Вирусы. Драйверы эволюции. Друзья или враги?

Номенклатура, информативная для специалистов по гриппу, является, мягко сказать, туманной, и мы не станем уделять ей большого внимания, чтобы не отвлекаться от сути. Случайное наблюдение, однако, показывает, что существует два изолированных штамма вируса гриппа A: один представляет штаммы “H11”, которые были выявлены во время пандемии 2009 года, второй – недавний образец (2012 года) штаммов “H3N2”, – а также третий, который является совокупностью штаммов B. По своему антигенному составу эти вирусы представляют собой те штаммы вируса гриппа, которые доминируют в современных сезонных эпидемиях, и ученые ожидают, что они станут доминирующими штаммами, которые начнут циркулировать среди населения США в ранние зимние месяцы. Эта догадка основана на сложных расчетах, но это всего лишь догадка, которая может оказаться ошибочной. В следующем сезоне 2014–2015 года было обнаружено, что вакцина не соответствует антигенам доминирующих вирусов. По большей части инфекцию вызывали вирусы гриппа A(H3N2), но по генетическому составу и по антигенам они сильно отличались от штамма A/Texas/50/2012(H3N2), который использовали для создания вакцины. Следствием этой ошибки стала необычная тяжесть сезонной эпидемии того года.

Для того чтобы понять, что именно делает вирус гриппа таким талантливым новатором, важно отчетливо представлять, как он устроен и каковы его особенности как инфекционного агента, поражающего человека. Существуют три вида вирусов гриппа (A, B и C), но мы сосредоточим наше внимание только на вирусах гриппа A. Пока именно они являются наиболее важной группой вирусов, так как определяют ежегодную заболеваемость гриппом, а кроме того, они демонстрируют весь набор трюков, которые делают вирус гриппа столь успешным патогеном.

Подобно человеческим риновирусам, вирус гриппа кодирует свою генетическую информацию в РНК; однако в отличие от риновируса его геном состоит из негативной цепи РНК. После инфицирования гены вируса должны транскрибироваться на комплементарную цепь позитивной РНК, которая уже распознается рибосомами клетки-хозяина, осуществляющими трансляцию вирусных белков. Больше того, геном вируса состоит из восьми различных сегментов РНК, упакованных в рибонуклеопротеиновые комплексы, которые все вместе содержатся в общей вирусной оболочке. Эта оболочка, представляющая собой липидную мембрану, пронизана тремя вирусными белками, которые выступают на поверхности вирусной частицы. Эти белки представляют собой вирусные оболочечные гликопротеины, гемагглютинин (ГА) и нейраминидазу (НА), а также матриксный белок (М2). Белки ГА и НА являются белками, определяющими антигены вируса, и именно они служат мишенью иммунной системы хозяина. ГА – это белок, отвечающий за связывание с рецепторами эпителиальных клеток верхних дыхательных путей и опосредующий проникновение вируса в клетку (в главе 11 подробно обсуждаются белки ГА с различными рецепторными предпочтениями, которые влияют на эпидемиологические особенности вирусов гриппа). Вирус гриппа располагает своим оригинальным механизмом овладения клеточными системами синтеза белка с целью репликации генома и сборки вирусных частиц, которые затем отпочковываются от клетки сквозь двойной липидный слой, из которого состоит стенка клетки. За этот процесс отвечает нейраминидаза – она обеспечивает отделение вирусных частиц от клеточной поверхности. На мембране клеток-хозяев находятся рецепторы, опосредующие вход вируса в клетку. Связывание вируса с рецепторами клетки является необходимым условием инфицирования, но при высвобождении вирусных частиц это становится помехой. Дочерние вирусные частицы прочно связываются с поверхностью клетки, и их надо освободить от этой связи. Здесь в игру вступает НА, которая отщепляет вирус от клетки и дает ему возможность связаться с новыми клетками или поменять хозяина. Примечательно, что вирусные частицы отпочковываются только от свободной поверхности эпителиальных клеток и высвобождаются в просвет дыхательных путей. Следовательно, вирусы, образованные в инфицированных клетках, выходят непосредственно в свой носитель, в секрет слизистой оболочки дыхательного тракта. В типичных случаях заболевание у человека ограничено дыхательными путями.