Virus cúm A

Virus cúm A là một virion có hình cầu và đường kính 80-120 nm, trọng lượng phân tử của nó là 250 MD. Bộ gen của virus được biểu diễn bằng một RNA âm tính phân mảnh một sợi (8 mảnh) với tổng trọng lượng phân tử là 5 MD. Kiểu đối xứng nucleocapsid là xoắn ốc. Virus cúm có một siêu capsid (màng) chứa hai glycoprotein - hemagglutinin và neuraminidase, nhô ra trên màng dưới dạng các gai khác nhau. Hemagglutinin có cấu trúc trimer với trọng lượng phân tử là 225 kD; trọng lượng phân tử của mỗi monome là 75 kD. Monome bao gồm một tiểu đơn vị nhỏ hơn với trọng lượng phân tử là 25 kD (HA2) và một tiểu đơn vị lớn hơn với trọng lượng phân tử là 50 kD (HA1).

Chức năng chính của hemagglutinin:

• nhận diện thụ thể tế bào - một mucopeptide chứa axit N-acetylneuramine (sialic);
• đảm bảo sự hợp nhất của màng virion với màng tế bào và màng lysosome của nó, tức là chịu trách nhiệm cho sự xâm nhập của virion vào tế bào;
• xác định bản chất đại dịch của vi-rút (sự thay đổi của hemagglutinin là nguyên nhân gây ra đại dịch, sự biến đổi của nó là nguyên nhân gây ra dịch cúm);
• có đặc tính bảo vệ tốt nhất, chịu trách nhiệm hình thành khả năng miễn dịch.

Virus cúm A ở người, động vật có vú và chim, 13 loại hemagglutinin, khác nhau về kháng nguyên, đã được xác định và được đánh số thứ tự (từ H1 đến H13).

Neuraminidase (N) là một tetramer có trọng lượng phân tử 200-250 kDa, mỗi monomer có trọng lượng phân tử 50-60 kDa. Chức năng của nó là:

• đảm bảo sự phát tán của virion bằng cách cắt axit neuraminic từ virion mới tổng hợp và màng tế bào;
• cùng với hemagglutinin, xác định tính chất đại dịch và dịch bệnh của vi-rút.

Virus cúm A được phát hiện có 10 biến thể neuraminidase khác nhau (N1-N10).

Nucleocapsid của virion bao gồm 8 đoạn vRNA và protein capsid tạo thành một sợi xoắn. Ở đầu 3' của tất cả 8 đoạn vRNA có trình tự giống hệt nhau gồm 12 nucleotide. Đầu 5' của mỗi đoạn cũng có trình tự giống hệt nhau gồm 13 nucleotide. Đầu 5' và đầu 3' bổ sung một phần cho nhau. Hoàn cảnh này rõ ràng cho phép điều hòa phiên mã và sao chép các đoạn. Mỗi đoạn được phiên mã và sao chép độc lập. Bốn protein capsid liên kết chặt chẽ với mỗi protein: nucleoprotein (NP), đóng vai trò cấu trúc và điều hòa; protein PB1 - transcriptase; PB2 - endonuclease và PA - replicase. Protein PB1 và PB2 có tính chất bazơ (kiềm) và PA - axit. Protein PB1, PB2 và PA tạo thành một polyme. Nucleocapsid được bao quanh bởi một protein ma trận (protein M1), đóng vai trò chủ đạo trong quá trình hình thái virion và bảo vệ RNA virion. Protein M2 (được mã hóa bởi một trong các khung đọc của đoạn thứ 7), NS1 và NS2 (được mã hóa bởi đoạn thứ tám của vRNA, giống như đoạn thứ bảy của vRNA, có hai khung đọc) được tổng hợp trong quá trình sinh sản của virus, nhưng không được bao gồm trong cấu trúc của nó.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

Vòng đời của virus cúm A

Virus cúm được hấp thụ vào màng tế bào bằng sự tương tác của hemagglutinin với mucopeptide. Sau đó, virus xâm nhập vào tế bào theo một trong hai cơ chế:

• sự hợp nhất của màng virion với màng tế bào hoặc
• trên đường đi: hố phủ - túi phủ - nội thể - lysosome - sự hợp nhất của màng virion với màng lysosome - giải phóng nucleocapsid vào tế bào chất.

Giai đoạn thứ hai của việc "cởi đồ" virion (phá hủy protein ma trận) xảy ra trên đường đến nhân. Điểm đặc biệt của vòng đời của vi-rút cúm là cần có một đoạn mồi để phiên mã vRNA của nó. Thực tế là bản thân vi-rút không thể tổng hợp một "mũ" - một vùng đặc biệt ở đầu 5' của mRNA, bao gồm guanine đã methyl hóa và 10-13 nucleotide liền kề, điều này cần thiết để ribosome nhận dạng mRNA. Do đó, với sự trợ giúp của protein PB2, nó cắn đứt mũ khỏi mRNA của tế bào và vì quá trình tổng hợp mRNA trong tế bào chỉ xảy ra trong nhân, nên RNA của vi-rút trước tiên phải xâm nhập vào nhân. Nó xâm nhập vào nhân dưới dạng ribonucleoprotein bao gồm 8 mảnh RNA liên kết với các protein NP, PB1, PB2 và PA. Bây giờ, sự sống của tế bào hoàn toàn phụ thuộc vào lợi ích của vi-rút, sự sinh sản của nó.

Tính năng phiên âm

Trong nhân, ba loại RNA đặc hiệu của virus được tổng hợp trên vRNA: 1) RNA bổ sung dương (mRNA), được sử dụng làm khuôn mẫu để tổng hợp protein virus; chúng chứa một mũ ở đầu 5', được cắt từ đầu 5' của mRNA tế bào và một trình tự poly-A ở đầu 3'; 2) RNA bổ sung toàn phần (cRNA), đóng vai trò là khuôn mẫu để tổng hợp RNA virion (vRNA); không có mũ ở đầu 5' của cRNA và không có trình tự poly-A ở đầu 3'; 3) RNA virion âm (vRNA), là bộ gen của các virion mới được tổng hợp.

Ngay lập tức, thậm chí trước khi hoàn tất quá trình tổng hợp, vRNA và cRNA liên kết với protein capsid, đi vào nhân từ cytosol. Tuy nhiên, chỉ có ribonucleoprotein liên kết với vRNA mới được đưa vào thành phần của virion. Ribonucleoprotein chứa cRNA không những không đi vào thành phần của virion mà thậm chí còn không rời khỏi nhân tế bào. mRNA của virus đi vào cytosol, nơi chúng được dịch mã. Các phân tử vRNA mới tổng hợp di chuyển từ nhân đến cytosol sau khi liên kết với protein capsid.

[ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

Đặc điểm của quá trình dịch mã protein virus

Protein NP, PB1, PB2, PA và M được tổng hợp trên polyribosome tự do. Protein NP, PB1, PB2 và PA sau khi tổng hợp từ cytosol trở về nhân, tại đây chúng liên kết với vRNA mới tổng hợp, sau đó trở về cytosol dưới dạng nucleocapsid. Sau khi tổng hợp, protein ma trận di chuyển đến bề mặt bên trong của màng tế bào, đẩy các protein tế bào ra khỏi nó ở khu vực này. Protein H và N được tổng hợp trên ribosome liên kết với màng của lưới nội chất, được vận chuyển dọc theo chúng, trải qua quá trình glycosyl hóa và được lắp đặt trên bề mặt ngoài của màng tế bào, tạo thành các gai ngay đối diện với protein M, nằm trên bề mặt bên trong của nó. Protein H trải qua quá trình cắt thành HA1 và HA2 trong quá trình xử lý.

Giai đoạn cuối cùng của quá trình hình thái virion được kiểm soát bởi protein M. Nucleocapsid tương tác với nó; khi đi qua màng tế bào, đầu tiên nó được bao phủ bởi protein M, sau đó là lớp lipid tế bào và glycoprotein siêu capsid H và N. Vòng đời của vi-rút mất 6-8 giờ và kết thúc bằng sự nảy chồi của các virion mới tổng hợp, có khả năng tấn công các tế bào khác của mô.

Virus không ổn định lắm trong môi trường bên ngoài. Nó dễ bị tiêu diệt bằng cách đun nóng (ở 56 °C trong 5-10 phút), dưới tác động của ánh sáng mặt trời và tia UV, và dễ bị vô hiệu hóa bằng chất khử trùng.

[ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ]

Sinh bệnh học và triệu chứng của bệnh cúm A

Thời gian ủ bệnh cúm ngắn - 1-2 ngày. Virus nhân lên trong các tế bào biểu mô của niêm mạc đường hô hấp, chủ yếu khu trú ở khí quản, biểu hiện lâm sàng là ho khan, đau kèm theo đau dọc theo khí quản. Các sản phẩm phân hủy của các tế bào bị ảnh hưởng đi vào máu, gây ngộ độc nghiêm trọng và tăng nhiệt độ cơ thể lên 38-39 ° C. Tăng tính thấm thành mạch do tổn thương các tế bào nội mô có thể gây ra những thay đổi bệnh lý ở nhiều cơ quan khác nhau: xuất huyết cục bộ ở khí quản, phế quản và đôi khi là phù não dẫn đến tử vong. Virus cúm có tác dụng ức chế quá trình tạo máu và hệ thống miễn dịch. Tất cả những điều này có thể dẫn đến nhiễm trùng thứ phát do vi-rút và vi khuẩn làm phức tạp thêm quá trình của bệnh.

Miễn dịch sau nhiễm trùng

Những ý kiến trước đây cho rằng sau khi mắc cúm, khả năng miễn dịch vẫn còn yếu và ngắn hạn đã bị bác bỏ sau khi virus H1N1 quay trở lại vào năm 1977. Virus này chủ yếu gây bệnh ở những người dưới 20 tuổi, tức là những người chưa từng mắc bệnh này trước năm 1957. Do đó, khả năng miễn dịch sau khi nhiễm bệnh khá mạnh và kéo dài, nhưng có đặc điểm riêng biệt theo từng loại.

Vai trò chính trong việc hình thành miễn dịch thu được thuộc về các kháng thể trung hòa vi-rút ngăn chặn hemagglutinin và neuraminidase, cũng như các globulin miễn dịch tiết IgA.

Dịch tễ học của cúm A

Nguồn lây nhiễm là người, người bệnh hoặc vật mang mầm bệnh, hiếm khi là động vật (chim nhà và chim hoang dã, lợn). Lây nhiễm từ người xảy ra thông qua các giọt bắn trong không khí, thời gian ủ bệnh rất ngắn (1-2 ngày) nên dịch lây lan rất nhanh và có thể phát triển thành đại dịch nếu không có miễn dịch cộng đồng. Miễn dịch là yếu tố điều hòa chính của các đợt bùng phát cúm. Khi miễn dịch cộng đồng tăng lên, dịch bệnh giảm xuống. Đồng thời, do hình thành miễn dịch, các chủng vi-rút có cấu trúc kháng nguyên đã được chọn lọc, chủ yếu là hemagglutinin và neuraminidase; các loại vi-rút này tiếp tục gây ra các đợt bùng phát cho đến khi xuất hiện kháng thể chống lại chúng. Sự trôi dạt kháng nguyên như vậy duy trì tính liên tục của dịch bệnh. Tuy nhiên, một dạng biến đổi khác đã được phát hiện ở vi-rút cúm A, được gọi là sự thay đổi. Nó liên quan đến sự thay đổi hoàn toàn từ một loại hemagglutinin (ít gặp hơn - và neuraminidase) sang loại khác.

Tất cả các đại dịch cúm đều do virus cúm A đã trải qua một sự thay đổi gây ra. Đại dịch năm 1918 do virus có kiểu hình H1N1 gây ra (khoảng 20 triệu người tử vong), đại dịch năm 1957 do virus h3N2 gây ra (hơn một nửa dân số thế giới bị bệnh) và đại dịch năm 1968 do virus H3N2 gây ra.

Để giải thích lý do cho sự thay đổi mạnh mẽ trong các loại virus cúm A, hai giả thuyết chính đã được đưa ra. Theo giả thuyết của AA Smorodintsev, một loại virus đã cạn kiệt khả năng gây dịch của nó không biến mất, mà tiếp tục lưu hành trong một nhóm mà không có sự bùng phát đáng chú ý hoặc tồn tại trong cơ thể con người trong một thời gian dài. Trong 10-20 năm, khi một thế hệ người mới xuất hiện không có khả năng miễn dịch với loại virus này, nó trở thành nguyên nhân gây ra các đợt dịch mới. Giả thuyết này được hỗ trợ bởi thực tế là virus cúm A có kiểu hình H1N1, đã biến mất vào năm 1957 khi nó được thay thế bằng virus h3N2, đã xuất hiện trở lại sau 20 năm vắng bóng vào năm 1977.

Theo một giả thuyết khác, được nhiều tác giả phát triển và ủng hộ, các loại virus cúm A mới xuất hiện là kết quả của sự tái liên kết bộ gen giữa virus cúm ở người và cúm gia cầm, giữa virus cúm gia cầm, giữa virus cúm gia cầm và cúm động vật có vú (lợn), được tạo điều kiện thuận lợi bởi cấu trúc phân đoạn của bộ gen virus (8 đoạn).

Vì vậy, virus cúm A có hai cách để thay đổi bộ gen của nó.

Đột biến điểm gây ra sự trôi dạt kháng nguyên. Chúng chủ yếu ảnh hưởng đến các gen hemagglutinin và neuraminidase, đặc biệt là ở virus H3N2. Do đó, virus H3N2 đã gây ra 8 đợt dịch bệnh từ năm 1982 đến năm 1998 và vẫn có ý nghĩa dịch bệnh cho đến ngày nay.

Sự tái liên kết gen giữa virus cúm ở người và virus cúm gia cầm và lợn. Người ta tin rằng sự tái liên kết của bộ gen virus cúm A với bộ gen virus cúm gia cầm và lợn là lý do chính dẫn đến sự xuất hiện của các biến thể đại dịch của loại virus này. Sự trôi dạt kháng nguyên cho phép virus vượt qua khả năng miễn dịch hiện có ở người. Sự dịch chuyển kháng nguyên tạo ra một tình huống dịch bệnh mới: hầu hết mọi người không có khả năng miễn dịch với loại virus mới và một đại dịch cúm xảy ra. Khả năng tái liên kết như vậy của bộ gen virus cúm A đã được chứng minh bằng thực nghiệm.

Người ta đã xác định rằng các dịch cúm ở người là do virus cúm tuýp A chỉ có 3 hoặc 4 kiểu hình: H1N1 (H0N1); h3N2; H3N2.

Tuy nhiên, virus gà (chim) cũng gây ra mối đe dọa đáng kể đối với con người. Các đợt bùng phát cúm gà đã được quan sát nhiều lần, đặc biệt là virus gà H5N1 đã gây ra dịch bệnh cho một triệu người trong số các loài chim nuôi và hoang dã với tỷ lệ tử vong 80-90%. Con người cũng bị nhiễm bệnh từ gà; năm 1997, 18 người bị nhiễm bệnh từ gà, một phần ba trong số đó đã tử vong. Một đợt bùng phát đặc biệt lớn đã được quan sát thấy vào tháng 1-tháng 3 năm 2004. Nó ảnh hưởng đến hầu hết các quốc gia Đông Nam Á và một trong những tiểu bang của Hoa Kỳ và gây ra thiệt hại kinh tế rất lớn. 22 người đã bị nhiễm bệnh và tử vong do gà. Các biện pháp nghiêm ngặt và quyết liệt nhất đã được thực hiện để loại bỏ đợt bùng phát này: kiểm dịch nghiêm ngặt, tiêu hủy tất cả gia cầm ở mọi ổ dịch, nhập viện và cách ly những người bị bệnh và tất cả những người có nhiệt độ cao, cũng như những người tiếp xúc với người bệnh, lệnh cấm nhập khẩu thịt gà từ các quốc gia nêu trên, giám sát y tế và thú y chặt chẽ đối với tất cả hành khách và phương tiện đến từ các quốc gia này. Sự lây lan rộng rãi của bệnh cúm ở người không xảy ra vì không có sự liên kết lại giữa bộ gen của virus cúm gia cầm với bộ gen của virus cúm ở người. Tuy nhiên, mối nguy hiểm của sự liên kết lại như vậy vẫn có thật. Điều này có thể dẫn đến sự xuất hiện của một loại virus cúm ở người gây đại dịch nguy hiểm mới.

Tên của các chủng virus cúm được phát hiện cho biết huyết thanh của virus (A, B, C), loài vật chủ (nếu không phải là người), nơi phân lập, số chủng, năm phân lập (2 chữ số cuối) và kiểu hình (trong ngoặc đơn). Ví dụ: "A/Singapore/1/57 (h3N2), A/duck/USSR/695/76 (H3N2)".

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ], [ 21 ]

Chẩn đoán phòng thí nghiệm của cúm A

Vật liệu cho nghiên cứu là dịch tiết mũi họng, được lấy bằng cách rửa hoặc sử dụng tăm bông gạc, và máu. Các phương pháp chẩn đoán sau đây được sử dụng:

• Virus học - nhiễm trùng phôi gà, nuôi cấy tế bào thận khỉ xanh (Vero) và chó (MDSC). Nuôi cấy tế bào đặc biệt hiệu quả trong việc phân lập virus A (H3N2) và B.
• Huyết thanh học - phát hiện kháng thể đặc hiệu và tăng nồng độ của chúng (trong huyết thanh ghép đôi) bằng cách sử dụng RTGA, RSK và xét nghiệm miễn dịch enzym.
• Phương pháp miễn dịch huỳnh quang được sử dụng như một phương pháp chẩn đoán nhanh, cho phép phát hiện nhanh kháng nguyên virus trong các vết bẩn từ niêm mạc mũi hoặc trong tăm bông từ vòm họng của bệnh nhân.
• Để phát hiện và xác định vi-rút (kháng nguyên vi-rút), phương pháp thăm dò RNA và PCR đã được đề xuất.

Điều trị cúm A

Điều trị cúm A, cần bắt đầu càng sớm càng tốt, cũng như phòng ngừa cúm và các bệnh nhiễm trùng đường hô hấp cấp do virus khác, dựa trên việc sử dụng dibazol, interferon và các chất gây cảm ứng của nó là amixin và arbidol theo các phác đồ đặc biệt, và để điều trị và phòng ngừa cúm ở trẻ em trên 1 tuổi - algirem (remantadine) theo các phác đồ đặc biệt.

Phòng ngừa cụ thể bệnh cúm A

Hàng năm, hàng trăm triệu người trên thế giới mắc bệnh cúm, gây ra thiệt hại to lớn cho sức khỏe của người dân và nền kinh tế của mỗi quốc gia. Biện pháp đáng tin cậy duy nhất để chống lại nó là tạo ra khả năng miễn dịch cộng đồng. Các loại vắc-xin sau đây đã được đề xuất và sử dụng cho mục đích này:

1. sống từ virus giảm độc lực;
2. giết chết toàn bộ virion;
3. vắc-xin subvirion (từ virion phân chia);
4. tiểu đơn vị - vắc-xin chỉ chứa hemagglutinin và neuraminidase.

Ở nước ta, vắc-xin polyme-tiểu đơn vị ba hóa trị (“grippol”) đã được tạo ra và đang được sử dụng, trong đó liên hợp vô trùng của protein bề mặt của vi-rút A và B được liên kết với polyoxidonium đồng trùng hợp (chất kích thích miễn dịch).

Trẻ em từ 6 tháng đến 12 tuổi, theo khuyến cáo của WHO, chỉ nên tiêm vắc-xin dưới đơn vị vì ít gây phản ứng và độc tính nhất.

Vấn đề chính trong việc tăng hiệu quả của vắc-xin cúm là đảm bảo tính đặc hiệu của chúng đối với vi-rút hiện tại, tức là biến thể của vi-rút gây ra dịch bệnh. Nói cách khác, vắc-xin phải chứa các kháng nguyên đặc hiệu của vi-rút hiện tại. Cách chính để cải thiện chất lượng vắc-xin là sử dụng các epitope bảo thủ nhất phổ biến đối với tất cả các biến thể kháng nguyên của vi-rút A, có khả năng sinh miễn dịch tối đa.