Структура популяций и антигенная изменчивость эпидемических вирусов гриппа А и В, циркулирующих в Казахстане Жуматов, Кайнар Хамзаевич

Введение к работе

Актуальность проблеми. Грипп до настоящего времени остается самым массовым инфекционным заболеванием шірусноП этнологии, наносящим огромный пред здоровью населения. Его пандемии и последующие ежегодные эпидемические вспышки, охватывающие сотни миллионов люден по всему миру, являются причиной значительного экономического ущерба. В то же время признанные и научно обоснованные средства борьбы с гриппом, включающие иммунизацию живыми или ннактмвнровгшшмк вакцинами, а также применение химиопрепаратов, пока не дают достаточно эффективных результатов. Главная причина такого положения заключается в большом разнообразии вирусов гриппа и их чрезвычайной антигенной изменчивости,.что крайне затрудняет приготовление адекватных вакцин и своевременное проведение необходимых профилактических мероприятий.

Сложность этиологической ситуации по гриппу на современном этапе' обуславливается одновременной или поочередной циркуляцией вирусов сероподтнпоп A(H3N2), A(HlNt) и серотапа В (Webster ct al., 1992; Gorman ct al., 1992; Kilbourne., 1997; Слепушкнн и др. 1998). Помимо этого, возбудители всех указанных разновидностей характеризуются ярко выраженной вариабельностью антигенных свойств, в результате которой постоянно возникают дрейф-изрианти вирусов, способные преодолевать коллективный иммунитет населения (Сморолшщеп, 1934). По этой причине особую актуальность приобретает пропедсипс широкого эпидемнолошчсского надзора в масштабе псей страны с изучением как конкретных возбудителей, так и состава популяции циркулирующих штаммов. При этом, оперативное выявление новых вариантов и установление направления процесса изменчивости антигенной структуры вирусов гриппа может иметь прогностическое значение. Осуществление такого надзора n РК представляет особый интерес в силу ряда факторов к числу которых относится: уникальное географическое положение республики и центре Евразии, большое разнообразие природных условий и климато-гсографнческих зон, протяженная граница с КНР, где, как известно, чаше всего возникают эпидемические разновидности вируса гриппа. Раннее их появление в Казахстане и Средней Азии дато основание предположить, что этот регион яатяется одним из возможных очагов дальнейшего распространения

4 эпидемий гриппа в странах СНГ (Карпухин и др., 1979; Иванииков, Исмагулсв, 1983). В этой связи, всестороннее изучение антигенной структуры и биологических свойств вирусов, циркулирующих на территории РК, лмеет важное значение для решения практических задач здравоохранении и теоретических «опросов, касающихся происхождения и закономерностей естественной изменчивости эпидемических вирусов.

Цель н задачи исследования. Целью настоящей работы явилось изучение
характера и особенностей эпидемического распространения вирусов гриппа Л и
D в Казахстане в период с 1990 по 1998 гг., определение степени гетерогенности
популяций циркулирующих вирусов и направления их естественной антигенної¹
изменчивости.

Работа выполнена по программе фуіщамеїггально-ирикладш їх исследований Института микробиологии и вирусологии МП-АН Г К "Физиолого-бнохнмическнс, молекулярные и иммунологические OCKOLU "репродукции микроорганизмов и вирусов ; биотехнология мнг.роСных и вирусных препаратов" (регистрационный N 0195 РК 00379) и соответствует специальности 00.03.06. - вирусология.

Для достижения указанной цели предполагалось решений елгд; «синіх .чадят

1. Установігп. этиологию эпидемий гриппа 1990-1998 гт. и пловесш аналіи заболеваемости гриппом населения РК.

2. Выделить эпидемически актуальные варианты вирусов гриппа и провести их идентификацию.

3. Получить антительные эритроцигарные диапюстикумы (ЭД) для быстрой идентификации гриппозных агентов.

4. Изучить. антигенные взаимосвязи и биологические свойства возбудителей гриппа с целью выявления степени гетерогенности вирусной популяции и направления антигенного дрейфа.

5. Установить антигенный состав казахстанских изолятов вирусов гриппа посредством картирования антигенных детерминант гемагглютинина (ГА) с помощью иммуносорбциоцного анализа и мопоклональных антител (МКАТ) в реакции торможения гемагглютннацни (РТГЛ) и иммунофермептном анализе (ИФА).

6. Получить моноспецифические антисыворотки (МСА) к новым антигенным сайтам ГА вирусов гриппа, шіркулирошівщих.на территории РК.

Научная шшлпа. Вперше проведен анализ особенностей развили эпидемического процесса при гриппе Л и D среди населения РК п период с 1990 по 1993 гг. Показано, что наиболее активным был вирус A(H3N2), явившийся основным возбудителем эпидемий в 1990, 1996, 1997 гт. Эпидемии 1991, 1993 и 1995 гг. были обусловлены преимущественно вирусами серотипа В , а 1994 и 1998 гг. - вирусами A(H1N1). В со*:етанную эпидемию сезона 1992 г. «циркулировали вирусы финна A(II3N2) и В.

В составе ГА эпидемически актуальных штаммов с помошыо МСА и ичмуносорбционного анализа определены новые антигенные детерминанты: Н3.18; НЗ.20,21,22; Н3.26; Н3.27 у вирусов A(H3N2) и Ш19, Ш20, Ш22 у вирусов серотипа В.

На территории РК в 1994 г. впервые после исчезновения в 19S9 г. отмечено позграшение п эпидемическую циркуляцию вируса гриппа A(H1N1) подобного эталону Л/СССР/90/77. Антигенный состав ГА казахстанских 1ШПМЧОВ A(H!N1) 1998 г. был родственным референс-вариангу А/Баііерн/07/95. '.

В гетерогенных популяциях вируса гриппа были представлены варианты с качественно новыми сочетаниями ранее идентифицированных сайтов ГА -ИЗ. 18.19,20 у вирусов A(H3N2) в 1992 г., ТІ.ГЗ.Ш15, Т1.Г4.Ш17 у вирусов серотипа В 1991, 1992 гг.

К оригинальным антигенным детерминантам казахстанских изолятов вирусов гриппа А и В получены МСА, пригодные для картирования ;-.ншгснных маркеров в структуре ГА вновь возникающих эпидемических вариантов.

Предложен новый сенсибнлиризирующии агент метол и медицинская желчь в качестве стабилизатора для приготовления антительных ЭД с целью экспресс-индикации вирусов гриппа А и В.

Практическая ценность работы:

7. Материалы диссертации включены в отчеты Национального центра по гриппу М01СЗ РК, представлены в ВОЗ (г.Женсва) и использованы при . составлении приказа N394 МОКЗ РК "О совершенствовании системы эпидемиологического надзора за гриппом н ОРЗ". от 13.09.96 г.

8. Получены авторские свидетельства на орнпшхчьные штаммы гируса гриппа A(H3N2) А/Алма-Ата/186/88, Л/Алма-Лта/215/88 (А.с. 1699160 N4319446, Л.с. 170S833 N4801739) и положительное решение на штамм вируса гриппа П/Алматы/8/93 по заявке N970727.1 от 31.07.97. Указанные дрейф-варианты

. . 6

используются при приготовлении диагностических препаратов для іщеігтфихаціш вновь выделяемых вирусов гриппа и изучения напряженности коллективного иммунитета.

3. МСА к оригинальным детерминантам ГА вирусов гриппа А и В применяются
в лаборатории иммунологии Института вирусологии им. Д.И.Ивановского

. РАМН и в лаборатории эпидемиологии и диагностики вирусных инфекций Научного центра гигиены и эпидемиологии МОКЗ РК при определении антигенной новизны эпидемических изолятов вирусов гриппа А и В.

4. Приготовлены антнтсльные ЭД к вирусам гриппа с применением
стабилизатора метола и медицинской желчи в качестве нового, доступного
стабилизирующего агента. Полученные тсст-снстсмы превышают по
чувствительности ЭД сконструированные ранее по другим схемам и
используются для первоначальной экспресс-диагностики изолятов вируса
гриппа в лаборатории эшшемнологни и диагностики вирусных инфекций
Научного центра гигиены и эпидемиологии МОКЗ РК.

Основные положения, выносимые на защиту:

9. В РК вирусы ссроподтипа A(H3N2) явились основными этнологическими агентами эпидемий в 1990, 1996, 1997 гг. В 1992 г. они социркулиропали с вирусами типа В, которые, в свою очередь, вызвали эпидемии 1991, 1993, 1995 гг. Вирусы гриппа A(H1N1) обусловили эпидемию в 1994 и 1998 гг.

10. Популяции вирусов гриппа А и В 1990-1998 гг. характеризовались значительной антигенной гетерогенностью. В их составе в пределах одного эпидемического сезона определялись дрейф-варианты с новыми и ранее идентифицированными антигенными детерминантами в различных сочетаниях.

11. В 1994 г. в РК впервые после 1989 г. возвратились в циркуляцию вирусы ссроподтипа A(H1N1), подобные прототипу А/СССР/90/77. Вирусы гриппа A(H3N2), выделенные в период с 1990 по 1997 гг. на территории Казахстана

' были близкородственны референс-штаммам А/Сычуань/2/87

А/Москва/172/92 и А/Москва/7/94.

4. Возбудители гриппа В 1990-1995 гг. в РК относились к эталонал
В/СССР/100/83, В/ВикторіГя/2/87, В/Ямагата/16/88. Наряду с этим
идентифицированы 'варианты, отличавшиеся от них но одному или диун
антигенным сайтам.

5. Естественный дрейф вирусов гриппа А и В проявляется в сложном процессе смены антигенных маркеров, при котором некоторые вновь возникающие штаммоспецифические сайты ГА получают наибольшее распространение в следующем эпидемическом сезоне її в ходе эволюции становятся группоспешїфнческнмн.

6. Анти тельные ЭД на основе метола и медицинской желчи в качестве сенсибилизирующего и стабилизирующего агентов превосходят по чурствнтельности ЭД, приготовленные другими методами, и могут применяться для определения типовой и подтнповой принадлежности вновь выделенных гриппозных агентов.

7. МСА к новым антигенным детерминантам ГА могут использоваться при картировании антигенного состава эпидемических нзолятов вируса гриппа.

Личный вклад автора. Dee основные разделы работы выполнены при личном участии автора.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на V объединенном съезде гигиенистов, эпидемиологов, микробиологов, паразитологов и инфекционистов Казахстана (Алматы,1991); VIII объединенном съезде гигиенистов, мнкробнологов, эпидемиологоп и паразитологов Белоруссии (Минск, 1991); научной конференции "Актуальные проблемы вирусологии" (шт. Гвардейский, 1994); международной научно-практической конференции "Перспективы разпн.ия производства биопрепаратов для медицины и сельского хозяйства" (Степногорск, 1995); международной научно-практической конференции "Актуальные проблемы сельскохозяйственной биотехнологии" (пгг. Гвардейский, 1998).

В завершенном виде работа доложена на заседании секции вирусологии Института микробиологии и вирусологии МН-АН РК.

Публикация результатов исследования. Содержание диссертации отражено в 36 научных публикациях, получены два авторских свидетельства и положительное решение на выдачу предварительного патента на изобретение.

Объем я структура дяссертащп?. Материалы диссертации изложены на 240 страницах текста компьютерного набора, иллюстрированы 58 таблицами, 8 рисунками. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, 4 глав экспериментальных исследований, заключения, выводов и списка использованной литературы, включающего 319 источников.

Льтор выражает искреннюю благодарность научному консультанту члеиу-коррсспондснту АИ и АМН РК, профессору М.Х.Саятоьу за ценные соы'ш п рекомендации и глубокую признательность профессору А-Т.Псмагулозу, старшему научному сотруднику Института вирусологии им. Д.Н.Ивановского РАМН Е.И.Исаевой, сотрудникам лаборатории экологии вирусов Лпспііуіа микробиологии и вирусологии МН-АН РК Л.И.Шрхеоростоіюіі, СЕ. Лсановоп, С.Р.Булгаковой, срачу-вирусологу Республиканской СЗС И.А.ЦЬвриноП, сотрудникам лаборатории респираторных вирусных инфекций Научного ісчщ.і гигиены и эпидемиологии МОКЗ РК Ж.А.Псмагуловон, Гі.П.Гр^:;ог;оіі за плодотворное сотрудничество.