Антигенный дрейф вируса гриппа¶

Антигенный дрейф вируса гриппа — это процесс постепенного накопления точечных мутаций в генах, кодирующих поверхностные белки вируса гриппа (гемагглютинин и нейраминидазу), который приводит к изменению антигенных свойств вируса и ускользанию от иммунитета, сформированного ранее у переболевших или вакцинированных людей.

В отличие от антигенного шифта (резкой смены антигенов за счет реассортации генов), дрейф происходит непрерывно и является основной причиной ежегодных эпидемий гриппа. Из-за дрейфа штаммы вируса, циркулирующие в популяции, постепенно становятся всё менее похожими на те, что были в предыдущие годы, что требует ежегодного обновления состава противогриппозных вакцин.

¶Механизм процесса

Вирус гриппа имеет одноцепочечный РНК-геном, а его РНК-полимераза работает без механизма коррекции ошибок. Это приводит к высокой частоте мутаций — примерно одна ошибка на 10 000 нуклеотидов за цикл репликации. Большинство мутаций нейтральны или вредны для вируса, однако некоторые изменяют аминокислотные последовательности в антигенных сайтах поверхностных белков.

Ключевую роль играет гемагглютинин (HA) — белок, отвечающий за прикрепление вируса к рецепторам клетки и являющийся главной мишенью нейтрализующих антител. Антигенные сайты HA — это участки глобалярной головки молекулы, которые распознаются иммунной системой. Точечные мутации в этих участках могут снижать аффинность антител к вирусу, не нарушая при этом его способность связываться с клеточными рецепторами.

Отбор мутантных вариантов происходит под давлением популяционного иммунитета. Вирусы с изменёнными антигенными сайтами получают преимущество, так как антитела, выработанные против предыдущих штаммов, хуже их нейтрализуют. В результате в популяции закрепляются штаммы с новыми антигенными свойствами, что и составляет суть антигенного дрейфа.

¶Антигенные различия между типами вируса

Антигенный дрейф характерен для вирусов гриппа А и В. Однако скорость и выраженность процесса различаются:

Грипп А — дрейф протекает быстрее и заметнее. Наибольшей изменчивостью обладают подтипы H1N1 и H3N2, которые циркулируют среди людей. Для H3N2 характерна особенно высокая скорость антигенной эволюции.
Грипп В — дрейф происходит медленнее. Вирусы гриппа В делятся на две основные линии (викторианскую и ямагатскую), которые эволюционируют независимо. Иногда линии «обмениваются» сегментами генов, что ускоряет их изменение.

Вирусы гриппа С и D, поражающие человека и животных, обладают значительно меньшей антигенной изменчивостью и не вызывают крупных эпидемий.

¶Влияние на иммунитет и эпидемический процесс

Антигенный дрейф объясняет феномен повторных заболеваний гриппом у одного и того же человека. Иммунитет, сформированный после перенесённой инфекции или вакцинации, сохраняет защиту от исходного штамма, но со временем перестаёт распознавать новые дрейфовые варианты. В среднем антигенные изменения, достаточные для преодоления коллективного иммунитета, накапливаются за 2–5 лет.

Из-за дрейфа эпидемии гриппа повторяются ежегодно, а их интенсивность зависит от того, насколько сильно новые штаммы отличаются от предыдущих. В годы, когда дрейфовые изменения незначительны, эпидемия может быть слабой; при существенном изменении антигенов возможны более масштабные вспышки.

¶Мониторинг и обновление вакцин

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) координирует глобальный мониторинг циркулирующих штаммов гриппа через сеть национальных центров. Дважды в год эксперты ВОЗ анализируют данные об антигенных свойствах вирусов и рекомендуют состав противогриппозных вакцин для северного и южного полушарий.

Вакцины обычно включают три или четыре штамма: два подтипа гриппа А (H1N1 и H3N2) и одну или две линии гриппа В. Из-за дрейфа состав вакцин приходится пересматривать ежегодно. В среднем совпадение вакцинного штамма с циркулирующим достигается в 40–60 % сезонов; в годы несовпадения эффективность вакцины снижается, но частичная защита от тяжёлого течения болезни сохраняется.

¶Значение для эволюции вируса

Антигенный дрейф является примером адаптивной эволюции, движимой иммунным давлением. Он позволяет вирусу гриппа сохранять способность к повторному заражению людей, несмотря на наличие популяционного иммунитета. В долгосрочной перспективе дрейф приводит к филогенетическому «дрейфу» линий вируса: современные штаммы H3N2 происходят от пандемического вируса 1968 года, но их антигенные свойства изменились до неузнаваемости.

Изучение антигенного дрейфа важно не только для эпидемиологии гриппа, но и для понимания эволюции других РНК-содержащих вирусов, включая респираторно-синцитиальный вирус и коронавирусы.

¶Источники

ВОЗ. Рекомендации по составу вакцин против гриппа (ежегодные отчёты).
Taubenberger J. K., Morens D. M. «1918 Influenza: the Mother of All Pandemics» // Emerging Infectious Diseases, 2006.
Petrova V. N., Russell C. A. «The evolution of seasonal influenza viruses» // Nature Reviews Microbiology, 2018.
Webster R. G. и др. «Evolution and Ecology of Influenza A Viruses» // Microbiological Reviews, 1992.