Введение к работе
Грипп является массовой и неуправляемой инфекцией, ежегодно регистрируемой в
различных частях земного шара. Несмотря на значительные усилия, предпринимаемые отечественными и зарубежными учеными, проблема гриппа еще далека от своего решения. Основная причина этого связана с естественной изменчивостью возбудителей, которая выражается в вариабельности первичных структур и соответственно свойств вириояных белков (Львов и др., 2004; Webster et al., 1994; Hay, 2001).
К возникающим новым антигенным вариантам вирусов практически отсутствует иммунитет населения, поэтому они быстро распространяются, вызывая вспышки заболеваний и эпидемии. В случаях появления нового антигенного варианта вируса гриппа типа А, человечество вовлекалось в пандемии гриппа, отличием которых являлось быстрое распространение, высокие показатели заболеваемости и летальности. Во время "обычной" эпидемии заболевает от 5 до 15 % населения, при пандемии - до 40-60%. По числу сезонной смертности в развитых странах грипп занимает первое место (Reichert, Sharma, 2001).
Особенностью настоящего периода является распространение новых антигенных вариантов циркулирующих вирусов гриппа A/H1N1, A/H3N2, и В, возникновение новых эволюционных линий, а также реассортантов среди вирусов гриппа А и В (Lin et al., 2004). Широкая циркуляция вирусов гриппа среди животных и птиц привела к интродукции вирусов гриппа птиц в человеческую популяцию, что может свидетельствовать о возникновении потенциальных кандидатов в новые пандемические штаммы (WER, 2004).
В связи с вышеизложенным, крайне важным является функционирование системы эпидемиологического надзора за гриппом, включающей надзор за распространением инфекции, своевременную этиологическую диагностику заболевания, характеристику биологических особенностей возбудителя. Изучение циркуляции вирусов гриппа в таком огромном регионе земного шара, каким является Россия, имеет большое значение для медицинской науки и практики. Определение свойств возбудителя включает вирусологические исследования: выделение и типирование штаммов вирусов гриппа, и серологическую диагностику, основанную на выявлении в крови человека специфических антител к вирусам гриппа и увеличении их количества в динамике заболевания, обеспечивая точное определение этиологических агентов, вызывающих эпидемии. Изучение иммуноструктуры у здорового населення к вирусам гриппа в различных географических зонах в течение разных эпидемических периодов позволяет определить степень защиты людей от циркулирующих в мире эпидемических штаммов. Углубленное изучение свойств
,Л
1 ф
2 и В, эволюционные связи между вирусами гриппа, циркулировавпшми ранее и возникающими вновь в различных регионах земного шара. Данные об эпидемически актуальных штаммах необходимы как для расшифровки причин текущих и для прогнозирования грядущих эпидемий, так и для проведения профилактических и противоэпидемических мероприятий, в том числе - разработки новых вакцинных и диагностических препаратов.
Цели и задачи исследования.
Целью настоящей работы являлся этиологический надзор над распространением вирусов
гриппа А и В и определение уровня популяционного иммунитета в России на протяжении 4 лет (2000-2004гг.). Исходя из этого, были поставлены следующие задачи:
-
Изучить антигенные свойства гемагглютинина (НА) и нейраминидазы (NA) современных эпидемических штаммов вирусов гриппа А и В; определить их эволюционные связи с эталонными и эпидемическими штаммами, циркулировавшими в России и в мире в разные годы.
-
Провести серологические исследования парных сывороток от больных с диагнозом грипп и ОРВИ из разных регионов России для определения возбудителей эпидемий гриппа в эпидсезоны 2000-2004 гг.
-
Изучить популяционный иммунитет населения к эпидемическим штаммам вирусов гриппа А и В в зависимости от периода эпидемического сезона и географического положения обследуемых регионов.
-
Определить чувствительность современных штаммов вирусов гриппа А и В к различным изоляционным системам (клеткам культуры тканей MDCK и куриным эмбрионам - КЭ);
5. Определить чувствительность НА эпидемических штаммов вирусов гриппа A(H1N1),
A(H3N2) и В к протеолитической обработке современными препаратами фермента
бромелаина.
Научная новизна работы: -На основании результатов вирусологических и серологических исследований установлена этиология эпидемий в России за период с 2000 по 2004 год.
-Выявлено, что эпидемия гриппа, вызванная циркуляцией нового дрейф варианта А/Фуцзянь/411/02(H3N2) в 2003-2004п\, развивалась на фоне низкого уровня защитного иммунитета у населения к этому вирусу.
-Определены основные направления эволюции вирусов гриппа А и В, циркулировавших в России.
-Впервые установлен возврат в 2003году в циркуляцию вирусов гриппа В эволюционной ветви В/Виктория/2/87, после 10 летнего отсутствия в России.
-Впервые в России в эпидсезоне 2002-2003гг. выявлена циркуляция реассортантов вируса гриппа В: В/Москва/3/03, В/Ярославль/16/03, В/Липецк/17/03. У реассортантных штаммов НА принадлежал к ветви В/Виктория/2/87, a NA - к ветви В/Ямагата/1б/88. -Впервые установлены различия в чувствительности НА современных штаммов вирусов гриппа А и В к протеолитической обработке современным препаратом В5144 фермента бромелаина. Наиболее чувствительным оказался вирус гриппа В/Сичуань/379/99 из эволюционной ветви В/Ямагата/16/88-подобных, по сравнению с вирусами гриппа A(H1N1) и A(H3N2), которые были менее чувствительными к этому препарату.
Практическая значимость работы.
Полученные данные по идентификации и изучению особенностей вирусов гриппа,
циркулировавших на территории России и за рубежом, а также по определению основных направлении эволюции вирионных белков этих вирусов могут быть учтены при прогнозировании эпидемий и отборе кандидатов в вакцинные штаммы.
Результаты анализа антигенной структуры и биологических свойств циркулировавших штаммов вирусов гриппа включались в информационные материалы, посылавшиеся в ВОЗ, в департамент Госсанэпиднадзора Минздрава РФ, в базовые областные и городские центры Госсанэпиднадзора.
В рамках сотрудничества с ВОЗ в штаб - квартиру ВОЗ в Женеве (Швейцария) и Всемирные справочные центры по гриппу в Лондоне (Англия) и Атланте (США) высылались ежегодные отчеты и наиболее актуальные отечественные штаммы, которые затем входили в состав коллекций вирусов этих центров. В Государственную коллекцию вирусов депонировано 2 оригинальных штамма: А/Москва/34/03(НЗШ) и В/Москва/3/03, которые определили новые этапы в распространении и изменчивости вирусов гриппа. Коллекция вирусов Научно-практического центра экологии и эпидемиологии гриппа пополнена изученными штаммами (174), наиболее характерными для вирусных популяций ежегодных эпидемий гриппа (в течение 3 лет).
Вирусы могут быть использованы, в качестве кандидатов в вакцинные штаммы, а также для приготовления диагностикумов. Данные по чувствительности современных штаммов вирусов гриппа А и В к КЭ необходимо учитывать при получении современных штаммов в больших количествах, для производства диагностических тест-систем. Результаты по чувствительности НА вирусов гриппа к протеолизу следует принимать во внимание для получения очищенных препаратов внутренних белков (М и NP) вирусов гриппа, для их исследования, а также при производстве диагностических тест-систем, содержащих эти белки.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Этиология эпидемий гриппа в разных регионах России в период с 2000 по 2004 год
была обусловлена циркуляцией и социркуляцией вирусов гриппа человека А(НШ1), A(H3N2) и В, родственных эталонным штаммам, рекомендованным ВОЗ для производства гриппозных вакцин. Активность циркуляции вирусов гриппа А и В зависела как от возбудителей, так и от уровня популяционного иммунитета населения к эпидемическим штаммам.
-
Установлено, что в период 2000-2004гг. антигенный дрейф поверхностных белков эпидемических штаммов имел свои особенности для вирусов гриппа человека А и В. Для вирусов гриппа А был характерен последовательный дрейф; для вирусов гриппа В - циркуляция вирусов с поверхностными белками разных эволюционных линий и реассортаитных штаммов.
-
Современные штаммы вирусов гриппа человека A(H1N1), A(H3N2) и В обладали разной степенью тропизма к традиционной системе культивирования вирусов гриппа - куриным эмбрионам (КЭ). Наиболее чувствительными к КЭ являлись современные вирусы гриппа А(НШ1), которые сохраняли способность к изоляции на КЭ из носоглоточных смывов от больных, а также к адаптации к КЭ после их изоляции на клетках культуры тканей MDCK.
-
Чувствительность НА современных штаммов вирусов гриппа А и В к протеолитической обработке ферментом бромелаином зависела от возбудителей и активности препаратов фермента бромелаина. Наиболее чувствительным к ним, из изученных штаммов, был вирус гриппа В эволюционной ветви В/Ямагата/16/88.
Апробация работы.
Результаты работ были представлены на международных симпозиумах и
конференциях: VHI съезде Всероссийского общества эпидемиологов, микробиологов и паразитологов, М., 2002г.; Всероссийской конференции «Новые препараты в профилактике, терапии и диагностике вирусных инфекций», С.-П., 2002г.; The first European Influenza Conference, St.-Julians, Malta, 2002г.; Симпозиуме «Повышение готовности к пандемии гриппа на основе военно-гражданского сотрудничества», Санкт-Петербург, 9-11 мая 2003г.; Int. Conf. "Options for the Control of Influenza V", Nago City, Okinawa, Japan, October 7-11, 2003; Межрегиональной научно-практической конференции Федерального научного центра гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана «Факторы риска и здоровье населения в регионах России», 22-23 апреля 2004г., Липецк; Российской научно-практической конференции «Узловые вопросы борьбы с инфекцией», 1-2 декабря 2004г., Санкт-Петербург; The First International Conference on Influenza Vaccines for the World, 24-26 May 2004, Lisbon, Portugal. VI International
Symposium on respiratory viral infections, 18-21 March 2004, Sanibel Harbor Resort& Spa, Fort Myers, USA; Международной конференции «Актуальные вирусные инфекции -теоретические и практические аспекты», 2-5 ноября 2004г., Санкт-Петербург; Международной конференции «Актуальные вирусные инфекции - теоретические и практические аспекты», 2-5 ноября 2004г., Санкт-Петербург; 5* Louis Pasteur Conference on Infectious Diseases, 17-20 November 2004, Institute Pasteur, Paris, France.
В завершенном виде результаты диссертационной работы были доложены и обсуждены на совместном заседании отдела вирусологии и апробационного совета ГУ НИИ вирусологии им. Д.И. Ивановского РАМН 12 мая 2005 года.
Публикации.
По материалам диссертации опубликовано 17 научных работ, в том числе 3 статьи в
реферируемых российских научных журналах и 2 статьи в зарубежных изданиях (книгах), посвященных материалам международных конференций, а также тезисы докладов в сборниках российских и международных конференций.
Объем и структура диссертации.
Диссертация изложена на страницах машинописного текста. Работа состоит из
введения, обзора литературы, описания использованных материалов и методов, изложения собственных исследований, их обсуждения, заключения и выводов. Содержит 22 таблицы, 21 рисунок, 4 электронные микрофотографии. Список литературы включает<2йотечественных и зарубежных источников.
Ключевые слова: эпидемические штаммы, вирусы гриппа А и В, сыворотки, популяционный иммунитет, куриные эмбрионы, клетки культуры тканей MDCK, протеолитический фермент бромелаин.
