Грипп

Специальная серия статей «Биомолекулы», посвященных различным аспектам проблемы гриппа. Источник — сборник Influenza Outlook, опубликованный в декабре 2011 г. журналом Nature.

Ваша жена подхватила грипп и пять дней не вылезала из постели; ее била лихорадка и болело все тело. Потом заболела ваша четырехлетняя дочь, и пришлось срочно ехать в больницу, где у нее поднялась температура. Следом вирус добрался и до вас. И хотя вы быстрее устаете, а иногда где-то что-то побаливает, через два-три дня все проходит. Почему же вирус гриппа оказывает настолько разный эффект на разных людей?

Чтобы вирус гриппа был опасен, необходимо совпадение двух условий. Во-первых, носитель вируса должен быть как чистый лист — если он ранее переболел гриппом схожего типа, заболевание вряд ли будет тяжелым. Во-вторых, сам вирус должен быть достаточно активным. Количество и серьезность проявляющихся симптомов зависит от целого ряда обстоятельств, — например, наличия генетической предрасположенности к заболеванию или слабости иммунной системы.

Чтобы понять, почему заболевание вообще может протекать с осложнениями, необходимо в первую очередь разобраться, что позволяет вирусу гриппа закрепиться в организме носителя? Ответ на этот вопрос лежит в структуре патогена. Основу антигенного строения вируса гриппа составляют два белка: гемагглютинин (H) и нейраминидаза (N) . Существует, по крайней мере, 16 типов нейраминидазы и 9 разновидностей гемагглютинина, из которых можно «собрать» более 100 различных штаммов вируса. Впрочем, в штаммах, заражающих человека, находят лишь три типа гемагглютинина и два — нейраминидазы [1], комбинирующихся в шести возможных вариантах. Из-за мутаций каждый год с определенной вероятностью может появиться новая разновидность патогена, с которой человечество еще не сталкивалось. Этот процесс напоминает бросание костей, которое, впрочем, может привести к смертельным последствиям. В 1957 году мир стал свидетелем появления штамма H2N2, вызванного изменением структуры вируса: в предыдущие 40 лет все случаи заболевания гриппом были вызваны исключительно штаммами H1N1. Из-за новой модификации патогена только в США умерло более 70000 человек [2] .

Подробнее о строении вируса гриппа и о том, как он заражает человека, читайте в статье «Универсальная вакцина от гриппа — мечты и реальность» [6].

В 1918 г. пандемия гриппа была в несколько десятков раз более масштабной — см. «Объяснена различная вирулентность вирусов гриппа — возбудителей „испанки“» [7].

Более свежий пример — пандемия свиного гриппа H1N1 2009 года. В отличие от сезонного гриппа, который поражает в основном пожилых и нездоровых людей, от этого вируса погибали в первую очередь молодые люди — около 25% смертей пришлось на людей младше 24 лет, многие из которых до заражения гриппом не были ничем больны. Около 60% летальных исходов произошло в возрастной категории 25–64 года, и опять же, многие из погибших не страдали ни от каких сопутствующих заболеваний. Причина такой изменчивости фортуны состоит в том, что вирус H1N1 был похож на другие штаммы, которые были распространены за много лет до 2009 года. У многих пожилых людей, таким образом, сформировался иммунитет к этому гриппу, а их дети и внуки никогда не сталкивались с таким вирусом и не обладали необходимой защитой [3] .

См. также: «Уроки жизни. Готовые ли мы к следующей пандемии гриппа?» [8] и «Уроки свиного гриппа» [9].

Кроме того, вирус гриппа принципиально отличается от других инфекций тем, что у антител против этого заболевания короткий срок жизни. У определенных групп людей поводов для беспокойства еще больше: в организме пожилых людей уровень антител после достижения максимума спадает еще быстрее, а у людей с ослабленным иммунитетом (например, больных ВИЧ или принимающих определенные лекарства) уровень антител против вируса и поднимается заметно слабее, и живут эти антитела еще меньше. «Тяжело точно сказать, насколько человек защищен от вируса через год после контакта, поэтому мы рекомендуем делать прививку от гриппа ежегодно», — говорит Лиза Гроскопф (Lisa Grohskopf), врач-инфекционист из отдела по изучению гриппа Центра по контролю и профилактике заболеваний США. Она также добавила, что к концу сезона гриппа, который может продолжаться до семи-восьми месяцев, защита от вируса естественным путем ослабляется.

Маленькие дети, которые еще не вступали в контакт с вирусом гриппа ни при болезни, ни в виде вакцины, не имеют антител, специфичных к вирусу, распространяющемуся в конкретный год, и поэтому для них риск заболеть гриппом повышается.

В силу не до конца понятных причин люди, страдающие хроническими заболеваниями, переносят грипп тяжелее, сообщает Питер Палезе (Peter Palese), микробиолог из медицинского института им. горы Синай (Нью-Йорк, США). Большую опасность грипп представляет для сердечников, диабетиков, астматиков, а также больных хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) и ожирением средней тяжести. Согласно Палезе, некоторые из этих заболеваний, например, астма и ХОБЛ, приводят к хроническим проблемам с легкими, в результате чего любая патология, связанная с накоплением жидкости в легких (например, грипп) переносится тяжелее. У людей, страдающих ожирением, затруднено дыхание, им тяжелее отхаркивать слизь из легких, и поэтому вирус дольше в них остается. Гроскопф добавляет к сказанному, что проблемы со здоровьем могут образовать порочный круг — к примеру, диабет ослабляет иммунную систему, а значит и способность сопротивляться гриппу, который, в свою очередь, вызывает проблемы с поддержанием уровня сахара в крови.

Негативные эффекты гриппа могут усугубляться не только болезнями, но и генами. Так же, как генетический состав самого вируса гриппа (определяющий H—N-формулу штамма) делает его сильнее или слабее, гены больного определяют, насколько человек может быть устойчивым к вирусу . За последние годы стало ясно, что изменение всего одного нуклеотида в одном из генов, участвующих в регуляции иммунитета, может поменять восприимчивость к инфекциям и способность противостоять им. Эту идею развила Уте Вольмер-Конна (Ute Vollmer-Conna), генетик из австралийского Университета Нового Южного Уэльса, изучающая генетический ответ на инфекции. В своей статье 2008 года Вольмер-Конна исследовала группу из 300 человек, зараженных одним из трех патогенов: вирус Эпштейна-Барр, бактерия Coxiella burnetii (возбудитель ку-лихорадки) или вирус Росс-Ривер [4]. В итоге она пришла к выводу, что наиболее тяжело и долго болели люди, у которых генетически затронут синтез про- и противовоспалительных цитокинов. Согласно объяснению Вольмер-Конна, такая генетическая предрасположенность усиливает воспалительную реакцию на острую инфекцию, а также увеличивает период восстановления от этой инфекции. Сама по себе ее работа не включала исследование гриппа, но она предположила, что «подобные принципы применимы и к другим заболеваниям, — например, гриппу».

Вирус гриппа, как и любой другой вирус, использует массу собственных молекулярных механизмов клетки, в которую он попадает. Таким образом, многие гены человека невольно становятся пособниками распространения вируса в организме: см. «Молекулярное двурушничество: гены человека работают на вирус гриппа» [10].

Другое, более новое исследование посвящено изучению изменения экспрессии генов под действием вируса гриппа. Семнадцать пациентов, участвовавших в работе, были заражены вирусом гриппа H3N2. В результате у девяти человек появились симптомы заболевания, а у восьми — нет. Когда ученые изучили образцы крови каждого пациента, они заметили, что там активированы разные группы генов — в зависимости от того, болен ли человек или остался здоров. «У заболевших пациентов были активированы гены, отвечающие за воспалительную реакцию», — объяснил один из авторов исследования доктор Джеффри Гинзбург, директор центра геномной медицины в Институте геномных исследований и геномной политики университета Дюка в Дареме (Северная Каролина, США). — «Чересчур острая воспалительная реакция, по-видимому, и лежит в основе появления у нас симптомов заболевания». У не заболевших пациентов были активированы гены, отвечающие за синтез белков и реакцию на окислительный стресс. «Возможно, у пациентов, избежавших заболевания, сработали механизмы предотвращения активной фазы инфекции, и поэтому их воспалительная реакция не была такой мощной».

Помимо углубленного изучения влияния генов на иммунный ответ при гриппе, активно исследуются и друге факторы, определяющие столь разную реакцию на вирус гриппа. Уте Вольмер-Конна считает, что необходимо выяснить, какие гены и биологические процессы отвечают за восстановление после перенесенной инфекции. Это знание позволит врачам определить риск возникновения серьезного заболевания после инфекции и разработать соответствующие программы профилактики и лечения.

Питер Палезе в своей работе 2004 года поставил ряд вопросов, — в том числе, что позволяет некоторым штаммам вируса гриппа «перескакивать» с одних видов животных на другие. В статье он выразил надежду, что через семь лет ответ на этот вопрос будет дан, однако мы все так же блуждаем в неизвестности. Один из важнейших его вопросов, ответ на который до сих пор очень важен, это исследование генетических особенностей вируса, определяющих способ его распространения в зависимости от носителя или факторов окружающей среды.

...Разумеется, прогресс в изучении гриппа весьма велик, однако, как написал в одном из своих стихотворений поэт Роберт Фрост, «и столько верст еще до сна». У Фроста говорится о ночлеге в зимнем лесу, то есть, по сути, о сезоне эпидемий гриппа.

Написано по материалам Nature Outlook Influenza [5].

Литература

1. Peter Palese. (2004). Influenza: old and new threats. Nat Med. 10, S82-S87;
2. Dolin R. How to understand your risk and protect your health. Harvard Health Publications, 2009;
3. Uté Vollmer‐Conna, Barbara F. Piraino, Barbara Cameron, Tracey Davenport, Ian Hickie, et. al.. (2008). Cytokine Polymorphisms Have a Synergistic Effect on Severity of the Acute Sickness Response to Infection. CLIN INFECT DIS. 47, 1418-1425;
4. Yongsheng Huang, Aimee K. Zaas, Arvind Rao, Nicolas Dobigeon, Peter J. Woolf, et. al.. (2011). Temporal Dynamics of Host Molecular Responses Differentiate Symptomatic and Asymptomatic Influenza A Infection. PLoS Genet. 7, e1002234;
5. Christine Junge. (2011). Morbidity: A personal response. Nature. 480, S14-S15;
6. Универсальная вакцина от гриппа — мечты и реальность;
7. Объяснена различная вирулентность вирусов гриппа — возбудителей «испанки»;
8. Уроки жизни. Готовые ли мы к следующей пандемии гриппа?;
9. Уроки свиного гриппа;
10. Молекулярное двурушничество: гены человека работают на вирус гриппа.