Zoonotyczny charakter zakażeń wywoływanych przez wirusy grypy

Zoonotyczny charakter zakażeń wywoływanych przez wirusy grypy świń
Andrzej Kowalczyk, Iwona Markowska-Daniel
Zakład Chorób Świń Państwowego Instytutu WeterynaryjnegoPaństwowego Instytutu Badawczego
Grypa jest zakaźną i zaraźliwą chorobą człowieka oraz wielu gatunków ssaków i
ptaków, wywoływaną przez otoczkowego, posiadającego jednoniciowe RNA wirusa,
należącego do rodziny Orthomyxoviridae, rodzaju Orthomyxovirus (Hampson A.W., 2006).
Wyodrębniono trzy typy wirusa grypy: A, B i C. Typ A jest związany z epidemicznym
rozprzestrzenianiem się choroby wśród ludzi i zwierząt, natomiast typy B i C wywołują
głównie infekcje podkliniczne. Wśród typu A można wyróżnić wiele podtypów w zależności
od budowy białka powierzchniowego hemaglutyniny (H), której dotychczas
scharakteryzowano 16 form oraz neuraminidazy (N), występującej w 9 wariantach. W
populacji trzody chlewnej najczęściej izoluje się trzy główne podtypy wirusa grypy świń
(swine influenza virus - SIV): H1N1, H1N2, H3N2.
Wykazano bliskie pokrewieństwo pomiędzy szczepem pandemicznym z 1918 r. a
pochodzącym od świń szczepem A/swine/Iowa/15/30, o wzorze antygenowym H1N1,
określanym jako klasyczny podtyp wirusa influenzy świń („classical swine influenza virus”).
Szczep ten utrzymywał się na kontynencie północnoamerykańskim przez wiele lat, po czym
w 1976 r. został on zawleczony do Europy i Azji. Pod koniec lat 70-tych stopniowo ustąpił on
miejsca ptasiej odmianie wirusa grypy („avian like”) o tym samym podtypie, który
rozpowszechnił się i utrwalił wśród europejskich świń (de Jong J.C., 2001). Przyjmuje się, że
od tego czasu na kontynencie amerykańskim dominuje szczep klasyczny, natomiast w
Europie przeważa podtyp H1N1 „avian-like”. Równolegle do populacji trzody chlewnej
został wprowadzony ludzki szczep wirusa grypy o wzorze H3N2, odpowiedzialny za
epidemię grypy ludzi w 1968 r. W połowie lat 80-tych wśród izolatów SIV pojawiły się dwa
reasortanty o różnym pochodzeniu: H1N2 oraz H3N2. Szczep o wzorze H1N2 posiadał gen H
najbardziej zbliżony do klasycznego podtypu SIV H1N1 krążącego w latach 80-tych oraz gen
N wykazujący pokrewieństwo z genem N szczepu H3N2 występującego u ludzi („humanlike”). Z kolei szczep H3N2 występował w dwóch postaciach: reasortanta podwójnego oraz
potrójnego. Podwójny reasortant powstał w wyniku wymieszania się genów ludzkiego
szczepu H3N2 oraz klasycznego świńskiego szczepu H1N1, zaś potrójny reasortant zawierał
komponenty wirusa typu ludzkiego (H, N oraz PB1), świńskiego (M, NP, oraz NS), a także
ptasiego (PA i PB2) (Webster R.G., 2004). Na podstawie analizy sekwencji białka H3
izolatów terenowych SIV stwierdzono dodatkowe rozbieżności i ustalono ich przynależność
do dwóch, z co najmniej trzech, różniących się od siebie filogenetycznych klasterów białka H
występujących w USA. Wszystkie izolaty należące do określonych w ten sposób odmian H3
wykazywały zdolność do indukowania klinicznych objawów grypy, jednakże objawy
chorobowe obserwowane u zainfekowanych świń różniły się w zależności od grupy
antygenowej.
Proces reasortacji jest rodzajem zmiany genetycznej polegającej na wymieszaniu się
materiału genetycznego kilku czynników zakaźnych. W sposób nierozerwalny jest on
związany z segmentową budową RNA wirusa, co ułatwia reasortację genów, określaną jako
skok antygenowy, między szczepami wirusa pochodzącymi od różnych gatunków (ludzi, świń
oraz ptaków). Pomimo, że skok antygenowy występuje rzadko, powoduje on poważne
utrudnienia zarówno w diagnostyce, szczególnie serologicznej, jak i w immunoprofilaktyce.
Miejscem reasortacji może być zarówno organizm żywy jak i hodowla komórkowa, zakażone
przynajmniej dwoma gatunkami wirusa grypy. Organizm świni jest szczególnie podatny na
zakażenie wirusami pochodzenia ludzkiego, ptasiego i oczywiście świńskiego, ze względu na
ekspresję na powierzchni nabłonka tchawicy zarówno receptora typu NA2,3αGal
wykazującego powinowactwo do wirusów krążących wśród ptactwa i koni oraz NA2,6αGal
rozpoznającego wirusy ludzi oraz świń.
Grypę świń zaczęto uznawać za zoonozę dopiero w latach 1975-76. W tym okresie w
USA miały miejsce masowe zachorowania ludzi i świń na grypę, przy czym wirusy
izolowane od ludzi i zwierząt nie różniły się antygenowo i genetycznie (Olsen C.W., 2006).
Obserwacje prowadzone w gospodarstwach produkujących trzodę chlewną wskazują, że
zainfekowane wirusem grypy świnie rzadko przyczyniają się do wystąpienia choroby u
personelu pracującego przy ich obsłudze. Potwierdzają to dane zarejestrowane przez Centrum
Kontrolowania Chorób i Prewencji (www.cdc.gov). Analizując zachorowania ludzi w USA na
grypę, wywoływane szczepami pochodzącymi od świń, wykazano, że zachorowania miały
charakter sporadyczny (1 przypadek na 1-2 lata), aczkolwiek na przełomie grudnia 2005 r. i
stycznia 2006 r. stwierdzono 12 przypadków infekcji ludzi świńskim szczepem wirusa grypy.
Ustalono, że 5 osób miało bezpośredni kontakt z trzodą chlewną, 6 nie pracowało w fermach,
ale miało kontakt ze świniami w czasie wystaw zwierząt, natomiast źródło infekcji 1 osoby
nie zostało potwierdzone (Newman A.P., 2008, Wells D.L., 1991). Nie licząc zakażeń
wywołanych nowym mutantem wirusa grypy świń A H1N1 ogółem na świecie
udokumentowano zakażenie 519 osób wirusami pochodzenia świńskiego różnych podtypów,
z tej liczby 61% osób miało bezpośredni kontakt z trzodą chlewną, 8 przypadków miało
przebieg fatalny (Myers K.P, 2007). Uważa się że aktualna epidemia grypy u ludzi wywołana
przez szczep H1N1 była poprzedzona rekombinacją genów pochodzących pierwotnie od
ludzi, świń i ptactwa w organizmie świni, która miała miejsce na przestrzeni ostatnich 10 lat
(www.promedmail.org). Wskazuje na to fakt, że 6 genów, w tym gen kodujący H był blisko
spokrewnionych ze szczepami krążącymi w amerykańskiej populacji świń od 1999 r.,
natomiast geny kodujące M oraz N wykazują pokrewieństwo do szczepów wirusa grypy świń
izolowanych w Eurazji. Ponadto gen kodujący PB1 wykazuje 96% homologię do szczepów
podtypu H1N2 izolowanych od świń w Ameryce Płn. w 1999 r. i podtypu H3N2 izolowanych
w Korei w 2005 r., a także do szczepów wyizolowanych od ludzi w USA, w latach 1994-96 i
1998, reprezentujących odpowiednio podtypy H3N2 i H1N1. Z kolei gen kodujący PB2
wykazuje najbliższe pokrewieństwo ze szczepami podtypu H3N2 izolowanymi od świń w
1999 r. w USA i w 2004 r. w Korei oraz od kaczek w 2007 r. w Płd. Dakocie.
Sytuacja epidemiologiczna w zakresie grypy świń w Polsce jest monitorowana od
przeszło 10 lat. Szczepy SIV izolowane w Polsce reprezentują wszystkie 3 podtypy krążące w
populacji świń, z wyraźną dominacją podtypu H1N1. Należą one do grupy filogenetycznej
„avian like” i wykazują pokrewieństwo ze szczepami pochodzącymi z Europy Zachodniej,
głównie Francji, Szwajcarii oraz Hiszpanii, natomiast podobieństwo filogenetyczne ich genu
H do nowego mutanta wyizolowanego od ludzi w Kalifornii w maju br zawiera się w
przedziale od 68,9% do 71,1%.
Piśmiennictwo:
1.
de Jong J.C., Heinen P.P., Loeffen W.L., van Nieuwstadt A.P., Claas E.C., Bestebroer
T.M., Bijlsma K., Verweij C., Osterhaus A.D., Rimmelzwaan G.F., Fouchier R.A.,
Kimman T.G.: Antigenic and molecular heterogeneity in recent swine influenza A
(H1N1) virus isolates with possible implications for vaccination policy. Vaccine 2001,
14, 4452-4464
2.
3.
4.
5.
6.
Hampson A.W., Mackenzie J.S.: The influenza viruses. Med. J. Aust. 2006, 185, 3943
Myers K.P., Olsen C.W., Gray G.C.: Cases of swine influenza in humans: a review of
the literature. Clin Infect Dis 2007, 44, 1084-1088.
Newman A.P., Reisdorf E., Beinemann J., Uyeki T.M., Balish A., Shu B. : Human
case of swine influenza A (H1N1) triple reassortant virus infection, Wisconsin. Emerg
Infect Dis. 2008, 14, 1470-1472.
Webster R.G., Hulse D.J.: Microbial adaptation and change: avian influenza. Rev. Sci.
Tech. 2004, 23, 453-465
Wells D.L., Hopfensperger D.J., Arden N.H., Harmon M.W., Davis J.P., Tipple M.A.,
Schonberger L.B.: Swine influenza virus infections. Transmission from ill pigs to
humans at a Wisconsin agricultural fair and subsequent probable person-to-person
transmission. JAMA 1991, 265, 478-81.