Абстракт: Вирусы гриппа А – зоонозные патогены, которые продолжительно циркулируют и изменяются в некоторых животных-носителях, включая птиц, свиней, лошадей и людей. Имеет высокую вероятность появление новых штаммов вируса, способных стать причиной эпидемий или пандемий у человека. Здесь мы обсудим значение наблюдения и характеристики природного вируса гриппа и рассмотрим вопрос о влиянии новых лабораторных разработок, направленных на понимание нами тропности хозяина и вирулентности вируса. Мы так же пересмотрим уроки, извлеченные из вирусных пандемий за последние 100 лет.

Вирусы гриппа А постоянно циркулируют во многих животных-носителях, таких как люди, птицы, лошади, собаки и свиньи. Сезонные вирусные инфекции гриппа у людей вызывают ежегодные эпидемии,  результатом которых является заражение миллионов людей во всем мире и которые важны для бремени болезней и экономического бремени. Пандемии гриппа так же могут иметь истребляющий эффект на глобальном уровне, приводя к многочисленным смертям. Вирус гриппа А имеет сегментированный геном – восемь одноцепочечных молекул РНК, которые как правило кодируют 11 или 12 вирусных белков, включая N40, недавно идентифицированный белок, который экспрессируется сегментом РВ1 (рис. 1а). Хорошо известно, что одновременное инфицирование одной клетки двумя различными вирусами гриппа А может привести к смешению генов или рекомбинации, которая может стать результатом образования нового штамма вируса гриппа и считается, что большинство вирусных пандемий человека возникло в этой манере.

Вирусы гриппа А разделяются на подтипы в соответствии с антигенными характеристиками их гликопротеинов – гемагглютинина (ГА) и нейраминидазы (НА). ГА играет важную роль в определении тропности хозяина, связываясь с рецепторами клеток носителя, которые содержат компоненты терминально α‑2,6-сцепленных или α‑2,3-сцепленных сиаловых кислот (α‑2,6‑SA или α‑2,3‑SA). Он так же содержит участок рестрикции, который может расщеплять протеазы клеток хозяина. Аминокислотная последовательность этого участка рестрикции модулирует тканевой тропизм и системное распространение, воздействуя на тяжесть заболевания (обсуждается ниже). Активность нейраминидазы имеет решающее значение, для разрушения SA-содержащих рецепторов хозяина и вирусной мембраны, процесса, который требуется для правильного почкования и отделения дочерних вирионов с поверхности клетки хозяина. В настоящее время штаммы вируса образованные 16 подтипами ГА и девятью подтипами НА циркулируют в птицах, и штаммы двух подтипов вируса циркулируют в людях: H1N1 и H3N2 (штаммы H2N2 так же циркулировали в людях с 1957 по 1968). В целом, подтипы ГА делятся на две группы (или линии) на основании их антигенных свойств и основных структурных особенностей (рис. 1б). Группа 1 заключает в себе филогенетические ветви H1a, H1b и H9, которые включают подтип Н1, содержащийся в обоих пандемических штаммах H1N1 1918 и 2009 гг и сезонных штаммах H1N1 человека, и подтип ГА H5, который содержат высоко патогенные штаммы птичьего гриппа (HPAI) H5N1. Группа 2 состоит из филогенетических ветвей Н3 и Н7, которые содержат штаммы H3N2 человека и HPAI H7N7 соответственно (рис. 1б). Антигенная эволюция сезонных вирусов гриппа А человека происходит посредством антигенного дрейфа и характеризуется сезонной селекцией новых штаммов, ГА и НА которых содержат аминокислотные замены. Эти изменения частично преодолевают ранее существовавший иммунитет человека и главным образом эти новые штаммы содействуют сезонным эпидемиям гриппа. Более выраженные изменения в подтипе ГА, обусловленные антигенной изменчивостью, традиционно связывались с появлением пандемических вирусов, хотя эту точку зрения оспаривает пандемия H1N1 2009 года (обсуждается ниже). Таким образом ГА не только играет важную роль в жизненном цикле вируса гриппа (рис 1с), но также, через изменения в его генотипе, является определяющим фактором восприимчивости хозяина и патогенеза.