Virus dell'influenza A

Il virus dell'influenza A è un virione di forma sferica con un diametro di 80-120 nm e un peso molecolare di 250 MD. Il genoma del virus è rappresentato da un RNA negativo a singolo filamento frammentato (8 frammenti) con un peso molecolare totale di 5 MD. La simmetria del nucleocapside è di tipo elicoidale. Il virus dell'influenza ha un supercapside (membrana) contenente due glicoproteine, l'emoagglutinina e la neuraminidasi, che sporgono dalla membrana sotto forma di diverse punte. L'emoagglutinina ha una struttura trimerica con un peso molecolare di 225 kD; il peso molecolare di ciascun monomero è di 75 kD. Il monomero è costituito da una subunità più piccola con un peso molecolare di 25 kD (HA2) e da una più grande con un peso molecolare di 50 kD (HA1).

Le principali funzioni dell'emoagglutinina:

• riconosce un recettore cellulare, un mucopeptide contenente acido N-acetilneuramina (sialico);
• assicura la fusione della membrana del virione con la membrana cellulare e le membrane dei suoi lisosomi, cioè è responsabile della penetrazione del virione nella cellula;
• determina la natura pandemica del virus (i cambiamenti nell'emoagglutinina sono la causa delle pandemie, la sua variabilità è la causa delle epidemie influenzali);
• ha le maggiori proprietà protettive, essendo responsabile della formazione dell'immunità.

Nei virus dell'influenza A dell'uomo, dei mammiferi e degli uccelli sono stati identificati 13 tipi di emoagglutinina, che differiscono per l'antigene, ai quali è stata assegnata una numerazione sequenziale (da H1 a H13).

La neuraminidasi (N) è un tetramero con un peso molecolare di 200-250 kDa, ogni monomero ha un peso molecolare di 50-60 kDa. Le sue funzioni sono:

• garantire la disseminazione dei virioni scindendo l'acido neuraminico dai virioni appena sintetizzati e dalla membrana cellulare;
• insieme all'emoagglutinina, determinazione delle proprietà pandemiche ed epidemiche del virus.

È stato scoperto che il virus dell'influenza A presenta 10 diverse varianti della neuraminidasi (N1-N10).

Il nucleocapside del virione è costituito da 8 frammenti di vRNA e proteine del capside che formano un filamento elicoidale. Alle estremità 3' di tutti gli 8 frammenti di vRNA sono presenti sequenze identiche di 12 nucleotidi. Anche le estremità 5' di ciascun frammento presentano sequenze identiche di 13 nucleotidi. Le estremità 5' e 3' sono parzialmente complementari tra loro. Questa circostanza consente ovviamente la regolazione della trascrizione e della replicazione dei frammenti. Ciascuno dei frammenti viene trascritto e replicato indipendentemente. Quattro proteine del capside sono strettamente associate a ciascuno di essi: la nucleoproteina (NP), che svolge un ruolo strutturale e regolatore; la proteina PB1 - trascrittasi; PB2 - endonucleasi e PA - replicasi. Le proteine PB1 e PB2 hanno proprietà basiche (alcaline) e PA - acide. Le proteine PB1, PB2 e PA formano un polimero. Il nucleocapside è circondato da una proteina della matrice (proteina M1), che svolge un ruolo fondamentale nella morfogenesi del virione e ne protegge l'RNA. Le proteine M2 (codificata da una delle cornici di lettura del settimo frammento), NS1 e NS2 (codificate dall'ottavo frammento di vRNA, che, come il settimo frammento di vRNA, ha due cornici di lettura) vengono sintetizzate durante la riproduzione del virus, ma non sono incluse nella sua struttura.

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Ciclo vitale del virus dell'influenza A

Il virus dell'influenza viene assorbito dalla membrana cellulare grazie all'interazione della sua emoagglutinina con il mucopeptide. Il virus entra quindi nella cellula attraverso uno dei due meccanismi seguenti:

• fusione della membrana del virione con la membrana cellulare o
• lungo il percorso: fossa rivestita - vescicola rivestita - endosoma - lisosoma - fusione della membrana del virione con la membrana del lisosoma - rilascio del nucleocapside nel citosol della cellula.

La seconda fase di "svestizione" del virione (distruzione della proteina della matrice) avviene durante il percorso verso il nucleo. La particolarità del ciclo vitale del virus influenzale è che è necessario un primer per la trascrizione del suo vRNA. Il fatto è che il virus stesso non può sintetizzare un "cap" - una regione speciale all'estremità 5' dell'mRNA, composta da guanina metilata e 10-13 nucleotidi adiacenti, necessaria per il riconoscimento dell'mRNA da parte del ribosoma. Pertanto, con l'aiuto della sua proteina PB2, stacca il cappuccio dall'mRNA cellulare e, poiché la sintesi dell'mRNA nelle cellule avviene solo nel nucleo, l'RNA virale deve prima penetrare nel nucleo. Lo penetra sotto forma di una ribonucleoproteina composta da 8 frammenti di RNA associati alle proteine NP, PB1, PB2 e PA. Ora la vita della cellula è completamente subordinata agli interessi del virus: la sua riproduzione.

Funzione di trascrizione

Nel nucleo, tre tipi di RNA specifici del virus vengono sintetizzati sul vRNA: 1) RNA complementare positivo (mRNA), utilizzato come stampo per la sintesi delle proteine virali; contiene un cappuccio all'estremità 5', scisso dall'estremità 5' dell'mRNA cellulare, e una sequenza poli-A all'estremità 3'; 2) RNA complementare a lunghezza intera (cRNA), che funge da stampo per la sintesi dell'RNA del virione (vRNA); non c'è cappuccio all'estremità 5' del cRNA, e non c'è sequenza poli-A all'estremità 3'; 3) RNA del virione negativo (vRNA), che è il genoma dei virioni appena sintetizzati.

Immediatamente, ancor prima del completamento della sintesi, vRNA e cRNA si associano alle proteine del capside, che entrano nel nucleo dal citosol. Tuttavia, solo le ribonucleoproteine associate a vRNA sono incluse nella composizione dei virioni. Le ribonucleoproteine contenenti cRNA non solo non entrano nella composizione dei virioni, ma non lasciano nemmeno il nucleo cellulare. Gli mRNA virali entrano nel citosol, dove vengono tradotti. Le molecole di vRNA neosintetizzate migrano dal nucleo al citosol dopo l'associazione con le proteine del capside.

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Caratteristiche della traduzione delle proteine virali

Le proteine NP, PB1, PB2, PA e M sono sintetizzate su poliribosomi liberi. Dopo la sintesi dal citosol, le proteine NP, PB1, PB2 e PA tornano al nucleo, dove si legano al vRNA neosintetizzato, per poi tornare al citosol come nucleocapside. Dopo la sintesi, la proteina della matrice si sposta sulla superficie interna della membrana cellulare, spostando le proteine cellulari da essa presenti in quest'area. Le proteine H e N sono sintetizzate sui ribosomi associati alle membrane del reticolo endoplasmatico, vengono trasportate lungo di esse, subendo glicosilazione, e si installano sulla superficie esterna della membrana cellulare, formando delle punte proprio di fronte alla proteina M, situata sulla sua superficie interna. La proteina H subisce un taglio in HA1 e HA2 durante la processazione.

La fase finale della morfogenesi del virione è controllata dalla proteina M. Il nucleocapside interagisce con essa; attraversando la membrana cellulare, viene prima ricoperto dalla proteina M, poi dallo strato lipidico cellulare e dalle glicoproteine del supercapside H e N. Il ciclo vitale del virus dura 6-8 ore e si conclude con la gemmazione di virioni neosintetizzati, capaci di attaccare altre cellule del tessuto.

Il virus non è molto stabile nell'ambiente esterno. Viene facilmente distrutto dal calore (a 56 °C per 5-10 minuti), dall'esposizione alla luce solare e ai raggi UV, ed è facilmente neutralizzato dai disinfettanti.

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Patogenesi e sintomi dell'influenza A

Il periodo di incubazione dell'influenza è breve: 1-2 giorni. Il virus si moltiplica nelle cellule epiteliali della mucosa delle vie respiratorie, localizzandosi principalmente nella trachea, manifestandosi clinicamente con tosse secca e dolorosa, accompagnata da dolore lungo la trachea. I prodotti di decomposizione delle cellule colpite penetrano nel sangue, causando grave intossicazione e un aumento della temperatura corporea fino a 38-39 °C. L'aumento della permeabilità vascolare dovuto al danno alle cellule endoteliali può causare alterazioni patologiche in vari organi: emorragie puntiformi nella trachea, nei bronchi e talvolta edema cerebrale con esito fatale. Il virus dell'influenza ha un effetto deprimente sull'emopoiesi e sul sistema immunitario. Tutto ciò può portare a infezioni virali e batteriche secondarie che complicano il decorso della malattia.

Immunità post-infettiva

Le precedenti ipotesi secondo cui dopo l'influenza persistesse un'immunità debole e di breve durata furono confutate dopo il ritorno del virus H1N1 nel 1977. Questo virus causava la malattia principalmente in persone di età inferiore ai 20 anni, cioè in coloro che non ne erano stati affetti prima del 1957. Di conseguenza, l'immunità post-infezione è piuttosto intensa e duratura, ma ha un carattere marcatamente tipo-specifico.

Il ruolo principale nella formazione dell'immunità acquisita spetta agli anticorpi neutralizzanti il virus che bloccano l'emoagglutinina e la neuraminidasi, nonché alle immunoglobuline secretorie IgA.

Epidemiologia dell'influenza A

La fonte di infezione è una persona, un malato o un portatore, raramente animali (uccelli domestici e selvatici, suini). L'infezione da parte dell'uomo avviene attraverso goccioline trasportate dall'aria; il periodo di incubazione è molto breve (1-2 giorni), quindi l'epidemia si diffonde molto rapidamente e può evolversi in una pandemia in assenza di immunità collettiva. L'immunità è il principale regolatore delle epidemie influenzali. Con l'aumentare dell'immunità collettiva, l'epidemia diminuisce. Allo stesso tempo, a causa della formazione dell'immunità, vengono selezionati ceppi del virus con una struttura antigenica modificata, principalmente emoagglutinina e neuraminidasi; questi virus continuano a causare epidemie fino alla comparsa di anticorpi contro di essi. Questa deriva antigenica mantiene la continuità dell'epidemia. Tuttavia, nel virus dell'influenza A è stata scoperta un'altra forma di variabilità, chiamata shift. È associata a un cambiamento completo da un tipo di emoagglutinina (meno frequentemente - e neuraminidasi) a un altro.

Tutte le pandemie influenzali sono state causate da virus influenzali di tipo A che avevano subito una mutazione. La pandemia del 1918 fu causata da un virus con fenotipo H1N1 (circa 20 milioni di persone morirono), la pandemia del 1957 fu causata dal virus h3N2 (più di metà della popolazione mondiale si ammalò) e la pandemia del 1968 fu causata dal virus H3N2.

Per spiegare le ragioni del brusco cambiamento nei tipi di virus influenzali di tipo A, sono state proposte due ipotesi principali. Secondo l'ipotesi di A. A. Smorodintsev, un virus che ha esaurito le sue capacità epidemiche non scompare, ma continua a circolare in gruppo senza focolai evidenti o persiste nell'organismo umano per lungo tempo. Dopo 10-20 anni, quando compare una nuova generazione di persone non immuni a questo virus, questo diventa la causa di nuove epidemie. Questa ipotesi è supportata dal fatto che il virus influenzale di tipo A con fenotipo H1N1, scomparso nel 1957 quando fu sostituito dal virus h3N2, è ricomparso dopo 20 anni di assenza nel 1977.

Secondo un'altra ipotesi, sviluppata e sostenuta da molti autori, i nuovi tipi di virus dell'influenza A nascono dalla riassociazione dei genomi tra virus influenzali umani e aviari, tra virus influenzali aviari, tra virus influenzali aviari e mammiferi (suini), facilitata dalla struttura segmentale del genoma virale (8 frammenti).

Pertanto, il virus dell'influenza A ha due modi per modificare il suo genoma.

Mutazioni puntiformi che causano deriva antigenica. Colpiscono principalmente i geni dell'emoagglutinina e della neuraminidasi, soprattutto nel virus H3N2. Per questo motivo, il virus H3N2 ha causato 8 epidemie tra il 1982 e il 1998 e mantiene ancora oggi una rilevanza epidemica.

Riassociazione genica tra virus influenzali umani e virus influenzali aviaria e suina. Si ritiene che la riassociazione dei genomi del virus dell'influenza A con i genomi dei virus dell'influenza aviaria e suina sia la causa principale della comparsa di varianti pandemiche di questo virus. La deriva antigenica consente al virus di superare l'immunità esistente negli esseri umani. Lo spostamento antigenico crea una nuova situazione epidemica: la maggior parte delle persone non ha immunità al nuovo virus e si verifica una pandemia influenzale. La possibilità di tale riassociazione dei genomi del virus dell'influenza A è stata dimostrata sperimentalmente.

È stato stabilito che le epidemie influenzali negli esseri umani sono causate da virus di tipo A con soli 3 o 4 fenotipi: H1N1 (H0N1); h3N2; H3N2.

Tuttavia, il virus del pollo (aviario) rappresenta anche una minaccia significativa per l'uomo. Sono state osservate ripetutamente epidemie di influenza aviaria; in particolare, il virus del pollo H5N1 ha causato un'epizoozia che ha colpito milioni di persone tra uccelli domestici e selvatici, con una mortalità dell'80-90%. Anche le persone sono state infettate dai polli; nel 1997, 18 persone sono state infettate dai polli, un terzo delle quali è morto. Un'epidemia particolarmente estesa è stata osservata tra gennaio e marzo 2004. Ha colpito quasi tutti i paesi del Sud-est asiatico e uno degli Stati Uniti, causando ingenti danni economici. 22 persone sono state infettate e sono morte a causa del consumo di polli. Per debellare questa epidemia sono state adottate le misure più rigorose e decisive: quarantena rigorosa, eliminazione di tutto il pollame in tutti i focolai, ricovero ospedaliero e isolamento dei malati e di tutte le persone con febbre alta, nonché delle persone a contatto con i malati, divieto di importazione di carne di pollo dai paesi sopra menzionati, rigorosa sorveglianza medica e veterinaria di tutti i passeggeri e veicoli provenienti da questi paesi. La diffusione capillare dell'influenza tra le persone non si è verificata perché non si è verificata alcuna riassociazione del genoma del virus dell'influenza aviaria con quello del virus influenzale umano. Tuttavia, il pericolo di tale riassociazione rimane reale. Ciò potrebbe portare alla comparsa di un nuovo, pericoloso virus influenzale pandemico umano.

I nomi dei ceppi di virus influenzali rilevati indicano il sierotipo del virus (A, B, C), la specie ospite (se non è l'uomo), il luogo di isolamento, il numero del ceppo, l'anno di isolamento (le ultime 2 cifre) e il fenotipo (tra parentesi). Ad esempio: "A/Singapore/1/57 (h3N2), A/duck/USSR/695/76 (H3N2)".

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Diagnosi di laboratorio dell'influenza A

Il materiale per lo studio è costituito da secrezioni nasofaringee, ottenute tramite lavaggio o tamponi di garza di cotone, e sangue. Vengono utilizzati i seguenti metodi diagnostici:

• Virologico - infezione di embrioni di pollo, colture cellulari di rene di cercopiteco verde (Vero) e cani (MDSC). Le colture cellulari sono particolarmente efficaci per l'isolamento dei virus A (H3N2) e B.
• Sierologico: rilevamento di anticorpi specifici e aumento del loro titolo (in sieri appaiati) mediante RTGA, RSK e immunoenzimatico.
• Come metodo diagnostico accelerato si utilizza il metodo dell'immunofluorescenza, che consente la rapida rilevazione dell'antigene virale negli strisci della mucosa nasale o nei tamponi del rinofaringe dei pazienti.
• Per il rilevamento e l'identificazione del virus (antigeni virali) sono stati proposti metodi basati su sonde RNA e PCR.

Trattamento dell'influenza A

Il trattamento dell'influenza A, che deve essere iniziato il prima possibile, nonché la prevenzione dell'influenza e di altre infezioni virali respiratorie acute (ARI), si basa sull'uso di dibazolo, interferone e dei suoi induttori amixina e arbidolo secondo regimi speciali e, per il trattamento e la prevenzione dell'influenza nei bambini di età superiore a 1 anno, algirem (remantadina) secondo regimi speciali.

Prevenzione specifica dell'influenza A

Ogni anno, centinaia di milioni di persone nel mondo si ammalano di influenza, con conseguenti danni enormi alla salute della popolazione e all'economia di ogni Paese. L'unico mezzo affidabile per combatterla è la creazione di un'immunità collettiva. A questo scopo sono stati proposti e utilizzati i seguenti tipi di vaccini:

1. vivo dal virus attenuato;
2. ucciso l'intero virione;
3. vaccino subvirionico (da virioni divisi);
4. subunità - un vaccino contenente solo emoagglutinina e neuraminidasi.

Nel nostro Paese è stato creato e viene utilizzato un vaccino trivalente a subunità polimerica (“grippol”), in cui un coniugato sterile delle proteine di superficie dei virus A e B è legato al copolimero poliossidonio (immunostimolante).

Secondo le raccomandazioni dell'OMS, i bambini dai 6 mesi ai 12 anni dovrebbero essere vaccinati solo con il vaccino subunitario, in quanto è il meno reattogeno e tossico.

Il problema principale nell'aumentare l'efficacia dei vaccini antinfluenzali è garantirne la specificità contro il virus attuale, ovvero la variante del virus che ha causato l'epidemia. In altre parole, il vaccino deve contenere antigeni specifici del virus attuale. Il modo principale per migliorare la qualità del vaccino è utilizzare gli epitopi più conservativi comuni a tutte le varianti antigeniche del virus A, che hanno la massima immunogenicità.