Введение к работе
з Актуальность темы.
Грипп и другие острые респираторные вирусные инфекции (ОРВИ) продолжают занимать первое место в структуре всех инфекционных заболеваний человека. Ежегодный экономический ущерб от гриппа в России, в среднем, составляет примерно 75-86% от экономических потерь, наносимых инфекционными заболеваниями. Масштабы гриппозных эпидемий выдвигают необходимость борьбы с этой инфекцией в число наиболее актуальных проблем современной медицины [Карпова Л.С. с соавт., 2010; Киселев О.И. с соавт., 2010; Львов Д.К. с соавт., 2010; Слёпушкин А.Н., 2003; Pariani et al., 2012; ; .
Эпидемический процесс при гриппе, начиная с 1977 года характеризуется одновременной циркуляцией вирусов гриппа А двух антигенных подтипов и вируса гриппа типа В. Для вирусов гриппа В двух последних десятилетий характерно появление в циркуляции представителей антигенно отличных эволюционных ветвей - Викторианской (эталон В/Виктория/2/87) иЯмагатской (эталон В/Ямагата/16/88) [Иванова В.Т., 1998; Иванова В.Т. с соавт., 2003; Матюшина P.O., 2007; Kanegae et al, 1990; Che et al, 2003; Hay et al, 2001; McCullers et al, 2004; Shih et al., 2005].
Дивергентный характер эволюции вирусов гриппа В отразился на интенсивности циркуляции этого возбудителя среди населения: если до 1988 года эпидемии гриппа В регистрировались примерно один раз в 3-4 года, то в настоящее время они возникают практически ежегодно [Иванова В.Т., 1998; Литвинова О.М. с соавт., 2001; Коновалова Н.И., 2009; Belshe, 2010; Hemphill et al, 2003].
Удельный вес вирусов гриппа В в этиологической структуре гриппозных эпидемий в различных странах довольно высок [Иванова В.Т. с соавт., 2009; Львов Д.К. с соавт., 2010; Соминина А.А. с соавт., 2012; Belshe, 2010; Camillioni et al, 2010; Chan et al., 2004; Dapat et al, 2009; Goni et al, 2007; Jian et al., 2008], а заболевания, вызываемые этими возбудителями, могут протекать тяжело не только у детей, но и у взрослых, сопровождаясь
4 развитием большого числа осложнений [Афанасьева О.И., 2009; Ambrose &
Levin, 2012; Hite et al, 2007; Liu et al, 2012; Peltola et al, 2003; Seale et al,
2009; Zaraket et al., 2009].
Причиной постоянной циркуляции вирусов гриппа среди населения являются непрерывные антигенные изменения этих возбудителей преимущественно в молекуле гемагглютинина (НА). Вирусы гриппа В не имеют природного резервуара, поэтому не способны к реассортации с вирусами гриппа животных и не вызывают пандемий, а их успешное выживание происходит за счет смены представителей 2-х эволюционных ветвей и возникновения реассортантов между ними [Lindstrom et al., 1999; Nerome et al, 2002; Ivshina et al, 2004; McCullers et al., 2004; Chi et al., 2005; Shihetal.,2005].
Выраженная изменчивость вирусов гриппа затрудняет создание эффективных лечебных, профилактических и диагностических средств. Этим обусловлена важность непрерывного этиологического мониторинга, изучения процессов эволюционной изменчивости возбудителей гриппозной инфекции, проводимых на базе Национальных центров по гриппу [Соминина А. А. с соавт., 2012; Ambrose & Levin, 2012; Belshe, 2010].
В связи с вышеизложенным изучение особенностей циркуляции вирусов гриппа В, их антигенных и молекулярно - биологических свойств является актуальным и имеет не только теоретический интерес, но и важно с практической точки зрения.
Цель исследования: изучение антигенных и молекулярно-биологических свойств вирусов гриппа В, циркулировавших в России в период с 2004 по 2012 гг., и выявление направления изменчивости у представителей 2-х эволюционных ветвей этого возбудителя.
Задачи исследования. 1. Определить удельный вес вирусов гриппа В в структуре вирусной
популяции в эпидемические по гриппу сезоны в России в период с
2004-2012 гг.
2. Изучить антигенные свойства гемагглютинина российских вирусов
гриппа В 2004-2012 гг. выделения, определить их эволюционные связи с эталонными и эпидемическими штаммами, циркулировавшими в мире в разные годы.
-
Определить основные аминокислотные позиции в молекуле гемагглютинина, изменения в которых повлияли на антигенные свойства современных российских вирусов гриппа В с помощью серологических и молекулярно-генетических методов.
-
Выявить направленность антигенного дрейфа вирусов гриппа В Викторианской и Ямагатской разновидностей, циркулировавших в России в период с 2004-2012 гг.
-
Адаптировать метод антигенной картографии для анализа эволюционной изменчивости современных российских изолятов вируса гриппа В с использованием крысиных сывороток.
Научная новизна работы.
Впервые проанализировано свыше 900 штаммов вируса гриппа В, изолированных на территории России в 49 опорных базах Национального центра по гриппу на базе ФГБУ «НИИ гриппа» Минздрава России в период с 2004 по 2012 гг. Продемонстрирована смена представителей эволюционных ветвей за 8 эпидемических сезонов. Определено преобладание вирусов гриппа В Викторианской разновидности в период с 2004 по 2012 годы с достоверностью Р=0,95. Определены направления изменчивости представителей 2-х эволюционных ветвей этого возбудителя.
Зарегистрирована циркуляция на территории России реассортантного
вируса гриппа В - штамма В/С.Петербург/14/06, содержащего НА
Викторианской и NA Ямагатской ветвей, а также реассортантов между
филогенеическими группами «Малайзия/2506» и «Брисбен/60» внутри одной
(Викторианской) ветви - штаммов В/С.Петербург/27/12 и
В/С.Петербург/44/12.
Впервые в России был применен метод антигенной картографии для анализа эволюционной изменчивости современных вирусов гриппа В
6 Ямагатской и Викторианской групп, показана возможность использования
крысиных сывороток.
Практическая значимость работы.
В период с 2004 по 2012 гг. производилась изоляция и идентификация вирусов гриппа, на основании которых была определена этиология эпидемий гриппа в России. В результате проведенных исследований проведено типирование свыше 900 вирусов гриппа В. Изучение антигенных и молекулярно-биологических свойств этих изолятов позволило установить основные направления изменчивости представителей двух эволюционных ветвей, что важно для заблаговременного обновления штаммового состава гриппозных диагностикумов и вакцин.
Установлено несоответствие вакцинных штаммов, рекомендованных
Всемирной организацией здравоохранения, подготовленных на основе
референс-вирусов В/Шанхай/361/02, В/Малайзия/2506/04, В/Флорида/4/06
циркулировавшим изолятам в 2005-2006, 2007-2008, 2008-2009
эпидемических сезонах
[ north0506].
В рамках сотрудничества со Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) 125 вирусов гриппа В за восьмилетний период передано в референс-лаборатории (CDC&P, Атланта, Джорджия, США и NIMR, Лондон, Англия) с целью международного мониторинга за гриппом, два из которых -В/Челябинск/306/07 и В/Новосибирск/2/12 были выбраны ВОЗ в качестве репрезентативных штаммов [MRC, National Institute for Medical Research., WHO Influenza Centre., 2007. - ].
На основании проведенных исследований 6 изолятов (В/Хабаровск/14/05, В/Астрахань/1/07, В/СПб/40/09 - вирусы Викторианской линии, В/Хабаровск/36/05, В/Флорида/4/06, В/Висконсин/1/10 - вирусы Ямагатской линии) были выбраны и использованы в качестве диагностических штаммов в коммерческих наборах, изготовляемых ООО «ППДП».
7 Основные положения, выносимые на защиту.
-
На территории России в период с 2004 по 2012 годы ежегодно циркулировали вирусы гриппа В одновременно с вирусами гриппа А, удельный вес вирусов гриппа В в составе вирусной популяции колебался от 8 до 50,3% и составил, в среднем, 1/3 (939 штаммов) от общего количества (2817 штаммов) выделенных вирусов гриппа.
-
За исследуемый период наблюдалась как поочередная, так и одновременная циркуляция в течение одного эпидемического сезона представителей двух эволюционных ветвей вируса гриппа В -Ямагатской и Викторианской. Выявлена более активная циркуляция на территории России вирусов гриппа В Викторианской линии.
-
Определены аминокислотные позиции в НА1, изменения в которых повлияли на антигенные характеристики вирусов. Аминокислотные замены затронули все известные для вирусов гриппа В антигенные сайты: 120-петля, 150-петля, 160-петля и 190-спираль.
-
Для вирусов гриппа В Ямагатской и Викторианской линий выявлены антигенные сайты, наиболее подверженные позитивной селекции, это 150-петля и 160-петля у Ямагатской группы, 120-петля и 160-петля у Викторианской группы.
-
Использованный для анализа современных российских вирусов гриппа В модифицированный метод антигенной картографии позволяет наглядно оценить эволюционные тенденции в изменчивости большого количества вирусных изолятов.
Личный вклад автора состоит в самостоятельном выполнении работы по типированию и изучению антигенных свойств вирусов, анализу первичных последовательностей молекулы НА, построению антигенных карт. Секвенирование штаммов и филогенетический анализ выполнены сотрудниками лаборатории молекулярной вирусологии и генной инженерии НИИ гриппа. Все материалы, представленные в диссертационной работе, обобщены и проанализированы автором.
8 Все исследования входили в плановую научную тематику лаборатории
эволюционной изменчивости вирусов гриппа ФБГУ «НИИ гриппа» МЗ РФ и
были поддержаны международным грантом МНТЦ № 3070 «Дальнейшее
усовершенствование надзора за гриппом в России. Вклад в глобальную
подготовку к пандемии гриппа».
Апробация материалов диссертации. Материалы диссертации были
представлены на Седьмой Всероссийской медико-биологической
конференции молодых исследователей «Человек и его здоровье» СПб., 2004
г.; Международной научной конференции «Актуальные вирусные инфекции -
теоретические и практические аспекты» СПб., 2004 г.; конференции
"Preparedness to the influenza pandemic - an international outlook" СПб., 2007.;
«Актуальные вопросы клинической и экспериментальной медицины» СПб.,
2008 г.; Всероссийском Конгрессе по инфекционным болезням СПб., 2009 г.;
Options for the control of influenza VII, Hong Kong, China, 2010 r; 2-nd
International Influenza Meeting, Munster, Germany, 2010 г.; на X научно-
практической конференции МЧС РФ «Проблемы прогнозирования
чрезвычайных ситуаций. Оценка рисков возникновения чрезвычайных
ситуаций» Москва, 2010 г.; Всероссийской международной конференции
молодых ученых «Проблемы биомедицинской науки третьего тысячелетия»
СПб, 2010 г.; Всероссийской научной конференции молодых ученых,
посвященной 120-летию НИИЭМ СЗО РАМН, СПб., 2010 г.. Результаты
исследований были представлены Комиссии по вакцинным и
диагностическим штаммам вируса гриппа и использованы в производстве вакцин и диагностических препаратов МЗ РФ.
Публикации. По результатам диссертации опубликовано 16 печатных работ, в том числе 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК, 11 тезисов докладов на конференциях.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, 3 глав собственных исследований, их обсуждения и выводов. Список литературы включает 156 источников. Из них 42 на русском и 114 на иностранных языках. Диссертация изложена на 179 страницах машинописного текста, включая 20 таблиц и 10 рисунков.
