Gripo virusas A

Gripo virusas A arba Influenzavirus A sukelia gripą paukščių ir kai kurių žinduolių organizme. Gripo virusas A priklauso Orthomyxoviridae virusų šeimai, vienai iš šešių jos genčių. Visi viruso potipiai buvo aptikti laukiniuose paukščiuose. Kai kurios viruso atmainos gali sukelti ligą naminiams gyvuliams ir, retais atvejais, žmonėms. Retkarčiais virusas pernešamas nuo laukinių vandens ant naminių paukščių – tai gali sukelti ligos protrūkius ir žmonių gripo pandemijas.

Yra žinoma keletas viruso potipių, kurie skirstomi pagal H numerį (priklauso nuo hemagliutinino tipo) ir N numerį (priklauso nuo neuraminidazės tipo). Iš viso yra žinoma 18 skirtingų H antigenų (nuo H1 iki H18) ir 11 skirtingų N antigenų (nuo N1 iki N11). H17 buvo išskirtas iš vaisiaėdžių šikšnosparnių 2012 metais. H18N11 buvo aptiktas Peruietiškuose šikšnosparniuose 2013 metais.

Kiekvienas viruso potipis mutavo į įvairias atmainas, pasižyminčias skirtingomis patogeninėmis savybėmis – kai kurios gali užkrėsti tik vieną rūšį, o kitos – daugybę. 

Šiuo metu yra sukurta vakcina žmonėms nuo gripo viruso A ir daugelis valstybių turi jos atsargų, siekiant išvengti paukščių gripo pandemijos. 2011 m. tyrėjai pranešė atradę antikūnus, kurie geba efektyviai nukenksminti visų tipų gripo virusą A.

Potipiai ir įvairovė 
A tipo gripo virusai yra suskirstyti į potipius pagal du baltymus, randamus  ant viruso paviršiaus:
 H = hemagliutininas, eritrocitų agliutinaciją sukeliantis baltymas.
 N = neuraminidazė, fermentas nutraukiantis glikozidinius ryšius monosacharide neuramino rūgštyje.
Skirtingi gripo virusai turi skirtingus baltymų hemagliutinino ir neuraminidazės tipus. Pavyzdžiui, H5N1 virusas yra gripo viruso A potipis, turintis 5 tipo hemagliutininą (H) ir 1 tipo neuraminidazę (N). Iš viso yra žinoma 18 skirtingų hemagliutinino ir 11 skirtingų neuraminidazės tipų, taigi, teoriškai gali susidaryti 198 skirtingos šių baltymų kombinacijos .

Kai kuriais atvejais virusai pavadinami pagal jų numanomą kilmės vietą (pavyzdžiui, Fudziano virusas), pagal tipinį šeimininką (pavyzdžiui, paukščių gripo virusas), pagal potipį (pavyzdžiui, H3N2) arba pagal patogeniškumo laipsnį (pavyzdžiui, LP () – menkai patogeninis).

Kartais virusai vadinami pagal būdingus šeimininkus, prie kurių jie prisitaikę. Dažniausiai išskiriami tipai:

 Paukščių gripas
 Žmonių gripas
 Kiaulių gripas
 Arklių gripas
 Šunų gripas
Kartais pavadinimai suteikiami pagal naminių paukščių (dažniausiai vištų) mirtingumą:
 Menkai patogeniškas paukščių gripas () (LPAI)
 Labai patogeniškas paukščių gripas () (HPAI), dar vadinamas mirtinu gripu.
Daugelis žinomų atmainų yra išnykusios. Pavyzdžiui, kasmetinio viruso potipiui H3N2 jau nebepriklauso atmaina, sukėlusi Honkongo gripą.

Kasmetinis gripas 
Kasmetinis gripas (dar vadinamas „sezoniniu gripu“ arba „žmonių gripu“) susargdina  ir lemia  mirtį kiekvienais metais JAV, be to, dėl gripo patiriama žala JAV vertinama 10 mlrd. dolerių kasmet.

Į kasmet tobulinamos vakcinos nuo gripo sudėtį įeina hemagliutininas nuo trijų viruso rūšių paviršių: H3N2, H1N1 ir gripo viruso B.

Nustatytas H3N2 viruso atsparumas įprastiems antivirusiniams vaistams – amantadinui ir rimantadinui padidėjo nuo 1 % 1994 m. iki 12 % 2003 m. ir 91 % 2005 m.

FI6 antikūnas 
FI6 yra antikūnas, atakuojantis hemagliutinino baltymą, atrastas 2011. FI6 yra vienintelis žinomas antikūnas, kuris yra efektyvus prieš visus 16 gripo viruso A potipius.

Struktūra ir genetika 
Gripo viruso A tipas struktūriškai yra labai panašus į gripo viruso tipus B ir C. Virionas yra 80-120 nanometrų skersmens ir paprastai sferinės formos, nors retais atvejais gali būti ir siūliškos.

Nepaisant formos skirtumų, visų gripo virionų sudėtis yra panaši. Juos visus sudaro viruso apvalkalas iš pagrindinių dviejų baltymų, kurie susiviję aplink branduolį.

Du dideli baltymai, randami viruso išorėje yra hemagliutininas (HA) ir neuraminidazė (NA). HA yra baltymas, tarpininkaujantis virusui prisijungiant prie atakuojamos ląstelės ir genetinei viruso medžiagai patenkant į ją, o NA padeda viruso palikuonims išeiti iš infekuotos ląstelės. Šie baltymai paprastai yra antivirusinių vaistų taikiniai. Be to, jie yra ir antigenai, prie kurių jungiasi šeimininko antikūnai ir sužadina imuninės sistemos atsaką. Gripo virusas A yra suskirstytas į potipius pagal ant viruso apvalkalo randamų šių baltymų rūšis. Iš viso žinoma 18 HA ir 11 NA rūšių, bet tik H 1,2 ir 3 nei N 1 ir 2 paprastai randami žmogaus organizme.

Į branduolio sudėtį įeina viruso genomas ir kiti viruso baltymai, svarbūs pakuojant ir saugant genetinę medžiagą. Priešingai nei daugelio organizmų genomas (įskaitant žmones, gyvūnus, augalus ir bakterijas), kuris sudarytas iš dvigrandės DNR, virusų genomą dažniausiai sudaro viengrandė RNR. Neįprastai virusams, gripo viruso A genomas nėra sudarytas iš vienos RNR dalies; vietoj to jį sudaro segmentuotos dalys iš neigiamos reikšmės RNR, kiekvienoje dalyje yra vienas ar du genai, kurie koduoja baltymus. Terminas „neigiama reikšmė“ reiškia, kad RNR genomas negali būti transliuojamas tiesiogiai; pirmiau turi būti sintezuojamas komplementarus, teigiamos reikšmės RNR genomas. Segmentuotas genomas leidžia laisvai keistis genetine medžiaga skirtingoms viruso atmainoms.

Visas gripo viruso A genomas sudarytas iš 13,588 bazių ir aštuonių segmentų, kurie koduoja vienuolika baltymų:
 Segmentas 1 koduoja RNR polimerazės subvienetą (PB2).
 Segmentas 2 koduoja RNR polimerazės subvienetą (PB1) ir PB1-F2 baltymą, kuris sukelia ląstelės mirtį, naudojant kitokį skaitymo rėmelį iš to paties RNR segmento.
 Segmentas 3 koduoja RNR polimerazės subvienetą (PA); alternatyvios šios polimerazės formos gali būti sukurtos paslenkant skaitymo rėmelį.
 Segmentas 4 koduoja HA (hemagliutininą). Virionui sudaryti reikia maždaug 500 hemagliutinino molekulių. HA nulemia virusinės infekcijos išplitimą šeimininko organizme.
 Segmentas 5 koduoja NP, kuris yra nukleoproteinas.
 Segmentas 6 koduoja NA (neuraminidazę). Virionui sudaryti reikia maždaug 100 neuraminidazės molekulių.
 Segmentas 7 koduoja du terpės (matrikso) baltymus (M1 ir M2) naudojant tą patį RNR segmentą, bet paslenkant skaitymo rėmelį. Vienam virionui sudaryti reikia maždaug 3000 M1 ir M2 baltymų.
 Segmentas 8 koduoja du skirtingus nestruktūrinius baltymus (NS1 ir NEP) naudojant skirtingus skaitymo rėmelius tam pačiam RNR segmentui.
Viruso genomo RNR segmentai turi komplementariąsias bazių sekas galuose, leidžiančias jiems jungtis tarpusavyje vandeniliniais ryšiais. Po transkripcijos (kai neigiamos reikšmės RNR nurašoma į teigiamos reikšmės RNR), ant teigiamos reikšmės RNR 5’ galo uždedama kepurė. Šio proceso metu viruso baltymas NS1 jungiasi su ląstelės šeimininkės nesubrendusiomis iRNR (pre-iRNR). Kitas viruso baltymas, PA, nuskelia kepurę nuo šeimininkės RNR. Tuomet maža kepurė yra uždedama ant gripo viruso A teigiamos reikšmės RNR ir ląstelės ribosomose vyksta baltymų sintezė pagal viruso genomą. Transliuojant teigiamos reikšmės RNR taip pat sintetinama ir neigiamos reikšmės RNR naujiems virionams.

RNR sintetinama ląstelės branduolyje, o baltymai – citoplazmoje. Kai viruso baltymai surenkami į virioną, šis palieka branduolį ir juda per ląstelės membraną. Šeimininkės ląstelės membranoje yra viruso transmembraninių baltymų (HA, NA, M2, M1), kurie padeda virionams kirsti membraną ir visiškai subrendę virusai patenka į ekstraceliulinę terpę.

Atsinaujinimas 
Gripo virusas gali atsinaujinti po inaktyvacijos UV spinduliuote, arba jonizuojančiąją spinduliuote. Jei pažeidžiama bent viena iš aštuonių dalių, sudarančių genomą, tai sutrikdo gyvybiškai svarbaus geno transkripciją ar ekspresiją ir lemia viruso žūtį. Vis dėlto, jei ląstelę atakuoja du ar daugiau pažeistų virusų, įmanomas gyvybingų palikuonių susidarymas, jei visų atakuojančių virusų genomuose yra bent po vieną kiekvieno segmento kopiją. Tuomet įmanomas virusų atsinaujinimas.

Žmonių gripo virusas 
„Žmonių gripo virusas“ paprastai reiškia, kad gripo potipiai yra plačiai išplitę tarp žmonių. Šiuo metu žinomi tarp žmonių cirkuliuojantys gripo viruso A potipiai: H1N1, H1N2 ir H3N2 .

Genetiniai veiksniai, skiriantys „žmonių gripo virusą“ ir „paukščių gripo virusą“ yra:
 PB2: (RNR polimerazė): Aminorūgšties (ar jos likučio) 627 pozicija PB2 baltyme, koduojama PB2 RNR geno. Visi žinomi paukščių gripo virusai (išskyrus H5N1) turi glutamo rūgštį 627 pozicijoje, o žmonių gripo virusas turi liziną.
 HA: (hemagliutininas): paukščių gripo HA jungiasi prie alfa 2-3 sialo rūgšties receptorių, o žmonių gripo HA jungiasi prie alfa 2-6 sialo rūgšties receptorių. Kiaulių gripo virusas gali jungtis prie abiejų tipų sialo rūgšties receptorių.

 H1N1

 H1N1 sukelia pandemijas ir žmonių, ir kiaulių populiacijose. H1N1 atmaina sukėlė Ispaniškojo gripo pandemiją, pražudžiusią nuo 50 iki 100 mln. žmonių visame pasaulyje 1918–1919 m. Kita atmaina sukėlė 2009 metų gripo pandemiją. Gripas pradėjo plisti 2005 m. spalį, po to kai H1N1 genomas buvo publikuotas žurnale Science, baiminamasi, kad ši informacija galėjo būti panaudota bioterorizmui.

 H2N2

 Azijos gripas, H2N2 paukščių gripo pandeminis protrūkis, prasidėjęs Kinijoje 1957 ir tais pačiais metais išplitęs po visą pasaulį. Tęsėsi iki 1958 ir pražudė nuo vieno iki keturių milijonų žmonių.

 H3N2

 H3N2 šiuo metu būdingas žmonių ir kiaulių populiacijoms. Ji išsivystė iš H2N2 ir sukėlė Honkongo gripo pandemiją 1968–1969, žuvo iki 750,000 žmonių.

 Žinomi labai patogeniško paukščių gripo protrūkiai 1959–2003 metais

 *Į daugelį ūkių plačiai išplitę protrūkiai, lėmę didelę ekonominę žalą. Daugelis kitų protrūkių iš pradinių židinių išplito menkai.

Šaltiniai 

Virusai