Гемагглютинин вируса гриппа подтипа а h1n1

Структурные особенности

Гемагглютинин вируса гриппа подтипа а h1n1

История

Первыеупоминания о гриппе были отмечены многовеков назад – еще в 412 году до

н.э. описаниегриппо-подобного заболевания былосделано Гиппократом. Также

гриппо-подобныевспышки были отмечены в 1173 году. Перваязадокументированная

пандемиягриппа, унесшая много

жизней,случилась в 1580 году.

В 1889-1891 ггпроизошла пандемия средней тяжести,вызванная вирусом типа H3N2.

Печальноизвестная “Испанка”, вызваннаявирусом H1N1 произошла в 1918-1920 гг.

Это самаясильная из известных пандемий

, унесшаяболее 20 млн. жизней. От “испанки”

серьезнопострадало 20-40% населения земного шара.Смерть наступала крайне

быстро.Человек мог быть еще абсолютно здоровутором, к полудню он заболевал и

умирал кночи. Те же, кто не умер в первые дни,часто умирали от осложнений,

вызванныхгриппом, например, пневмонии. Необычнойособенностью “испанки” было

то, что оначасто поражала молодых людей (обычноот гриппа в первую очередь

страдаютдети и пожилые лица).

Возбудительзаболевания, вирус гриппа, был открытRichard Shope в 1931 году.

Вирус гриппаА впервые был идентифицирован английскимивирусологами Smith,

Andrewsи Laidlaw (National Institute for MedicalResearch, Лондон) в1933

году. Тремягодами позже Francis выделил вирус гриппаВ.

В 1940 годубыло сделано важное открытие – вирусгриппа может быть

культивированна куриных эмбрионах. Благодаря этомупоявились новые

возможностидля изучения вируса гриппа.

В 1947 годуТейлором был впервые выделен вирусгриппа С.

В 1957-1958 ггслучилась пандемия

, котораяполучила название “азиатский грипп”,вызванная вирусом H2N2. Пандемия

началась вфеврале 1957 года на Дальнем Востоке ибыстро

распространиласьпо всему миру. Только в США во время этойпандемии скончалось

более 70000человек.

В 1968-1969 ггпроизошел средний по тяжести “Гонконгскийгрипп”, вызванный

вирусом H3N2.Пандемия началась в Гонконге в начале1968 года. Наиболее часто

от вирусастрадали пожилые люди старше 65 летнеговозраста. Всего число

погибших отэтой пандемии составило 33800 человек.

В 1977-1978 ггпроизошла относительно легкая по степенитяжести пандемия

, названная”русским” гриппом. Вирус гриппа(H1N1), вызвавший эту пандемию

уже вызывалэпидемию в 50-х гг.

Поэтому впервую очередь пострадали лица, родившиесяпосле 1950 г.

Возбудителигриппа относятся к семействуортомиксовирусов, включающее 3 родавирусовгриппа: А, В, С.

Вирусы гриппа содержатРНК, наружную оболочку, в которойразмещены 2 антигена – гемагглютинини нейраминидаза, способные менять своисвойства, особенно у вируса типа А.

Изменение гемагглютинина и нейраминидазыобусловливает появление новых подтиповвируса, которые вызывают обычно болеетяжелые и более массовые заболевания.

СогласноМеждународной номенклатуре, обозначениештаммов вируса включает следующиесведения: род, место изоляции, номеризолята, год изоляции, разновидностьгемагглютинина (Н) и нейраминидазы (N).Например, A/Сингапур/l/57/H2N2 обозначаетвирус рода А, выделенный в 1957 г. вСингапуре, имеющий разновидностьантигенов H2N2.

С вирусамирода А связывают пандемии гриппа. Вирусыгриппа В не вызывают пандемий, нолокальные “волны” подъема заболеваемостимогут захватить одну или несколькостран. Вирусы гриппа С вызываютспорадические случаи заболевания.Вирусы гриппа устойчивы к низкимтемпературам и замораживанию, но быстропогибают при нагревании.

Ортомиксовирусы— вирусы гриппа А, В, С

Ортомиксовирусыявляются оболочечными (суперкапсидными,“одетыми”) вирусами, средний размервирионов — от 80 до 120 нм. Вирионы имеютсферическую форму. Геном представленоднонитевой сегментированной(фрагментированной) негативной РНК.

Вирион имеет суперкапсид, содержащийвыступающие над мембраной в виде выступов(шипов) два гликопротеида — гемагглютинин(HA) и нейраминидазу (NA).

У вирусов гриппаА выделяют 17 антигенно различных типовгемагглютинина и 10 типов нейраминидаз.

Классификациявирусов гриппаоснована на отличиях нуклеопротеиновыхантигенов ( деление на вирусы А, В и С) иповерхностных белков HA и NA.Нуклеопротеид(также называемый S-антигеном) постояненпо своей структуре и определяет типвируса (А, В или С).

Поверхностные антигены (гемагглютинин и нейраминидаза -V-антигены), напротив, изменчивы иопределяют разные штаммы одного типавируса.

Изменение гемагглютинина инейраминидазы обусловливает появлениеновых подтипов вируса, которые вызываютобычно более тяжелые и более массовыезаболевания

Основные функции гемагглютинина:

-распознает клеточный рецептор —мукопептид;

-отвечает за проникновение вириона вклетку, обеспечивая слияние мембранвириона и клетки; (Гемагглютининобеспечивает способность вирусаприсоединяться к клетке.)

-его антигены обладают наибольшимипротективными свойствами. Измененияантигенных свойств (антигенные дрейфи шифт) способствуют развитию эпидемий,вызванных новыми Агвариантами вируса (против которых несформировался в достаточной мереколлективный иммунитет).

Нейраминидазаотвечает за диссеминацию вирионов,совместно с гемагглютинином определяетэпидемические свойства вируса.

Нейраминидазаотвечает, во-первых, за способностьвирусной частицы проникать в клетку-хозяина,и, во-вторых, за способность вирусныхчастиц выходить из клетки послеразмножения.

Нуклеокапсидсостоит из 8 сегментов вРНК и капсидныхбелков, образующих спиралевидный тяж.

Жизненный цикл вируса

Репликацияортомиксовирусов первично реализуетсяв цитоплазме инфицированной клетки,синтез вирусной РНК осуществляется вядре.

В ядре на вРНК синтезируется тритипа вирусспецифической РНК : позитивныематричные мРНК (матрица для синтезавирусных белков), полноразмернаякомплементарная кРНК (матрица длясинтеза новых негативных вирионныхРНК) и негативные вирионные вРНК (геномдля вновь синтезируемых вирионов).

Вирусныебелки синтезируются на полирибосомах.Далее вирусные белки в ядре связываютсяс вРНК , образуя нуклеокапсид. Заключительныйэтап морфогенеза контролируется М —белком.

Нуклеокапсид, проходя черезмембрану клетки, покрывается вначалеМ — белком, затем клеточным липиднымслоем и суперкапсидными гликопротеинамиHA и NA.

Цикл репродукции составляет 6-8часов и завершается отпочковываниемвновь синтезированных вирионов.

Антигенная изменчивость

(Антигеннаяизменчивость вирусов гриппа. Изменчивостьвируса гриппа общеизвестна. Этаизменчивость антигенных и биологическихсвойств является фундаментальнойособенностью вирусов гриппа типов А иВ. Изменения происходят в поверхностныхантигенах вируса – гемагглютинине инейраминидазе.

Вероятнее всего этоэволюционный механизм приспособляемостивируса для обеспечения выживаемости.Новые штаммы вирусов, в отличие от своихпредшественников не связываютсяспецифическими антителами, которыенакапливаются в популяции.

Существуетдва механизма антигенной изменчивости:относительно небольшие изменения(антигенный дрейф) и сильные изменения(антигенный шифт).)

Современноеразделение ортомиксовирусов на рода(или типы А,В и С) связано с антигеннымисвойствами главных белков нуклеокапсида(нуклеокапсидный белок — фосфопротеинNP) и матрикса вирусной оболочки (белокМ).

Кроме отличий по NP и M белкам,ортомиксовирусы отличаются высочайшейантигенной изменчивостью , обусловленнойвариабельностью поверхностных белковHA и NA.

Выделяют два основных типа изменений— антигенный дрейф и антигенный шифт.

Антигенныйдрейфобусловлен точечными мутациями,изменяющими структуру этих белков.Основным регулятором эпидемическогопроцесса при гриппе является популяционный(коллективный) иммунитет.

В результатеего формирования происходит отборштаммов с измененной антигеннойструктурой (прежде всего гемагглютинина),против которых антитела менее эффективны.

Антигенный дрейф поддерживаетнепрерывность эпидемического процесса.

(Антигенныйдрейф – происходит в период междупандемиями у всех типов вирусов (А, В иС).

Это незначительные изменения вструктуре поверхностных антигенов(гемагглютинина и нейраминидазы),вызываемые точечными мутациями в генах,которые их кодируют. Как правило такиеизменения происходят каждый год.

Врезультате возникают эпидемии, так какзащита от предыдущих контактов с вирусомсохраняется, хоть она и недостаточна.)

Однакоу вирусов гриппа А обнаружена и другаяформа антигенной изменчивости —антигенный шифт(сдвиг), связанный со сменой одного типагемагглютинина (или нейраминидазы) надругой, т.е. на появлении нового антигенноговарианта вируса. Это наблюдается редкои связано с развитием пандемий.

За всюизвестную историю гриппа выделенотолько несколько антигенных фенотипов,вызывающих эпидемии гриппа у людей :HoN1, H1N1, H2N2, H3N2, т.е. только три типагемагглютинина (HA1-3) и два — нейраминидазы(NA 1 и 2). Вирусы гриппа типа В и С вызываютзаболевания только у человека, вирусыгриппа А — у человека, млекопитающих иптиц. Наибольшую эпидемическую рольимеют наиболее изменчивые вирусы гриппаА.

У вирусов гриппа С отсутствуетнейраминидаза, эти вирусы обычно вызываютболее легкую клиническую картину.

Существуетмнение, что антигенный шифт — результатгенетического обмена (рекомбинации)между вирусами гриппа человека иживотных.

До сих пор окончательно неустановлено, где в межэпидемическийпериод — вне человеческой популяции(у птиц или млекопитающих) или вчеловеческой популяции (благодарядлительной персистенции, локальнойциркуляции) сохраняются вирусы, на времяисчерпавшие свои эпидемическиевозможности.

Птицсчитают первичными и основными хозяевамивирусов гриппа А, у которых в отличииот человека распространены вирусы совсеми 17 типами HA и 10 типами NA.

Дикиеутки — естественные хозяева вирусовгриппа А, у которых возбудитель находитсяв желудочно — кишечном тракте и неприносит хозяевам заметного ущерба.Вирусы проявляют свои патогенныесвойства при переходе на других птиц ина млекопитающих.

Среди млекопитающихнаибольшее значение придают свиньям,которых считают промежуточным хозяиноми сравнивают со “смешивающим сосудом”.

(Современныевирусы гриппа человека слабо переходятна животных. Все пандемии гриппа А с1930г. начинались в Китае, основнымиворотами распространения являетсяСибирь (массовые миграции птиц).

Н1N1-1930г. Выявлен у человека, свиньи, китов(1972г.), домашних и диких птиц. С ним связаназнаменитая пандемия “испанки”(испанского гриппа). Этот тип вновьполучил распространение с 1977г.

H2N2выявляется с 1957г. у человека и птиц.Эпидемии, связанные с этими вирусами,приходили периодически. Сейчас оба типавыявляют параллельно.

H3N2выявлен в 1963г. (Гонконг).

ВирусА/ Сингапур/1 /57 (H2N2) имеет три гена отвирусов гриппа птиц Евразии, вирус А/Гонконг /1 /68 (H3N2) содержит 6 генов отвируса “Сингапур” и два — от птиц.

Этиданные подтверждают, что новыеэпидемические типы вирусов гриппа Ачеловечество получает от птиц —первичного хозяина.

Ближайший прогноз— возможность появления новыхэпидемических вариантов вируса гриппаА, имеющих гемагглютинин HA5 или 7(достаточно замены одной — двухаминокислот в их структуре).)

Источник: https://studfile.net/preview/3601435/

Гемагглютинин вируса гриппа подтипа а h1n1

Гемагглютинин вируса гриппа подтипа а h1n1

На пороге сезона гриппа многие задумываются о прививках. Основной компонент противогриппозных вакцин – гемагглютинин. Специалисты Ростеха, главного поставщика таких препаратов в России, рассказали, что это за вещество, откуда оно берется и как помогает нашему иммунитету справиться с возбудителем.

От «простудных» вирусов никуда не деться. Каждый год среднестатистический взрослый человек переносит от двух до четырех ОРВИ, дети – от шести до десяти, и это не предел.

Чаще всего удается отделаться небольшим повышением температуры, заложенностью носа, кашлем и недомоганием в течение 5–7 дней, после чего происходит самоизлечение. Но возбудители гриппа стоят среди прочих вирусов ОРВИ особняком.

Нередко они вызывают тяжелую инфекцию, которая может привести к серьезным осложнениям и даже гибели.

В результате ежегодных эпидемий по всему миру гриппом заражаются 5 миллионов человек, из них до 500 тысяч погибают. В первую очередь в опасности дети и пожилые люди.

«Методов лечения, которые бы эффективно убивали вирус в организме и гарантированно помогали избегать серьезных последствий, практически не существует. Реально могут защитить только меры профилактики. Наиболее действенная из них – вакцинация. Ежегодные прививки помогают не заболеть или, по крайней мере, смягчить течение инфекции», – объясняет исполнительный

директор Ростеха Олег Евтушенко.

Орудие преступления и главная мишень для иммунной системы

Вирус гриппа – это шар диаметром 100 нанометров (хотя встречаются и прохожие на нити длиной 300 нанометров и больше). Внутри него спрятан генетический материал в виде РНК – рибонуклеиновой кислоты. Именно она, проникая в клетку, превращает ее в фабрику по производству новых вирусных частиц.

Поверхность шара усеяна шипами. Они состоят из двух белков (если быть точнее, гликопротеидов): гемагглютинина и нейраминидазы. Эти вещества нужны для того, чтобы вирус мог прикрепиться к поверхности клетки и внедрить в нее свой генетический материал.

То есть это нечто вроде отмычки в руках опытного преступника. В качестве «замочной скважины» выступают сиаловые кислоты на поверхности клеток. «Преступник» – РНК, которая находится внутри вирусной частицы. Без нее «отмычка» не сможет вызвать инфекцию.

Микрофотография вируса гриппа, снятая при помощи микроскопа, увеличивающего примерно в сто тысяч раз / ©Википедия

Если для вируса гемагглютинин и нейраминидаза – важные инструменты, то для организма человека это чужеродные частицы, антигены. Иммунитет умеет их распознавать с помощью антител, в результате чего развивается реакция, направленная на борьбу с инфекцией.

Антитела против гемагглютинина не дают вирусу инфицировать клетки, а против нейраминидазы – выходить из клеток новым вирусным частицам. Причем, самым сильным антигеном является гемагглютинин. Именно он привлекает наиболее пристальное внимание иммунной системы.

И это его свойство лежит в основе работы противогриппозных вакцин.

В 2009 году весь мир паниковал из-за эпидемии свиного гриппа, вызванной новым штаммом H1N1. Эти буквы как раз обозначают гемагглютинин (H) и нейраминидазу (N). Цифры рядом с ними указывают на подтипы этих веществ.

Ученым известно 16 антигенных подтипов гемагглютинина (H1–16) и 9 подтипов нейраминидазы (N1–9).

Они характерны для вируса гриппа A – он является самым распространенным и может инфицировать не только людей, но и животных.

Довольно часто встречается инфекция, вызванная вирусом гриппа B – она протекает немного легче и распространяется только среди людей. Однако, как и вирус гриппа A, он может вызывать серьезные осложнения.

Все современные вакцины направлены против этих двух возбудителей. Есть еще вирус гриппа C – им тоже заражаются только люди, он встречается редко и вызывает легкие симптомы.

Если говорить о вирусе A, то у людей чаще всего встречаются антигенные подтипы H1–3 и N1–2.

Как гемагглютинин применяют в вакцинах?

Гемагглютинин применяют в качестве антигена, для того чтобы «обучить» иммунитет и обеспечить защиту во время очередной эпидемии. Само по себе, без вирусной РНК, это вещество не заразно и не может вызвать инфекцию. Но оно вызывает иммунный ответ, и во время настоящей эпидемии

организм встретит вирус уже во всеоружии.

В зависимости от того, насколько сильно разрушен вирус, противогриппозные вакцины делятся на три вида. Цельновирионные – содержат целые инактивированные вирусы; расщепленные (сплит-вакцины) – содержат отдельные фрагменты вирусов, а субъединичные – поверхностные и внутренние антигены вируса.

Побочные эффекты после введения вакцины возможны, но они бывают очень редко. У некоторых людей повышается температура, возникает легкое недомогание и боли в мышцах. Иногда болит место укола. Это происходит из-за того, что иммунная система реагирует на антигены и вызывает воспалительный процесс. Обычно симптомы сохраняются один день, потом проходят.

Историческая
справка

В XIX веке ученые активно пытались понять причину гриппа. Основными подозреваемыми были бактерии, но иногда высказывались и более экзотические теории о том, что болезнь вызывает пороховой дым, загрязнение воздуха, курение некачественных сигар.

Только во время эпидемии 1918–1919 годов появились подозрения, что виновниками являются некие вирусы.

Впервые они были выделены из носовой слизи больных людей (вирус гриппа A) в 1932 году английскими учеными Уилсоном Смитом, Кристофером Эндрюсом и Патриком Лейдлоу.

Источник: https://war-arms.ru/gemaggljutinin-virusa-grippa-podtipa-a-h1n1/

Изменчивость вируса гриппа — гениальность природы, но опасность для человека

Гемагглютинин вируса гриппа подтипа а h1n1

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.

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 . 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: https://zen.yandex.ru/media/scikit/izmenchivost-virusa-grippa--genialnost-prirody-no-opasnost-dlia-cheloveka-59f5bb1bad0f22ee07980524

Убить грипп четыре раза

Гемагглютинин вируса гриппа подтипа а h1n1

Вирусы, как демонстрирует нам пандемия 2020-го, – это одна из тех угроз, которые могут за считанные месяцы уносить сотни тысяч жизней. Сезонный грипп, несмотря на его будничный имидж, делает это каждый год – и остается одним из самых опасных вирусных заболеваний в мире.

N + 1 совместно с экспертами биофармацевтической компании «ФОРТ» (входит в Marathon Group и холдинг «Нацимбио» Госкорпорации «Ростех») разбирались, каким образом современные вакцины защищают миллионы людей против болезни.

Точнее, против сразу нескольких штаммов гриппа одновременно.

Даже в своем «обычном» состоянии (то есть не пандемическом) грипп уносит до 650 тысяч жизней в год, при этом у более 5 миллионов человек болезнь протекает в тяжелой форме. В сезон гриппа 2019-2020 годов, по последним данным, в одних только США было зафиксировано от 39 до 56 миллионов случаев болезни.

410-750 тысяч из них привели к госпитализации, а 24-62 тысячи случаев завершились летальным исходом. В группу риска входят люди от 65 лет и старше, маленькие дети, беременные женщины, а также люди с ослабленным иммунитетом.

Симптомы сезонного гриппа хорошо известны: это жар, озноб, кашель, чихание, головная боль, ломота в мышцах и суставах, общий упадок сил.

Вирус гриппа – пример того, насколько эффективным может быть инфекционный агент. Он легко передается от человека к человеку и не менее легко приспосабливается к окружающей среде, причем делает это быстро. Именно поэтому нет универсального рецепта вакцины от этого вируса, которая решила бы проблему раз и навсегда.

Тем не менее, современные вакцины успешно борются с распространением гриппа. В зависимости от индивидуальных свойств иммунитета, они либо полностью защищают человека, либо значительно облегчают течение болезни, снижая риски опасных осложнений.

Смертельный грипп: какой именно?

Наиболее опасны для человека два типа вируса гриппа: А и В. Оба способны быстро меняться, при этом тип А гибче и в большей степени подвержен мутациям.

Этот факт ученые брали в расчет, разрабатывая трехвалентные вакцины.

Они защищают от двух штаммов типа А (H1N1 и H3N2) и одного штамма типа В (викторианской или ямагатской линий – в зависимости от того, что распространеннее в конкретный год).

Однако последние наблюдения показывают, что вирус гриппа типа В не стоит недооценивать. На его долю приходится 20-25 процентов всех заражений сезонным гриппом. Кроме того, в некоторых странах этот тип вируса может быть преобладающим (например, в Италии во время сезона 2012/2013 годов тип был зафиксирован в 58 процентах случаев заболевания гриппом).

Для снижения этих рисков и была разработана четырехвалентная вакцина, которая считается более современной с учетом изменчивости вируса.

Поскольку антигены викторианской (Victoria) и ямагатской (Yamagata) линий гриппа типа В существенно различаются, четырехвалентная вакцина защищает от обеих. Это усиливает эффективность вакцины против этого типа вируса в среднем на 16 процентов, а для групп риска, например, людей старше 65 лет, – на 21 процент.

Первая четырехвалентная вакцина была зарегистрирована в США в 2012 году. В 2019 году в России была зарегистрирована «Ультрикс Квадри», первая отечественная четырехвалентная вакцина, произведенная с учетом всех рекомендаций ВОЗ, включая количество действующего вещества. В ней нет антибиотиков или адъювантов, а в каждой дозе содержится по 15 микрограмм антигена каждого из четырех штаммов.

Четырехвалентная вакцина содержит антигены четырех штаммов вируса сезонного гриппа:

  • Штамм гриппа типа А(H1N1)
  • Штамм гриппа типа А(H3N2)
  • Штамм гриппа типа B(Victoria)
  • Штамм гриппа типа B(Yamagata)

Каждый сезон ВОЗ определяет статистически наиболее опасные штаммы и объявляет информацию о них на своих ресурсах. Вакцины по всему миру создаются на основе этих рекомендаций. Задача производителей – создать вакцины, которые снижают риски заболевания и возникновения опасных осложнений от гриппа.

Вирус в разрезе

Задача частицы вируса гриппа по сути паразитическая. Ей нужно присоединиться к клетке организма, войти внутрь и полностью переделать ее структуру, превратив в завод по производству таких же вирусных частиц. Таким образом вирус размножается и распространяется дальше.

Строение вируса отвечает основной задаче. Это шар с генетической информацией (цепочками РНК) внутри, покрытый белковой оболочкой. На поверхности оболочки находятся «шипы» (их называют трансмембранными гликопротеинами) двух типов: гемагглютинина и нейраминидазы.

Гемагглютинин позволяет частицам вируса присоединиться к клетке организма хозяина. Затем вирус пользуется внутренней транспортной системой клетки, чтобы высвободить свою РНК и внедрить ее внутрь клеточного ядра. После этого клетка превращается в вирусный «завод» и начинает производить новые частицы вируса с помощью собственных ресурсов.

Нейраминидаза, в свою очередь, позволяет новым частицам отделиться от клеточной мембраны и продолжить свой путь. Заболевший человек чихает, и отправляет в свободный полет (и на встречу с новыми пока еще здоровыми хозяевами) миллионы частиц гриппа.

Современные вакцины позволяют прервать процесс репликации вируса. Делается это с помощью «тренировки» иммунитета: если организм человека научится распознавать частицы вируса и вырабатывать нужные антитела до заражения болезнью, борьба с ним будет гораздо легче и успешнее.

Действие вакцины: не только личная защита

Действие вакцин против гриппа можно назвать классическим. В организм вводят ослабленные частицы вируса, чтобы иммунная система начала выработку антител, преимущественно к гемагглютинину. При встрече человека с так называемым «уличным» или «диким» вирусом гриппа антитела встают на защиту организма, нейтрализуя вирусные частицы.

Но способность вакцины защитить индивидуальный организм – это еще не все, важно обеспечить коллективную защиту, прервать передачу вируса от человека к человеку.

Для этого у производителей должно быть достаточно материалов для массового производства вакцин, – иначе о создании коллективного иммунитета можно будет забыть. Свойства вируса гриппа также требуют скорости производства: состав вакцины нужно менять каждый сезон. Биофармацевтический завод «ФОРТ» показал N + 1, что нужно для защиты иммунитета в промышленных масштабах.

Шприцы с вакцинами против сезонного гриппа сходят с конвейера на заводе «ФОРТ».

Надежда Рослякова

Грипп из скорлупы

Для того, чтобы произвести вакцину против гриппа с нуля, на «ФОРТе» используется технология культивирования вируса на куриных эмбрионах. Эта практика хорошо изучена, признана ВОЗ и применяется во многих странах.

Утром на завод прибывают куриные эмбрионы – около 200 тысяч штук, которые помещаются в одной фуре. Их сразу направляют на овоскопирование. Это темная комната, где сотрудники овоскопом (специальным фонариком) просвечивают скорлупу и проверяют состояние эмбрионов.

Овоскопирование в темной комнате.

Надежда Рослякова

Прошедшие проверку яйца помещают в теплое помещение на сутки, а после – кладут на конвейер, который с помощью нескольких рядов тонких игл вводит внутрь подготовленный посевной вирусный материал. Клетки аллантоисной оболочки – идеальная среда для размножения вируса, который размножается только в живых клетках.

Это конвейер с иглами, которые вводят вирус гриппа внутрь скорлупы.

Надежда Рослякова

Вакцины производятся исключительно в стерильных условиях. Поэтому все сотрудники «ФОРТа», работающие или хотя бы заходящие в этот цех, обязаны переодеваться в защитные костюмы.

Кстати, для тех, кто с бородой, полагается набородник, поверх которого нужно надевать еще одну защитную маску. Она необходима для защиты собственно лица.

Так что уже спустя 10 минут работы в цеху желание побриться становится таким же жгучим, как желание победить сезонный грипп раз и навсегда.

Но вернемся к науке.

В том же цехе постоянно контролируют присутствие микробных частиц в воздухе и на оборудовании (это называется «микробиологический мониторинг», благодаря ему на предприятии непрерывно обеспечивается высокий класс чистоты воздуха). В целом, процесс изготовления четырехвалентной вакцины сопровождается более чем 400 процедурами контроля, которые охватывают все этапы высокотехнологичного производства.

На то, чтобы грипп окреп и освоился в скорлупе, нужно от двух до трех суток в зависимости от штамма. После этого проводят еще одно овоскопирование и отправляют эмбрионы в холодильник. Это создает оптимальные условия для следующего этапа: откачки аллантоисной вирусодержащей жидкости, ее многоуровневой фильтрации и очистки.

Инактивируй, расщепляй и здравствуй

Одна из главных стадий – это инактивация вируса гриппа. Сначала вирус убивается, в результате чего теряет свою заразную способность. А затем его очищают от белков куриного эмбриона, которые могут вызвать аллергические реакции у восприимчивых людей. Для этого используется многоступенчатая система фильтрации. Но и на этом очистка не заканчивается.

Так откачивают жидкость с гриппом и направляют ее в резервуары для очистки и центрифугирования.

Надежда Рослякова

Для дальнейшей супер-очистки применяют высокоскоростные центрифуги. Жидкость разгоняют до скорости 35 тысяч оборотов в минуту и создают ускорение около 100 тыс g. Вирус гриппа одновременно очищается от овальбумина – основного куриного белка – и концентрируется в 1000 раз.

Производимая вакцина – расщепленная. Инактивированный и очищенный от яичных примесей вирус гриппа на следующих этапах производства разрушается специальными веществами – детергентами.

Они разрывают белково-липидный слой вируса, и он распадается на части.

Остается только очистить полученный продукт от остатков детергентов, профильтровать и получить стерильную суспензию, которая содержит смесь внутренних и поверхностных белков вируса гриппа.

Для четырехвалентной вакцины весь процесс нужно проделать четыре раза. После этого остается собрать вакцину, соединив по 15 микрограмм гемагглютинина каждого штамма. Итог – в каждой дозе вакцины объемом в половину миллилитра содержится 60 микрограмм расщепленного вируса гриппа. Остается только привиться.

Распределение вакцины по шприцам, упаковка шприцев в блистеры, а блистеров в коробки – очень зрелищный и полностью автоматизированный процесс. Компьютеры проверяют состояние шприцев с помощью шести камер, специальное устройство наносит маркировку: отмечают дату производства и номер партии. С конвейера вакцины можно сразу развозить по поликлиникам.

Надежда Рослякова

  • Февраль — появляется информация от ВОЗ о новых штаммах.
  • Февраль-май — начало нового цикла производства.
  • Июнь-июль — готовы первые дозы. контроль качества и испытания вакцины (2 недели).
  • Август — начало поставок вакцин с завода согласно национальному календарю.
  • Сентябрь — начало сезона вакцинации.

Иммунный вопрос

На заводе организовано производство полного цикла. Процесс создания новой вакцины – от публикации данных ВОЗ о наиболее патогенных штаммов сезона до выпуска первой партии – занимает около полугода.

За это время «ФОРТ» успевает не только обновить базу штаммов вируса, но и провести предварительные тесты своей продукции. Это гарантирует, что вакцины против гриппа будут выполнять свою первостепенную задачу – создавать как личный, так и тот самый коллективный иммунитет.

Так в эпидемиологии принято называть способность сопротивляться инфекциям внутри какой-либо популяции: в отдельном городе, стране или всем мире.

Другое значение термина – это позитивный эффект, который может дать массовая вакцинация.

Когда число привившихся от болезни достигает определенного порога (около 70 процентов населения, в зависимости от патогенности инфекции), у непривитых людей тоже снижаются риски заболеть, – в силу статистических причин.

Так, например, по статистике последних лет, в России резко снизилось число зарегистрированных случаев гриппа после того, как была введена массовая бесплатная вакцинация. Например, в 2018 году показатель заболеваемости был почти на четверть ниже, чем годом ранее.

За 20 лет он упал практически в 150 раз. Такая ситуация связана с постепенным расширением охвата привитых в популяции. Вакцины для сезонной прививочной кампании, втом числе те, которые производятся на заводе «ФОРТ» ежегодно поставляет «Нацимбио».

Надежда Рослякова

Оксфордский проект по популяризации вакцинации предлагает называть этот эффект не «коллективным иммунитетом», а «популяционной защитой» (herd protection), поскольку речь здесь идет в первую очередь об ответственности за других.

Если вы решили привиться, значит, вы защищаете тех, кто особенно уязвим к инфекционным заболеваниям.

В эту группу входят, например, маленькие дети, беременные женщины, пожилые, а также люди с ослабленным иммунитетом (например, раковые больные).

Высокий процент вакцинации населения и связанный с ней коллективный иммунитет может приводить к практическому исчезновению болезней. В России так произошло, например, с брюшным тифом и краснухой. Хотя они и продолжают существовать, ежегодное число случаев заражения можно пересчитать по пальцам.

Между тем, вспышка кори, зафиксированная в России в 2019 году (более 3 тысяч случаев) предупреждает и об обратном процессе. Если процент вакцинированных падает, забытые, но смертельно опасные болезни могут вернуться вновь.

Современные эпидемии и пандемии доказывают: лучше держать свой иммунитет в хорошей форме.

На данном этапе рассуждать о победе человека над сезонным гриппом преждевременно, особенно учитывая нынешние нормы по прививкам в разных регионах мира.

Но современные сезонные вакцины дают реальный шанс защитить себя и снизить риски для своих близких. Вне зависимости от глобальной статистики, это безусловно полезная привычка.

Егор Авдеев, Надежда Рослякова

Источник: https://nplus1.ru/material/2020/08/12/protein-for-vaccines

Все о лекарствах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: