса, число и контагиозность больных, преобладают легкие формы, отсутствует летальность. Вероятно, у гриппозного вируса в этом периоде появляются изменения, из-за которых его практически не удается выделять от больных и культивировать. Во время эпидемий реакции РТГА и РСК одинаковы по чувствительности. В межэпидемическом периоде диагностический прирост титра антител у больных в РТГА регистрируется в 2 раза реже, чем в РСК, что вероятно связано со снижением содержания гемагглютинина в это время у вирусов гриппа. Персистенция вирусов гриппа у человека может способствовать их сохранению в межэпидемический период.
Где и в каком виде сохраняются прекратившие циркуляцию вирусы гриппа? Антропонозная теория предполагает, что вирусы гриппа не покидают популяцию своего единственного хозяина — человека. Сторонники зоонозной теории считают, что они сохраняются в своих экологических нишах — у животных.
По зооантропонозной теории в странах Юго-Восточной Азии в ходе эволюции сформировались природное очаги гриппа среди животных и птиц (диких или домашних). Новые штаммы вирусов впервые чаще выделяют именно в этих странах. Особенности жизни и питания людей способствуют их большему контакту с животными и птицами. Это может приводить к одновременному инфицированию людей различными вирусами с формированием эпидемиологически активных вариантов. Причинами могут быть также социально-бытовые факторы, скученное проживание населения с быстрым распространением инфекции; белковое голодание и снижение иммунитета, невысокая продолжительность жизни с частым появлением неиммунных поколений людей.
Этиология пандемий XX века
Высокая вирулентность вирусов гриппа типа А и отсутствие у людей иммунитета к нему приводят к быстрому (1-2 года) распространению заболевания по всему миру — пандемии. Для пандемий характерно вытеснение предшествующего вируса, летняя волна-предвестник, высокая заболеваемость с вовлечением всех возрастных групп из-за отсутствия или низкого уровня иммунитета, повышенная частота тяжелых фирм, осложнений и летальности. Самая тяжелая пандемия «испанки» и 1918-1919 гг. вызвана гриппозными вирусами подтипа А(Н1N1). Ее особенность заключалась в том, что она часто поражала молодых людей. Субтипы этого вируса дали тяжелые эпидемии 1929 и 1947 гг., циркулировали до 1957 г. и не выделялись до 1977 г. За этот период прошли пандемия «азиатского» гриппа и 1957-1958 гг., вызванная подтипом A(H2N2) и «гонконгского» типа в 1968-1969 гг., обусловленная подтипом A(H3N2).
Вирус A(H1N1) вновь вернулся в циркуляцию и дал эпидемию в Китае. С середины ноября 1977 г. начался подъем заболеваемости на Дальнем Востоке до пандемии «русского» гриппа, которая была вызвана подтипом A(H1N1), вернувшимся в циркуляцию через 20 лет. За 5 месяцев в 1977 г. вирусы распространились из Китая в другие части Азии, Россию, Европу, затем Америку и Южное полушарие. Болели преимуществен но лица моложе 20 лет.
Современные особенности циркуляции вирусов гриппа типа А
До 1977 г. считали, что новый подтип гриппа А вытесняет предыдущий и замещается последующим. Однако после 1977 г. до настоящего времени вирусы A(H3N2) и A(H1N1) циркулируют одновременно или чередуясь — это современная особенность распространения гриппозных вирусов. Эти штаммы A(H1N1) и A(H3N2) в результате мутаций имеют низкую иммуногенную активность, лишь частичную способность к культивированию на куриных эмбрионах и агглютинации эритроцитов кур. С 1977 г. количество циркулирующих вариантов вирусов гриппа A(H3N2) постоянно росло. За период циркуляции с 1968 г. подтип вируса A(H3N2) полностью утратил антигенное сходство с пандемическим эталонным «гонконгским» вирусом. Все это привело к полной утрате антигенного родства с родоначальником эпидемического цикла и изменению биологических свойств вируса. За последние годы эта неоднородность значительно уменьшилась, что объясняли завершением эпидемической циркуляции вируса гриппа A(H3N2) или может свидетельствовать о волнообразности изменений гетерогенности вирусов гриппа. Вирус гриппа A (H1N1) проявил меньшую антигенную изменчивость по сравнению с вирусами гриппа A(H3N2).
В период одновременной циркуляции вирусов гриппа A(H1N1) и A(H3N2) появилась вероятность развития у больных смешанных форм заболевания и образовании у них естественных рекомбинантов, которые и были получены. В нашей стране эпидемии могут начинаться с Дальнего Востока (как в 1970-е гг. и в 1990-е гг.) или с Запада (в 1980-е гг.) Переболевает в среднем до 30 % жителей (35-40 млн человек). Особенностью распространения гриппа в России является длительность эпидемий из-за большой площади территории, что помогает изучать эволюцию вируса во время одной эпидемии. В современных условиях эпидемии медленнее продвигаются в мире (до 20-22 недель) по сравнению с 1970-ми гг..
Преодоление межвидового барьера.
Примерами преодоления межвидового барьера служат случаи инфицирования людей вирусами гриппа птиц в странах Юго-Восточной Азии и некоторых странах Европы. Известны вспышки гриппа, вызванные передачей вирусов гриппа от водоплавающих птиц домашним птицам, свиньям, лошадям, тюленям. Домашние птицы не являются резервуаром вирусов гриппа птиц, поэтому возможность их заражения указывает на преодоление межвидового барьера. Барьер ниже при переходе вирусов гриппа от водоплавающих птиц к домашним, чем к человеку.