Influenzavirus

Denne artikel handler om patogene influenzavirus. Om sygdommen - artikel Influenza .
Virusklædning _

Influenza A -virus H1N1
Navn
Influenzavirus
titelstatus
forældet taksonomisk
videnskabeligt navn
Influenzavirus
Overordnet taxon
Familie Orthomyxovirus ( Orthomyxoviridae )
fødsel
Billeder på Wikimedia CommonsBilleder på Wikimedia Commons

Influenzavirus [1] ( lat.  Influenzavirus ) er fire monotypiske slægter af vira fra familien af ​​orthomyxovira ( Orthomyxoviridae ), hvis repræsentanter forårsager sygdomme hos fisk, fugle og pattedyr, herunder influenza hos mennesker. I fylogenetikken danner de en klade [2] .

I 2007 blev mere end 2000 varianter (serotyper, linjer, stammer) af influenzavirus identificeret, der adskiller sig i deres antigene spektrum [3] . For 2020 - mere end 25.000 serovarer [4] .

Klassifikation

Influenzavirus kaldes monotypiske slægter Alphainfluenzavirus, Betainfluenzavirus, Gammainfluenzavirus, Deltainfluenzavirus (indtil oktober 2018 hed de Influenzavirus A, B, C og D ), hver af dem består af kun én type influenza A-D virus hhv. De tilhører familien Ortomyxoviridae , som ud over disse fire slægter inkluderer isavirus , togotovirus og quaranfilvirus [5] .

De antigene egenskaber af virionets interne proteiner RNP ( eng.  ribonucleoprotein , RNP), som ikke giver krydstype intertype-serologiske reaktioner, bestemmer tilhørsforholdet af influenzavirus til slægten [6] .

Yderligere opdeling, i tilfælde af type A-virus, udføres i henhold til undertyper ( serotyper ) af overfladeproteiner ( glykoproteiner ) af hæmagglutinin (HA) og neuraminidase (NA) [6] .

Siden 1980, efter anbefaling fra WHO, omfatter betegnelsen af ​​stammer af influenzavirus [7] [8] :

  1. type;
  2. isolationssted (stammens geografiske oprindelse);
  3. indeks tildelt i laboratoriet (seriens serienummer);
  4. år for tildeling;
  5. (kun for dyrevirus) navnet på det dyr, der er den naturlige vært for virussen (hvorfra virussen er isoleret).
  6. indekset for overfladeproteiner, placeret sidst og omgivet af parenteser, er kun meningsfuldt for virustype "A";

Eksempler: "A (Brasilien) 11/78 (H1N1)" (humant influenzavirus "A" med hæmagglutinin H1, neuraminidase N1, isoleret i Brasilien i 1978), "A/Moskva/10/99 (H3N2)", "A /Ny Kaledonien/120/99 (H1N1)", "B/Hong Kong/330/2001", "A/Fujian/411/2002 (H3N2)".

Influenza A- og B-virus forårsager sæsonbestemte epidemier hos mennesker [9] .

Alphainfluenzavirus

Monotypisk slægt, tidligere navn: Influenzavirus A. Influenza A-virus.

Hvert år forårsager det udbrud af influenza, ofte epidemier, periodisk pandemier [10] [11] . Dette skyldes den høje grad af virusvariabilitet: Type A-virus er udsat for både antigenskift (shift) og antigendrift [12] . I 2018 cirkulerer influenza A(H1N1) og A(H3N2) undertyper blandt mennesker [9] .

Det naturlige reservoir for influenza A-virus er vandfugle. Nogle gange overføres det til andre fugle, som et resultat, kan det inficere husdyr, fra dem - husdyr og derefter mennesker, hvilket fører til epidemier og pandemier [13] .

Hos fugle inficerer virussen epitelceller i fordøjelseskanalen, hos mennesker inficerer den epitelcellerne i luftvejene [14] .

Inden for arten Influenza A-virus er adskillige serotyper blevet identificeret (observeret i naturen) [10] [11] :

Fra 2016 kendes 18 undertyper af hæmagglutinin (HA) og 11 undertyper af neuraminidase (NA), med i alt 198 mulige varianter af virussen [5] .

Type A-virusvirion indeholder otte virale RNA-segmenter [18] .

Betainfluenzavirus

Monotypisk slægt, tidligere navn: Influenzavirus B. Influenza type "B" virus.

Influenzavirus type "B" ændres efter type drift, men ikke forskydning [12] . Det er ikke underopdelt i undertyper, men kan underinddeles i linjer. I 2018 cirkulerer type B-influenzavirus af B/Yamagata- og B/Victoria-linjerne [9] .

Mennesker er det naturlige reservoir for influenzavirus B. Virusset inficerer de øvre og nedre luftveje med symptomer, der ligner dem, der er forårsaget af "A"-virus. Det har et begrænset antal linier, hvilket sandsynligvis er grunden til, at de fleste mennesker opnår immunitet mod influenzavirus B i en tidlig alder. Denne art er kun variabel i hæmagglutinin, HA antigen drift er ikke så aktiv som i influenzavirus A [19] [20] .

Influenzavirus "B" forårsager epidemier, men ret sjældent, en gang hvert 4.-6. år, udvikler de sig langsomt sammenlignet med dem, der forårsages af "A"-virus og dækker som regel 8-10 % af befolkningen [21] . Der kendes to epidemier i USSR med toppe i foråret 1963 og i foråret 1974. Desuden var B-virus til stede i mange epidemier sammen med A-virus [22] .

Influenza type B-virus ligner type A-virus og er svær at skelne under et elektronmikroskop. Konvolutten af ​​"B"-virionerne indeholder 4 proteiner: HA, NA, NB og BM2. BM2 er en protonkanal, der bruges til virusafkapsling (ind i cellen). NB-proteinet betragtes som en ionkanal, men dette er ikke en forudsætning for virusreplikation i cellekultur. Virusgenomet består af otte RNA-fragmenter [23] .

Gammainfluenzavirus

Monotypisk slægt, tidligere navn: Influenzavirus C. Influenza type C-virus.

Influenza C-virus er mindre almindelig hos patienter end B og A, resulterer normalt i milde infektioner, er ikke farligt for mennesker og udgør ikke et folkesundhedsproblem [9] [10] .

Det naturlige reservoir af influenzavirus C er mennesker, det inficerer også grise og kan overføres mellem grise i forsøg. Det påvirker de øvre luftveje, hovedsageligt hos børn, de kliniske symptomer er milde. Serologiske undersøgelser har afsløret den globale forekomst af type C-virus. De fleste mennesker bliver immune over for det i en tidlig alder [19] .

Type C-virus er ikke karakteriseret ved et antigent skift, og det ændrer sig lidt [12] . Influenzavirus C er antigent meget mere stabil end type A-virus, og den høje grad af krydsreaktivitet, der observeres blandt dem, isolerer disse arter fra hinanden [19] .

Influenza C-virus forårsager spredt sygdom og forårsager næsten aldrig epidemiske udbrud [21] .

Indeholder 7 genomfragmenter. Det har kun én kappe (penetrerer gennem offercellens væg) glycoprotein HEF ( hæmagglutinin esterase  fusion - fusion af hæmagglutinin og esterase), som spiller rollen som både glycoproteiner (HA og NA) af virus type "A" og "B " [23] . Ikke opdelt i undertyper. Seks linjer af genomet er blevet identificeret, men på grund af hyppige rekombinationer af forskellige linjer er der for nylig dukket nye varianter op, som udgør en epidemisk trussel [19] .

Deltainfluenzavirus

Monotypisk slægt, tidligere navn: Influenzavirus D , type "D" influenzavirus.

Gruppe D influenzavirus inficerer hovedsageligt kvæg. De angiveligt ikke inficerer eller forårsager sygdom hos mennesker [9] .

Deltainfluenzavirus inficerer køer, som er et naturligt reservoir, og grise. Det forekommer hos småkvæg (får og geder). Der er tegn på overførsel af type D-virus fra køer til mennesker - antistoffer mod det blev fundet hos personer i kontakt med køer, men ingen smittede personer blev identificeret. Strukturelt ligner type C-virus, det indeholder HEF i stedet for HA og NA [24] .

Deltainfluenzavirus indeholder 7 fragmenter af enkeltstrenget RNA [25] , mindst 50 % af aminosyrerne er de samme som type C virus, men et af hovedproteinerne, M1, i type D virus adskiller sig fra type C virus. Denne virus blev isoleret som en separat art, fordi når dens genetiske materiale blandes med "C"-virussen, producerer de ikke levedygtige afkom [26] .

Opdagelseshistorie

Den første influenzavirus blev isoleret fra fugle (kyllinger) i 1901 i Italien, men blev identificeret som årsagen til "hønepest" eller "kyllingepest". (Publikation 1902: Centanni, E. Die Vogelpest. Zentbl. Bakt. Paraskitkde, Abt. 1, 31, 145-152, 182-201. [27] ) Halvtreds år senere blev det fastslået, at fuglesygevirus er en af fugleinfluenza A-virus. Derefter blev influenza A-virus isoleret fra grise af den amerikanske videnskabsmand Richard Shope i 1931 .  Den humane influenzavirus blev isoleret i 1933 i England ved National Institute for Medical Research af virologerne Wilson Smith, Christopher Andrews og Patrick Laidlaw. I 1940 blev influenza B-virus isoleret. I 1951 blev influenzavirus "C" isoleret ved hjælp af teknologien til dyrkning af vira "på kyllingeembryoner". I 2003, som et resultat af fire års arbejde i laboratorier, blev viruset fra den spanske syge-pandemi i 1918 opnået (udvundet) og undersøgt [11] .

Type D influenzavirus blev først isoleret i 2011 i USA hos svin [24] .

I 2013 blev influenzavirus type "A" fundet hos flagermus, der lever i Mellemamerika med de seneste HA- og NA-varianter den dag i dag: serotype H18N11 [17] .

Struktur og egenskaber

Virion (infektiøs partikel) af influenza har form som en kugle [28] eller tæt på sfærisk, dens diameter er 100−120 nm [21] .

Influenzavirussen er en indkapslet virus: Det ydre lag er en lipidmembran , hvori der indsættes "torne": glykoproteiner og matrixproteinet M2, som danner ionkanaler. Under lipidmembranen er matrix (matrix) proteinet M1, som danner det indre lag af viruskappen, bibringer stabilitet og stivhed til den ydre lipidkappe [28] [29] .

Glykoproteinerne hæmagglutinin og neuraminidase er nøgleproteiner til replikation af A- og B-virus. Hæmagglutinin bruges til at komme ind i cellen, neuraminidase bruges til at forlade den [10] .

Inde i virionet er virusets genom, som bærer den genetiske information om kappen og de indre proteiner i virussen. Genomet er repræsenteret som et vRNP-ribonukleoproteinkompleks (nukleoprotein i kompleks med viralt genomisk RNA), som indeholder RNA-fragmenter knyttet til nukleoproteinproteinet (NP) og tre proteiner af polymerasekomplekset: PB1, PB2 og PA. Det indre af virionet inkluderer også NEP-proteinet [28] [29] . I type A-virus koder 8 RNA-fragmenter for 11 proteiner: HA, M1 ( engelsk  matrix 1 ), M2, NA, NP ( nukleocapsidprotein )  , NS1 ( ikke-strukturelt protein 1 ) , NS2 (aka NEP, nuklear eksportprotein ), PA ( polymerasesyre ), PB1 ( polymerase basisk 1 ), PB1 -F2 ( polymerase basisk 1 ramme 2 ) , PB2 [30] .     

Når en celle er inficeret, binder type A-virus den ydre del af HA til sialinsyrer på overfladen af ​​målceller, og virionerne kommer ind i cellen via endocytose. En lav pH i endosomet fører til en ændring i den anden del af HA, hvilket resulterer i en ændring i HA-konformationen, og den virale membran fusionerer med endosommembranen. Ionkanaler dannet af M2-proteinet sænker yderligere pH-værdien inde i endosomet; som et resultat dissocierer vRNP-komplekset fra M1-matrixproteinet, og virale RNA-fragmenter trænger ind i cellecytoplasmaet og videre ind i cellekernen [29] .

Viral RNA-replikation forekommer i cellekernen ved hjælp af PA-, PB1- og PB2-virale polymeraser; virale proteiner syntetiseres i cytoplasmaet; M1-, HA- og NA-proteiner behandles i det endoplasmatiske reticulum og Golgi-apparatet. De syntetiserede M1-, HA- og NA-proteiner er rettet mod membranen [29] .

Det syntetiserede NP-protein ledes til kernen, hvor det danner et kompleks med fragmenter af replikeret viralt RNA og syntetiserede polymeraser, hvorefter det ved hjælp af matrixproteinet M1 ledes til cytoplasmaet og videre til cellemembranen [29] .

På cellemembranen samles nye virale partikler fra de syntetiserede proteiner, vRNP-komplekser og selve membranen, som knopper fra cellen ved hjælp af NA-glykoproteinet (vi taler om "A"-virus). NA spalter sialinsyrer, der forhindrer adskillelsen af ​​den virale kappe med HA fra cellen [29] .

Det ottende segment af RNA-virus type "A" koder for ikke-strukturelle proteiner NS1 og NS2. NS1-proteinet undertrykker translationen af ​​cellens mitokondrielle RNA, såvel som syntesen og funktionen af ​​interferon, og er hovedfaktoren i influenzavirussens patogenicitet. NS2-proteinet, også kendt som NEP, giver nuklear eksport af viralt RNA i kombination med NP [29] .

Influenzavirus ødelægger ikke alle celler. Typisk sker følgende: virussen kommer ind i cellen, formerer sig og forlader den på en organiseret måde - cellen forbliver intakt og nogle gange i live. I dette tilfælde er virussen i stand til at udnytte cellen flere gange [10] .

Ud over at replikere viralt RNA syntetiserer viruspartikler i cellen proteiner, hvoraf den ene, PB1-F2, frigives fra cellen, kommer ind i lungerne gennem bronkierne hos mennesker og ødelægger lungevævsmakrofager, hvilket fremkalder især lungeinfektioner. lungebetændelse [10] .

Influenza type A-virus er karakteriseret ved høj variabilitet, hvilket skyldes to træk ved genomet.

Den første egenskab, fragmenteringen af ​​virusgenomet, gør det muligt at udveksle gener mellem to vira af samme type, hvis de begge inficerer de samme celler. I dette tilfælde syntetiseres to sæt af de samme gener af to forskellige vira i cellen, og vira med forskellige kombinationer af de samme gener og med et andet sæt overfladeantigener vises i afkommet. Sådanne vira kaldes rekombinanter eller reassortanter (vira med omsorterede gener), og fænomenet er antigenisk skift (shift) . For eksempel, når de dyrkes sammen i H1N1- og H3N2-celler, dannes både de oprindelige former og rekombinanter i afkommet: H1N1, H3N2, H1N2, H3N1. Processerne med genrekombination reproduceres let i eksperimentet og observeres ofte under naturlige forhold. Sådan en brat ændring forårsager en pandemi: mennesker, der tidligere har haft influenza, er fuldstændig modtagelige for den nye virus, og uden at støde på flokimmunitet spreder den sig hurtigt gennem verdens befolkning. Rekombination er en af ​​hovedårsagerne til variabiliteten af ​​influenzavirus og bruges til fremstilling af influenzavirusstammer til fremstilling af vacciner [31] .

Den anden egenskab ved influenzavirus er variabiliteten af ​​deres glykoproteiner (NA og HA) som følge af mutationer, antigen drift - antigene forskelle er i starten små, men stiger gradvist [31] .

Influenzavirus overlever i luften i op til 4 timer, mens type "A" virus er mere resistente end "B". I tørrede og bundfældede aerosoldråber holder virussen sig på sengetøj i op til 2 uger og i stuestøv i op til 5 uger. Våd rengøring med desinfektionsmidler desinficerer rummet fuldstændigt [32] .

Generelle egenskaber ved kulturer, der bærer influenzavirus, er [33] :

  1. tilbagevendende cellulær degeneration;
  2. en udtalt stigning i levetiden af ​​initialt trypsiniserede inficerede kulturer sammenlignet med uinficerede;
  3. betydelige ændringer i virusets egenskaber under persistens.

Epidemiologi

Særlige kendetegn ved den epidemiske spredning af influenzavirus bestemmes af den højeste variabilitet af influenzavirus type "A" og signifikant - type "B". Hver ny skift- eller driftversion af "A"- eller "B"-virussen er i stand til at overvinde den immunitet, som en person erhverver over for tidligere cirkulerende varianter af den samme virus [8] .

Årsagen til den globale spredning af influenza ligger i de unikke egenskaber ved dens patogener, som ikke har nogen analoger blandt andre vira: fragmenteringen af ​​genomet og variationen af ​​proteiner (glykoproteiner), som er forbundet med immunitet mod influenza [21] .

Forskellige serotyper (serologiske sorter - sorter af samme virus, der adskiller sig i antigensammensætning) giver ikke krydsimmunitet. Antistoffer produceret som reaktion på virusets glycoproteiner danner grundlaget for immunitet mod en bestemt undertype af influenzapatogenet. Genrekombination og antigenskift forårsager fremkomsten af ​​nye former for virussen og fører til epidemier og pandemier. Antigen drift bidrager derefter til epidemiens fortsættelse [21] .

Fra 1984 er årsagerne til fremkomsten af ​​nye eller tilbagevenden af ​​gamle vira ikke helt klare. Nogle forskere mener, at forsvundne vira forbliver latent i den menneskelige befolkning, andre at nye vira opstår som følge af rekombinationer mellem humane influenzavirus og animalske influenzavirus, hvilket bekræftes ved påvisning af virale proteiner i dyr og fugle, der er tætte eller identiske til dem af virussen, forårsagede senere en epidemi [21] .

Humane influenza A-vira overføres let til og forårsager sygdom hos husdyr og fugle. I naturen er epizootier af influenza "A" noteret, oftere blandt fugle. Det største dyrereservoir af "A" influenza er fugle, og det kan overføres fra fugle til pattedyr. Der er et kendt udbrud af en dødelig epizooti af influenza, der ligner fuglepest, blandt sæler i 1979-1980 på den amerikanske kyst i Nordatlanten [34] .

Tilfælde af human infektion med dyreinfluenza er blevet beskrevet. Denne influenza har aldrig været udbredt [34] .

Historie om antigene skift af influenza A-virus fra 1918 til 1981 [35] :

Som et resultat af antigen drift, under trykket af kollektiv immunitet, vælges de mest udtalte mutationer, og en epidemi udvikler sig. I første halvdel af det 20. århundrede blev sådanne epidemier observeret hvert 3.-5. år, nu med en kraftig stigning i verdens befolkning næsten årligt [21] .

Type "B" virus forårsager de samme sygdomme som type "A", forårsager ikke pandemier, men fører til højere dødelighed [23]

I modsætning til hvad mange tror, ​​inducerer influenzavirus stærk immunitet hos mennesker. Den gentagne forekomst af influenza er resultatet af variabiliteten af ​​influenzavirus (antigen drift og antigene skift) [11] .

Se også

Noter

  1. ↑ Korotyaev A.I. , Babichev S.A. Medicinsk mikrobiologi, immunologi og virologi: lærebog for medicinsk. universiteter. - 4. udg., Rev. og yderligere - Sankt Petersborg.  : SpecLit, 2008. - S. 308. - 767 s. : syg. - 3000 eksemplarer.  - ISBN 978-5-299-00369-7 .
  2. ↑ En (1) ny slægt i familien Orthomyxoviridae  : [ eng. ] . — Kode tildelt: 2014.009a-dM. - ICTV, 2014. - S. 5.
  3. ↑ To tusinde influenzavirusgenomer og optælling...  . National Institutes of Health . US Department of Health and Human Services (26. februar 2007). — NIH Research Matters. Arkiveret fra originalen den 11. maj 2009.
  4. ↑ Taksonomibrowser:  Orthomyxoviridae . NCBI . Hentet 4. december 2020. Arkiveret fra originalen 27. august 2020.
  5. ↑ 1 2 Vodovozov, 2016 , 19:06–21:08.
  6. ↑ 1 2 Bukrinskaya, 1986 , s. 274.
  7. ↑ Bukrinskaya, 1986 , s. 275.
  8. ↑ 1 2 3 Ivannikov, 1993 , s. 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. Indtastning i cellen.
  15. ↑ Fouchier, RA Fugleinfluenza A-virus (H7N7) forbundet med human conjunctivitis og et fatalt tilfælde af akut respiratory distress syndrome  : [ eng. ]  : [ bue. 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. - Bd. 101, nr. 5 (februar). - S. 1356-1361. - . - doi : 10.1073/pnas.0308352100 . — PMID 14745020 . — PMC 337057 .
  16. ↑ Asiatisk afstamning aviær influenza A (H7N9)  -virus . Centre for Disease Control and Prevention . Nationalt Center for Immunisering og Luftvejssygdomme (NCIRD). Hentet 16. november 2018. Arkiveret fra originalen 29. april 2013.
  17. ↑ 1 2 3 Tong et al., 2013 .
  18. ↑ Racaniello , 1.2. Influenzavirus 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. Forekomsten af ​​influenza og akutte luftvejsinfektioner i USSR.
  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 , Epidemiologiske og patologiske karakteristika ved influenza D-virus.
  27. ↑ Brian WJ Mahy. Introduktion // The Biology of Paramyxoviruses: [ eng. ]  / Redigeret af Siba K. Samal. - Caister Academic Press, 2011. - S. 1-2. - x + 472 s. — ISBN 978-1-904455-85-1 .
  28. ↑ 1 2 3 Racaniello , 1.1. Strukturen af ​​influenzavirus.
  29. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Smirnova et al., 2013 .
  30. ↑ Ghedin et al., 2005 .
  31. ↑ 1 2 Zhdanov, 1984 , s. 47-49.
  32. ↑ Ivannikov, 1993 , s. 183-184.
  33. ↑ Anjaparidze, O. G. Modellering og undersøgelse af kroniske former for virusinfektioner i cellekulturer / O. G. Anjaparidze, N. N. Bogomolova. - M.  : Medicin, 1974. - S. 165. - 184 s. : syg. - 3300 eksemplarer.  - UDC  616.988-036.12-092.4 .
  34. ↑ 1 2 Ivannikov, 1993 , s. 184.
  35. ↑ Zhdanov, 1984 , Fig. 4. Historie om antigene skift (pludselige spring i egenskaberne af virale proteiner) fra 1918 til 1981.

Litteratur

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
I bibliografiske kataloger