Как устроен грипп: история, симптомы и строение вируса

Однако только эпидемию 1889–1892 годов можно с уверенностью назвать именно пандемией гриппа. И даже исследовать вызвавший ее вирусный штамм, так как сохранились сыворотки крови подхвативших его пациентов. Правда, тогда, на рубеже веков, врачи считали возбудителем «инфлюэнцы» вовсе не вирус, а бактерию – ​гемофильную палочку, или палочку Афанасьева–Пфайффера (Haemophilus influenzae), которая поражает только людей.

Поэтому в 1901 году, когда вирус гриппа впервые выделили у кур в Италии (есть публикация 1902 года), никому не пришло в голову назвать заболевание гриппом – ​вместо этого поразившую домашнюю птицу инфекцию прозвали «куриной чумой». Возбудитель был идентифицирован как вирус гриппа А только спустя полвека. Большая часть его подтипов, известных на сегодня, – ​это именно птичьи вирусы, так как наиболее давними носителями гриппа А оказались дикие водоплавающие птицы (утки, гуси и чайки). Вирус способен мутировать и адаптироваться к новым хозяевам или, как говорят в таких случаях, преодолевать межвидовой барьер. Риск передачи вируса от животных человеку особенно высок в период эпизоотий – ​эпидемий у зверей. При этом вирус не всегда вызывает недомогание и часто выявляется только по наличию антител в крови человека.

Как читать названия вирусных штаммов?

Сокращенное обозначение включает род (А или В) и «инициалы» - индекс поверхностных белков H и N. В официальном же «паспорте» штамма, кроме ФИО, указывается город или страна, где он впервые был выявлен, порядковый номер, год, иногда название животного (если есть). Например, A/Moscow/10/99 (H3N2) расшифровывается как «вирус гриппа А человека с гемагглютинином H3, нейраминидазой N2, выделенный в Москве в 1999 году».

Вирусы типов А, В и С были последовательно открыты в 1930, 1940 и 1947 годах американскими вирусологами (тип D обнаружили только в 2011-м). О каждом из них вы подробнее прочитаете в следующем материале, а что важно запомнить сейчас? Тип А вызывает пандемии, В – ​крупные эпидемии, С – ​локальные вспышки в основном в группах детей. В 1947-м запустили Глобальную систему надзора за гриппом – ​на основе собранных данных Всемирная организация здравоохранения каждый год определяет штаммовый состав вакцин. Благодаря появившимся в середине ХХ века прививкам удалось резко снизить количество смертей в последующих эпидемиях. Несмотря на это, в наше время тяжелыми формами гриппа ежегодно заболевает 3–5 млн человек, из которых до 650 тыс. умирает. По общему количеству унесенных жизней среди инфекционных заболеваний грипп уступает только ВИЧ.

Немецкий бактериолог Рихард Пфайффер описал гемофильную палочку в 1892 году. Когда в 1930-х грипп объявили вирусом, выяснилось, что гемофильная палочка все равно причастна к его осложнениям – это один возбудителей пневмонии и менингита. Фото: commons.wikimedia.org

Не пойман – ​не грипп

Итак, мы окинули взглядом историю гриппа от «крестьянской простуды» до наших дней – ​теперь пора разобраться в терминах. Собственно простудой в русском языке принято называть чуть ли не любое заболевание дыхательных путей, шутя при этом, что лечить простуду можно целую неделю, но она проходит самостоятельно всего за семь дней. Причины болезни могут быть самые разные – ​от переохлаждения до вредоносных микроорганизмов: простейших, грибков, бактерий и вирусов. Нас интересуют последние. В собирательное понятие «простуда» входит ОРВИ (острая респираторная вирусная инфекция), а в ОРВИ входит грипп – ​его вирусы составляют примерно 15 % этой группы.

Грипп легко спутать с другими респираторными инфекциями, потому что симптомы кажутся очень похожими. И все же есть несколько особых примет, по которым «преступника» можно вычислить или по крайней мере внести в список подозреваемых. Первая примета – ​внезапное «нападение». Грипп развивается быстро и может «свалить с ног» уже через полдня после заражения, которое происходит, как правило, путем попадания вируса на слизистую. Его инкубационный период – ​от 3 до 48 часов. Вторая примета – ​жар. При гриппе температура резко взлетает до 38–39 °С. Насморка и боли в горле в первые дни обычно не бывает, зато может начаться сухой мучительный кашель, иногда с болью в груди – ​и это третья примета. Четвертая – ​слабость, головная боль и ломота во всем теле. Боль в мышцах при этом может быть связана не только с интоксикацией, но и с поражением нервов, так как грипп воздействует на нервную систему. То же самое касается и мозга, где наблюдается очаговая обратимая димиелинизация: замедляется передача импульсов по нервным волокнам, поэтому во время болезни мы чувствуем себя слегка «заторможенными». Иногда при ослабленном иммунитете к вирусной инфекции может добавиться бактериальная.

Фото: AFP, ScanPix/news.lt

Такого набора осложнений, как у гриппа, нет больше ни у одной болезни. Они затрагивают все системы организма, включая сердечно-сосудистую. Со стороны ЛОР-органов и дыхательных путей это отит, синусит, ринит и трахеит. Со стороны нервной системы – ​менингит, энцефалит и неврит. Самые страшные проявления, конечно, касаются легких. Это первичная и вторичная пневмония (выброс крови в легкие), абсцесс и эмпиема (гнойное расплавление легких), острый респираторный дистресс-синдром или так называемый «цитокиновый шторм», при котором иммунитет сам разрывает в клочья легочную ткань.

Кроме того, грипп провоцирует обострение хронических заболеваний. Среди жертв тяжелых форм гриппа много пациентов с диабетом, астмой, алкогольной или никотиновой зависимостью.

Как бы мы ни пытались разложить по разным полочкам симптомы гриппа и других респираторных заболеваний, это всего лишь «общее представление», а в жизни клиническая картина всегда индивидуальна. Поэтому диагноз может поставить только врач и только при осмотре пациента. Но даже врач не имеет права клинически диагностировать грипп, пока в регионе не превышен эпидемический порог – ​предельное количество заболевших. Официально записать болезнь как грипп можно только тогда, когда наличие вируса в крови подтверждено лабораторным анализом и выявлен конкретный его штамм.

Грипп нельзя лечить аспирином: ацетилсалициловая кислота разжижает кровь и увеличивает проницаемость стенок сосудов. То же самое делает вирус гриппа – в результате наложения эффектов можно получить пропитанные кровью легкие. Кроме того, прием аспирина при гриппе способен вызвать у детей синдром Рея – острую печеночную недостаточность, отек головного мозга и кому.    

Скользкий тип

Геном вируса гриппа – это около 13,3 тыс. нуклеотидов. Три самых длинных его сегмента (PA, PB1 и PB2) кодируют вирусную полимеразу — белок, копирующий РНК.

Четвертый по длине сегмент (HA) синтезирует гемагглютинин (H) – «отмычку» для проникновения в клетку. С помощью этого белка геном стремится добраться до самого ядра клетки, где с него будет считываться информация.

Пятый сегмент NP кодирует нуклеопротеин — белок, необходимый вирусу для упаковки РНК.

Шестой сегмент NA кодирует нейраминидазу (N) – «отмычку» для выхода из клетки. Знаменитые лекарства от гриппа – ингибиторы нейраминидазы – как раз блокируют этот белок и «запирают» вирус в клетке, не позволяя заразить соседние. Правда, некоторые штаммы уже «научились» обходить препятствие и выработали устойчивость к препаратам.

Седьмой сегмент M1/M2 кодирует сразу два белка. Из первого образуется подстилка липидной оболочки вируса – матрикс. Задача белка М1 — собрать воедино все детали вириона. А белок М2 выполняет роль ионного канала и распаковывает вирус в цитоплазме клетки.

Последний, самый короткий сегмент генома синтезирует тоже два белка - NS1 и NEP. Первый заставляет клетку бросить свои дела и производить в основном вирусные белки. А второй «перевозит» новоиспеченные геномные комплекты вируса из ядра к клеточной мембране, где происходит сборка вирионов.

Гриппозные метаморфозы

Грипп путешествует по планете непрерывно, так как в северном полушарии «сезон» с октября по апрель, а в южном – ​наоборот. Среди всех «вирусных простуд» только у гриппа есть пандемический потенциал – лишь он способен вызывать такие масштабные эпидемии.

Главная особенность вируса гриппа – ​его феноменальная изменчивость, а мутирует он так быстро по двум причинам. Во-первых, вирус производит огромное количество потомства, но не «штампует» одинаковые варианты, а каждый раз эволюционирует. Естественный отбор оставляет те штаммы, которые противостоят иммунной системе эффективнее предыдущих – ​мутанты лучше «маскируются». Во-вторых, РНК-вирус поделен на части, и если два разных штамма встретились в одной клетке, грипп делает из них «геномное ассорти». Процесс называется реассортацией.

Посмотрим на вирус гриппа, так сказать, анфас и в профиль. Устроен он довольно просто. У вируса есть капсид, покрытый липопротеидной оболочкой, ионные каналы и два основных поверхностных белка, по которым его распознает иммунитет, – ​господин гемагглютинин Н и госпожа нейраминидаза N. Вот от кого подтипам гриппа А достались «инициалы» вроде H1N1: разные комбинации этих белков порождают разные штаммы.

Гриппозный «главпоштамм» рассылает своих агентов по организму. Вирусные частицы вламываются без предупреждения в клетки эпителия дыхательных путей (в основном трахеи и бронхов), сбрасывая оболочку. Там они начинают распаковывать «посылки» – ​РНК дает команду на синтез и сборку необходимых запчастей, чтобы реплицировать себе подобных, используя строительный материал клетки. После массового клонирования вирус может либо вызвать самоуничтожение клетки, либо выйти из нее, не повреждая мембрану, – ​тогда в одну и ту же «квартиру» могут последовательно зайти несколько вирусных частиц. Развивается мощный иммунный ответ: организм включает сирену и начинает убивать собственные клетки, на которых остался полисахаридный «хвост» гемагглютинина. Под горячую руку попадает множество клеток из разных органов, потому что к этому времени все «двери» уже выломаны гриппом: он поражает эпителий и базальную мембрану капилляров, увеличивается их проницаемость, и вирус циркулирует по организму практически беспрепятственно. Через капилляры в ткани начинает просачиваться плазма крови, а затем и остальное содержимое – ​возникает геморрагия. Но особенно тяжело приходится легким: вирусный белок PB1-F2 прорывает их первую линию обороны, вызывая «самоподрыв» клеток-защитников – ​тканевых макрофагов. Это чаще всего и становится причиной вторичной пневмонии.

В России гриппом и другими ОРВИ ежегодно болеют 25–35 млн человек. Российская экономика от сезонного эпидемического гриппа теряет до 100 млрд рублей в год (85 % потерь от всех инфекционных болезней).    

В журнале «The Lancet Respiratory Medicine» в 2014 году было опубликовано масштабное исследование, авторы которого проанализировали заболеваемость гриппом на протяжении шести эпидемических сезонов, с 2005 по 2011 год. Оказалось, что только у 23 % из тех, у кого выявили грипп, проявлялись его клинические симптомы, и всего 17 % заболевших обращались за медицинской помощью. Для остальных грипп проходил незамеченным, притом что они оставались переносчиками инфекции. И все же, если есть подозрение на грипп, важно обратиться к врачу как можно скорее, не дожидаясь осложнений. При гриппе самое главное – ​не навредить себе и не выходить геройски на работу или учебу с температурой 39. Постельный режим, обильное теплое питье, проветривание комнаты – ​это не просто набившая оскомину мантра, а рекомендации, с которыми бессмысленно спорить.

Но, конечно, лучше не болеть вообще. А если вы уже «встречались» с одним из штаммов гриппа, то больше он к вам в гости не наведается.

Главная иллюстрация: vincent_bal