Возникновение пандемического гриппа
Антигенный дрейф
Вирусы гриппа постоянно меняются посредством процесса, называемого «антигенный дрейф». Он заключается в случайном накоплении мутаций в генах гемагглютинина (HA) и в меньшей степени нейраминидазы (NA), распознаваемых иммунной системой. Это наиболее ярко проявляется в вирусах гриппа А.
Как и в случае со всеми РНК-содержащими вирусами, мутации вирусов гриппа происходят часто, так как механизм репликации вируса не обладает корректирующим инструментом. Когда такие изменения вызывают мутации в антигенных сайтах генов НА или NA, снижающие или ингибирующие связывание с нейтрализующими антителами (основу для устранения инфекции у индивидуума), вирус может «уклониться» от иммунной системы.
Этот процесс объясняет возникновение эпидемий сезонного гриппа, которые могут отличаться по степени тяжести и наиболее затронутым возрастным группам. Это также объясняет несоответствие вакцины, когда один из штаммов, отобранных для вакцины, не полностью соответствует циркулирующим штаммам. В результате требуется ежегодно изменять состав вакцин против гриппа.
Антигенный дрейф в NA может привести к устойчивости к ингибиторам нейраминидазы. Антигенный дрейф может также позволить вирусу пересечь межвидовой барьер и перейти к новому хозяину.
Антигенный сдвиг
Еще большей проблемой общественного здравоохранения является процесс антигенного сдвига, или рекомбинация, благодаря которой происходит комбинирование как минимум двух различных вирусов, что приводит к замене HA (например, H3 заменяется на H5) и, следовательно, к образованию мозаичного вируса. Это явление может возникать, когда клетку инфицируют два разных вируса гриппа и во время репликации происходит обмен сегментами генома.
Свиньи могут быть заражены как вирусами гриппа животных (свиным и птичьим), так и вирусом гриппа человека. Поэтому свинья считается потенциальным «смесительным сосудом», в котором может возникнуть вирус с пандемическим потенциалом. Рекомбинация генома также характерна для водоплавающих птиц, особенно уток, которые, хотя и редко, с признаками болезни выделяют вирус в фекалиях в течение нескольких месяцев.
Вирусы, возникающие в результате антигенного сдвига, могут вызывать пандемии, так как они появляются внезапно и в популяциях, возможно не имеющих иммунитета и против которых ни одна из существующих вакцин не обеспечивает защиту. Вирус Н2, который появился в 1957 г. (А(H2N2), «азиатский грипп»), и вирус H3, который появился в 1968 г. (A (H3N2), «гонконгский грипп»), произошли из вирусов гриппа, циркулирующих среди птиц. Основываясь на опыте истории, пандемии гриппа можно ожидать, в среднем, 3–4 раза в столетие.
Адаптивная мутация
Помимо антигенного сдвига, пандемический вирус может возникать в процессе адаптивной мутации, например в вирусе, пересекшем видовой барьер, как это случилось с птичьим гриппом A (H5N1), перешедшем к человеку. Адаптивная мутация может повысить способность вируса прикрепляться к человеческим клеткам в ходе последующих раундов инфекции, повышая тем самым свою способность к передаче между людьми.
