Virus Influenza A

Virus influenza A merupakan virion yang berbentuk bulat dan berdiameter 80-120 nm, berat molekulnya 250 MD. Genom virus ini direpresentasikan oleh RNA negatif untai tunggal yang terfragmentasi (8 fragmen) dengan berat molekul total 5 MD. Tipe simetri nukleokapsidnya adalah heliks. Virus influenza memiliki superkapsid (membran) yang mengandung dua glikoprotein - hemaglutinin dan neuraminidase, yang menonjol di atas membran dalam bentuk berbagai paku. Hemaglutinin memiliki struktur trimer dengan berat molekul 225 kD; berat molekul setiap monomer adalah 75 kD. Monomer terdiri dari subunit yang lebih kecil dengan berat molekul 25 kD (HA2) dan yang lebih besar dengan berat molekul 50 kD (HA1).

Fungsi utama hemaglutinin:

• mengenali reseptor seluler - mukopeptida yang mengandung asam N-asetilneuramin (sialat);
• memastikan fusi membran virion dengan membran sel dan membran lisosomnya, yaitu bertanggung jawab atas penetrasi virion ke dalam sel;
• menentukan sifat pandemi virus (perubahan hemaglutinin adalah penyebab pandemi, variabilitasnya adalah penyebab epidemi influenza);
• memiliki sifat perlindungan terbesar, bertanggung jawab atas pembentukan kekebalan.

Virus influenza A manusia, mamalia dan burung, 13 jenis hemaglutinin, berbeda dalam antigen, telah diidentifikasi dan diberi penomoran berurutan (dari H1 hingga H13).

Neuraminidase (N) merupakan tetramer dengan berat molekul 200-250 kDa, setiap monomer memiliki berat molekul 50-60 kDa. Fungsinya adalah:

• memastikan penyebaran virion dengan membelah asam neuraminat dari virion yang baru disintesis dan membran sel;
• bersama dengan hemaglutinin, penentuan sifat pandemi dan epidemik virus.

Virus influenza A ditemukan memiliki 10 varian neuraminidase yang berbeda (N1-N10).

Nukleokapsid virion terdiri dari 8 fragmen vRNA dan protein kapsid yang membentuk untai heliks. Pada ujung 3' dari semua 8 fragmen vRNA terdapat urutan identik dari 12 nukleotida. Ujung 5' dari setiap fragmen juga memiliki urutan identik dari 13 nukleotida. Ujung 5' dan 3' sebagian saling melengkapi. Keadaan ini jelas memungkinkan regulasi transkripsi dan replikasi fragmen. Setiap fragmen ditranskripsi dan direplikasi secara independen. Empat protein kapsid terkait erat dengan masing-masing dari mereka: nukleoprotein (NP), yang memainkan peran struktural dan regulasi; protein PB1 - transkriptase; PB2 - endonuklease dan PA - replikase. Protein PB1 dan PB2 memiliki sifat basa (alkali), dan PA - asam. Protein PB1, PB2 dan PA membentuk polimer. Nukleokapsid dikelilingi oleh protein matriks (protein M1), yang memainkan peran utama dalam morfogenesis virion dan melindungi RNA virion. Protein M2 (dikodekan oleh salah satu kerangka baca fragmen ke-7), NS1 dan NS2 (dikodekan oleh fragmen kedelapan vRNA, yang, seperti fragmen ketujuh vRNA, memiliki dua kerangka baca) disintesis selama reproduksi virus, tetapi tidak termasuk dalam strukturnya.

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

Siklus hidup virus influenza A

Virus influenza diserap ke dalam membran sel melalui interaksi hemaglutinin dengan mukopeptida. Virus kemudian memasuki sel melalui salah satu dari dua mekanisme berikut:

• fusi membran virion dengan membran sel atau
• sepanjang jalan: lubang berlapis - vesikel berlapis - endosom - lisosom - fusi membran virion dengan membran lisosom - pelepasan nukleokapsid ke dalam sitosol sel.

Tahap kedua "melepas" virion (penghancuran protein matriks) terjadi dalam perjalanan menuju nukleus. Keunikan siklus hidup virus influenza adalah bahwa primer diperlukan untuk transkripsi vRNA-nya. Faktanya adalah bahwa virus itu sendiri tidak dapat mensintesis "penutup" - wilayah khusus di ujung 5' mRNA, yang terdiri dari guanin termetilasi dan 10-13 nukleotida yang berdekatan, yang diperlukan untuk pengenalan mRNA oleh ribosom. Oleh karena itu, dengan bantuan protein PB2-nya, ia menggigit penutup dari mRNA seluler, dan karena sintesis mRNA dalam sel hanya terjadi di nukleus, RNA virus harus terlebih dahulu menembus nukleus. Ia menembusnya dalam bentuk ribonukleoprotein yang terdiri dari 8 fragmen RNA yang terkait dengan protein NP, PB1, PB2 dan PA. Sekarang kehidupan sel sepenuhnya tunduk pada kepentingan virus, reproduksinya.

Fitur transkripsi

Di dalam nukleus, tiga jenis RNA spesifik virus disintesis pada vRNA: 1) RNA komplementer positif (mRNA), digunakan sebagai cetakan untuk sintesis protein virus; RNA ini mengandung penutup pada ujung 5', yang dibelah dari ujung 5' mRNA seluler, dan sekuens poli-A pada ujung 3'; 2) RNA komplementer panjang penuh (cRNA), yang berfungsi sebagai cetakan untuk sintesis RNA virion (vRNA); tidak ada penutup pada ujung 5' cRNA, dan tidak ada sekuens poli-A pada ujung 3'; 3) RNA virion negatif (vRNA), yang merupakan genom untuk virion yang baru disintesis.

Segera, bahkan sebelum sintesis selesai, vRNA dan cRNA berasosiasi dengan protein kapsid, yang memasuki nukleus dari sitosol. Akan tetapi, hanya ribonukleoprotein yang berasosiasi dengan vRNA yang termasuk dalam komposisi virion. Ribonukleoprotein yang mengandung cRNA tidak hanya tidak memasuki komposisi virion, tetapi bahkan tidak meninggalkan nukleus sel. mRNA virus memasuki sitosol, tempat mereka diterjemahkan. Molekul vRNA yang baru disintesis bermigrasi dari nukleus ke sitosol setelah berasosiasi dengan protein kapsid.

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

Fitur penerjemahan protein virus

Protein NP, PB1, PB2, PA, dan M disintesis pada poliribosom bebas. Protein NP, PB1, PB2, dan PA setelah disintesis dari sitosol kembali ke nukleus, tempat mereka mengikat vRNA yang baru disintesis, dan kemudian kembali ke sitosol sebagai nukleokapsid. Setelah disintesis, protein matriks bergerak ke permukaan bagian dalam membran sel, menggantikan protein seluler darinya di area ini. Protein H dan N disintesis pada ribosom yang terkait dengan membran retikulum endoplasma, diangkut di sepanjang ribosom, mengalami glikosilasi, dan dipasang di permukaan luar membran sel, membentuk paku tepat di seberang protein M, yang terletak di permukaan dalamnya. Protein H mengalami pemotongan menjadi HA1 dan HA2 selama pemrosesan.

Tahap akhir morfogenesis virion dikendalikan oleh protein M. Nukleokapsid berinteraksi dengannya; melewati membran sel, ia ditutupi terlebih dahulu oleh protein M, dan kemudian oleh lapisan lipid seluler dan glikoprotein superkapsid H dan N. Siklus hidup virus berlangsung selama 6-8 jam dan berakhir dengan pembentukan tunas virion yang baru disintesis, yang mampu menyerang sel-sel jaringan lainnya.

Virus ini tidak terlalu stabil di lingkungan luar. Virus ini mudah hancur dengan pemanasan (pada suhu 56 °C selama 5-10 menit), di bawah pengaruh sinar matahari dan sinar UV, dan mudah dinetralkan dengan disinfektan.

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

Patogenesis dan gejala influenza A

Masa inkubasi influenza pendek, 1-2 hari. Virus berkembang biak di sel epitel selaput lendir saluran pernapasan, terutama terlokalisasi di trakea, yang secara klinis dimanifestasikan sebagai batuk kering dan nyeri disertai nyeri di sepanjang trakea. Produk pembusukan sel yang terkena masuk ke dalam darah, menyebabkan keracunan parah dan peningkatan suhu tubuh hingga 38-39 ° C. Peningkatan permeabilitas vaskular akibat kerusakan sel endotel dapat menyebabkan perubahan patologis pada berbagai organ: perdarahan belang-belang di trakea, bronkus, dan terkadang edema serebral dengan hasil yang fatal. Virus influenza memiliki efek depresi pada hematopoiesis dan sistem kekebalan tubuh. Semua ini dapat menyebabkan infeksi virus dan bakteri sekunder yang mempersulit perjalanan penyakit.

Kekebalan pasca infeksi

Gagasan sebelumnya bahwa setelah flu masih ada kekebalan yang lemah dan jangka pendek telah dibantah setelah virus H1N1 kembali muncul pada tahun 1977. Virus ini menyebabkan penyakit terutama pada orang di bawah usia 20 tahun, yaitu pada mereka yang belum pernah sakit sebelum tahun 1957. Akibatnya, kekebalan pasca infeksi cukup kuat dan bertahan lama, tetapi memiliki karakter khusus tipe yang jelas.

Peran utama dalam pembentukan kekebalan yang didapat adalah pada antibodi penetral virus yang memblokir hemaglutinin dan neuraminidase, serta imunoglobulin sekretori IgA.

Epidemiologi Influenza A

Sumber infeksi adalah orang, orang sakit atau pembawa, jarang hewan (burung peliharaan dan liar, babi). Infeksi dari orang terjadi melalui droplet di udara, masa inkubasi sangat singkat (1-2 hari), sehingga epidemi menyebar dengan sangat cepat dan dapat berkembang menjadi pandemi tanpa adanya kekebalan kolektif. Imunitas adalah pengatur utama epidemi influenza. Ketika kekebalan kolektif meningkat, epidemi menurun. Pada saat yang sama, karena pembentukan kekebalan, strain virus dengan struktur antigenik yang dimodifikasi dipilih, terutama hemaglutinin dan neuraminidase; virus-virus ini terus menyebabkan wabah sampai antibodi terhadapnya muncul. Pergeseran antigenik seperti itu menjaga kelangsungan epidemi. Namun, bentuk variabilitas lain telah ditemukan pada virus influenza A, yang disebut pergeseran. Ini terkait dengan perubahan lengkap dari satu jenis hemaglutinin (lebih jarang - dan neuraminidase) ke yang lain.

Semua pandemi flu disebabkan oleh virus influenza A yang telah mengalami pergeseran. Pandemi tahun 1918 disebabkan oleh virus dengan fenotipe H1N1 (sekitar 20 juta orang meninggal), pandemi tahun 1957 disebabkan oleh virus h3N2 (lebih dari separuh populasi dunia jatuh sakit), dan pandemi tahun 1968 disebabkan oleh virus H3N2.

Untuk menjelaskan alasan perubahan tajam jenis virus influenza A, dua hipotesis utama telah diajukan. Menurut hipotesis AA Smorodintsev, virus yang telah kehabisan kemampuan epidemiknya tidak menghilang, tetapi terus beredar dalam kelompok tanpa wabah yang nyata atau bertahan dalam tubuh manusia untuk waktu yang lama. Dalam 10-20 tahun, ketika generasi baru orang muncul yang tidak memiliki kekebalan terhadap virus ini, ia menjadi penyebab epidemi baru. Hipotesis ini didukung oleh fakta bahwa virus influenza A dengan fenotipe H1N1, yang menghilang pada tahun 1957 ketika digantikan oleh virus h3N2, muncul kembali setelah absen selama 20 tahun pada tahun 1977.

Menurut hipotesis lain, yang dikembangkan dan didukung oleh banyak penulis, jenis baru virus influenza A muncul sebagai hasil dari reasosiasi genom antara virus influenza manusia dan burung, antara virus influenza burung, antara virus influenza burung dan mamalia (babi), yang difasilitasi oleh struktur segmental genom virus (8 fragmen).

Jadi, virus influenza A memiliki dua cara untuk mengubah genomnya.

Mutasi titik menyebabkan pergeseran antigenik. Mutasi ini terutama memengaruhi gen hemaglutinin dan neuraminidase, terutama pada virus H3N2. Karena itu, virus H3N2 menyebabkan 8 epidemi antara tahun 1982 dan 1998 dan tetap menjadi epidemi penting hingga saat ini.

Reasosiasi gen antara virus influenza manusia dengan virus influenza unggas dan babi. Dipercayai bahwa reasosiasi genom virus influenza A dengan genom virus influenza unggas dan babi merupakan alasan utama munculnya varian pandemik virus ini. Pergeseran antigenik memungkinkan virus mengatasi kekebalan yang ada pada manusia. Pergeseran antigenik menciptakan situasi epidemik baru: kebanyakan orang tidak memiliki kekebalan terhadap virus baru, dan terjadilah pandemi flu. Kemungkinan reasosiasi genom virus influenza A tersebut telah dibuktikan secara eksperimental.

Telah ditetapkan bahwa epidemi influenza pada manusia disebabkan oleh virus tipe A hanya dengan 3 atau 4 fenotipe: H1N1 (H0N1); h3N2; H3N2.

Namun, virus ayam (burung) juga menimbulkan ancaman yang signifikan bagi manusia. Wabah flu ayam telah diamati berulang kali, khususnya, virus ayam H5N1 menyebabkan epizootik satu juta orang di antara burung peliharaan dan liar dengan tingkat kematian 80-90%. Orang-orang juga telah terinfeksi dari ayam; pada tahun 1997, 18 orang terinfeksi dari ayam, sepertiganya meninggal. Wabah yang sangat besar diamati pada bulan Januari-Maret 2004. Wabah ini mempengaruhi hampir semua negara di Asia Tenggara dan satu negara bagian AS dan menyebabkan kerusakan ekonomi yang sangat besar. 22 orang terinfeksi dan meninggal karena ayam. Langkah-langkah yang paling ketat dan tegas diambil untuk menghilangkan wabah ini: karantina ketat, likuidasi semua unggas di semua fokus, rawat inap dan isolasi yang sakit dan semua orang dengan suhu tinggi, serta orang-orang yang kontak dengan yang sakit, larangan impor daging ayam dari negara-negara yang disebutkan di atas, pengawasan medis dan veteriner yang ketat untuk semua penumpang dan kendaraan yang datang dari negara-negara ini. Penyebaran influenza yang meluas di antara manusia tidak terjadi karena tidak terjadi reasosiasi genom virus flu burung dengan genom virus influenza manusia. Namun, bahaya reasosiasi tersebut tetap nyata. Hal ini dapat menyebabkan munculnya virus influenza pandemik baru yang berbahaya bagi manusia.

Nama-nama galur virus influenza yang terdeteksi menunjukkan serotipe virus (A, B, C), spesies inang (jika bukan manusia), tempat isolasi, nomor galur, tahun isolasi (2 digit terakhir) dan fenotipe (dalam tanda kurung). Misalnya: "A/Singapura/1/57 (h3N2), A/bebek/USSR/695/76 (H3N2)".

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

Diagnostik laboratorium influenza A

Bahan untuk penelitian ini adalah sekresi nasofaring, yang diperoleh baik dengan cara mencuci atau menggunakan kapas kasa, dan darah. Metode diagnostik berikut digunakan:

• Virologi - infeksi embrio ayam, kultur sel ginjal monyet hijau (Vero) dan anjing (MDSC). Kultur sel sangat efektif untuk mengisolasi virus A (H3N2) dan B.
• Serologis - deteksi antibodi spesifik dan peningkatan titernya (dalam serum berpasangan) menggunakan RTGA, RSK, dan enzim immunoassay.
• Metode imunofluoresensi digunakan sebagai metode diagnostik yang dipercepat, yang memungkinkan deteksi cepat antigen virus dalam apusan mukosa hidung atau dalam usapan nasofaring pasien.
• Untuk mendeteksi dan mengidentifikasi virus (antigen virus), metode RNA probe dan PCR telah diusulkan.

Pengobatan Influenza A

Pengobatan influenza A, yang harus dimulai sedini mungkin, serta pencegahan influenza dan ISPA virus lainnya, didasarkan pada penggunaan dibazol, interferon dan penginduksinya amixin dan arbidol sesuai dengan aturan khusus, dan untuk pengobatan dan pencegahan influenza pada anak-anak di atas 1 tahun - algirem (remantadine) sesuai dengan aturan khusus.

Pencegahan spesifik influenza A

Setiap tahun, ratusan juta orang di dunia terserang flu, yang menyebabkan kerusakan besar pada kesehatan penduduk dan ekonomi setiap negara. Satu-satunya cara yang dapat diandalkan untuk memeranginya adalah dengan menciptakan kekebalan kolektif. Jenis vaksin berikut telah diusulkan dan digunakan untuk tujuan ini:

1. hidup dari virus yang dilemahkan;
2. mematikan seluruh virion;
3. vaksin subvirion (dari virion yang dipecah);
4. subunit - vaksin yang hanya mengandung hemaglutinin dan neuraminidase.

Di negara kita, vaksin subunit polimer trivalen (“grippol”) telah dibuat dan sedang digunakan, di mana konjugat steril protein permukaan virus A dan B dikaitkan dengan kopolimer polioksidonium (imunostimulan).

Anak-anak berusia 6 bulan hingga 12 tahun, menurut rekomendasi WHO, sebaiknya hanya divaksinasi dengan vaksin subunit karena paling tidak reaktogenik dan beracun.

Masalah utama dalam meningkatkan efektivitas vaksin influenza adalah memastikan spesifisitasnya terhadap virus saat ini, yaitu varian virus yang menyebabkan epidemi. Dengan kata lain, vaksin harus mengandung antigen spesifik dari virus saat ini. Cara utama untuk meningkatkan kualitas vaksin adalah dengan menggunakan epitop paling konservatif yang umum untuk semua varian antigen virus A, yang memiliki imunogenisitas maksimum.