Пандемія грипу зі шлейфом

stlouis001-pic510-510x340-78084

Вчені з МДУ зробили крок до передбачення пандемій грипу, вивчивши зв’язок між короткостроковими і довгостроковими мутаціями вірусу

Джерело: gazeta.ru

Пандемії грипу можна передбачити, використовуючи результати роботи вчених МДУ, які першими у світі вивчили зв’язок між двома подіями: точковими мутаціями, через які виникає сезонний грип, і великими генетичними змінами (реассортаціі), що викликають великі пандемії.

Щороку епідемії грипу забирають сотні тисяч життів. Хоча вакцинація від грипу досить ефективна, грип не вдається викорінити повністю через його надзвичайно високій швидкості еволюції. Кожен новий штам грипу, що поширюється по планеті, дещо відрізняється від штаму попереднього року, обманюючи нашу імунну систему і роблячи менш ефективними вакцини, за допомогою яких ми намагаємося з ним боротися. Крім того, час від часу з’являється радикально новий штам, який ставить все людство перед загрозою пандемії. І те й інше є результатом відбуваються з вірусом генетичних змін, але різного масштабу.

Сезонний грип виникає через точкові мутації, а великі пандемії часто пов’язані з великими генетичними змінами – реассортаціі.

Зв’язок між цими типами подій вперше досліджували російські вчені з факультету біоінженерії та біоінформатики МДУ ім. М.В. Ломоносова в співпраці з колегами з Центрального НДІ епідеміології та Інституту проблем передачі інформації (ІППІ) РАН; один з авторів, професор Олексій Кондрашов, афілійований з університетом Мічігану. Стаття з результатами їх роботи вийшла в ніч на п’ятницю в журналі PLoS Genetics.

«Геном вірусу грипу складається не з однієї молекули ДНК або РНК, як у багатьох вірусів, а з восьми окремих сегментів, в чомусь схожих на хромосоми людини. Кожен такий сегмент – окрема молекула РНК», – пояснює провідний автор статті Георгій Базикін, провідний науковий співробітник факультету біоінженерії та біоінформатики МГУ та завідувач сектору молекулярної еволюції ІППІ РАН. Якщо в одну клітку потрапляють віруси різних штамів, їх геноми можуть обмінюватися цими сегментами – це і називається реассортаціі. Так виникає геном, що складається, скажімо, з трьох сегментів від одного штаму і п’яти сегментів – від іншого штаму.

«Більшість найбільших епідемій грипу ХХ століття виникали в результаті таких реассортацій, – продовжує Георгій Базикін. – Ми можемо подивитися на штами, які призвели до виникнення цих епідемій, і побачити, що в них зустрічаються такі поєднання вірусних сегментів, які не зустрічались раніше.

Так було з пандеміями 1957 і 1968 років, так було зі свинячим грипом 2009 року, ну і найстрашніша на історичній пам’яті епідемія грипу – іспанка 1918 року, по всій видимості, була так само влаштована, хоча про такі давні події важко сказати напевно».

В результаті реассортаціі може виникнути дуже вірулентні штам вірусу, так як великі генетичні зміни роблять його незвичним для клітин імунної системи, і вірус успішно поширюється по популяції.

Це один шлях еволюції вірусу, який фахівці називають антигенним зрушенням. Але є ще антигенний дрейф – коли властивості вірусу міняються не стрибкоподібно, а повільно і поступово через накопичення невеликих мутацій. Ці мутації призводять до зміни антигенних білків, в першу чергу поверхневих білків вірусу – гемаглютиніну (НА ) і нейрамінідази (NA). Гени, що кодують ці білки, безперервно і швидко еволюціонують у ході гонки озброєнь між вірусом і імунітетом.

«Щорічні спалаху сезонного грипу обумовлені в основному таким антигенними дрейфом, – пояснює Георгій Базикін. – Тому кожен рік багато з нас хворіють на грип, причому кожен рік ми заражаємося новим штамом весь час мінливого вірусу».

Зв’язок між цими процесами – великими і маленькими змінами вірусу грипу – досі ніхто не вивчав.

Щоб заповнити цей пробіл, російські дослідники спершу навчилися визначати реассортаціі, що відбуваються в історії вірусу. Вони працювали з вірусом грипу A H3N2, з яким людство вперше зіткнулося в 1968 році. Використовуючи базу секвенувати геномів 1376 штамів вірусу, вони біоінформатичними методами реконструювали всі реассортації, що відбувалися з ним і завдали їх на еволюційне дерево вірусу. А потім вчені перевірили припущення, що такі великі генетичні зміни підвищують частоту дрібних змін – точкових мутацій, що ведуть до замін амінокислот.

Припущення підтвердилося – реассортаціі прискорюють наступні амінокислотні заміни.

«Ми припускаємо, що, швидше за все, це пов’язано з тим, що реассортіровашні гени вірусу виявляються в новому генетичному оточенні, – каже Георгій Базикін. – Оскільки між генами існує взаємодія, то, якщо змінився ген А, і ген В теж прагне змінитися. В результаті за подіями реассортації тягнеться шлейф точкових мутацій, що додатково накопичуються».

Оскільки саме реассортаціі призводять до появи викликають пандемії штамів вірусу грипу, отримані результати можуть бути використані для передбачення їх виникнення в майбутньому.

Матеріал підготовлений відділом науки «Газети.Ru» і МГУ в рамках співпраці з «Фестивалем науки».

Список використаної літератури:

Інструкція до застосування медичного препарату НАЗОФЕРОН; 2) «Аллергология и иммунлогия: национальное руководство» под. ред.. Р.М. Хаитова, Н.И. Ильиной – М.: ГЭОТАР-Медиа. 2009 г.; 3) Г.М. Драннік. Клінічна імунологія та алергологія. – Київ. «Здоров’я», 2006 р. 4) Наказ МОЗ України від 16.09.2011 № 595 «Про порядок проведення профілактичних щеплень в Україні та контроль якості й обігу медичних імунобіологічних препаратів»; 5) Г.В. Бекетова «Інтерферони в лікуванні гострих респіраторних інфекцій у дітей», журнал «Ліки України» № 3, (149), 2011 р.; 6) Шехтман М.М., Положенкова Л.А. Гострі респіраторні захворювання у вагітних / / Гінекологія. – 2005. – Т. 7. – № 2. – С. 34-37; 7)Приступа, Л.Н. Грип та гострі респіраторні вірусні інфекції у вагітних: Особливості Лікування та профілактики / / Медичні аспекти здоров’я жінки. – 2008. – № 5 (14). – С. 14-19; 8) Тарбаева Д.А., Костинов М.П., Загородня Е.Д., Іозефсон С.А., Черданцев А.П.Акушерскі і перинатальні наслідки вагітності, ускладненої гострою респіраторною інфекцією в II триместрі гестації / / Журнал “Акушерство і гінекологія.” – 2012. – № 2; 9) С.О.Крамарєв, д.м.н., професор В.В. Євтушенко «Оцінка ефективності рекомбінантного інтерферону альфа для лікування та профілактики гострих респіратоних вірусних інфекцій у дітей», журнал «Здоров’я України», № 18/1, 2008 р.; 10) А.А.Ярилин. Імунологія. Підручник. Москва. «Геогар-медіа». 2010 р.; 11) О.М. Біловол, П.г. Кравчун, В.Д. Бабаджан. «Клінічна імунологія та алергологія». Навчальний посібник медичних ВНЗ IV рівня акредитації та медичних факультетів університетів. Харків. «Гриф», 2011 р.; 12) С.О. Крамарєв, О.В. Виговська, О.Й. Гриневич «Обгрунтування застосування препаратів інтерферону при гострих респіраторних інфекціях у дітей», журнал «Клінічна імунологія. Алергологія. Інфектологія. 2007. № 10.»; 13) Є.І. Юліш, д.м.н. професор О.Є. Чернишева, Ю.А. Сорока «Інтерферонотерапія при ГРВІ і дітей», журнал «Здоров’я України» № 1(16), березень 2011 р.; 14С.П. Кривопустов «Інтаназальне використання інтраназального інтерферону альфа в педіатрії», журнал «Здоров’я України № 1, квітень 2010 р.»; 14) Лікування гострих респіраторних вірусних інфекцій у дітей, які часто хворіють: прості відповіді на складні запитання. Л.В. Беш, О.І. Мацюра, Львівський національний медичний університет ім. Данила Галицького, Львівський міський дитячий алергологічний центр. 2012 р.; 15) Діти, які часто хворіють: дискусійні питання і можливості їх вирішення. Л.В. Беш, Львівський національний медичний університет ім. Данила Галицького, Львівський міський дитячий алергологічний центр. 2011 р.; 16) Назоферон – на варті здоров’я у дітей. А.П. Волосовець. 2010 р.; 17) Наказ МОЗ України від 07.11.2009 № 814 "Про затвердження Клінічного протоколу діагностики та лікування у дітей пандемічного грипу, спричиненого вірусом (А H1/N1 Каліфорнія)"; 18) Наказ МОЗ України від 13.11.2009 № 832 "Про внесення змін до наказу МОЗ від 20.05.2009 №189-Адм „Про затвердження „Протоколу діагностики та лікування нового грипу А H1/N1 Каліфорнія) у дорослих"; 19) Наказ МОЗ України від 09.07.2004 № 354 Про затвердження Протоколів діагностики та лікування інфекційних хвороб у дітей; 20) Наказ МОЗ України від 21.04.2005 № 181 Про затвердження Протоколів надання медичної допомоги дітям за спеціальністю "дитяча отоларингологія"; 21) Наказ МОЗ України від 03.07.2006 № 433 Про затвердження протоколів надання медичної допомоги за спеціальністю „Пульмонологія"; 22) Наказ МОЗ України від 13.01.2005 № 18 Про затвердження Протоколів надання медичної допомоги дітям за спеціальністю "дитяча пульмонологія"; 23) Наказ МОЗ України від 09.07.2004 № 355 Про затвердження Протоколів лікування дітей за спеціальністю "Дитяча імунологія"; 24) Грип у дітей. О. К. Александрова. Посібник для лікарів та учнів медичних ВУЗІВ. Краснодар 2008; 25) ЗАГАЛЬНА БІОЛОГІЯ І МІКРОБІОЛОГІЯ ОСНОВИ ВІРУСОЛОГІЇ ОСОБЛИВОСТІ РЕПРОДУКЦІЇ ВІРУСІВ. Навчальний посібник для модульно-рейтингової технології навчання. С.В. Лаптєв, Н.І. Мезенцева. Бійськ 2005.; 26) Особливості харчування вагітних і жінок у період лактації. Н.А. Коровіна, Н.М. Подзолкова, І.М. Захарова. Москва 2008; 27) «Тиждень за тижнем». Сучасний довідник для майбутніх мам. Бердникова О.В. Москва 2007; 28) МЕДСЕСТРИНСТВО ПРИ ІНФЕКЦІЙНИХ ХВОРОБАХ. М.А. Андрейчин. О.Л. Івахів. Тернопіль, «Укрмедкнига», 2002 р.; 29) Вакцинація дитини. Краще запобігти, ніж захворіти. Інформація для батьків ©UNICEF/UKRAINE/2010/G.Pirozzi; 30) МЕДСЕСТРИНСТВО В ТЕРАПІЇ. За загальною редакцією проф. М.І. Шведа та проф. Н.В. Пасєчко. Тернопіль..