ГУ Научно-исследовательский институт гриппа РАМН, Санкт-Петербург
Появление высоко патогенного вируса гриппа птиц A(H5N1) привело к разрушительной эпизоотии глобального масштаба, в которую к настоящему времени оказалось вовлеченным множество стран Азии, Европы и Африки. Этот возбудитель приобрел способность вызывать тяжелые случаи респираторных заболеваний среди людей, которые характеризуются развитием пневмоний, респираторного дистресс-синдрома и мультиорганных поражений. Более чем в 50 % случаев заболевания заканчиваются летальными исходами. Молекулярно-генетические исследования последних лет показали, что вирус А (^N1) активно эволюционирует с появлением все новых мутаций и с реассортацией с другими вирусами гриппа птиц, сохраняя при этом высокую патогенность для основного хозяина и ряда млекопитающих, включая человека. Основные детерминанты патогенности вируса гриппа А (^N1) локализованы в сайте расщепления молекулы гемагглютинина (НА), включающем множественные последовательности основных аминокислот, а также неструктурном (NS1) и полимеразном (РВ2) белке. В результате продолжающейся адаптации к человеческому организму, которая сопровождается изменениями в рецептор-связываю- щих сайтах молекулы гемагглютинина, возникла реальная угроза появления возбудителя, способного привести к тяжелейшей пандемии XXI столетия. Сказанное определяет необходимость усиления эпидемиологического и клинико-лабораторного надзора за этой инфекцией с оперативной молекулярно-генетической характеристикой выделяемых возбудителей в целях контроля адаптационных изменений и отслеживания маркеров патогенности вируса, что потребует как объединенных усилий ученых всего мира, так и разносторонней подготовки к пандемии на государственном и глобальном уровне. (Цитокины и воспаление. 2006. Т. 5, № 1. С. 3-10.)
Ключевые слова: вирус гриппа А ^N1), пандемия, эпидемиология, патогенность.
В последние годы в развитых странах мира развернута интенсивная работа по подготовке к очередной пандемии. В структуре ВОЗ образован Комитет, координирующий деятельность по созданию глобальной программы надзора за гриппом. Первый вариант «Национальной программы подготовки к пандемии гриппа в России» был разработан специалистами ГУ НИИ гриппа РАМН в 1995 г. В 2001-2005 гг. он был дополнен «Планом экстренных мероприятий на случай развития предпандемической ситуации в России», «Региональными планами подготовки к пандемии» и рядом других документов.
Чем же отличается гриппозная пандемия от ежегодных эпидемий, в чем заключается ее опасность, определяющая необходимость подготовки на государственном уровне? Каковы механизмы формирования нового пандемического вируса?
Отличительными чертами пандемии является ее способность быстро распространяться по всему земному шару, поражая все возрастные группы населения (в отличие от современных эпидемий, при которых дети болеют в 5-10 раз чаще взрослых). Пандемии гриппа характеризуются необычайно высоким уровнем заболеваемости и смертности, а также сезонной независимостью возникновения и развития (первичная волна чаще регистрируется в весенне-летний период, вторичная — в осенне-зимний сезон). Как правило, новый пан
демический вирус полностью вытесняет ранее циркулировавшие субтипы вируса гриппа А.
Многообразие циркулирующих в природе вирусов не позволяло до сих пор предсказать, какой из них может послужить возбудителем предстоящей пандемии. В соответствии с антропонозной концепцией академика А.А. Смородинцева [5-7], ранее предполагалось, что возбудителем пандемии может стать только вирус, хорошо адаптированный к организму человека, возвращающийся из не идентифицированного резервуара в рециркуляцию по мере угасания к нему популяционного иммунитета населения. Было известно, что вирусы гриппа, вызывающие заболевания у птиц и других млекопитающих, мало патогенны для человека, и, в силу межвидового барьера, лишь изредка вызывают легкие респираторные инфекции или конъюнктивиты у людей, находящихся в тесном контакте с больными животными. События последних лет показали возможность появления в биосфере «птичьих вирусов», способных преодолевать этот барьер и вызывать чрезвычайно тяжелые формы заболеваний у людей, что послужило основанием для отнесения вирусов гриппа А (Н5Ы1) к возбудителям второй группы патогенности. Это заставило по-новому подойти к проблеме происхождения пандемических вирусов и оценить опасность этого возбудителя с точки зрения развития пандемических событий.
Уникальная способность вирусов гриппа к изменчивости обусловлена повышенной, по сравнению с другими возбудителями, частотой мутаций в геноме, в первую очередь в гене гемагглютини- нина, несущего детерминанты, ответственные за формирование вируснейтрализующего иммунитета. Этот вид изменчивости, именуемый антигенным дрейфом, обусловлен естественной эволюцией вируса и иммуноселекционным прессингом [39]. Дополнительными, весьма важными механизмами изменчивости возбудителя являются процессы внутригенной рекомбинации [1, 16] или реассортации [36] фрагментов вирусного генома, представляющего собой набор из 8 независимых генов, кодирующих соответствующие белки, два из которых — гемагглютинин (НА) и нейрамини- даза (ЫА), формируют поверхностную оболочку вируса. Остальные 6 фрагментов включают 3 гена полимеразного комплекса (РВ1, РВ2, РА), ген, кодирующий нуклеопротеин (ЫР), М-ген, кодирующий два матриксных белка — М1 (внутренний белок) и М2, встроенный в оболочку вируса, и ген NS, кодирующий два функционально важных белка (NS1 и NS2) [40]. При коинфекции чувствительного хозяина в процессе одновременной репликации вирусов гриппа человеческого и птичьего происхождения возможна перестановка (реассортация) генов в различных комбинациях. При включении в состав реассортаната НА и ЫА от вирусов гриппа птиц, а ряда внутренних генов — от циркулирующих вирусов гриппа человека, может возникнуть антигенно новый шифт-вариант, к которому иммунитет у населения отсутствует, что, при наличии признаков патогенности и способности к трансмиссии, позволит ему не только вызывать клинически тяжелые формы заболевания, но и беспрепятственно распространяться в человеческой популяции, что приведет к развитию очередной пандемии.
Вирусы гриппа А (НШ1, Н2Ы2, Н3Ы2) явились возбудителями трех гриппозных пандемий в ХХ столетии. Наиболее разрушительной из них оказалась пандемия «испанки», которая разразилась в 1918-1919 гг. и унесла, по разным подсчетам, от 20 до 100 млн жизней [14, 26]. Две другие, менее тяжелые пандемии произошли в 1957 и 1968 гг. Молекулярно-генетические исследования показали, что именно птичьи вирусы явились ключом к возникновению этих гриппозных пандемий. При этом, если возбудители последних двух пандемий возникли в результате так называемой реассортации генов вирусов гриппа человека и птиц с заимствованием от последних одного (1968 г.) или обоих (1957 г.) поверхностных генов и внутреннего гена РВ1, то, как показали недавние исследования, вирус «испанки» вероятнее всего был результатом интродукции вирусов гриппа птиц в человеческую популяцию за несколько лет до начала пандемии (предположительно — около 1915 г.) с последующей адаптацией к новому хозяину, сопровождающейся серией мутаций в генах ЫР, НА, NS и М [26-28, 30, 31].
Аналогичные события развиваются в последние годы с вирусом гриппа А (Н5№).
Известно, что естественным резервуаром для вирусов гриппа А являются водоплавающие птицы, где сложился оптимальный уровень адаптации к хозяину [36]. В настоящее время известно 16 субтипов гемагглютинина (Н1 — Н16) и 9 субтипов нейраминидазы (N1 —N9). Все они были выделены от птиц и постоянно реассортируют друг с другом в различных комбинациях. За интродукцию гриппозной инфекции в домашние хозяйства чаще всего ответственны дикие птицы. При этом большинство птичьих вирусов гриппа исходно являются мало вирулентными, вызывая у водоплавающих птиц бессимптомные транзиторные инфекции. Попадая в домашние хозяйства, где наиболее чувствительными являются индюки и куры, мало патогенные штаммы в результате дополнительной адаптации и рекомбинационного процесса с инсерцией множественной последовательности положительно заряженных аминокислот в сайт расщепления молекулы гемагглютинина на две субъединицы, приобретают свойство высокой патогенности (ВП). ВП штаммы способны за короткое время вызвать массовую гибель кур в результате диссеминации инфекции (более 100 млн особей погибло или было уничтожено за 2004-2005 гг. в странах Юго-Восточной Азии). Инфекция протекает у домашней птицы с быстро прогрессирующими симптомами респираторного заболевания, слезотечения, отечности головы, диареи, неврологической симптоматикой и смертью. Дикие виды птиц, в особенности утки, в свою очередь заражаются ВП штаммами от домашней птицы. В силу естественной резистентности дикие утки, как правило, при этом тяжело не заболевают и могут преодолевать в процессе миграции значительные расстояния, распространяя ВП вирусы в дикой природе [35] с формированием эндемичных регионов, в частности в южных провинциях Китая.
Установлено, что к числу наиболее патогенных для домашних птиц относятся вирусы с антигенной формулой А (^N7) (вирус «куриной чумы») и А (Н5№) (вирус «куриной оспы»), способные за короткий промежуток времени вызывать поголовную гибель кур. ВП варианты вируса гриппа А (^N7) вызвали в 2003 г. повсеместное поражение фермерских куриных хозяйств в Нидерландах
, тогда как вирусы Н5№, начиная с 1997 г., не только явились причиной гибели сотен миллионов кур в странах Юго-Восточной Азии, но оказались способными напрямую инфицировать людей, вызывая тяжелейшие формы заболеваний, в значительной части случаев (более 50 %) завершающихся летальными исходами.
Последняя беспрецедентная по размерам и скорости распространения эпизоотия гриппа Н5Ш началась в середине декабря 2003 г. в Южной Корее. За один месяц она распространилась по 7 другим странам Юго-Восточной Азии (Вьетнам, Япония, Таиланд, Индонезия, Камбоджа, Лаос, Китай). С июля 2005 г. эпизоотия из северных провинций Китая перекинулась на Монголию, Казахстан и Россию, распространяясь по южным областям Сибири (Новосибирская, Тюменская, Омская, Курганская области, Алтайский край) с тенденцией дальнейшего продвижения на запад и последующим последовательным вовлечением осенью этого же года юга Урала (Челябинская область) и Центра Европейской части России (Тульская и Тамбовская области).В октябре-ноябре 2005 г. появились также сообщения из южных стран Европы (Турция, Румыния, Сербия, Хорватия) и Украины (Крым) о регистрации смертельных заболеваний среди диких и домашних птиц, вызванных вирусом гриппа Н5№. По последним сообщениям Евронадзора (февраль 2006 г.), лебеди, инфицированные вирусом гриппа Н5№, обнаружены в южной Венгрии, Австрии, Германии — на островах Балтийского моря, а также в Италии, Словении, Греции и Болгарии [15]. В этом же месяце эпизоотии гриппа Н5№ среди кур зарегистрированы в Южных регионах России (Дагестане, Ставропольском и Краснодарском крае), в Африке (Нигерия, Нигер). Погибшие дикие лебеди обнаружены в Словакии, Австрии, Швеции, Франции, Швейцарии и других странах Европы.
До недавнего времени считалось, что вирусы гриппа птиц не патогенны для людей и в случае заражения вызывают у них быстро преходящие симптомы конъюнктивита, легкое недомогание и иногда — слабо выраженный респираторный синдром. Это положение оказалось опровергнутым в 1997 г., когда вирусы гриппа в результате прямого инфицирования людей от больных кур впервые вызвали чрезвычайно тяжелые формы заболевания у 18 людей в Гонконге, в трети случаев закончившиеся летально. В результате быстрого поголовного уничтожения кур в этом регионе случаи дальнейшего инфицирования людей в Гонконге были предотвращены, однако вирус сохранился в популяциях диких птиц в Китае. Спустя 5 лет (в 2003 г.) вирус ^N1 вновь вызвал тяжелые заболевания у членов путешествующей по материковому Китаю семьи с гибелью отца и дочери. Вирус был выделен от отца и сына, которого удалось спасти. По данным ВОЗ, в странах Азии продолжается медленный, но неуклонный рост числа заболеваний среди людей. Общее число заболевших, по состоянию на 27 февраля 2006 г., достигло 173 со смертельными исходами в 93 (53,7 %) случаях. При этом, если в 2004 г. заболевания среди людей регистрировались только в двух странах (Вьетнаме и Таиланде), то в 2005 г. к ним присоединились Камбоджа, Китай и Индонезия (таблица). В январе 2006 г. появились первые сообщения о заболеваниях гриппом Н5№ среди людей в Турции и Ираке с зарегистрированными смертельными исходами.
Таким образом, за последние 9 лет вирусы гриппа птиц ^N1 резко изменили свои биологические свойства и приобрели способность не только преодолевать хозяйский барьер с непосредственным инфицированием людей (минуя промежуточного хозяина), но вызывать чрезвычайно тяжелые клинические формы заболеваний, значительная часть которых имеют летальный исход. Эти беспрецедентные события привели к росту глобальной озабоченности относительно растущего пандемического потенциала вируса гриппа А (^N1). Хотя вирус в настоящее время еще не приобрел способности к широкой
Грипп: H5N1
Таблица
Информация ВОЗ* о суммарном количестве подтвержденных случаев гриппа птиц A(H5N1) среди людей,
по данным на 2003-2006 гг.
Страна
2003
2004
2005
2006
Всего
Больные Летальные исходы
Больные Летальные исходы
Больные Летальные исходы
Больные Летальные исходы
Больные Летальные исходы
Камбоджа
0
0
0
0
4
4
0
0
4
4
Китай
0
0
0
0
8
5
6
3
14
8
Индонезия
0
0
0
0
17
11
10
9
27
20
Ирак
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
Таиланд
0
0
17
12
5
2
0
0
22
14
Турция
0
0
0
0
0
0
12
4
12
4
Вьетнам
3
3
29
20
61
19
0
0
93
42
Всего
3
3
46
32
95
41
29
17
173** 93
Примечание. * — ВОЗ сообщает только о лабораторно подтвержденных случаях; ** — общее количество случаев, включая летальные.
трансмиссии в человеческой популяции, что означало бы начало новой пандемии, вполне вероятно, что человечество стоит на пороге этого события. По определению ВОЗ, сегодня мир находится в 3 фазе «Угрозы пандемии», характеризующейся появлением случаев инфицирования людей новым субтипом вируса гриппа, но без трансмиссии от человека к человеку или с очень редкими случаями передачи инфекции при тесном контакте [37].
Особенностью ВП штаммов является их способность сорбироваться не только на сиаловых клеточных рецепторах птиц (a2-3Gal), что свойственно обычным птичьим вирусам, но и на человеческих рецепторах (a2-6Gal). Изменения в рецептор- связывающих сайтах, обусловленные мутациями в положениях 226 и 228 молекулы НА (с заменами на лейцин и серин соответственно) позволили вирусу Н5 расширить круг хозяев и непосредственно инфицировать людей и других млекопитающих в результате их прямого контакта с пораженными птицами. По имеющимся сообщениям, ВП вирусы Н5№ 2004 г. выделения в сравнении с вирусами 1997-2003 гг. изоляции приобрели и другие дополнительные мутации в гене НА, что выразилось в дальнейшем изменении их антигенных свойств. Родоначальником современных вирусов Н5 явился вирус А/гусь/Гуандонг/1/96, от которого они унаследовали поверхностные гены НА и NA. Гены, кодирующие внутренние вирусные белки, возникли из ряда других источников, что послужило основанием для выделения целого ряда генотипов вируса. Большая часть вирусов, выделенных от птиц в 2003-2004 гг. в Индонезии, Таиланде и Вьетнаме, принадлежали к генотипу Z, отличающемуся делецией 20 аминокислот в стебельковой части NA, тогда как изоляты от людей такой делеции не имели и были отнесены к генотипу Z+ [22]. Предполагается, что домашние утки в Южном Китае сыграли главную роль в генерации и поддержании этого вируса, с последующим широким распространением возбудителя в Азии дикими перелетными птицами. Это привело к возникновению в Юго-Восточной Азии эндемичного очага вирусов Н5, обладающих пандемическим потенциалом, искоренить который чрезвычайно трудно. Это определяет необходимость более широкого надзора и контроля за инфекцией, в особенности если учесть, что эпидемические штаммы вируса гриппа (в отличие от других инфекционных агентов, включая коронавирус — возбудитель SARS) необычайно быстро распространяются по странам мира, и этот процесс не поддается контролю традиционными способами. Возникла срочная необходимость усиления лабораторного надзора за гриппом для определения факторов, позволяющих птичьему вирусу инфицировать отдельных людей, и контроля его последующего распространения. Если учесть, что источник инфекции удавалось идентифицировать не во всех случаях, в особенности у детей, можно предположить, что вирус получил более широкое распространение в природе, чем предполагали до этого. В октябре 2004 г. в зоопарке Таиланда, где содержалось 418 тигров, развилась вспышка гриппа Н5. Тяжело заболели 147 тигров с высокой температурой и тяжелой пневмонией. Заражение было связано с поеданием внутренностей зараженных птиц. В нескольких случаях была установлена контактная передача инфекции среди животных [4].
Голландскими учеными в Эразмусском медицинском центре было осуществлено моделирование гриппозной H5N1 инфекции на 4-6-месячных европейских короткошерстных кошках, которых кормили мясом инфицированных цыплят или вводили вирус интратрахеально. Ученым удалось воспроизвести инфекцию с поражением нижнего респираторного тракта, включая альвеолярную ткань, с одним летальным исходом. Ими также показана возможность горизонтальной передачи инфекции — от инфицированных кошек здоровым. В этих исследованиях использовали вирус А/Вьет- нам/1194/04(H5N1), выделенный от умершего больного. Таким образом, впервые установлена возможность передачи инфекции среди домашних кошек, которые могут способствовать адаптации вируса и к другим млекопитающим [21]. Недавно появились сообщения о случаях заболевания гриппом ^N1 среди собак и свиней. Вирусы, изолированные от свиней в провинции Фуцзянь в 2001 и 2002 гг., были родственны вирусу Н5№, выделенному недавно от птиц в Китае, и имели высокий уровень гомологии с утиным штаммом Н5№.
Заболевания отличаются тяжестью клинических проявлений, связанных с развитием первичной вирусной пневмонии, респираторного дистресс-синдрома и мультиорганных поражений. Длительность инкубационного периода составляет от 1 до 7 дней (чаще — 2-3 суток). Как и при обычном гриппе, заболевание начинается остро с озноба, подъема температуры до 38 °С и выше, которая часто достигает высоких и гиперпиретичес- ких значений. Миалгии, боли в горле, ринорея возможны на ранних стадиях болезни. Более чем у половины больных развивается водянистая диарея (при отсутствии слизи и крови), в четверти случаев — повторная рвота [2, 3]. На второй — третий день болезни начинается поражение нижних отделов дыхательного тракта, часто с развитием первичной вирусной пневмонии (кашель, одышка, дисфония). Кашель обычно влажный, в мокроте нередко отмечается примесь крови. Рентгенографически на ранних сроках находят диффузные изменения, мультифокальные или отдельные инфильтраты, которые способны к быстрому распространению и слиянию. В некоторых случаях обнаруживаются сегментарные или долевые уплотнения. Дальнейшее прогрессирование заболевания сопровождается развитием дыхательной недостаточности и острого респираторного дистресс-синдрома.
Проявлениями пантропизма вируса и развивающегося в процессе инфекции токсикоза является поражение печени, почек, развитие лейко- и лимфопении. Более чем у трети больных развивалась острая почечная недостаточность. Активность трансаминазы в крови была повышена, нередко наблюдалась креатининемия [3]. Другими характерными признаками инфекции были гемофагоцитоз, повышенное содержание провоспали- тельных цитокинов, в особенности ^-6, №N7 и TNFa, что является проявлением цитокиновой дисрегуляции [18, 32].
Помимо клинически выраженных форм гриппа А (Н5№), появились сообщения ВОЗ о регистрации во Вьетнаме трех случаев документированной бессимптомной инфекции среди лиц, бывших в тесном контакте с больными. Кроме того, у 4 человек из «группы риска», занятых уничтожением больных птиц в Японии, а также у двух служителей зоопарка в Таиланде, ухаживавших за больными тиграми, были обнаружены антитела к вирусу гриппа А (^N1) [8, 10, 38]. Отдельные случаи бессимптомных инфекций были выявлены серологически в «группах риска» и в России в 2005-2006 гг. (не опубликованные данные). Такие случаи выявляются, как правило, ретроспективно, однако они могут играть существенную роль в формировании возбудителя, адаптированного к человеческому организму. Эти аспекты эпидемического процесса при гриппе А (Н5№) в настоящее время контролируются недостаточно.
Исследования первичной структуры генома высоко патогенных для людей штаммов вирусов гриппа Н5№ и ^N7 (1997-2004 гг. выделения), выполненные в различных лабораториях мира, включая Сотрудничающие с ВОЗ референс-цен- тры по гриппу, Отдел вирусологии Эразмусско- го университета (Роттердам, Нидерланды) и др., показали, что они содержат в сайте расщепления молекулы гемагглютинина на две субъединицы множественные последовательности основных аминокислот (МАП), что является главным признаком патогенности возбудителя для кур [18]. Наличие таких мутаций обеспечивает вирусу высокую инфекционную активность и патогенность. В отличие от апатогенных или слабо патогенных вирусов, у которых МАП-последова- тельность не встречается, гемагглютинин ВП вирусов легко расщепляется не только трипсиноподобными протеазами, присутствующими в клетках респираторного тракта человека и кишечника птиц, но и убиквитарными фуринопо- добными протеазами, которые экспрессируются в самых различных тканях, что придает патогенным вирусам способность поражать разные системы и органы (пантропизм).
В опытах на мышах, инфицированных вирусами Н5№, которые оказались высоко патогенными для них и в исходном состоянии (без дополнительной специальной адаптации) обладали ней- ротропностью, было выявлено, что некоторые штаммы (например, А/НК/483/97) реплицируются в различных органах, включая мозг, печень, селезенку, клетки крови, вызывая 100%-ную гибель мышей на 7-8-е сутки после заражения, тогда как другие вирусы были менее патогенны и размножались только в легких (А/НК/486/97). В мозгу ВП штаммы вируса вызвали очаговые поражения. Вирус обнаруживался как в глиальных клетках, так и в нейронах [23]. Признак патогенности для мышей четко коррелировал с мутацией в гене РВ2 (Е627К.)
Ранее выделяемые от людей штаммы в странах Юго-Восточной Азии имели мутацию в М2 гене [19, 41], ответственную за резистентность к ремантадину.
Большая часть последних изолятов из Северных провинций Китая и России оказалась чувствительной к ремантадину [24], что, с одной стороны, расширило возможности химиотерапии этой опасной инфекции, но с другой — определило настоятельную необходимость постоянного контроля за изменением этого признака у циркулирующих ВП штаммов.
Вирулентность вирусов гриппа Н5№ связывают также с особенностями строения неструктурного белка (NS), в частности, с присутствием в молекуле NS1 глютаминовой кислоты в 92 положении, что сообщает вирусам с замещением такого рода устойчивость к антивирусному действию ин- терферонов и TNFa [29]. Недавно появились данные, что один из механизмов необычайно тяжелого течения заболевания при гриппе Н5 с развитием респираторного дистресс-синдрома связан с виру- сопосредованной гиперпродукцией провоспали- тельных цитокинов в очагах поражения, в особенности, №N0 и TNFa [13]. Таким образом, изощренность вирусной атаки оказалась связанной, с одной стороны, с гиперпродукцией цитокинов, а с другой — с генетически обусловленной устойчивостью к ним возбудителя.
Анализ вирусов, выделенных в Турции в 2006 г. от подростков, умерших от гриппа Н5№, обнаружил аминокислотную замену в положении 223 ре- цепторсвязывающего сайта молекулы гемагглю- тинина, что может повысить способность вируса связываться с рецепторами клеток человека, обеспечивая ему возможность дальнейшей адаптации и инфицирования людей. Кроме того, у этих вирусов обнаружена мутация в гене РВ2 с заменой глютаминовой кислоты на лизин в 627 позиции. Эта мутация в полимеразном гене, как полагают, явилась одной из 10 значимых замен, которые привели к становлению возбудителя пандемии 1918 г. Как и мутация в позиции 223 молекулы НА, она свидетельствует о дальнейшей адаптации возбудителя к людям [12].
Выдающиеся по значимости исследования по молекулярно-генетическому изучению структуры отдельных генов возбудителя испанки [9, 2628, 30-31] позволили группе американских ученых [33] осуществить реконструкцию вируса гриппа 1918 г. — А/Южная Каролина/1/18 (НШ1) с использованием приемов обратной генетики. С целью выяснения детерминант высокой вирулентности вируса 1918 г. ими была подготовлена серия реассортантов, несущих гены от современных вирусов гриппа А (НШ1) и один или более генов от А/Южная Каролина/1/18 (НШ1). По результатам этих исследований было установлено, что вирус «испанки» при взаимодействии с клетками связывался преимущественно с a2-6Gаl (человеческими) рецепторами. В отличие от современных вирусов гриппа А (НШ1), он активно размножался в клеточных культурах с формированием бляшек в отсутствие трипсина, что было обусловлено особенностями его нейраминидазы [17], которая обеспечивала расщепление вирусного гемагглю- тинина на субъединицы НА1 и НА2, необходимое для реализации репликативного процесса. Это достигалось за счет связывания и секвестрирова- ния плазминогена, что приводило к созданию высокой локальной концентрации этого убиквитар- ного предшественника протеаз. Таким образом, вирус А/Южная Каролина/1/18 (НШ1) кардинально отличался от современных вирусов гриппа человека, не способных размножаться в отсутствие трипсина, а также от ВП птичьих вирусов (Н5№), у которых такая способность реализуется благодаря содержанию МАП-последователь- ности в сайте расщепления молекулы гемагглю- тинина.
Вирус А/Южная Каролина/1/18 обладал высокой патогенностью для мышей, но, в отличие от ВП вирусов (Н5№), не вызывал мультиорганных поражений. У инфицированных мышей вирус 1918 г. вызывал некротические бронхиты и бро- хиолиты, а также альвеолиты различной степени выраженности. В тяжелых случаях альвеоли- ты имели диффузный характер, легкие были наводнены нейтрофилами и макрофагами. Воспалительный процесс сопровождался альвеолярным отеком и геморрагией. Ведущая роль в проявлении признака патогенности принадлежала вирусному гемагглютинину и генам полимеразного комплекса, хотя для полной реализации признака патогенности констелляция генов, соответствующая исходному вирусу А/Южная Каролина/1/18, оказалась оптимальной.
Таким образом, вирус «испанки», в отличие от современных ВП вирусов (Н5№), был исключительно пневмотропным вирусом, не вызывал по
ражения других систем и органов и не вызывал ци- токиновой дисрегуляции, ответственной за развитие острого респираторного дистресс-синдрома.
Очевидно, что высочайшая патогенность вирусов гриппа Н5Ш для людей со смертностью, достигающей 50 % и более (для сравнения — в период «испанки» она составляла около 1,5-3 %), является основанием для более чем серьезной обеспокоенности. К настоящему времени вирус Н5№ еще не приобрел должной адаптации к организму человека, которая позволит ему беспрепятственно распространяться в человеческой популяции с высочайшей смертностью и непредсказуемыми социально-экономическими последствиями, которые могут быть расценены как биокатастрофа
Киселев О.И., Сараев Д.В., Егоров А.А., Блинов В.М. Программированная рекомбинация у РНК-содержащих вирусов: анализ моделей рекомбинации в приложении к механизмам изменчивости вирусов гриппа типа А // Грипп птиц: происхождение инфекционных биокатастроф. — СПб.: Росток,
— С. 209-230.
Лобанова Т.П., Кихтенко Н.В., Сараев Д.В. и др. Птичий грипп // Грипп птиц: происхождение инфекционных биокатастроф. — СПб.: Росток, 2005. — С. 61-95.
Малеев В.В., Соминина А.А., Цыбалова Л.М. и др. Птичий грипп: эпидемиология, клиника и лечение // Грипп птиц: происхождение инфекционных биокатастроф. — СПб.: Росток, 2005. — С. 103-128.
Птичий грипп: оценка угрозы пандемии / Всемирная организация здравоохранения. — WH0/CDS/2005/29. — Geneva: WHO, January 2005. (пер. с англ.)
Смородинцев А.А. Грипп и его профилактика. — Л.: Медицина, 1984. — 383 с.
Смородинцев А.А. Гипотезы и факты о происхождении пандемических штаммов вирусов гриппа А // Вопр. вирусол. — 1975. — № 1. — С. 105-113.
Смородинцев А.А., Лузянина Т.Я., Иванова Н.А. Возвращение вируса гриппа А1 и проблема происхождения пандемических вирусов // Вопр. вирусол. — 1979. — № 1. — С. 87-91.
Apisarnthanarak A., Kitphati R., Thongphubeth K. et al. Atypical avian influenza (H5N1) // Emerg. Infect. Dis. — 2004. — Vol. 10. — P. 1321-1324.
Basler C.F., Reid A.H., Dybing J.K. et al. Sequence of the 1918 pandemic influenza virus nonstructural gene (NS) segment and characterization of recombinant viruses bearing the 1918 NS genes // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. —
— Vol. 98. — P. 2746-2751.
Beigel J.H., Farrar J., Han A.M. et al. Avian influenza A (H5N1) infection in humans // N. Engl. J. Med. — 2005. — Vol. 353. — P. 1374-1385.
Bridges C.B., Katz J.M., Seto W.H. et al. Risk of influenza A (H5N1) infection among health care workers exposed to patients with influenza A (H5N1), Hong Kong // J. Infect. Dis. — 2000. — Vol. 181. — P. 344-348.
Butler D. Alarms ring over bird flu mutations // Nature. — 2006. — Vol. 439. — P. 248-249.
Cheung C.Y., Poon L.L., Lau A.S. et al. Induction of proinflammatory cytokines in human macrophages by influenza A(H5N1) viruses: a mechanism for the unusual severity of human disease? // Lancet. — 2002. — Vol. 360. — P. 1831-1837.
De Jong M.D., Hien T.T. Avian influenza A(H5N1) // J. Clin. Virol. — 2006. — Vol. 35. — P. 2-13.
Gibbs M.J., Armstrong J.S., Gibbs A.J. Recombination in the hemagglutinin gene of the 1918 "Spanish flu" // Science. — 2001. — Vol. 293. — P. 1842-1845.
Goto H., Kawaoka Y. A novel mechanism for the acquisition of virulence by a human influenza A virus // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 1998. — Vol. 95. — P. 10224-10228.
Hatta M., Gao P., Halfmann P., Kawaoka Y. Molecular basis for high virulence of Hong Kong H5N1 influenza A viruses // Science. — 2001. — Vol. 293. — P. 1840-1842.
19.Ilyushina N.A., Govorkova E.A., Webster R.G. Detection of amantadine-resistant variants among avian influenza viruses isolated in North America and Asia // Virology. — 2005. — Vol. 341. — P. 102-106.
Koopmans M., Wilbrink B., Conyn M. et al. Transmission of H7N7 avian influenza A virus to human beings during a large outbreak in commercial poultry farms in the Netherlands // Lancet. — 2004. — Vol. 363. — P. 587-593.
глобального масштаба. Вместе с тем, этот процесс продолжается, о чем свидетельствует обнаружение все новых значимых мутаций в геноме вируса и появление отдельных кластеров взаимосвязанных заболеваний среди людей [11, 25, 34]. Несмотря на все усилия ветеринарных служб, включая глобальные и региональные структуры (OIE, FAO), вирус все более широко распространяется по планете дикими перелетными птицами с вовлечением Евроазиатского и Африканского континентов. Дальнейшее усиление клинико-лабораторного и эпидемиологического надзора за этой инфекцией с оперативной молекулярно-генетической характеристикой выделяемых возбудителей для контроля за процессом адаптационных изменений потребует объединенных усилий ученых всего мира, а также разносторонней подготовки к очередной пандемии на государственном и глобальном уровне.
Kuiken T., Rimmelzwaan G., Van Riel D. et al. Avian H5N1 influenza in cats // Science. — 2004. — Vol. 306. — P. 241.
Li K.S., Guan Y., Wang J. et al. Genesis of a highly pathogenic and potentially pandemic H5N1 influenza virus in eastern Asia // Nature. — 2004. — Vol. 430. — P. 209-213.
Lu X., Tumpey T.M., Morken T. et al. A mouse model for the evaluation of pathogenesis and immunity to influenza A (H5N1) viruses isolated from humans // J. Virol. — 1999. — Vol. 73. — P. 5903-5911.
Lvov D.K., Prilipov A.G., Shchelkanov M.Yu. el al. Characterization of highly pathogenic avian influenza (HPAI) A subtype H5N1 strains isolated from an outbreak in poultry and wild birds in Western Siberia, July 2005 // Emerg. Infect. Dis. — 2005. — 20 p.
2 5.Olsen S.J., Ungchusak K., Sovann L. et al. Family clustering of avian influenza A (H5N1) // Emerg. Infect. Dis. — 2005. — Vol. 11. — P. 1799-1801.
Reid A.H., Fanning T.G., Hultin J.V., Taubenberger J.K. Origin and evolution of the 1918 "Spanish" influenza virus hemagglutinin gene // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 1999. — Vol. 96. — P. 1651-1656.
Reid A.H., Fanning T.G., Janczewski T.A., Taubenberger J.K. Characterization of the 1918 "Spanish" influenza virus neuraminidase gene // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 2000. — Vol. 97. — P. 6785-6790.
Reid A.H., Fanning T.G., Janczewski T.A. et al. Novel origin of the 1918 pandemic influenza virus nucleoprotein gene // J. Virol. — 2004. — Vol. 78. — P. 12462-12470.
Seo S.H., Hoffmann E., Webster R.G. Lethal H5N1 influenza viruses escape host anti-viral cytokine responses // Nature Med. — 2002. — Vol. 8. — P. 950-954.
Taubenberger J.K., Reid A.H., Krafft A.E. et al. Initial genetic characterization of the 1918 "Spanish" influenza virus // Science. — 1997. — Vol. 275. — P. 1793-1796.
Taubenberger J.K., Reid A.H., Lourens R.M. et al. Characterization of the 1918 influenza virus polymerase genes // Nature. — 2005. — Vol. 437. — P. 889-893.
To K.F., Chan P.K., Chan K.F. et al. Pathology of fatal human infection associated with avian influenza A H5N1 virus // J. Med. Virol. — 2001. — Vol. 63. — P. 242-246.
Tumpey T.M., Basler C.F., Aguilar P.V. et al. Characterization of the reconstructed 1918 Spanish influenza pandemic virus // Science. — 2005. — Vol. 310. — P. 77-80.
Ungchusak K., Auewarakul P., Dowell S.F. et al. Probable person-to-person transmission of avian influenza A (H5N1) // N. Engl. J. Med. — 2005. — Vol. 352. — P. 330-340.
Webster R.G. Evolution of H5N1 virus since 1997 // Second European Influenza Conference (SEIC), St. Julians, Malta, Solvey Satellite Symp., Sept.11.2005. (Report).
Webster R.G., Bean W.J., Gorman O.T. et al. Evolution and ecology of influenza A viruses // Microbiol. Rev. — 1992. — Vol.56. — P. 152-179.
WHO global influenza preparedness plan: the role of WHO and recommendations for national measures before and during pandemics. — Geneva: WHO, 2005. —.
WHO inter-country consultation: influenza A/H5N1 in humans in Asia, Manila, May 6th -7th 2005. —.
Wilschut J., Mc Elhaney J.E. Antigenic drift and shift: epidemic and pandemic influenza // Influenza. — Malta: Mosby, Sept. 2005. — P. 45-67.
Wilschut J., Mc Elhaney J.E. The influenza virus: structure and replication // Influenza. — Malta: Mosby, Sept. 2005. — P. 23-45.
Wong S.S., Yuen K.Y. Avian influenza virus infections in humans // Chest. —
— Vol. 129. — P. 156-168.
InfluenzaA(H5N1) virus as one of the possible agents of the future pandemic
Emergence of highly pathogenic avian influenza A(H5N1) virus resulted in a disastrous global epizootics which to date involved many countries of Asia, Europe and Africa. This agent has acquired capacity to induce severe respiratory diseases among humans with more than 50 % mortality. The diseases were accompanied by development of severe pneumonia, acute respiratory distress syndrome, cytokine disregulation and multiorgan disfunction. Recent molecular-genetic investigations demonstrated that influenza A(H5N1) virus evolves actively with new multiple mutations and re-assortation with other avian influenza viruses at the same time retaining high pathogenicity for primary host and a number of mammalians including humans. Major determinants of pathogenicity of influenza A (H5N1) virus are located both in HA molecule, in a distinctive set of basic amino acids in the cleavage site, and in NS1 and PB2 proteins. As a result of permanent adaptation to humans accompanied by changes in receptor- binding site of HA molecule emergence of a virus capable to cause the severest pandemic of XXI century poses a real threat. All mentioned above determine necessity of strengthening of epidemiological and clinical-laboratory surveillance of this infection with rapid molecular-genetic characterization of isolated agents in order to control adaptation and pathogenicity markers which would require combined efforts of the scientists throughout the world as well as pandemic preparedness both on national and global levels. (Cytokines and Inflammation. 2006. Vol. 5, № 1. P. 3-10.)
Key words: influenza A (H5N1) virus, pandemic, epidemiology, pathogenicity.