CC BY
93
ЛИТЕРАТУРА
1. Киселев О. И., Комиссаров А. Б., Стукова М. А., Бузицкая Ж. В., ПисареваМ. М., ЕлпаеваЕ. А. и др. Пандемический грипп в России: диагностика и молекулярно-биологические характеристики вируса // Вопросы вирусологии. 2011; 56 (1): 17-21.
2. Anwar Т., Lal S. К., Khan A. U. Matrix protein 1: A comparative in silico study on different strains of influenza A H5N1 virus. Bioinformation. 2006; 1 (7): 253-56.
3. EkiertD. C., Bhabha G., ElsligerM. A., Friesen R. H., Jongeneelen M., Throsby M. et al. Antibody recognition of a highly conserved influenza virus epitope. Science. 2009; 324: 246-51.
4. Fanning T. G., Reid A. H., Taubenberger J. K. Influenza A virus neuraminidase: regions of the protein potentially involved in virus-host interactions. Virology. 2000; 276; 417-23.
5. Goto H., Wells K., Takada A., Kawaoka Y. Plasminogen-binding activity of neuraminidase determines the pathogenicity of influenza A virus. J. Virol. 2001; 75: 9297-301.
6. Hay A. J., Daniels R., Lin Y. P., Zheng X., Hou Т., Gregory V et al. WHO influenza centre report. Sept. 2009. London; 2009: 1-31.
7. Kosakovsky PondS. L., Frost S. D. Not so different after all: a comparison of methods for detecting amino acid sites under selection. Mol. Biol. Evol. 2005; 22 (5): 208-22.
8. Lin Y. P., Gregory V, Bennett M., Hay A. Recent changes among hu-
man influenza viruses. Virus Res. 2004; 103: 47-52.
9. Lin Т., Wang G., Li A., Zhang Q., Wu C., Zhang R. et al. The hemagglutinin structure of an avian H1N1 influenza A virus. Virology. 2009; 392 (1): 73-81.
10. Maurer-StrohS., LeeR. T., EisenhaberF., CuiL., PhuahS. P., LinR. T. A new common mutation in the hemagglutinin of the 2009 (H1N1) influenza A virus. PLoS Curr. 2010; 2: RRN1162.
11. McCullers J. A., Hoffmann E., Huber V. C., Nickerson A. D. A single amino acid change in the C-terminal domain of the matrix protein M1 of influenza В virus confers mouse adaptation and virulence. Virology. 2005; 336: 318-26.
12. PosadaD., CrandallK. A. MODELTEST: testing the model of DNA substitution. Bioinformatics. 1998; 14: 817-8.
13. Scholtissek С., BurgerH., Bachmann P. A., Hannoun C. Genetic relatedness of hemagglutinins of the H1 subtype of influenza A viruses isolated from swine and birds. Virology. 1983; 129: 521-33.
14. Skehel J. J., Wiley D. C. Receptor binding and membrane fusion in virus entry: the influenza hemagglutinin. Annu. Rev. Biochem. 2000; 69: 531-69.
15. Summary of NIMR Results. Final Report for WHO meeting: 20-22 February 2012. http://www.nimr.mrc.ac.uk/documents/about/inter-im-report-feb-2012.pdf.
Поступила 31.05.12
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2012 УДК 578.832.1:578.53].083.2
М. В. Потапчук1, И. А. Репко1, М. В. Сергеева1, А. В. Коротков1, А. Б. Комиссаров1, Н. Т. Сандыбаев2,
О. В. Червякова2, Б. М. Хайруллин2, Л. М. Цыбалова1
Характеристика реассортантных штаммов вируса гриппа на основе нового донора А/HongKong/1/68/162/35(H3N2)
'ФГБУ НИИ гриппа Минздравсоцразвития России, Санкт-Петербург; 2РГП НИИ проблем биологической безопасности КН МОН, Казахстан
На основе нового универсального донора A/HongKong/1/68/162/35(H3N2) получены реассортантные штаммы, содержащие поверхностные антигены вируса гриппа различных субтипов Д/СПБ/НК/09(Н1Ш), Д/Astana/ НГ/2009(H5N1), A/Otar/HK/2010(H3N8) и A/Perth/HK/20l1(H3N2). Исследована репродуктивная активность, ин-фекционность и безвредность прототипов живой и инактивированной гриппозных вакцин, полученных на основе этих реассортантов. Показана возможность использования штамма A/HongKong/1/68/l62/35(H3N2) в качестве универсального донора аттенуации и высокой репродуктивности.
Ключевые слова: вирус гриппа, реассортант, донор, живая гриппозная вакцина, инактивированная гриппозная вакцина
Characterization of Influenza Virus Reassortants Based on New Donor Strain
A/HK/1/68/162/35(H3N2)
M. V. Potapchuk1, I. A. Repko1, M. V. Sergeeva1, A. V. Korotkov1, A. B. Komissarov1, N. T. Sandybayev2,
O. V. Chervyakova2, B. M. Khairullin2, and L. M. Tsybalova1
1 Federal State Research Institute of Influenza, Ministry of Health and Social Development of the Russian Federation, St. Petersburg, Russia; 2 Research Institute for Biological Safety Problems, Gvardeyskiy, Republic of Kazakhstan
Influenza reassortant viruses A/SPb/HK/09(H1N1), A/Astana/HK/2009 (H5N1), A/Otar/HK/2010(H3N8), and A/Perth/ HK/2011(H3N2), carrying surface antigens of different subtypes, were constructed on the basis of new potential unified donor strain A/HK/1/68/162/35(H3N2). The virulence and reproduction activity of the obtained reassortants were tested. The safety of the candidate live and inactivated influenza vaccines produced from the reassortant viruses was demonstrated. The study demonstrates that A/HK/1/68/162/35 can be used as a unified donor for attenuated and high-yield vaccine reassortants.
Key words: influenza virus, reassortant, donor, live attenuated vaccine, inactivated vaccine
Общими требованиями для вирусов гриппа А - доноров генов внутренних и неструктурных белков, используемых для получения реассортантных вакцинных и производственных штаммов (для живых и инактивированных гриппозных вакцин), являются безопасность
и иммуногенность. При получении вакцинных штаммов для живых гриппозных вакцин (ЖГВ) используются доноры аттенуации, обладающие двумя важными фенотипическими признаками - холодоадаптирован-ностью (са) и температурочувствительностью (ts). В
42
Контактная информация:
Потапчук Марина Валентиновна, ст. науч. сотр.; e-mail: mvpotapchuk@inbox.ru
мов (82%), выделенных от умерших, обнаруживали замену D222G, приводящую к расширению рецепторной специфичности.
Проведенный анализ сайтов, подверженных положительной селекции, выявил 3 кодона в последовательности НА вируса гриппа A/HlNlpdm2009 - 239, 289 и 391. Мутации в положении 222 НА1 (кодон 239) влияют па рецепторную специфичность. Кодон 391 (положение 47 в НА2) находится в районе эпитопа CR6261, который распознается одноименным антителом. Нейтрализующее действие этого антитела на конформационные перестройки связано со слиянием мембран [3]. В работах по молекулярному моделированию показано, что мутация Е391К теоретически должна способствовать усилению взаимодействия между субъединицами НА, ослабляя внутрисубъединичные взаимодействия [10].
Вирусы гриппа подтипа H3N2 эпидемиологического сезона 2006-2007 гг. отличались значительным генетическим разнообразием (рис. 3). С одной стороны, циркулировали вирусы, подобные штамму А/ Висконсин/67/2005, которые имели ряд замен в НА (Т128А, R142G, К173Е). Замена Т128А приводит к утрате потенциального сайта гликозилирования. Замены К173Е, R142G были характерны для штаммов, выделенных в предыдущие годы (например, А/ Иоханнесбург/33/99). Данные замены приводят к смене заряда аминокислотного остатка. У ряда вирусов из этой группы была выявлена замена L157S в антигенном сайте В1, замена N145KJ в сайте А и замена D188E в сайте В2. Также была отмечена циркуляция вирусов, содержащих замену S193F в антигенном сайте В2, N216S в сайте D, и вирусов, содержащих замены V1121 и К173Е. Еще одну группу составили штаммы, подобные штамму А/Брисбен/10/07, рекомендованному ВОЗ для производства вакцин на 2008 г. и имеющие новые существенные замены G50E и К1401.
Вирусы гриппа А подтипа H3N2 эпидемических сезонов 2007-2009 гг. были генетически родственны вакцинному штамму А/Брисбен/10/2007 (см. рис. 3). Для этих штаммов были характерны аминокислотные замены G50E в антигенном сайте С и K140I в сайте А последовательности НА; N93D, H150R и Y194I - в последовательности NA; последовательности белков Ml и М2 не несли специфические замены. Большинство проанализированных штаммов 2007 г. несли мутацию устойчивости к ремантадину (S31N) в белке М2. В пределах данной генетической клады по последовательностям генов НА и NA наблюдался небольшой отдельный кластер, состоявший из ряда московских изолятов (например А/Москва/118/2008). Для последовательностей НА этого кластера была характерна мутация K92R, для NA - две синонимичные мутации 351 A>G (в кодоне Т117) и 408 G>A (в кодоне Ql36). Практически все последовательности Ml штаммов 2008 г. имели мутацию K174R. Среди проанализированных штаммов не было выявлено ни одного, относящегося к новой филогенетической линии А/Перт/16-подобных штаммов. Таким образом, штаммы вируса гриппа A (H3N2) 2008-2009 гг. являлись эволюционным продолжением штаммов эпидемического сезона 2ОО7-20О8 гг.
Следует отметить, что в последовательностях NA вирусов гриппа A(H3N2)2008 г. и всех вирусов 2ОО9 г. была обнаружена мутация D147N в сайте гликозилирования. Известно, что гликозилирование в по-
ложении 130 N1 (что соответствует 146 в N2) А/ Висконсин/33 (H1N1) нарушает взаимодействие NA с плазминогеном и снижает патогенность вируса [5].
Подавляющее Большинство исследованных штаммов вируса гриппа A подтипа H3N2 2ОО8 г. несли в последовательности С-концевого домена белка Ml мутацию K174R, которая увеличивает склонность данного участка белковой цепи к образованию а-спирали [2]. Белок М2 всех изученных штаммов 2ОО8 г. содержал мутацию устойчивости к ремантадину S31N.
В течение эпидемического сезона 2ОО9-2О1О гг. вирус гриппа A (H3N2) на территории России в эпидемическом процессе не участвовал, а в сезоне 2О1О-2О11 гг. не имел эпидемического значения, единичные случаи выявления вирусов данного подтипа были отмечены в европейской части России, а в Сибири и на Дальнем Востоке вирус гриппа A (H3N2) проявлял слабую активность. Все вирусы, выделенные на востоке РФ, относились к генетической группе А/Виктория/210/2009/ (R261Q) клады А/Перт/16/2ОО9 (Е62К, N144A). HA этих вирусов содержал ряд замен в антигенном сайте Е2. Вирусы, циркулировавшие в европейской части РФ, относились к генетической группе А/Перт/1О/2О1О клады А/Виктория/208/2009 и имели замены в антигенном сайте С. Вес исследованные штаммы вируса гриппа A (H3N2) 2О1О-2О11 гг. содержали в гене М мутацию, определяющую устойчивость к ремантадину (S31N).
Исследованные вирусы A (H3N2) эпидемического сезона 2О11-2О12 гг. относятся к генетической группе А/Стокгольм/18/2011 (V223I) клады А/Викто-рия/2О8/2ОО9 и имеют аминокислотную замену N312S. Данные штаммы можно разделить на две подгруппы с характерными заменами N145S в антигенном сайте A, D487N и Q33R, S45N с возникновением потенциального сайта гликозилирования, T48I, N278K - в антигенном сайте С, T128N, A198P - в антигенном сайте В2 соответственно.
При анализе последовательностей NA штаммов вируса гриппа A (113N2), циркулировавших в РФ в 2ОО6-2О12 гг., мутации устойчивости к озельтамиви-ру E119V не была обнаружена.
Таким образом, нами было изучено молекулярногенетическое разнообразие вирусов гриппа A, циркулировавших в России в 2ОО6-2О12 гг. За этот период произошли существенные изменения генетической структуры циркулирующих на территории РФ вирусов гриппа, их чувствительности к противовирусным препаратам и филогенетической принадлежности. Кроме того, начиная с лета 2ОО9 г. на территории России начал распространяться новый пандемический вирус гриппа A (HlNlpdm2009).
Для предсказания антигенного дрейфа и направления эволюционной изменчивости вирусов гриппа целесообразно проводить исследования по выявлению кодонов, находящихся под действием положительного отбора in silico в генах, кодирующих поверхностные белки вируса гриппа.
Непрерывный мониторинг мутационной изменчивости и филогенетический анализ циркулирующих штаммов играют важную роль в выборе вакцинных штаммов для специфической профилактики гриппа и противовирусных препаратов для его лечения. Филогенетический анализ является мощным инструментом выявления новых реассортантов, обладающих эпидемическим или пандемическим потенциалом.
41
Рис. 3. Филогенетическое древо по гену гемагглютинина вируса гриппа А подтипа
H3N2.
i-iv - генетические группы.
Для последовательностей NA штаммов клады 2В характерны мутации G249K и T287I, а для штаммов клады 2С-мутации М1881, I267M, L367I. Мутации М1881, G249K, T287I и L367I расположены в так называемых филогенетически значимых областях D, F, Н и L соот-
ветственно. Известно, что область L в N1 является антигенным сайтом [4]. Большая часть последовательностей N1 штаммов клады 2В имели мутацию устойчивости к озельтамивиру H275Y, однако имеющие эту мутацию штаммы не образовывали отдельную филогенетическую группу в пределах клады 2В. Среди представителей клады 2С устойчивые к озельтамивиру штаммы не выявлены.
Среди штаммов клады 2В не был обнаружен ни один штамм, имевший мутацию, определяющую устойчивость к ремантадину (S31N) в М2, в отличие от представителей клады 2С, устойчивых к этому препарату.
Исследованные представители клады 2С несли в последовательности белка М1 замену S207N, характерную для штаммов вируса гриппа А подтипа H5N1 цинхайской группы [Qinghai-like, например A/bar-headed goose/Qing-hai/12/20o5 (H5N1)]. Однако какова возможная роль данной замены в белке Ml вируса гриппа A (H1N1) человека, остается неясным. Известно, что мутации в С-концевом домене белка Ml могут возникать при адаптации вируса к мышам и связаны с повышением патогенности вирусов гриппа А [11].
Эпидемия гриппа A/HlNlpdm2009 в России началась в середине сентября 2009 г. и носила моноэтиологический характер. В эпидемическом сезоне 20l0-20ll гг. вирусы гриппа A/HlNlpdm2009 также доминировали. Популяция штаммов была генетически однородна и эволюционно связана с пятью филогенетическими группами [15] доминирующей в мире клады 7 с характерной заменой S203T в НА (рис. 2). Все вирусы, кроме относящихся к кладе 1, содержали в НА замену P83S. Примечательно, что данные штаммы имели остаток валина в положении 321, которое находится вблизи сайта расщепления молекулы НА. Однако у значительного числа российских изолятов 2009 г. наблюдалась реверсия V321I в НА. У ряда штаммов 2009-2011 гг. были выявлены замены в антигенных сайтах Са, Sb и Sa. Для выделенных в 2010-2011 гг. штаммов были характерны мутационные изменения, которые являлись следствием адаптации вируса к иммунизированной человеческой популяции. Значительные изменения в генетической структуре генов НА, NA, М, NS, NP данных штаммов выявлены не были [1]. Ни один из штаммов не имел мутации устойчивости к озельтамивиру H275Y, но все штаммы несли мутацию устойчивости к ремантадину S31N в М2. В рецепторсвязывающем сайте НА большинства штам-
40
Рис. 2. Филогенетическое древо по гену гемагглютинина вируса гриппа А подтипа HlNlpdm2009. Жирным шрифтом отмечены референс-штаммы генетических групп (i-vii).
деленных ранее представителей этой клады заменой А189Т.
В последовательности НА представителей клады 2В нами было выявлено 2 кодона, находящихся (с вероятностью более 95%) под действием положитель-
ного отбора (кодоны 186 и 227). По данным рентгеноструктурного анализа остаток 186 входит в состав рецепторсвязывающего сайта НА (спираль 190), предположительно участвуя в образовании водородной связи с сиалопентасахаридом [9, 14].
39
Результаты и обсуждение
С целью изучения генетического разнообразия и особенностей молекулярной структуры вирусов гриппа А, циркулирующих на территории Российской Федерации в эпидемические сезоны 2006-2012 гг., нами была проанализирована охарактеризованная по антигенным свойствам репрезентативная выборка штаммов вирусов гриппа А.
Вирус гриппа А подтипа H1N1.
В 2006-2007 гг. в России циркулировали вирусы гриппа А подтипа H1N1, относящиеся к двум генетическим группам - клайдам 1 и 2. Штаммы, относящиеся к кладе 1, были подобны вакцинному штамму А/Новая Каледония/20/1999 (рис. 1). Вирусы, содержащие характерные замены Т82К, Y94H, R145K, R208K,
R225K в гемагглютинине (НА) и V234M, D382N в нейраминидазе (NA), являлись эволюционным продолжением вирусов клады 1 и формировали генетически гетерогенные группы вирусов клады 2. На территории РФ в этот период практически не отмечена циркуляция вирусов гриппа А клады 2А, подобных вакцинному штамму А/Соломоновы Острова/3/О6.
Вирусы, циркулировавшие в России в этот период, образовывали обособленную группу и явились предшественниками вирусов клады 2С, появившихся в 2007 г., с характерными заменами S36N,
А189Т в НА и S82K, M1881 в NA.
В 2007 г. на территории РФ была отмечена незначительная циркуляция вирусов гриппа A (H1N1), подобных штамму А/Брисбен/
59/о7 (клада 2В).
В эпидемический сезон 20082009 гг. в России грипп был вызван преимущественно вирусами, близкими к вакцинному штамму А/Брисбен/59/2007, относящимися к кладе 2В. Преобладание вирусов клады 2В среди вирусов гриппа А (H1N1) было характерно не только для России, но и для всего мира [6]. Среди исследованных нами штаммов выделенных на Дальнем Востоке и в Сибири, были также обнаружены представители клады 2с (А/Владивосток/83/08, А/
Хабаровск/3/09, А/Новосибирск/9 /09 и др.), которые интенсивно циркулировали в АзиатскоТихоокеанском регионе [6].
Нами было показано, что для НА российских представителей клады 2В характерно наличие мутаций D35N, R188k, K145R, а для
представителей клады 2С - мутаций S36N, K82R, R145K, R188M, A189T и Т193К. Различия в антигенной структуре представителей этих двух клад, по-видимому, обусловлены мутациями в антигенных сайтах Са2 (K145R), Cb (K82R) и Sb (Т193К). Штаммы клады 2В 2008-2009гг. отличались от вы-
А189Т
G185A - »
S141N ■ ■> 52
D3SN
K145R
R188K
Т82К
Y94H
R14SK
R208K
R14SK
■ A/Khabarovsk/39/2009
■ A/Moscow/37/2009
---A/Moscow/08/2009
751 A/Khabarovsk/36/2009 ■ A/Khabarovsk/04/2009 ■A/Khabarovsk/16/2009 ■ A/Khabarovsk/01/2009
551------A/Saint-Petersburg/66/2009
A/Ulan-Ude/04/2009 A/l rkutsk/08/2009
- A/Vladivostok/84/2008
I i
A/V la divostok/8 6/2 0 0 8 sel A/V la divostok/8 5/2 0 0 8 A/Saint-Petersburg/86/2008 j A/Samara/94/2008 A/Samara/78/2008 52'A/Samara/60/2008
A/Kaliningrad/26/2008 A/Saint-Petersburg/71/2008
68
- A/Saint-Petersburg/87/2008
A/Saint-Petersburg/04/2008
£
Г,
A/Saint-Petersburg/76/2008 A/Saint-Petersburg/72/2008
63'---A/Tula/31/2008
A/Astrakhan/16/2008 A/Astrakhan/14/2008
----A/Rostov-na-Donu/01/2008
A/Astrakhan/72/2008 A/Moscow/117/2008 A/Voronezh/21/2008
A/Moscow/121/2008 A/Tula/55/2008 82 >- A/Tula/53/2008
I----;
П_Г A
771 - A
+ A/Brisbane/59/2007
A/Kaliningrad/02/2008 A/Kaliningrad/15/2008 A/Chelyabinsk/10/2008 A/Moscow/04/2008
----A/Astrakhan/09/2008
-----A/Novosibirsk/09/2009
I-----
851
|----A/C
2B
K140E
R188M
T193K
90
S36N A189T 76
I47K E68G K82R 97
K73R
K140E
_ — A/Khabarovsk/15/2009 ____I A/Khabarovsk/08/2009
SR I
561 A/Khabarovsk/03/2009 A/Vladivostok/83/2008 A/Khabarovsk/515/2007
i— A/Rostov-na-Donu/03/2007 lr A/Nizhny Novgorod/03/2007 .Ч_. A/Moscow/16/2007 68l— A/Astrakhan/23/2007
99
2C
A/Khabarovsk/33/2006 75L A/Khabarovsk/02/2006 A/Chelyabinsk/01/2006 --------A/Saint-Petersburg/07/2006
— A/Saint-Petersburg/06/2006 A/Kha ba rovsk/21/2006
4 A/Solomon lslands/03/2006
Y252F
■ A/Krasnoyarsk/29/2005 A/Novosibirsk/05/2005
- A/Florida/03/2006
rhny Novgorod/210/2006 ■ A/Moscow/50/2006 ■ A/Ryazan/13/2006
■—A/norraa/uo/z
H |------A/Nizh
У_|- A/Mosco' 7q1 A/Rva:
■ ♦ А/New Caledonia/20/1999
2A
Рис. 1. Филогенетическое древо по гену гемагглютинина вируса гриппа A подтипа
H1N1.
Здесь и на рис. 2 и 3: древо построено методом максимального правдоподобия (ML), эволюционная модель GTR+G. Бутстреп-анализ 1000 репликаций. Знаком ♦ отмечены вакцинные штаммы.
38
© коллектив авторов, 2012
УДК 578.832.1:578.522].083.2
М. П. Грудинин, А. Б. Комиссаров, М. М. Писарева, М. А. Стукова, Ж. В. Бузицкая, А. А. Паянкова,
Е. А. Елпаева, А. В. Задонская, Я. В. Иванов, О. И. Киселев
Генетическое разнообразие и молекулярная эволюция вирусов
гриппа А в России в 2006-2012 гг.
ФГБУ НИИ гриппа Минздравсоцразвития России, Санкт-Петербург
В работе представлены результаты молекулярно-генетического анализа более 280 штаммов вируса гриппа А подтипов H1N1 и H3N2, циркулировавших на территории России в 2006-2012 гг. Проанализированы генетические изменения, лежащие в основе эволюции вирусов и чувствительности штаммов к противовирусным препаратам. Показано, что за изученный период произошли существенные изменения в генетической структуре циркулирующих на территории РФ вирусов гриппа А и их филогенетической принадлежности. Для анализа антигенного дрейфа и направления эволюционной изменчивости вирусов гриппа продемонстрирована целесообразность проведения исследований по выявлению кодонов, находящихся под действием положительного отбора in silico в генах, кодирующих поверхностные белки вируса гриппа.
Ключевые слова: вирус гриппа А, молекулярная эволюция, филогенетический анализ
Genetic Diversity and Molecular Evolution of the Influenza A viruses in Russia
during 2006-2012
M. P. Grudinin, A. B. Komissarov, M. M. Pisareva, M. A. Stukova, J. V. Buzitskaya, A. A. Payankova,
E. A. Elpaeva, A. V. Zadonskaya, Y. V. Ivanov, and O. I. Kiselev
Federal State Research Institute of Influenza, Ministry of Health and Social Development of the Russian Federation,
St. Petersburg, Russia
The results of molecular genetic analysis of more than 280 strains of influenza a virus subtypes H1N1 and H3N2 circulating in russia in 2006-2012 are presented. the genetic changes underlying the evolution of the virus strains and sensitivity to antiviral drugs were analyzed. significant changes in the genetic structure of influenza A viruses circulating in the russian Federation and their phylogenetic affiliation are shown to occur within the studied period. the studies identifying codons under the positive selection in silico in the genes encoding surface proteins of the influenza virus were demonstrated to be efficient for the analysis of the antigenic drift and direction of evolutionary variability of the influenza viruses.
Key words: Influenza virus A, molecular evolution, phylogenetic analyses
Грипп является заболеванием, вызываемым вирусом, постоянная эволюция которого приводит к непрекращающимся ежегодным эпидемиям. В основе эволюции вирусов гриппа лежит накопление мутаций, вызывающих антигенный дрейф и возникновение новых вариантов вируса, что обеспечивает гетерогенность вирусной популяции и лежит в основе формирования различных генетических линий [8]. На протяжении последних десятилетий отмечается динамическое преобладание определенных филогенетических линий вирусов гриппа, связанное с их географическим распространением. Особенности генетической структуры позволяют вирусу гриппа эволюционировать путем реассортации геномных сегментов различных штаммов [13]. Появление в 2009 г. нового пандемического штамма вируса гриппа A H1N1pdm2009 подтвердило потенциал эволюционных возможностей вируса гриппа. Настоящая работа посвящена молекулярной эволюции вирусов гриппа A, циркулировавших в России начиная с 2006 г.
Материалы и методы
В работе использовали более 280 штаммов вирусов гриппа A, выделенных из клинического материала (мазки из носоглотки и зева, бронхоальвеолярный
лаваж, секционный материал) в лаборатории эволюционной изменчивости вирусов гриппа ФГБУ НИИ гриппа Минздравсоцразвития России.
Секвенирование. Выделение РНК проводили с использованием коммерческих наборов RNeasy Mini Kit («Qiagen», Германия). Обратную транскрипцию РНК выполняли с помощью набора Реверта-L («Интерлаб-сервис», Россия). Амплификацию кДНК осуществляли стандартным методом с использованием оригинальных праймеров. Секвенирование фрагментов генома вирусов гриппа А (генов НА, NA, М, NS и NP) проводили на приборе ABI PRISM 3100-Avant Genetic Analyzer («Applied Biosystems», США) с использованием набора BigDye Terminator Cycle Sequencing Kit v3.1.
Филогенетический анализ. Обработку и анализ последовательностей осуществляли с помощью программы Vector NTI v10.1.1 («Invitrogen») и MEGA 5 (PSU, США). Для построения филогенетических древ использовали метод максимального правдоподобия (ML). Выбор эволюционной модели осуществляли по значению критерия Акаике (AIC) с помощью программы ModelTest v3.7 [12]. Для поиска сайтов положительной селекции использовали алгоритм SLAC [7].
Контактная информация:
Писарева Мария Михайловна, канд. биол. наук, вед. науч. сотр. лаб.; e-mail: pisareva@influenza.spb.ru
37
Таким образом, комплексы АГ с серебром можно рекомендовать для разработки на их основе высокоэффективных противовирусных средств для местного применения.
Суммируя полученные результаты, следует сказать, что потенциал для разработки новых этиотропных и патогенетических средств для профилактики и терапии гриппа далеко не исчерпан. Изучение новых природных и синтетических химических соединений самых различных групп позволяет идентифицировать вещества, направленные на новые вирусные мишени, расширяя спектр средств для борьбы с этой инфекцией.
Суммируя полученные результаты, следует сказать, что потенциал для разработки новых этиотропных и патогенетических средств для профилактики и терапии гриппа далеко не исчерпан. Изучение новых природных и синтетических химических соединений самых различных групп позволяет идентифицировать вещества, направленные на новые вирусные мишени, расширяя спектр средств для борьбы с этой инфекцией.
ЛИТЕРАТУРА
1. Palese P. Influenza: old and new threats. Nat. Med. 2004; 10 (12, suppl. 1): S82-7.
2. DawoodF. S., Jain S., Finelli L., Shaw M. W. et al. Emergence of a novel swine-origin influenza A(H1N1) virus in humans. N. Engl. J. Med. 2009; 360: 2605-15.
3. Scholtissek C., Quack G., KlenkH. D., Webster R. G. How to overcome resistance of influenza A viruses against adamantane derivatives. Antiviral Res. 1998; 37: 83-95.
4. De ClercqE. Antiviral agents active against influenza A viruses. Nat. Rev. Drug Discov. 2006; 5: 1015-25.
5. ShettyA. K., PeekL. A. Peramivir for the treatment of influenza. Expert Rev. Anti-Infect. Ther. 2012; 10: 123-43.
6. Vavricka С. J., Li Q., Wu Y., Qi J., Wang M., Liu Y. et al. Structural and functional analysis of laninamivir and its octanoate prodrug reveals group specific mechanisms for influenza NA inhibition. PLoS Pathog. 2011; 7: 1002249.
7. Bijl D. Pandemic influenza vaccines and neuraminidase inhibitors: efficacy and side effects. Int. J. Risk Saf. Med. 2011; 23: 65-71.
8. Chung S., Joung Y. S. Oseltamivir (tamiflu) induced depressive episode in a female adolescent. Psychiatry Invest. 2010; 7: 302-4.
9. http://www.who.int/influenza/resources/documents/HlNlwebup-date2009 03l8_ed_ns.pdf
10. Kao R. Y., Yang D., Lau L. S., Tsui W. H., Hu L., Dai J. et al. Identification of influenza A nucleoprotein as an antiviral target. Nato Biotechnol. 2010; 28: 600-5.
11. Su G. Y., Cheng T. J., Lin M. I., Wang S. Y., Huang W. I., Lin-Chu S. Y. et al. High-throughput identification of compounds targeting influenza RNA-dependent RNA polymerase activity. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2010; 107: 19 151-6.
12. Brooks M. J., Burtseva E. I., Ellery P. J., Marsh G. A., Lew A. M., Slepushkin A. N. et al. Antiviral activity of arbidol, a broad-spectrum drug for use against respiratory viruses, varies according to test conditions. J. Med. Virol. 2012; 84: 170-81.
13. Boriskin Y. S., Leneva I. A., Pecheur E. I., Polyak S. J. Arbidol: a broad-spectrum antiviral compound that blocks viral fusion. Curr. Med. Chem. 2008; 15: 997-1005.
14. Гагаринова B. M., Игнатьева Г. С., Синицкая Л. В. и др. Новый химиопрепарат арбидол: профилактическая эффективность во время эпидемий гриппа. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунологии. 1993; 5: 40-3.
15. Беляев А. Л., БурцеваЕ. И., Слепушкин А .Н. и др. Арбидол - новое средство для профилактики гриппа и острых респираторных вирусных инфекций у детей. Вестник РАМН. 1996; 3: 34-37.
16. Колобухина Л. В., Меркулова Л. Н., Григорян С. С., Щелканов М. Ю., Оспельникова Т. П., Гусева О. А. и др. Эффективность и безопасность препарата Ингавирин в лечении гриппа и других ОРВИ у взрослых. Справочник поликлинического врача. 2010; 9: 3-7.
17. Mosmann Т. Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays. J. Immunol. Methods. 1983; 65: 55-9.
18. Zaruba V. V, GolodE. L., Anfimov P. M., Shtro A. A., Saraev V. V, Gavrilov A. S. et al. Synthesis and anti-viral activity of azolo-ada-mantanes against influenza A virus. Bioorg. Med. Chem. 2010; 18: 839-48.
19. Зарубаев B. B., Киселев О. И., Штро А. А., Зорина А. Д., Балыкина Л. В., ЕсипенкоH. A. и др. Синтез и противогриппозная активность производных меристотроповой и мацедониковой кислот. Химико-фармацевтический журнал. 2012.
20. Ardashov О. V., Zarubaev V. V., Shtro A. A., Korchagina D. V, Volcho К. P., Salakhutdinov N. F., Kiselev О. I. Antiviral activity of 3-m-ethyl-6-(prop-l-en-2-yl)cyclohex-3-ene-l,2-diol and its derivatives against influenza A(HlNl)2009 virus. Lett. Drug Design Discovery. 20ll: 8 (4): 375-80.
21. Perry N. B., BennM. H., Brennan N. J., Burgess E. J., Ellis G., Galloway D. J. et al. Antimicrobial, antiviral and cytotoxic activity of New Zealand lichens. Lichenologist. 1999; 3l: б27-36.
22. Scrippa P., Scambia G., Masciul V., Battaglia F., Foti E., Lopez R. et al. A zinc sulfate and usnic acid preparation used as postsurgical adjuvant therapy in genital lesion by human papillomavirus. Minerva Ginecol. 1999; 5l: 255-60.
23. Yamamoto Y., Miura Y., Kinoshita Y., Higuchi M., Yamada Y., Murakami A. et al. Screening of tissue cultures and thalli of lichens and some of their active constituents for inhibition of tumor promoter-induced Epstein-Barr virus activation. Chem. Pharm. Bull. (Tokyo). 1995; 43: 1388-90.
Поступила 3l.05.l2
36
а
0-10 11-30 31-50 51-100
Площадь поражения, %
б
0-10 ' 11-30 ' 31-50 ' 51-100
Площадь поражения, %
Интактные
Контроль вируса
ДКВ
Рис. 6. Интенсивность антиоксидантных процессов в ткани легких белых мышей, инфицированных вирусом гриппа A/Aichi/2/68 (H3N2), в условиях применения дигидрокверцетина. а - 4-е сутки, б - 7-е сутки после инфицирования.
Следующая группа соединений - низкомолекулярные вещества, непосредственно содержащиеся в растительном сырье, не имели прямой противовирусной активности, поэтому не рассматриваются как потенциальные этиотропные средства. Тем не менее их про-тективная активность, показанная на модели летальной гриппозной инфекции, оказалась весьма высокой. Эта группа средств была представлена флавоноидом дигидрокверцетином (ДКВ), содержащимся в коре и древесине лиственницы, а также экстрактами и чистыми соединениями на основе ДКВ, обладающими антиоксидантной активностью. Независимо от этиологии инфекции (вирусы гриппа A(H1N1), A(H5N2) и В) эффект этих препаратов заключался в снижении смертности животных (до 80%) и увеличении продолжительности жизни (на 1-5 сут) в зависимости от дозы препарата, вируса и режима лечения.
В отдельной серии экспериментов оценивали сравнительную антиоксидантную активность изучаемых соединений. Два соединения (экстракт косточек винограда - AOK-G-DE и экстракт коры китайской сосны - АОК-Р) оказались более сильными антиоксидантами, чем сам ДКВ (табл. 4). По-видимому, именно это свойство в числе прочих обеспечивает высокую про-тективную активность этих препаратов при летальной гриппозной инфекции у мышей.
Для изучения механизма активности этой группы соединений была исследована динамика окислительных и антиоксидантных процессов в ткани легких животных при гриппе. Интересно отметить, что низкая степень тяжести гриппозной пневмонии и небольшие по объему поражения легочной ткани были связаны с повышением уровня антиоксидантных процессов в легких, тогда как обширные поражения ассоциировались со снижением этих реакций (рис. 6). Результаты проведенных экспериментов свидетельствуют о том, что протективный механизм ДКВ и родственных препаратов связан с повышением антиоксидантной активности (АОА) в легочной ткани и снижением уровня свободнорадикальных процессов. Использование ДКВ повышало уровень АОА во всех группах опыта. При этом, однако, степень воздействия ДКВ зависе-
ла от тяжести поражения. Наибольший уровень АОА отмечался при малой площади очагов пневмонии. С возрастанием тяжести поражения усиление АОА было выражено меньше (см. рис. 6).
Наконец, в рамках исследования третьей группы соединений - растительных полисахаридов и их производных было изучено вирулицидное действие серии арабиногалактанов (АГ), содержащихся в коре и древесине лиственницы. Среди 16 исследованных полисахаридных экстрактов были идентифицированы 10, обладающие способностью снижать инфекционную активность вируса гриппа при предварительной инкубации. Из 10 изученных полисахаридов и их комплексов с металлами оптимальные показатели были обнаружены для комплексов АГ с серебром. Для оценки их противовирусных свойств было проведено тестирование их действия на репликацию вируса гриппа в культуре клеток MDCK в зависимости от концентрации. Результаты показали, что изученный препарат проявляет выраженную дозозависимую противовирусную активность в отношении вируса гриппа, снижая уровень его репликации более чем на 5 порядков.
Таблица 4
Антиоксидантные свойства природных соединений и их производных
Продукт Снижение OD535 с 0,01% продукта, кратность
aok-g-de 10
аок-р 7,0
ДКВ 5,0
aok-g-se 4,0
ДКВ-Zn 3,2
Комплекс продуктов восстановления ДКВ 3,2
Фракция спирофлавоноидов коры лиственницы 2,7
ДКВ-Са 2,5
Пикнолар 2,4
35
Рис. 3. (lR,5S,6R)-6-i^poKC&2-MeTm-5-(l-MeTm3TeHrn) циклогекс-2-енид никотинат, активный против вируса гриппа A/Califomia/07/09 (HlNl)pdm09.
антибактериальные, инсектицидные и фунгицидные свойства усниновой кислоты, а также ее активность в отношении ДНК-геномных вирусов [21-23].
Исследования активности производных усниновой кислоты против вируса гриппа показали эффективность многих подобных соединений как ингибиторов репродукции этого вируса, при этом проявляемая активность сильно зависела от абсолютной конфигурации полученных соединений. В паре исходных субстратов на репродукцию вируса гриппа наиболее активно влияет (-)-усниновая кислота, однако при химической модификации молекулы, как правило, происходит обращение биологической активности. Если (-)-усниновая кислота проявляет большую противовирусную активность, чем ее (+)-энантиомер, среди пар энантиомерных производных существенно большей ингибирующей активностью по отношению к вирусу гриппа обладают (+)-энантиомеры. В некоторых случаях активность обоих энантиомеров была сравнима.
Анализируя зависимость структура-активность, было отмечено, что пиразольные производные усниновой кислоты малотоксичны, но и малоактивны по отношению к вирусу. Вирусингибирующее действие резко возрастает при восстановлении их карбонильной группы (С1 = 0) до гидроксильной.
При этом, однако, существенно повышается цитотоксичность, что приводит к выравниванию индексов селективности соединений. На общем фоне можно выделить продукт взаимодействия (-)-усниновой кислоты и глицина (рис. 4, а), индекс селективности которого составляет 32 за счет невысокой цитотоксичности и выраженной вирусингибирующей способности.
Наиболее интересные результаты показали окисленные производные усниновой кислоты, полученные воздействием на усниновую кислоту органических надкислот. Окисленное производное (+)-усниновой кислоты (рис. 4, б) проявило высокую ингибирующую активность при низкой цитотоксичности, его индекс селективности составил 38.
Помимо перечисленных групп, была изучена противовирусная активность производных природного алкалоида цитизина (рис. 5, а) и производные резвератрола (рис. 5, б). В целом обе группы были охарактеризованы как умеренно или слабоактивные, поскольку ни одно из соединений не имело индекса селективности выше 10. Однако, учитывая природный источ-
Таблица 3
Активность гетероциклических соединений против вируса гриппа A/California/07/09(H1N1)pdm09
Соединение CTD50, мкг/мл ED50, мкг/мл Si
Производные бензимидазола
626 6,7 0,6 11
627 75,5 2,7 28
628 459 20 23
630 75 0,9 83
631 15 1,7 9
633 29 3,6 8
634 5,5 0,7 8
635 132 22 11
643 118,6 11,1 11
644 1221 103,8 12
645 28 17 2
646 15,6 2,2 7
Гетероциклические спиросоединения
654 415 26 16
655 169 15 11,3
656 286 25 11,4
657 37 1,9 19,2
658 62 30 2
Примечание. Серым тоном выделены соединения, имеющие Si = 10 и более.
ник этих веществ, можно ожидать, что их противовирусное действие не будет проявляться в гомогенной клеточной культуре, а лишь на уровне организма, как это происходит в случае других препаратов опосредованного или патогенетического действия.
Рис. 4. Производные усниновой кислоты, активные против пандемического вируса гриппа A/Califomia/07/09 (H1N1)pdm09.
а -продукт взаимодействия (-)-усниновой кислоты и глицина; б - окисленное производное (+)-усниновой кислоты.
34
Таблица 1
Закономерности противогрипозной активности азоло-адамантанов
№
соединения
Структура
сш50, ed50> SI
мкг/мл мкг/мл
5
604 10 60
6
300 10 30
7
8
9
Ремантадин 60 12 5
Примечание. Здесь, в табл. 2 и 3 и на рис. 3: ЕОдр-эффективная доза; SI-индекс селективности.
(соединения 7-8). Эти вещества проявили активность против ремантадинчувствительного вируса гриппа A/Puerto Rico/8/34 (H1N1), превышающую активность самого ремантадина (см. табл. 1). В то же время на модели гриппозной пневмонии у мышей они имели умеренный уровень активности или не проявляли ее вообще. Несмотря на более высокую активность этих соединений по сравнению с ремантадином, пассирование вируса в их присутствии приводило к появлению мутации S31N в М2-белке полученного штамма, характерной для ремантадинустойчивых вирусов, что может указывать на сходство механизмов их действия и спектра противовирусной активности.
Перспективные соединения были обнаружены среди группы тритерпенов [19]. В целом группа характеризовалась умеренной активностью, и индексы селективности веществ в ней не превышали 10. Практически все химические модификации исходных природных соединений приводили к потере активности. Исключением является активность метилового эфира мацедониковой кислоты при ее отсутствии у самой кислоты (табл. 2). В то же время некоторые из изученных тритерпенов, такие как З,21-диацетоксиолеана-
11,13(18)-диен-29-овая кислота, глицерретовая кислота и ее метиловый эфир, при отсутствии активности in vitro демонстрировали протективные свойства in vivo. Это проявлялось в снижении специфической смертности (на 15-40%) и увеличении продолжительности жизни (до 2 сут) по сравнению с контрольными группами. Данный факт говорит о наличии у этих соединений иного механизма активности, не связанного с воздействием на вирусспецифическую мишень, а реализуемого в целостном организме.
В группе монотерпеновых производных также были выявлены соединения с высоким противовирусным потенциалом, хотя в целом группа характеризовалась умеренной активностью [20]. Было показано, что соединение (1Я^,6Я)-6-гидрокси-2-метил-5-(1-метилэтенил)циклогекс-2-енил никотинат (рис.З), получаемое из доступного монотерпеноида (-)-вер-бенона с использованием недорогих реагентов, имеет высокие показатели вирусингибирующего действия. Примечательно, что на этой группе химических веществ была продемонстрирована решающая роль абсолютной конфигурации, поскольку переход к соединению, являющемуся оптическим антиподом указанного мононикотината, привел к практически полной потере антивирусной активности. Таким образом, полученные результаты подтверждают перспективность поиска противовирусных средств нового типа среди производных монотерпеноидов и делают необходимыми дальнейшие исследования механизмов их противовирусных свойств.
Как группы с высокой активностью были идентифицированы производные бензимидазола и разнородная группа гетероциклических соединений (табл. З). За редким исключением представители этих групп характеризуются низкими значениями эффективных доз и высоким индексом селективности. Среди доступных соединений этих классов проведен первый этап анализа взаимоотношений структура-активность, сформулированы условия активности, и в настоящее время проводится процедура патентования этих классов химических веществ как противогриппозных средств.
Исследования 2010-2011 гг. были посвящены также разработке противогриппозных соединений на основе усниновой кислоты - вторичного метаболита лишайников (см. рис. 1). Ранее были обнаружены
Таблица 2
Противовирусная активность тритерпеновых соединений
Показатели активности in
vitro против вируса гриппа
Соединение CTD50, мкг/мл а в
ED50 si ED50 si
Меристотроповая кислота З20 15 21 З0
Метиловый эфир
меристотроповой кислоты З4 8 4 н/т
Мацедониковая кислота 137 71 2 н/т
Метиловый эфир
мацедониковой кислоты З20 З0 11 З0
11
11
Примечание. н/т - не титровали.
ЗЗ
Рис. 1. Динамика чувствительности российских изолятов вируса сезонного гриппа A(HINI) к озельтамивиру (Тамифлю) в 2004-2009 гг.
в клинике и хорошо зарекомендовал себя, в частности, во время пандемии 2009 г. Применение ингави-рина в первые 48 ч болезни приводило к достоверному сокращению периода лихорадки, интоксикации и катаральных симптомов. Ингавирин вызывал эффективную реабилитацию иммунной, интерфероновой и цитокиновой систем, снижал вирусную нагрузку, препятствовал активации бактериальной инфекции и тем самым сокращал сроки болезни [16]. Из индукторов интерферона в России применяются также циклофе-рон, амиксин, ридостин, кагоцел, полудан и другие, а из препаратов интерферонового ряда - гриппферон, герпферон, риальдерон, ингарон, роферон и др. Все эти соединения следует рассматривать как средства профилактики или ранней либо экстренной терапии гриппа, поскольку в поздних стадиях заболевания, при развившейся инфекции и выраженных реактивных процессах их эффективность не проявляется.
Факторы патогенеза гриппа включают как вирусспецифические, так и реактивные процессы. При тяжелых формах именно последние определяют тяжесть и исход заболевания. К числу таких факторов относятся ДВС-синдром, интоксикация организма, массивное воспаление и интенсивные процессы протеолиза и генерации свободных форм кислорода в его очагах, обусловливающие распад тканей. Поэтому разработка новых эффективных патогенетических препаратов также является важным звеном в комплексной терапии гриппа, особенно его тяжелых форм.
Использование растительных метаболитов в создании препаратов в самых разных терапевтических классах является одним из основных путей развития мировой фарминдустрии. Примерно половина всех внедренных в медицинскую практику препаратов за последние 25 лет связаны с природными соединениями. Нами были проведены исследования по поиску противовирусных веществ среди нескольких больших групп химических соединений. Первую группу составили низкомолекулярные синтетические и природные соединения.
Вторая группа была представлена низкомолекулярными вещества-
ми, непосредственно содержащимися в растительном сырье, как индивидуальными соединениями, так и суммарными растительными экстрактами. В третью группу вошли высокомолекулярные полисахариды различной природы и их производные.
Все исследуемые вещества растворяли в минимальном количестве диметилсульфоксида и доводили до необходимого объема средой для клеточных культур. Токсические свойства оценивали при помощи микро-тетразолиевого теста [17] и рассчитывали величину 50 цитотоксической дозы (CtD50). Первичный скрининг противовирусной активности химических соединений проводили в культуре клеток MDCK, инфицированной вирусами гриппа A/Puerto Rico/8/34 (HlNl) или A/Califomia/07/09 (HlNl)pdm09. Титр вируса в контрольных и опытных образцах определяли при помощи реакции гемагглютинации с куриными эритроцитами. На основании данных о снижении титра вируса в присутствии веществ рассчитывали величину 50 эффективной концентрации (ЕС50) и индекс селективности (отношение CTD50 к ЕС50).
Среди низкомолекулярных синтетических соединений следует отметить активность веществ следующих химических классов:
- азоло-адамантаны (рис. 2, а);
- производные бензимидазола (рис. 2, б) и гетероциклические спиросоединения (рис. 2, в);
- тритерпены и их производные (рис. 2, г);
- монотерпеновые производные (рис. 2, 0);
- усниновая кислота и ее химические модификации (рис. 2, е)
Нами было показано, что эти группы соединений обладают в корне различными потенциалами как противогриппозные средства. Так, среди азолоадаманта-нов были изучены производные ди-, три- и тетразоло-адамантана [18]. За редкими исключениями была обнаружена строгая зависимость противовирусной активности от количества атомов азота в гетероцикле. Примеры соединений этого класса и их противовирусной активности приведены в табл. 1. Видно, что тетразольные производные адамантанов обладают наиболее высокой противовирусной активностью in vitro (соединения 1-2, 3-4 и 5-6). Наибольшей активностью обладали молекулы, содержащие не более одного тетразольного и одного адамантильного остатка
32
Development of Novel Drugs against Influenza Virus Based on Synthetic and Natural
Compounds
V. V. Zarubaev, P. M. Anfimov, A. A. Shtro, A. V. Garshinina, I. A. Meleshkina, L. A. Karpinskaya,
K. N. Kozeletskaia, O. I. Kiselev
Federal State Research Institute of Influenza, Ministry of Health and Social Development of the Russian Federation,
St. Petersburg, Russia
Recent progress of the laboratory in the area of the search and development of novel remedies for prophylaxis and treatment of influenza is reviewed in this work. The data of the study of the anti-viral activity of compounds from the chemical groups of azolo-adamantanes, triterpenes, derivatives of benzimidazole, usnic acid, and other heterocyclic substances are presented. The protective properties of the plant antioxidants at lethal influenza infection of animals are discussed. High virus-inhibiting activity of natural polysaccharides and their complexes with silver ions is shown against influenza virus. The data presented allow listed groups of compounds to be suggested as promising candidates for further development of anti-influenza drugs.
Key words: influenza, chemotherapy, prophylactic compounds
Несмотря на успехи в области химиотерапии и вак-цинопрофилакгики гриппа, он остается трудно контролируемой инфекцией вследствие высокой генетической изменчивости и долговременных осложнений после острой стадии, приводящих к “скрытой”, или вторичной, смертности, вызванной не самим вирусом гриппа, а вирусиндуцированными вторичными процессами [1].
Новые вирусы гриппа птиц H5N1 и свиней H1N1, появившиеся в человеческой популяции в последние годы, являются опасными патогенами человека. Большинство человеческих изолятов вируса устойчивы к действию наиболее распространенного препарата ремантадина и способны эффективно подавлять интер-фероновый ответ организма [2]. Таким образом, ситуация, сложившаяся в последние 3 года в отношении инфицирования человека вирусом гриппа, придает особую актуальность поискам новых эффективных средств профилактики и борьбы с этой инфекцией.
Химиопрофилактика и химиотерапия гриппа применяются наряду с вакцинацией для предотвращения и лечения заболевания. В настоящее время для этих целей доступен широкий спектр патогенетических, иммуномодулирующих, общеукрепляющих препаратов вместе со средствами специфической противогриппозной терапии. Несмотря на то что в составе ви-риона и жизненном цикле вируса гриппа есть много уникальных компонентов и стадий, способных служить мишенями для лекарственного вмешательства, лишь два из них используются в клинике в настоящее время. Международно признанными противогриппозными препаратами являются химические соединения двух групп - производные адамантана (амантадин и его аналог в России ремантадин) [3] и ингибиторы вирусной нейраминидазы - озельтамивир (тамифлю) и занамивир (реленза) [4]. В США получено разрешение FDA на использование еще двух ингибиторов нейраминидазы - перамивира (Рапиакга®) внутривенно [5] и ланинамивира (Инавир®) ингаляционно [6]. В России ни перамивир, ни ланинамивир не сертифицированы.
К недостаткам лекарств первой группы - производных адамантана - относится узкий спектр действия, поскольку они активны против вирусов гриппа А, но не гриппа В. Нейраминидазные ингибиторы приводят к многочисленным побочным эффектам, таким как аллергические реакции, осложнения со стороны желудочно-кишечного тракта, тошнота [7], а также неврологическим расстройствам [8]. К тому же они
имеют высокую стоимость, что ограничивает их применение в большинстве стран мира.
В целом современные фармацевтические препараты, удовлетворяющие требованиям доказательной медицины, оптимизированы для селективного взаимодействия с определенной мишенью. Однако для противовирусных соединений точная подгонка под определенную мишень приводит к быстрому появлению резистентных штаммов при недостаточной консервативности выбранного рецептора. Так, устойчивость к адамантановым препаратам достигает 90-100% [2], процент тамифлю-устойчивых штаммов невысок, однако с ноября 2007 по март 2009 г. этот показатель среди вирусов подтипа H1N1 вырос до 100% [9], и если бы эти вирусы не были вытеснены пандемическими штаммами A(HlNl)pdm09, чувствительными к озельтамивиру, это сильно осложнило бы ситуацию со средствами химиотерапии гриппа. По нашим данным, в России в течение последних 5 эпидемических сезонов отмечались те же тенденции (рис. 1).
В 2010 г. были опубликованы данные о новом эффективном препарате нуклеозин, направленном против белка NP вируса гриппа [10]. Несмотря на активность этого соединения против вирусов гриппа подтипов H1N1 и H3N2 в культуре клеток и на животных моделях, пандемические штаммы, появившиеся в 2009 г., проявили к нему устойчивость [11].
В тяжелых случаях гриппа в клинической практике применяется рибавирин, эффективный не только против гриппа, но и против других РНК-геномных вирусов. Однако высокая токсичность позволяет рекомендовать его лишь в далеко зашедших случаях инфекции и тем самым ограничивает его применение как средства широкомасштабной борьбы с эпидемиями и пандемиями гриппа.
Помимо препаратов прямого противовирусного действия, в России с той же целью используются вещества, обладающие опосредованным или комбинированным механизмом активности. К таким соединениям относится арбидол - вещество, препятствующее слиянию вирусной и клеточной мембран в жизненном цикле вируса и стимулирующее выработку интерферона - основного компонента врожденного иммунитета [12, 13]. Арбидол хорошо зарекомендовал себя в противовирусной терапии, в том числе в педиатрии [14, 15]. Препарат Ингавирин, оказывающий как противовирусное, так и цитопротекгивное и иммуностимулирующее действие, также с успехом применяется
31
пандемия отличалась от предыдущих отставанием вовлечения в нее городов-мегаполисов, началом среди детей школьного возраста, ранним наступлением и меньшей выраженностью пика и высокой кратностью превышения заболеваемости детей по сравнению с взрослым населением.
ЛИТЕРАТУРА
1. Аншелес И. М., Фридман Э. А., Стенина Е. С. и др. Некоторые итоги эпидемиологических, иммунологических и вирусологических сопоставлений по материалам эпидемических волн гриппа типа А2 1957 и 1959 гг. в Ленинграде. Этиология, иммунология и клиника азиатского гриппа: Труды ИЭМ АМН СССР. Л.; 1961: 138-47.
2. Бурцева Е. И., ЩелкановМ. Ю., Колобухина Л. В. и др. Анализ результатов надзора, лабораторной диагностики и выделения штаммов вирусов гриппа в базовых лабораториях ЦЭЭГ в период 2009-2011 гг. В кн.: Грипп: эпидемиология, профилактика и лечение: Сборник НИИ гриппа. СПб; 2011: С. 12-6.
3. Еропкин М. Ю., Даниленко Д. М., Коновалова Н. И. и др. Выделение и антигенная характеристика вирусов гриппа, циркулировавших в России в эпидемические сезоны 2009-2011 гг. В кн.: Грипп: эпидемиология, профилактика и лечение: Сборник НИИ гриппа. СПб; 2011: 37-41.
4. Карпова Л. С., Бурцева Е. И., Поповцева Н. М., Столярова Т. П. Сравнение эпидемий гриппа в России 2009 и 2011 годов, вызванных пандемическим вирусом гриппа А(Н1Ш). Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2011; 60 (5): 6-15.
5. Карпова Л. С., Маринич И. Г. Особенности эпидемий гриппа в России в период с 1986 до 2009 года. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2010; 55 (6): 6-12.
6. Карпова Л. С., Маринич И. Г., Столярова Т. П., Поповцева Н. М. Анализ эпидемии гриппа А/Калифорния/07/2009 (H1N1)v в России в сезон 2009-2010 гг. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2010; 52 (3): 23-30.
7. Карпова Л. С., Маринич И. Г., Поповцева Н. М., Столярова Т П. Эпидемиология гриппа A(H1N1) Калифорния/07/09 среди населения 49 городов России в сезон 2009-2010 гг. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунологии. 2011; 3: 14-20.
8. Карпова Л. С., Пелих М. Ю., Маринич И. Г. Эпидемиология гриппа A(H1N1) Калифорния/07/09 в зарубежных странах в
сезон 2009-2010 гг. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунологии. 2011; 4: 20-4.
9. Карпухин Г. И. Особенности распространения гриппа А1 в мире и СССР. В кн.: Проблемы гриппа и острых респираторных заболеваний: Сборник научных трудов ВНИИ гриппа. Л.; 1979; 2: 5—17.
10. Коновалова Н. И., Еропкин М. Ю., Гудкова Т. М. и др. Этиологическая характеристика эпидемий гриппа 2006-2009 гг. в РФ (по данным НИИ гриппа СЗО РАМН. Вопросы вирусологии. 2010; 4: 9-16.
11. Львов Д. К., Бурцева Е. И., Щелканов М. Ю. и др. Распространение нового пандемического вируса гриппа A(H1N1)v в России. Вопросы вирусологии. 2010; 55: 4-9.
12. Львов Д. К., Бурцева Е. И., Щелканов М. Ю. и др. Уроки пандемии гриппа A(HlNl)pdm09 в России (2009-2011). В кн.: Грипп: эпидемиология, профилактика и лечение: Сборник НИИ гриппа. СПб; 2011: 4-12.
13. Об итогах пандемии A/H1N1/09 в мире и Российской Федерации в эпидсезон 2009-2010 гг. и прогнозе на эпидсезон 2010-2011 гг. Письмо Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека № 1/5578-10-32 от 13.04.2010. http://www.78rospotrebnadzor.ru/ documents/print/148.
14. Пелих М. Ю., Карпова Л. С., Маринич И. Г. Распространение гриппа А/Калифорния/07/2009(НШ1^ в странах Северного и Южного полушария. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2010; 53 (4): 8-24.
15. Смородинцев А. А. Итоги изучения этиологии и иммунологии азиатского гриппа типа А2 в Ленинграде. В кн.: Этиология, иммунология и клиника азиатского гриппа: Труды ИЭМ АМН СССР. Л.; 1961: 127-37.
16. Щелканов М. Ю., Львов Д. К., Федякина И. Т. и др. Динамика распространения пандемического гриппа A/H1N1sw1 на Дальнем Востоке в 2009 г. Вопросы вирусологии. 2010; 55 (3): 10-8.
17. Human infection with new influenza A(HlNl) virus: clinical observations from Mexico and other countries, May 2009. Wkly Epidemiol. Rec. 2009; 84 (23): 185-90. URL: http://www.who.int/ wer/2009/wer8423.pdf.
18. Weekly Epidemiological Monitor, November 2009, 2 (44). URL: http://www.-emro.who.int/csr/hlnl/pdf/epi_monitor_44_09.pdf.
Поступила 31.05.12
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2012 УДК 615.281.8.012
В. В. Зарубаев, П. М. Анфимов, А. А. Штро, А. В. Гаршинина, И. А. Мелешкина, Л. А. Карпинская,
К. Н. Козелецкая, О. И. Киселев
Разработка новых препаратов против вируса гриппа на основе синтетических и природных соединений
Лаборатория молекулярных основ химиотерапии вирусных инфекций ФГБУ НИИ гриппа Минздравсоцразвития России,
Санкт-Петербург
В статье дан обзор последних разработок лаборатории в области поиска новых средств для профилактики и терапии гриппа. Приведены данные по изучению противовирусной активности химических соединении классов азоло-адамантанов, тритерпенов, производных бензимидазола, усниновой кислоты и других гетероциклических соединений. Описаны протективные свойства природных растительных антиоксидантов при летальной гриппозной инфекции у животных. Показана высокая вирусингибирующая активность природных полисахаридов и их комплексов с серебром против вируса гриппа. Приведенные данные позволяют рассматривать перечисленные группы веществ как перспективные кандидаты для дальнейшей разработки в качестве противовирусных средств.
Ключевые слова: грипп, химиотерапия, профилактические средства
Контактная информация:
Зарубаев Владимир Викторович, канд. биол. наук, зав. лаб.; e-mail: zarubaev@influenza.spb.ru
30
- среди детей, что, по-видимому, связано с преобладанием у них заболеваний гриппом В и A(H3N2).
В сезон 2010-2011 гг. первые 3 случая смерти зарегистрированы в 1-ю неделю эпидемии. В Челябинской области женщина 52 лет заболела 20.12, умерла
27.12.10 от двусторонней пневмонии. Диагноз гриппа A(HlNl)pdm09 лабораторно подтвержден 29.l2.2010 методом ПЦР. В Нижнем Новгороде 2 мужчин 58 и 29 лет заболели 22.12 и 26.l2.20l0 г. и умерли в стационаре 30.l2.l0 и 0l.0l.ll г. с диагнозом двусторонней пневмонией, отека легких. Диагноз грипппа A(HlNl) pdm09 в обоих случаях лабораторно подтвержден методом ПЦР Из числа умерших 42,8% зарегистрированы за 3 нед пика. Смешанная этиология гриппа в эпидемию 2011 г. позволила сравнить летальность от лабораторно подтвержденного гриппа A(HlNl)pdm09, A(H3N2) и В. Летальность при гриппе A(HlNl)pdm09 в последнюю эпидемию была значительно больше (2,2%), чем при гриппе A(H3N2) (0,7%) и В (0,2%), но меньше, чем в первую волну пандемического гриппа (3,2%) [6, 7].
По сравнению с первой волной пандемии 2009 г. эпидемия 2011 г. характеризовалась меньшей интенсивностью по вовлеченности возрастных групп населения городов, особенно детей 0-2 лет, среди которых пороги не были превышены в 13 городах. Продолжительность эпидемии была меньше как по всей стране, так и по отдельным городам, в среднем для всего населения (5,2 нед против 6,8 нед), в том числе среди взрослых и школьников (4,7 и 4,9 нед против 6,7 нед).
Заболеваемость во время эпидемии 2011 г. была более низкой, чем в эпидемию 2009 г., по всему населению (6,6% против 8,5%), среди школьников (19,9% против 28,8%) и лиц в возрасте от 15 до 64 лет (3,6% против 5%). В то же время заболеваемость детей раннего возраста (29,3% против 28,4%) и лиц старше 65 лет (0,9%) мало различалась в обе эпидемии.
Процент случаев госпитализации от числа всех заболевших гриппом и ОРВИ в 2011 г. несколько снизился за счет школьников и взрослых в возрасте 15— 64 лет, но увеличился среди лиц старше 65 лет (2,1% против 1,4%).
Процент случаев госпитализации от численности населения был одинаковым в обе эпидемии, но в последнюю эпидемию этот показатель снизился среди детей 7—14 лет (0,2% против 0,4%) и увеличился среди детей 0—2 лет (1,6% против 1,5) и пожилых людей старше 65 лет (0,02% против 0,01).
Летальность среди заболевших гриппом и ОРВИ в последнюю эпидемию составила 0,003 и была меньше по всему населению в 10 раз с колебаниями от 4,2 раза среди лиц старше 65 лет до 20 раз среди школьников.
По сравнению с эпидемией 2009 г. во время эпидемии 2011 г. среди умерших от гриппа отмечен сдвиг в сторону старших возрастных групп и детей раннего возраста. Увеличилась доля взрослых 54—64 лет до 19,7%, лиц старше 65 лет до 7,9% и детей 0—2 лет до 2,6% (против 1,4%). Среди умерших больше было лиц в возрасте от 42 до 53 лет (30,7%). Уменьшилась доля школьников с 1,8 до 0,9% и молодых лиц в возрасте от 18 до 41 года с 5l,l до 35,6%.
В последнюю эпидемию хроническую патологию среди умерших от гриппа выявляли значительно ча-
ще: энцефалопатии и другие органические поражения мозга — в 5,8 раза, болезни эндокринной системы (в том числе ожирение) и сердечно-сосудистую патологию — в 3,9 раза, хронические болезни легких — в 3 раза, гепатиты, панкреатиты, болезни почек — в 2,3 раза, иммунодефицит — в 1,4 раза.
В структуре фоновой патологии в обе эпидемии основное место занимали болезни эндокринной системы. Во время эпидемии 2011 г. они встречались в 40,1% случаев, в том числе ожирение в 26,3%. Второе место вместо иммунодефицитных состояний заняла сердечно-сосудистая патология (27,1%).
Более частое выявление (в 1,4—5,8 раза) хронической фоновой патологии в последнюю эпидемию, а также изменения в ее структуре (преобладание сердечнососудистой патологии) связаны с увеличением среди умерших доли детей и лиц преклонного возраста.
Таким образом, эпидемия 2011 г. в отличие от первой волны пандемического гриппа A(HlNl)pdm09 началась в период, свойственный сезонным эпидемиям гриппа, имела смешанный в этиологическом отношении характер с преобладанием вируса гриппа A(HlNl)pdm09.
Последняя эпидемия характеризовалась меньшей интенсивностью по вовлеченности в нее возрастных групп населения городов, продолжительности по стране и городам, заболеваемости в период эпидемии всего населения, в том числе школьников и взрослых в возрасте от 15 до 64 лет, частоте случаев госпитализации среди заболевших гриппом и ОРВИ, снижению летальности среди всех заболевших гриппом и ОРВИ в 10 раз и лабораторно подтвержденным гриппом A(HlNl)pdm09. Интенсивность последней эпидемии среди детей раннего возраста и лиц старше 65 лет мало отличалась от аналогичного показателя первой волны. Различия в интенсивности эпидемического процесса по территории России выявлены в первую и вторую волну пандемии [4].
Сравнение пандемии гриппа A(HlNl)pdm09 в России и других странах мира показало, что первая волна в странах Южного полушария (лето 2009 г.) и в России (осень 2009 г.) была более интенсивной, чем вторая волна 2011 г. В других странах Северного полушария, наоборот, первая волна (лето 2009 г.) была менее интенсивной, чем вторая (осень 2009 г.), что связано с различиями в сезонности гриппа между этими полушариями.
При сравнении трех предыдущих пандемий с последней обнаружено, что в России первая волна пандемии 2009 г. началась в начале сезонного подъема заболеваемости, раньше пандемии 1977 г. и пандемии 1968 г., но так же рано, как пандемия гриппа 1957 г. в Ленинграде [1, 9, 15].
Интервал от обнаружения вируса в мире до начала этой пандемии в России был примерно таким же (6,5 мес), и она распространялась по территории России с Дальнего Востока в западном направлении. Продолжительность пандемии на всей территории России и в отдельных городах в среднем была такой же, как в другие пандемии, и больше, чем в пандемию гриппа 1977 г. Заболеваемость населения в целом была в 2 раза меньше, чем во время пандемии 1957 и 1968 гг., и приближалась к пандемии 1977 г. В то же время заболеваемость детей 3—6 и 7—14 лет была больше, чем в предшествующие пандемии. Эта
29
распространялась по территории страны с востока на запад. Через 2 нед эпидемия началась в городах Сибири и среди детей Москвы и Воронежа. Затем в эпидемию были вовлечены города Урала и Поволжья. Только на 6-ю неделю от начала эпидемии заболеваемость начала превышать эпидемические пороги в городах Южного округа. В первые 6 нед от начала эпидемия была зарегистрирована во всех наблюдаемых городах Дальнего Востока и Урала, в первые 8 нед - в городах Сибири и северо-запада. В центральной части эпидемия развивалась медленно, только на 9-й неделе пороги были превышены во всех наблюдаемых городах центральной и южной части.
Пик эпидемии наступал в городах в той же последовательности, что распространение эпидемии. В большинстве городов, в том числе в Москве и Санкт-Петербурге, пик эпидемии был пройден в ноябре, и она закончилась к 17 января 2010 г. Эпидемия продолжалась 17 нед.
Интенсивность эпидемии различалась по регионам России. В городах Дальнего Востока и Сибири отмечены максимальные показатели средней продолжительности эпидемии (8 и 7,8 нед) и заболеваемости населения (10,3 и 10,2%), а в городах Южного округа были минимальными продолжительность эпидемии (5,8 нед) и заболеваемость (5,7%).
Первый случай смерти от гриппа зарегистрирован в Чите на 5-й неделе от начала эпидемии в России. Женщина 29 лет заболела 16.10, умерла 24.10.2009 от двусторонней пневмонии с отеком легкого. Диагноз гриппа A(HlNl)pdm09 лабораторно подтвержден 26.10.09 методом ПЦР. Большинство случаев смерти зарегистрированы в городах на пике эпидемии или через 1—2 нед после него, но в течение 8 нед после окончания эпидемии зарегистрировано 27 случаев смерти от лабораторно подтвержденного гриппа A(H1N1) pdm09, что связано с продолжавшейся спорадической циркуляцией этого возбудителя [13].
В возрастной структуре умерших от гриппа в сезон 2009—2010 гг. на долю детей младше 17 лет приходилось 5,8%. Лица в возрасте от 18 до 53 лет составляли 78,8%, при этом доля каждой из трех возрастных категорий (18—31, 32—41 и 42—53 года) была приблизительно одинаковой (от 22,9 до 28,7%). Лиц в возрасте от 54 до 64 лет было в 2 раза меньше (12,8%), старше 65 лет — в 10 раз меньше (2,4%), а в структуре населения последние составляли 14%.
Фактором риска смертельных исходов от гриппа являлось наличие хронической патологии. Среди умерших Больных наиболее часто встречались болезни эндокринной системы (у 10,2%, в том числе ожирение в 6,7%) и иммунодефицитные состояния (у 9,6%, в том числе беременность у 4,7%). Гепатиты, панкреатиты и болезни почек выявлены в 8,3% случаев сердечнососудистая патология — в 7%, другие болезни — реже.
Летальность от лабораторно подтвержденного гриппа A(HlNl)pdm09 в сезон 2009—2010 гг. в России составила 3,2 %, что примерно соответствует летальности от этого гриппа, сообщенной рядом стран в ВОЗ [18].
Первая волна пандемии гриппа A(HlNl)pdm09 в России отличалась от сезонных эпидемий последнего десятилетия [5] моноэтиологией, необычно ранним началом, широким охватом населения городов, продолжительностью в городах, высокой заболеваемо-
стью населения в целом, в том числе в возрасте от 15 до 64 лет и детей 7—14 лет, тяжелым клиническим течением гриппа и Большим числом летальных исходов среди лиц от 15 до 64 лет. Среди лиц старше 65 лет следует отметить низкую заболеваемость (0,9%), частоту госпитализации и долю умерших (2,4%), что свидетельствовало о меньшей заболеваемости и тяжести клинического течения пандемического гриппа у лиц преклонного возраста.
Вторая волна пандемии в России пришлась на сезон 2010—2011 гг. В это время в странах Западного полушария грипп распространялся в виде умеренных эпидемий, вызванных вирусами A(H3N2) и В. Этот сезон для них являлся постпандемическим. В странах Восточного полушария заболеваемость гриппом была вызвана преимущественно вирусами A(HlNl)pdm09 и В.
Эпидемия гриппа в стране началась в Сибири в Томске, где в первую неделю года, несмотря на праздники, пороги были превышены во всех возрастных группах населения. Через 2 нед эпидемия началась в Чите и затем в городах Центрального Поволжья, а на следующей неделе распространилась на все остальные регионы. Эпидемия достигла пика в 1-ю неделю февраля. Продолжительность ее по стране составила 14 нед.
Интенсивность эпидемии 2011 г., как и в первую волну, различалась по регионам России. В СевероЗападном, Приволжском и Южном округах отмечены более высокие показатели заболеваемости (7,6—7%) и продолжительности эпидемии (5,4—7 нед), чем в Уральском, Сибирском и Дальневосточном округах (заболеваемость от 6,4 до 5,2%, продолжительность от 4,5 до 4,2 нед). Таким образом, заболеваемость снизилась в 1,5—2 раза в округах (Дальневосточном, Сибирском и Уральском), наиболее пораженных в первую волну пандемии, и увеличилась в 1,2 раза в Южном округе, где она была ниже в предшествующий сезон.
Различия в интенсивности эпидемии, возможно, связаны с различиями в этиологии заболеваний по регионам. Эпидемия гриппа 2011 г. характеризовалась смешанной этиологией и была вызвана преимущественно вирусами гриппа A(HlNl)pdm09 и В, циркуляция которого в осенний период предшествовала эпидемии [2, 3]. Однако по данным о выделении вирусов грипп A(HlNl)pdm09 преобладал в Приволжском, Северо-Западном, Центральном и Уральском округах (79,2—58,3%), а грипп В — в Южном, Сибирском и Дальневосточном (80,6—45,2%). Вирусы гриппа A(H3N2) выделяли на Дальнем Востоке (29,6%) и в Сибири (10,9%). Большая интенсивность эпидемии отмечена в регионах с преимущественной циркуляцией пандемического вируса (Северо-Западном и Приволжском).
Обнаружены различия в этиологии заболевании по возрастным группам населения. Среди вирусов, выделенных от Больных старше 15 лет и детей в возрасте 0—2 года, преобладал вирус гриппа A(HlNl)pdM09 (6l,l и 57,5%), а среди детей 3—6 и 7—14 лет — гриппа В (47,7 и 69,3%). Вирус гриппа A(H3N2) чаще выделяли у детей дошкольного возраста (12,1 и 8,8%) и школьников (7,3%) и реже — среди лиц старше 15 лет (4,8%). В большинстве регионов эпидемия началась среди взрослых или одновременно во всех возрастных группах населения, а в городах Дальнего Востока
28
Введение
События по гриппу в мире с 2009 по 2011 г. связаны с новым пандемическим вирусом A(HlNl)pdm09. Целью работы являлось сравнение первой и второй волн пандемии гриппа в этот период в России и странах Северного и Южного полушарий.
Материалы и методы
Проведен анализ распространения гриппа с 2009 по 2011 г. на всех континентах по официальным еженедельным сводкам региональных бюро ВОЗ и сообщениям служб отдельных стран о выделенных вирусах и интенсивности эпидемического процесса при гриппе. Для анализа ситуации в России использованы база данных Федерального центра по гриппу (ФЦГ) о еженедельной заболеваемости гриппом и ОРВИ, госпитализации и летальных исходах от гриппа в разных возрастных группах населения 49 крупнейших городов с 1986 г. и ретроспективный массив информации о заболеваемости тех же возрастных групп населения Ленинграда в 1968 и 1977 гг. Методика оперативного анализа ситуации по гриппу, основанная на расчете эпидемических порогов заболеваемости, описана ранее [5].
Результаты и обсуждение
Первая волна распространения пандемического гриппа в мире началась весной 2009 г., когда в Мексике 10 марта был зарегистрирован первый случай гриппа А/Калифорния/07/09, впоследствии получившего название A(HlNl)pdm09 [17]. К концу мая новые случаи выделения этого вируса были зарегистрированы во всем мире [14].
В странах Северной Америки подъем заболеваемости начался через 10 дней после первых лабораторно подтвержденных случаев гриппа A(HlNl)pdm09 (в Мексике в марте-апреле, в США 27 апреля, в Канаде 4 мая 2009 г.), а на других континентах от регистрации первых случаев до развития эпидемии проходило около l мес (в Европе 8 июня, Южной Америке 9 июня, Австралии 9 июня, в странах Юго-Восточной Азии l июля) (см. таблицу) [8]. Первый подъем заболеваемости гриппом, который имел смешанную этиологию, продолжался в различных странах мира все лето.
В России первые 3 случая заболеваний пандемическим гриппом A(HlNl)pdm09 выявляли в Москве у прибывших из-за границы начиная с 21 мая [ll]. С ll июня по 15 августа зарегистрированы 64 Больных, прибывших из 14 стран [12]. В Санкт-Петербурге также подтверждены завозные случаи гриппа A(HlNl) pdm09 в июле-августе 2009 г. [10]. Однако превышение эпидемических порогов заболеваемости гриппом и ОРВИ не выявлено ни в одном городе, т. е. подъема заболеваемости в России в летний период не было [6]. Таким образом, несмотря на регистрацию завозных случаев пандемического гриппа, первая волна в мире не вызвала эпидемию в России. Возможно, это связано с целым рядом причин: не характерной для гриппа сезонностью в летний период, более низкой, чем в других странах, миграцией населения, а также усиленными карантинными мероприятиями органов Госсанэпиднадзора и др. [13].
Вторая волна пандемического гриппа зарегистрирована в странах Северного полушария во второй половине 2009 г.: в США 23 августа, Канаде 14 сентября, Европе 4 октября. При этом во время второго (осеннего) подъема заболеваемости в этом полушарии отмечено увеличение числа подтвержденных случаев, частоты госпитализации и летальных исходов от гриппа. В отличие от первой эта волна пандемии была моноэтиологичной.
В это же время в России начался подъем заболеваемости гриппом. На Дальнем Востоке первые случаи завозной инфекции пандемическим гриппом были зарегистрированы на о. Сахалин 28 и 29 июля 2009 г. [16]. До этого в странах Юго-Восточной Азии l июля была зарегистрирована эпидемия гриппа A(HlNl) pdm09. Несмотря на то что первые заносы пандемического гриппа на Дальнем Востоке произошли на 2-2,5 мес позже, чем в европейской части, пандемия гриппа в России традиционно началась на Дальнем Востоке.
За одну неделю с 21 по 27 сентября 2009 г. в Южно-Сахалинске был превышен эпидемический порог заболеваемости среди школьников в возрасте 7—14 лет, а через l нед — среди взрослого населения. В следующую неделю подъем заболеваемости начался и на северо-западе (в Калининграде), однако эпидемия
Пандемия гриппа A(H1N1)pdm09 в странах Северного и Южного полушарий с 2009 по 2011 г.
Территория Подъем заболеваемости Даты подъема, пик Число лабораторно подтвержденных случаев гриппа A(HlNl)pdm09 Госпитализация, % Летальность, % (число умерших)
сша i 27.04—22.08.09, пик 15-21.06 36 872 23,9 l,5 (556)
II 23.08.09-09.0l.l0, пик 18-24.10 62 087 62,3 2,9 (1816)
Канада I 04.05-30.08.09, пик 07—13.06 7017 20,9 l,l (77)
II 14.09-05.12.09, пик 0l-07.ll 32 591 20,3 0,9 (292)
Европа I 08.06-27.09.09, пик 27.07 43 554 - 0,ll (49)
II 04.10-28.11.09, пик 08-l4.ll 74 155 9,42 0,82 (6ll)
Новая Зеландия I 08.06-04.l0.09, пик 08-14.06 3233 30,9 0,6 (18)
Австралия I 09.06-02.l0.09, пик 20-26.07 36 733 13,2 0,5 (183)
Америка I 09.06-30.l0.09, до 04.10 19 065 1982 - l,l-7,9
Россия (данные ФЦГ по I 2l.09.09-l7.0l.l0, пик 23-29.11.09 17 947 2,6 3,2 (654)
49 городам) II 27.12.10-13.04.i1, пик 31.01-06.02.i1 9753 2,3 2,2 (219)
27
ЛИТЕРАТУРА
в составе сезонных вакцин в России и других странах [5] не соответствовали циркулирующим эпидемическим изолятам (в табл. 1 выделены жирным шрифтом). В связи с этим дальнейшее изучение закономерностей эволюции вирусов гриппа В и особенностей их циркуляции важно для создания эффективных средств профилактики и диагностики гриппа.
Авторы выражают глубокую благодарность сотрудникам вирусологических лабораторий Центров гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора России за присланные изоляты, а также доктору А. Нау, доктору J. McCauley (Национальный институт медицинских исследований, Лондон, Великобритания) и проф. А. А. Климову (CDC, Атланта) за проведение антигенного и генетического анализа отдельных эпидемических штаммов вируса гриппа В.
1. Иванова В. Т., Бурцева Е. И., Слепушкин А. Н., Оскерко Т. А., Загорская Ю. В., Шевченко Е. С. и др. Особенности вирусов гриппа, обусловивших эпидемический подъем заболеваемости в России в 2002-2003 гг. Возврат циркуляции вирусов гриппа, подобных В/ Виктория/2/87. Вопросы вирусологии. 2004; 3: 12-7.
2. Литвинова О. М., Смородинцева Е. А., Деева Э. Г., Лобова Т. Г., Коновалова Н. И. Этиология современного гриппа. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2001; 1: 5-9.
3. Выделение вирусов гриппа в клеточных культурах и куриных эмбрионах и их идентификация: Метод. рекомендации. Соминина А. а., Бурцева Е. И., Лобова Т. Г и др. М.; 2006.
4. Annual report NIMR. February 2oll: 5-6; 49-67; 59-61. (http://www. nimr.mrc.ac.uk/documents/about/interim-report-feb-2011.pdf) - 16.03.12.
5. Belshe R. The need for quadrivalent vaccine against seasonal influenza. Vaccine. 2010; 28S: 45-53.
6. Rota P. A., Hemphill M. L., Whistler T. et al. Antigenic and genetic characterization of the hemagglutinins of recent cocirculation strains of influenza В virus. J. Gen. Virol. 1992; 73: 2737-42.
Поступила 31.05.12
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2012 УДК 616.921.5-036.2(470)»2009—2011»
Л. С. Карпова, М. Ю. Пелих, К. А. Столяров, Н. М. Поповцева, Т. П. Столярова
Пандемия гриппа в России как часть глобального распространения гриппа A(H1N1)pdm09 в 2009-2011 гг.
ФГБУ НИИ гриппа Минздравсоцразвития России, Санкт-Петербург
Сравнение первой и второй волны пандемии гриппа A(H1N1)pdm09 в мире и России проведено по еженедельным сводкам региональных бюро ВОз и данным Федерального центра по гриппу о еженедельной заболеваемости гриппом и ОРВи, госпитализации и летальных исходах от гриппа в возрастных группах населения 49 городов РФ.
Первая волна пандемии, продолжавшаяся в странах мира все лето, характеризовалась смешанной этиологией возбудителя и, несмотря на наличие завозных случаев пандемического гриппа, не вызывала подъем заболеваемости в России. Вторая волна пандемии в странах Южного полушария была менее интенсивной, а в странах Северного полушария (осень 2009 г.), наоборот, более интенсивной, что связано с различной сезонностью гриппа в этих полушариях.
В России вторая волна (2011) была меньшей интенсивности, чем первая, по продолжительности во всей стране и в отдельных городах, заболеваемости всего населения, в том числе школьников и взрослых, частоте госпитализации и снижению летальности от лабораторно подтвержденного гриппа. Продолжительность последней пандемии 2009 г. была такой же, как в 1957 и 1968 гг., и больше, чем в 1977 г. заболеваемость населения была в 2 раза меньше, чем в пандемию 1957 и 1968 гг., и приближалась к пандемии 1977 г., в то же время заболеваемость детей 3-6 и 7-14 лет была больше, чем в предшествующие пандемии.
Ключевые слова: пандемия гриппа A(HlNl)pdm09, Северное и Южное полушария, заболеваемость, госпитализация, летальность
An Influenza Pandemic in Russia as a Part of a Global Spread of the Influenza
A(H1N1)pdm09 in 2009-2011
L. S. Karpova, M. Yu. Pelih, K. A. Stolyarov, N. M. Popovtseva, and T. P. Stolyarova
Federal State Research Institute of Influenza, Ministry of Health and Social Development of the Russian Federation,
St. Petersburg, Russia
The comparison of the first and second waves of the pandemic influenza A(H1N1)pdm09 in the world and Russia was performed on the basis of weekly reports of Regional offices for Europe and on the data of the Federal Center for Influenza on a weekly incidence of influenza and acute respiratory viral infections, hospitalization, and mortality from the influenza in the age groups of population in 49 cities of the Russian Federation.
The first wave of the pandemic, which continued in the countries of the world all summer, was of mixed etiology and, in spite of the availability of imported cases, has not caused a steep increase in Russia. The second wave of the pandemic in the countries of the Southern hemisphere was less intense. In the countries of the Northern hemisphere (in autumn 2009), on the contrary, it was more intensive, which was associated with different seasonality of influenza in these hemispheres.
In Russia, the second wave (2011) was of a lesser intensity as compared to the first with respect to the duration in the country and in urban areas, the incidence in the entire population, including schoolchildren and adults, the rate of hospitalization and case fatality rate reduction of laboratory-confirmed influenza infection.
The duration of the last pandemic of 2009 was the same as in 1957 and 1968, and longer than in 1977. The morbidity was one-half less than in the pandemic of 1957 and 1968, and was approaching the pandemic 1977. At the same time, the incidence in children 3-6 and 7-14 years was higher than in previous pandemics.
Key words: pandemic influenza A(H1N1)pdm09, Northern and Southern hemisphere, morbidity, hospitalization, mortality
26
Контактная информация:
Карпова Людмила Серафимовна, д-р мед. наук; e-mail: epidlab@influenza.spb.ru
