Ptasia grypa - przyczyny i patogeneza

Przyczyny ptasiej grypy

Przyczyną ptasiej grypy u ludzi jest wirus grypy typu A z rodzaju Influenzavirus z rodziny Orthomyxoviridae. Jest klasyfikowany jako wirus otoczkowy. Wirion ma kształt nieregularny lub owalny, pokryty błoną lipidową, przez którą przebijają kolce glikoproteinowe (spicule). Decydują one o aktywności hemaglutynującej (H) lub neuraminidazy (N) wirusa i działają jako jego główne antygeny. Istnieje 15 (według niektórych danych 16) wariantów hemaglutyniny i 9 - neuraminidazy. Ich połączenie determinuje obecność podtypów wirusa, a teoretycznie możliwych jest 256 kombinacji. Współczesny „ludzki” wirus grypy ma kombinacje antygenów H1, H2, H3 i N1, N2. Według badań seroarcheologicznych ciężka pandemia 1889-1890. wywołany został przez podtyp H2N2, umiarkowana epidemia 1900-1903 - przez podtyp H3N2, pandemia "hiszpanki" 1918-1919 - H1N1, zawierający dodatkowe białko uzyskane z wirusa grypy ptaków. Epizoocje grypy ptaków w ostatnich latach są związane z podtypami H5N1, H5N2, H5N8, H5N9, H7N1, H7N3, H7N4. H7N7. Podtypy H1, H2, H3, N2, N4 krążą w populacjach dzikich ptaków, tj. podobnie do wirusa grypy ludzkiej typu A.

Pod błoną lipidową znajduje się warstwa białka macierzy M-protein. Nukleokapsyd, znajdujący się pod dwuwarstwową błoną, jest zorganizowany zgodnie z typem symetrii helisy. Genom jest reprezentowany przez jednoniciowy RNA składający się z ośmiu oddzielnych segmentów. Jeden z segmentów koduje niestrukturalne białka NS1 i NS2, pozostałe kodują białka wirionu. Głównymi z nich są NP, który pełni funkcje regulacyjne, M-proteina, która odgrywa ważną rolę w morfogenezie wirusa i chroni jego genom, oraz białka wewnętrzne - P1-transkryptaza, P2-endonukleaza i B3-replikaza. Różnice w białkach strukturalnych wirusa „ptasiej” grypy i grypy ludzkiej stanowią nie do pokonania barierę gatunkową, która zapobiega replikacji wirusa ptasiej grypy w organizmie człowieka.

Różne podtypy tego wirusa mają różną zjadliwość. Najbardziej zjadliwy jest podtyp H5N1, który w ostatnich latach nabył szereg niezwykłych właściwości:

• wysoka patogeniczność dla ludzi;
• zdolność do bezpośredniego zarażania ludzi;
• zdolność powodowania nadmiernej produkcji cytokin prozapalnych, czemu towarzyszy rozwój zespołu ostrej niewydolności oddechowej;
• zdolność powodowania uszkodzeń wielu narządów, w tym uszkodzenia mózgu, wątroby, nerek i innych narządów;
• oporność na lek przeciwwirusowy rymantadynę;
• oporność na działanie interferonu.

Wirus ptasiej grypy, w przeciwieństwie do wirusa grypy ludzkiej, jest bardziej stabilny w środowisku. W temperaturze 36°C ginie w ciągu trzech godzin, w temperaturze 60°C - w ciągu 30 minut, a natychmiast podczas obróbki cieplnej produktów spożywczych (gotowanie, smażenie). Dobrze znosi mrożenie. Przeżywa w ptasich odchodach do trzech miesięcy, w wodzie o temperaturze 22°C - cztery dni, a w temperaturze 0°C - ponad miesiąc. Pozostaje aktywny w ptasich tuszach do roku. Jest inaktywowany przez konwencjonalne środki dezynfekujące.

[ 1 ], [ 2 ]

Patogeneza grypy ptaków

Obecnie mechanizm rozwoju grypy wywołanej wirusem H5N1 u ludzi nie został wystarczająco zbadany. Ustalono, że miejscem jego replikacji są nie tylko komórki nabłonkowe dróg oddechowych, ale także enterocyty. Biorąc pod uwagę ogólne procesy biologiczne i immunopatologiczne, można założyć, że patogeneza grypy A (H5N1) u ludzi będzie rozwijać się według tych samych mechanizmów.

Różne hemaglutyniny wirusów grypy ptaków różnią się zdolnością rozpoznawania i wiązania się z receptorem - kwasem sialowym połączonym w oligosacharydzie błon komórkowych z galaktozą. Hemaglutyniny wirusów grypy ludzkiej wchodzą w interakcje z resztami tego kwasu, połączonymi wiązaniem 2,6 z galaktozą, a hemaglutynina wirusów grypy ptaków rozpoznaje go w wiązaniu 2,3 z resztami galaktozy. Rodzaj wiązania terminalnego kwasu sialowego i ruchliwość konformacyjna oligosacharydów powierzchniowych lektyn stanowią główne elementy bariery międzygatunkowej dla wirusów grypy ptasiej i ludzkiej. Lektyny komórek nabłonka tchawicy ludzkiej obejmują lektyny z wiązaniem typu 2,6 i nie zawierają oligosacharydów z wiązaniem typu 2,3, charakterystycznych dla komórek nabłonkowych przewodu pokarmowego i dróg oddechowych ptaków. Zmiany właściwości biologicznych wysoce patogennego szczepu wirusa A (H5N1), jego zdolności do pokonywania bariery międzygatunkowej mogą prowadzić do uszkodzenia różnych typów komórek ludzkich wraz z rozwojem cięższych postaci choroby. W obrazie klinicznym takich patologii, wraz z zespołem nieżytowym, rozwijają się uszkodzenia przewodu pokarmowego.

Epidemiologia grypy ptaków

Głównym rezerwuarem wirusa w przyrodzie jest wędrowne ptactwo wodne należące do rzędów blaszkodziobych (kaczki i gęsi) oraz siewkowych (czaple, sieweczki i rybitwy). Największe znaczenie mają dzikie kaczki. Wirusy grypy w Eurazji i Ameryce ewoluują niezależnie, więc migracja między kontynentami nie odgrywa roli w rozprzestrzenianiu się wirusa; decydujące znaczenie mają loty według długości geograficznej. Dla Rosji ważne są pod tym względem szlaki migracyjne Azji Środkowej i Indii oraz Azji Wschodniej i Australii. Należą do nich szlaki prowadzące na Syberię przez Malezję, Hongkong i Chiny, czyli regiony, w których intensywnie tworzą się nowe warianty wirusa. Mniejsze znaczenie mają szlaki Afryki Wschodniej i Europy oraz Zachodniego Pacyfiku.

U dzikiego ptactwa wodnego wirus nie powoduje klinicznie widocznej choroby, chociaż opisano poważny epizoot grypy na dużą skalę u rybitw popielatych. Replikacja wirusa u ptaków zachodzi przede wszystkim w jelitach i w związku z tym jest on uwalniany do środowiska z kałem, a w mniejszym stopniu ze śliną i materiałem oddechowym. 1 g kału zawiera wystarczającą ilość wirusa, aby zarazić 1 milion sztuk drobiu.

Główny mechanizm przenoszenia wirusa u ptaków jest feko-oralny. Ptactwo wodne (kaczki) jest zdolne do transowarialnego przenoszenia wirusa i w ten sposób służy jako jego naturalny rezerwuar i rozprzestrzenia go wzdłuż swoich szlaków migracyjnych. Są głównym źródłem zakażenia dla ptaków domowych, które z kolei cierpią na ciężkie postacie grypy, którym towarzyszy ich masowa śmierć (do 90%). Najgroźniejszym podtypem jest H5N1. Zakażenie występuje w warunkach swobodnego chowu i możliwości kontaktu z ich dzikimi odpowiednikami. Jest to szczególnie charakterystyczne dla krajów Azji Południowo-Wschodniej (Chiny, Hongkong, Tajlandia, Wietnam i inne kraje). Tam, obok dużych ferm drobiu, jest wiele małych gospodarstw chłopskich.

Wirus ptasiej grypy może dotknąć ssaki: foki, wieloryby, norki, konie i, co najważniejsze, świnie. Przypadki przeniknięcia wirusa do populacji tych ostatnich odnotowano w latach 1970, 1976, 1996 i 2004. Zwierzęta te mogą być również dotknięte wirusem grypy ludzkiej. Obecnie podatność ludzi na takie wirusy ptasie jest niska. Wszystkie przypadki zakażenia odnotowano u osób, które miały długotrwały i bliski kontakt z chorymi ptakami. Eksperyment przeprowadzony w Wielkiej Brytanii nad wprowadzeniem różnych podtypów wirusa do organizmu ochotników dał wynik negatywny.

W Tajlandii, gdzie populacja wynosi 60 milionów ludzi, podczas epizootii, która dotknęła dwa miliony ptaków, wiarygodnie stwierdzono 12 przypadków choroby u ludzi. Łącznie do 2007 r. odnotowano około 300 epizodów „ptasiej” grypy u ludzi. Oficjalnie odnotowano dwa przypadki zakażenia od osoby chorej.

Dane te wskazują, że krążące szczepy wirusa grypy ptaków nie stanowią poważnego zagrożenia dla ludzi. Można zatem wnioskować, że bariera międzygatunkowa jest dość silna.

Istnieją jednak fakty, które pozwalają nam uznać, że ptasia grypa jest globalnym zagrożeniem. Po pierwsze, powyższe informacje można interpretować z innych pozycji.

• Nawet odosobnione przypadki zarażenia ludzi od ptaków i od chorych ludzi wskazują, że niemożność pokonania bariery międzygatunkowej nie jest całkowita.
• Rzeczywista liczba przypadków zakażenia u drobiu, a być może także u chorych ludzi, biorąc pod uwagę rzeczywistą sytuację w regionach, w których szaleją epizoocje, może być wielokrotnie wyższa. Podczas epizootii grypy H7N7 w Holandii zachorowało 77 osób, jedna zmarła. Wysokie miana przeciwciał stwierdzono u osób mających kontakt z chorymi ludźmi, co również wskazuje na możliwość przenoszenia wirusa z osoby na osobę, ale z utratą wirulencji.

Po drugie, potencjał mutagenny wirusa grypy ptaków, zwłaszcza podtypu H5N1, jest bardzo wysoki.

Po trzecie, świnie są podatne na wirusy grypy ptasiej i ludzkiej, więc teoretycznie wydaje się możliwe, aby patogeny spotkały się w ciele zwierzęcia. W tych warunkach mogą się krzyżować i wytwarzać wirusy assortantowe, które są wysoce zjadliwe, podobne do wirusów grypy ptasiej, a jednocześnie mogą być przenoszone z osoby na osobę. Ze względu na szerokie rozprzestrzenianie się grypy ptasiej prawdopodobieństwo to dramatycznie wzrosło. Opisano również przypadki zarażenia ludzi grypą świń, ale jednoczesne przenikanie obu wirusów do organizmu człowieka jest nadal mniej prawdopodobne.

Po czwarte, metody genetyczne udowodniły, że pandemia grypy hiszpanki z lat 1918–1919 miała „ptasie” pochodzenie.

Po piąte, w nowoczesnych warunkach, ze względu na procesy globalizacji i dostępność szybkich środków transportu, możliwość rozprzestrzeniania się wirusa assortantu gwałtownie wzrasta. Dlatego też można uczciwie stwierdzić, że prawdopodobieństwo pojawienia się nowego wariantu wirusa grypy A i wystąpienia poważnej pandemii jest bardzo wysokie.

Metody modelowania matematycznego wykazały, że w mieście liczącym siedem milionów mieszkańców (Hongkong) liczba osób zakażonych w szczytowym momencie epidemii mogła sięgać 365 tysięcy osób dziennie (dla porównania, w Moskwie podczas pandemii grypy w 1957 r. liczba ta nie przekraczała 110 tysięcy osób dziennie). Według ekspertów WHO możliwe jest, że szybka eliminacja ptaków podczas epizootii w Hongkongu w 1997 r. zapobiegła pandemii grypy. Eksperci z USA przewidują, że w przypadku pandemii w Ameryce hospitalizacji będzie wymagać od 314 do 734 tysięcy osób, a umrze od 89 do 207 tysięcy.

[ 3 ], [ 4 ]