Патогенез гриппа: механизмы модуляции белками возбудителя

В обзоре анализируются современные представления о влиянии белков вирусов-возбудителей гриппа – Influenzavirus A, B и C (Orthomyxoviridae) – на развитие различных элементов патогенеза основного заболевания. В частности, приводится краткое описание жизненного цикла вирусов гриппа с особым вниманием к тем его стадиям, которые способны модулировать патогенетические механизмы. Описана взаимосвязь между структурой рецептор-связывающего сайта гемагглютинина и тропизмом вируса, а также влияние на этот феномен структуры рецептор-расщепляющих вирусных белков. Представлен механизм подавления продукции интерферонов инфицированной клеткой вирусным белком NS1. Описана индукция апоптоза неструктурным белком PB1F2 вируса гриппа А. 

1. Щелканов, М.Ю. Генотипическая структура рода Influenza A virus / М.Ю. Щелканов, Д.К. Львов // Вестник Российской академии медицинских наук. – 2011. – No 5. – С. 19–23.

2. Каверин, Н.В. Ортомиксовирусы (Orthomyxoviridae) / Н.В. Каверин, Д.К. Львов, М.Ю. Щелканов // Руководство по вирусологии. Вирусы и вирусные инфекции человека и животных : монография; под ред. Д.К. Львова. – М.: МИА, 2013. – С. 307–314.

3. Щелканов, М.Ю. Таксономическая структура Orthomyxoviridae: современное состояние и ближайшие перспективы / М.Ю. Щелканов [и др.] // Вестник Российской академии медицинских наук. – 2011. – No 5. – С. 12–19.

4. Львов, Д.К. Таксономический статус вируса Тюлёк (Tyulek – TLKV) (Orthomyxoviridae, Quaranjavirus, группа Кваранфил), изолированного в Киргизии из клещей Argas vulgaris Filippova, 1961 (Argasidae) из норовых биотопов с гнёздами птиц / Д.К. Львов [и др.] // Вопросы вирусологии. – 2014. – Т. 59, No 2. – С. 28–32.

5. Щелканов, М.Ю. Эволюция высоковирулентного вируса гриппа А (H5N1) в экосистемах Северной Евразии (2005–2009 гг.): диссертация на соискание учёной степени доктора биологических наук по специальности 03.02.02 «Вирусология» / М.Ю. Щелканов. – М.: НИИ вирусологии им. Д.И. Ивановского РАМН, 2010. – 488 с.

6. Щелканов, М.Ю. Новый субтип вируса гриппа А от летучих мышей и новые задачи эколого-вирусологического мониторинга / М.Ю. Щелканов, Д.К. Львов // Вопросы вирусологии. – 2012. – Приложение 1. – С. 159–168.

7. Львов, Д.К. Экология и эволюция вирусов гриппа в России (1979-2002 гг.) / Д.К. Львов [и др.] // Вопросы вирусологии. – 2004. – Т. 49, No 3. – С. 17–24.

8. Львов, Д.К. Птичий грипп А (H5N1) / Д,К. Львов, М.Ю. Щелканов // Руководство по вирусологии. Вирусы и вирусные инфекции человека и животных : монография; под ред. Д.К. Львова.– М.: МИА, 2013. – С. 554–577.

9. Щелканов, М.Ю. Грипп: история, клиника, патогенез / М.Ю. Щелканов, Л.В. Колобухина, Д.К. Львов // Лечащий врач. – 2011. – No 10. – С. 33–38.

10. Львов, Д.К. Пандемический грипп А (H1N1) pdm0 9 / Д.К. Львов, Л.В. Колобухина, Е.И. Бурцева, М.Ю. Щелканов // Руководство по вирусологии. Вирусы и вирусные инфекции человека и животных : монография; под ред. Д.К. Львова.– М.: МИА, 2013. – С. 542–554.

11. Львов, Д.К. Изоляция 24.05.2009 и депонирование в Государственную коллекцию вирусов (ГКВ N 2452 от 24.05.2009) первого штамма А/Moscow/01/2009 (H1N1) swl, подобного свиному вирусу A (H1N1) от первого выявленного 21.05.2009 больного в г. Москве / Д.К. Львов [и др.] // Вопросы вирусологии. – 2009. – Т. 54, No 6. – С. 10–14.

12. Львов, Д.К. Распространение нового пандемического вируса гриппа A (H1N1) v в России / Д.К. Львов [и др.] // Вопросы вирусологии. – 2010. – Т. 55, No 3. – С. 4–9.

13. Щелканов, М.Ю. Динамика распространения пандемического гриппа А / H1N1 swl на Дальнем Востоке в 2009 г. / М.Ю. Щелканов [и др.] // Вопросы вирусологии. – 2010. – Т. 55, No 3. – С. 10–15.

14. Osterhaus, A.D. Influenza B virus in seals / A.D. Osterhaus [et al.] // Science. – 2000. – V. 288. – P. 1051–1053.

15. Guo, Y.J. Isolation of influenza C virus from pigs and experimental infection of pigs with influenza C virus / Y.J. Guo [et al.] // Journal of General Virology. – 1983. – V. 64. – P. 177–182.

16. Yuanji, G. Genome analysis of influenza C viruses isolated in 1981/82 from pigs in China / G. Yuanji, U. Desselberger // Journal of General Virology. – 1984. –V. 65. – P. 1857– 1872.

17. Голохвастова, Н.О. Особенности современного течения гриппа А (H1N1 swl) / Н.О. Голохвастова // Клиниxеская медицина. – 2012. – No 6. – С. 18–25.

18. Киселёв, О.И. Патогенез тяжёлых форм гриппа / О.И. Киселёв, В.А. Исаков, Б.П. Шаронов, В.П. Сухинин // Вестник Российской академии медицинских наук. – 1994. – No 9. – С. 32–36.

19. Киселёв, О.И. Грипп и другие респираторные инфекции: эпидемиология, профилактика, диагностика и терапия / О.И. Киселёв, И.Г. Маринец, А.А. Соминина. – СПб.: Боргес, 2003. – 244 с.

20. Киселёв, О.И. Пандемический грипп 2009 г. в России. Диагностика и молекулярно-биологические характеристики вируса / О.И. Киселёв [и др.] // Вопросы вирусологии. – 2011. – Т. 56, No 1. – С. 17–21.

21. Киселев, О.И. Грипп: эпидемиология, диагностика, лечение, профилактика / О.И. Киселев, Л.М. Цыбалова, В.И. Покровский. – М., 2012. – 496 с.

22. Колобухина, Л.В. Этиотропная терапия гриппа: уроки последней пандемии / Л.В. Колобухина [и др.] // Вестник Российской академии медицинских наук. – 2011. – No 5. – С. 35–40.

23. Колобухина, Л.В. Пандемический грипп в России: отличительные особенности клинического течения и отсутствия ранней этиотропной терапии как фактор риска развития тяжелых форм заболевания / Л.В. Колобухина [и др.] // Терапевтический архив. – 2011. – Т. 83, No 9. – С. 48–53.

24. Колобухина, Л.В. Эпидемический сезон 20132014 гг.. Госпитальный мониторинг и противовирусная терапия / Л.В. Колобухина [и др.] // Терапевтический архив. – 2014. – Т. 86, No 10. – С. 52–59.

25. Лаврищева, В.В. Этиология летальных пневмоний в период развития пандемии, вызванной вирусом гриппа А (H1N1) pdm09 в России / В.В. Лаврищева [и др.] // Вопросы вирусологии. – 2013. – Т. 58, No 3. – С. 17–21.

26. Львов, Д.К. Обнаружение аминокислотных замен аспарагиновой кислоты на глицин и глутаминовую кислоту в рецептор-связывающем сайте гемагглютинина в штамме пандемического вируса гриппа H1N1 от больных с летальным исходом и со средне-тяжелой формой заболевания / Д.К. Львов [и др.] // Вопросы вирусологии. – 2010. – Т. 55, No 3. – С. 15–18.

27. Львов, Д.К. Возможная связь летальной пневмонии с мутациями пандемического вируса гриппа А / H1N1 swl в рецептор-связывающем сайте субъединицы НА1 гемагглютинина / Д.К. Львов [и др.] // Вопросы вирусологии. – 2010. – Т. 55, No 4. – С. 4–9.

28. Львов, Д.К. Корреляция между рецепторной специфичностью штаммов пандемического вируса гриппа А (H1N1) pdm09, изолированных в 20092011 гг., структурой рецептор-связывающего сайта и вероятностью развития летальной первичной вирусной пневмонии / Д.К. Львов [и др.] // Вопросы вирусологии. – 2012. – Т. 57, No 1. – С. 14–20.

29. Цинзерлинг, В.А. Патогенетические аспекты гриппа в период эпидемии, вызванной вирусом А/H1N1v в 20092010 гг. по аутопсии / В.А. Цинзерлинг [и др.] // Архив патологии. – 2011. – Т. 73, No 6. – С. 21–25.

30. Чучалин, А.Г. Патологическая анатомия лёгких при гриппе А (H1N1), по данным аутопсий / А.Г. Чучалин [и др.] // Пульмонология. – 2010. – No 1. – С. 5–11.

31. Chan, R.W. Influenza H5N1 and H1N1 virus replication and innate immune responses in bronchial epithelial cells are influenced by the state of differentiation / R.W. Chan [et al.] // PLoS One. – 2010. – V. 5, N 1. – P. e8713.

32. Mauad, T. Lung pathology in fatal novel human influenza A(H1N1) infection / T. Mauad [et al.] // American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. – 2010. – V. 181, N 1. – Р. 72–79.

33. Гамбарян, А.С. Три рецептора вируса гриппа / А.С. Гамбарян // Медицинская вирусология : сборник. – М., 2007. – Т. XXIV. – С. 245–254.

34. Gambaryan, A.S. Differences between influenza virus receptors on target cells of duck and chicken and receptor specificity of the 1997 H5N1 chicken and human influenza viruses from Hong Kong / A.S. Gambaryan [et al.] // Avian Diseases. – 2003. – V. 47. – Suppl. 3. – P. 1154–1160.

35. Lvov, D.K. Evolution of HPAI H5N1 virus in Natural ecosystems of Northern Eurasia (2005-2008) / D.K. Lvov [et al.] // Avian Diseases. – 2010. – V. 54. – P. 483–495.

36. Matrosovich, M.N. Recognition by human A and B influenza viruses of 8and 7-carbon analogs of sialic acid modified in the polyhydroxyl side chain / M.N. Matrosovich [et al.] // Virology. – 1991. – V. 182. – P. 879–882.

37. Nicholls, J.M. Sialic acid receptor detection in the human respiratory tract: evidence for widespread distribution of potential binding sites for human and avian influenza viruses / J.M. Nicholls [et al.] // Respiratory Research. – 2007. – V. 8, N 73. – P. 1–10.

38. WHO. Influenza at the human-animal interface. Summary and assessment as of 26 January 2015. [Электронный ресурc] URL: www.who.int/influenza/human_animal_interface/ Influenza_Summary_IRA_HA_interface_26January2015. pdf?ua=1&ua=1.

39. Сюрин, В.Н. Вирусные болезни животных / В.Н. Сюрин [и др.]. – М., 1998. – 928 с.

40. Horimoto, T. Influenza: lessons from past pandemics, warning from current incidents / T. Horimoto, Y. Kawaoka // Nature Reviews Microbiology. – 2005. – V. 3. – P. 591–600.

41. Reid, A.H. 1918 influenza pandemic caused by highly conserved viruses with two receptor-binding variants / A.H. Reid [et al.] // Emerging Infectious Diseases. – 2003. – V. 9. – N 10. – P. 1249–1253.

42. Webster, R.G. Evolution of influenza A virus / R.G. Webster, W.J. Bean, O.T. Gorman // Microbiological Reviews. – 1992. – V. 56, N 1. – P. 152–179.

43. Львов, Д.К. Грипп, вызванный новым пандемическим вирусом А / H1N1 swl: клиника, диагностика, лечение : методические рекомендации / Д.К. Львов [и др.]. – М.: Департамент здравоохранения г. Москвы, 2009. – 18 с.

44. Zimmer, S.M. Historical Perspective – Emergence of Influenza A (H1N1) viruses / S.M. Zimmer, D.S. Burke // New England Journal of Medicine. – 2009. – V. 361. – P. 279–285.

45. Weis, W. Structure of the influenza virus haemagglutinin complexed with its receptor, sialic acid / W. Weis [et al.] // Nature. – 1988. – V. 333. – N 6172. – P. 426–431.

46. Блинов, В.М. Анализ потенциальных участков рекомбинации в генах гемагглютинина вирусов гриппа животных в отношении их адаптации к новому хозяину – человеку / В.М. Блинов [и др.] // Грипп птиц: происхождение инфекционных биокатастроф : монография / под ред. В.И. Покровского. – СПб.: Росток, 2006. – С. 187–205.

47. Eisen, M.B. Binding of the influenza A virus to cellsurface receptors: structures of five hemagglutinin-sialyloligosaccharide complexes determined by X-ray crystallography / M.B. Eisen, S. Sabesan, J.J. Skehel, D.C. Wiley // Virology. – 1997. – V. 232. –N 1. – P. 19–31.

48. Nakamura, K. Host celland virus strain-dependent differences in oligosaccharides of hemagglutinin glycoproteins of influenza A viruses / K. Nakamura, R.W. Compans // Virology. – 1979. – V. 95. – N 1. – P. 8–23.

49. Rogers, G.N. Single amino acid substitutions in influenza haemagglutinin change receptor binding specificity / G.N. Rogers [et al.] // Nature. – 1983. – V. 304, N 5921. – P. 76–78.

50. Rogers, G.N. Host-mediated selection of influenza virus receptor variants. Sialic acid-alpha 2,6Gal-specific clones of A/ duck/Ukraine/1/63 revert to sialic acid-alpha 2,3Gal-specific wild type in ovo / G.N. Rogers [et al.] // Journal of Biological Chemistry. – 1985. – V. 260, N 12. – P. 7362–7367.

51. Connor, R.J. Receptor specificity in human, avian, and equine H2 and H3 influenza virus isolates / R.J. Connor [et al.] // Virology. – 1994. – V. 205, N 1. – P. 17–23.

52. Matrosovich, M. Early alterations of the receptor-binding properties of H1, H2, and H3 avian influenza virus hemagglutinins after their introduction into mammals / M. Matrosovich [et al.] // Journal of Virology. – 2000. – V 74, N 18. – Р. 8502–8512.

53. Stevens, J. Glycan microarray analysis of the hemagglutinins from modern and pandemic influenza viruses reveals different receptor specificities / J. Stevens [et al.] // Journal of Molecular Biology. – 2006. – V. 355, N 5. – P. 1143–1155.

54. Nobusawa, E. Change in receptor-binding specificity of recent human influenza A viruses (H3N2): a single amino acid change in hemagglutinin altered its recognition of sialyloligosaccharides / E. Nobusawa [et al.] // Virology. – 2000. – V. 278, N 2. – P. 587–596.

55. Киселёв, О.И. Изоляты вируса гриппа А подтипа H5N1, выделенные от домашней птицы в Курганской области в 2005 году: молекулярно-генетическая характеристика / О.И. Киселёв [и др.] // Молекулярная биология. – 2008. – Т. 42, No 1. – С. 78–87.

56. Govorkova, E.A. Lethality to ferrets of H5N1 influenza isolated from humans and poultry in 2004 / E.A. Govorkova [et al.] // Journal of Virology. – 2005. – V. 79. – P. 2191– 2198.

57. Tong, S. A distinct lineage of influenza A virus from bats / S. Tong [et al.] // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. – 2012. – V. 109. – P. 4269–4274.

58. Chowdhury, S. Mobilization of lymphoblasts from bone marrow to peripheral blood in childhood acute lymphoblastic leukaemia: role of 9-O-acetylated sialoglycoproteins / S. Chowdhury [et al.] // Leukemia Research. – 2012. – V. 36, N 2. – P. 146–155.

59. Mandal, C. Regulation of O-acetylation of sialic acids by sialate-O-acetyltransferase and sialate-O-acetylesterase activities in childhood acute lymphoblastic leukemia / C. Mandal [et al.] // Glycobiology. – 2012 – V. 22, N 1. – P. 70–83.

60. Suttajit, M. Effect of modification of N-acetylneuraminic acid on the binding of glycoproteins to influenza virus and on susceptibility to cleavage by neuraminidase / M. Suttajit, R.J. Winzler // Journal of Biological Chemistry. – 1971. – V. 246, N 10. – P. 3398–3404.

61. Colman, P.M. Influenza virus neuraminidase: structure, antibodies, and inhibitors / P.M. Colman // Protein Science : monograph. – Cambridge: Cambridge University Press, 1994. – V. 3. – P. 1687–1696.

62. Castrucci, M.R. Biological importance of neuraminidase stalk length in influenza A virus / M.R. Castrucci, Y. Kawaoka // Journal of Virology. – 1993. – V. 67, N 2. – P. 759–764.

63. Els, M.C. An 18-amino acid deletion in an influenza neuraminidase / M.C. Els [et al.] // Virology. – 1985. – V. 142. – N 2. – P. 241–247.

64. Щелканов, М.Ю. Динамика вирулентности штаммов высоковирулентного вируса гриппа А / H5N1 генотипа 2.2, изолированных на территории России в 2005– 2007 гг. / М.Ю. Щелканов [и др.] // Вопросы вирусологии. – 2009. – Т. 54, No 2. – С. 8–17.

65. Ершов, Ф.И. Интерфероны и их индукторы (от молекул до лекарств) / Ф.И. Ершов, О.И. Киселёв. – М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2005. – 368 с.

66. Жирнов, О.П. Взаимодействие вирусов с клетками / О.П. Жирнов // Руководство по вирусологии. Вирусы и вирусные инфекции человека и животных : монография; под ред. Д.К. Львова. – М.: МИА, 2013. – С. 103–120.

67. Qian, X.Y. An amino-terminal polypeptide fragment of the influenza virus NS1 protein possesses specific RNA-binding activity and largely helical backbone structure / X.Y. Qian, C.Y.Chien,Y.Lu[etal.]//RNA.–1995.–V.1,N9.– P. 948–956.

68. Wang, W. RNA binding by the novel helical domain of the influenza virus NS1 protein requires its dimer structure and a small number of specific basic amino acids / W. Wang [et al.] // RNA. – 1999. – V. 5, N 2. – P. 195–205.

69. Bui, M. Nucleo-cytoplasmic localization of influenza virus nucleoprotein depends on cell density and phosphorylation / M. Bui [et al.] // Virus Research. – 2002. – V. 84, N 1–2. – P. 37–44.

70. Cianci, C. Targeting a binding pocket within the trimerof-hairpins: small-molecule inhibition of viral fusion / C. Cianci [et al.] // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. – 2004. – V. 101, N 42. – P. 15046–15051.

71. Li, W.X. Interferon antagonist proteins of influenza and vaccinia viruses are suppressors of RNA silencing / W.X. Li [et al.] // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. – 2004. – V. 101, N 5. – P. 1350–1355.

72. Jiao, P. A single-amino-acid substitution in the NS1 protein changes the pathogenicity of H5N1 avian influenza viruses in mice / P. Jiao [et al.] // Journal of Virology. – 2008. – V. 82. – N 3. – P. 1146–1154.

73. Long, J.X. Virulence of H5N1 avian influenza virus enhanced by a 15-nucleotide deletion in the viral nonstructural gene / J.X. Long [et al.] // Virus Genes. – 2008. – V. 36, N 3. – P. 471–478.

74. Li, M. Homology modeling and examination of the effect of the D92E mutation on the H5N1 nonstructural protein NS1 effector domain / M. Li, B. Wang // Journal of Molecular Modeling. – 2007. – V. 13, N 12. – P. 1237–1244.

75. Li, Z. The NS1 gene contributes to the virulence of H5N1 avian influenza viruses / Z. Li [et al.] // Journal of Virology. – 2006. – V. 80, N 22. – P. 11115–11123.

76. Jackson, D. A new influenza virus virulence determinant: the NS1 protein four C-terminal residues modulate pathogenicity / D. Jackson [et al.] // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. – 2008. – V. 105, N 11. – P. 4381–4386.

77. Coleman, J.R. The PB1-F2 protein of Influenza A virus: increasing pathogenicity by disrupting alveolar macrophages / J.R. Coleman // Virology Journal. – 2007. – V. 4, N 9. – P. 1–5.

78. Zamarin, D. Influenza A virus PB1-F2 protein contributes to viral pathogenesis in mice / D. Zamarin, M.B. Ortigoza, P. Palese // Journal Virology. – 2006. – V. 80, N 16. – P. 7976– 7983.

79. Sethi, S. Bacterial pneumonia. Managing a deadly complication of influenza in older adults with comorbid disease / S. Sethi // Geriatrics. – 2002. – V. 57, N 3. – P. 56–61.

80. Sullivan, K.M. Epidemiology of Reye’s syndrome, United States, 1991–1994: comparison of CDC surveillance and hospital admission data / K.M. Sullivan [et al.] // Neuroepidemiology. – 2000. – V. 19, N 6. – P. 338–344.

81. Chen, W. A novel influenza A virus mitochondrial protein that induces cell death / W. Chen [et al.] // Natural Medicine. – 2001. – V. 7. – P. 1306–1312.

82. Zell, R. Prevalence of PB1-F2 of influenza A viruses / R. Zell [et al.] // Journal of General Virology. – 2007. – V. 88. – Pt. 2. – P. 536–546.

83. Yamada, H. Mitochondrial targeting sequence of the influenza A virus PB1-F2 protein and its function in mitochondria / H. Yamada [et al.] // FEBS Letters. – 2004. – V. 578, N 3. – P. 331–336.

84. Gibbs, J.S. The Influenza A virus PB1-F2 protein targets the inner mitochondrial membrane via a predicted basic amphipathic helix that disrupts mitochondrial function / J.S. Gibbs [et al.] // Journal of Virology. – 2003. – V. 77, N 13. – P. 7214–7224.

85. Conenello, G.M. A single mutation in the PB1-F2 of H5N1 (HK/97) and 1918 Influenza A viruses contributes to increased virulence / G.M. Conenello [et al.] // PLoS Pathogens. – 2007. – V. 3, N 10. – P. 1414–1421.