Войти
Вирус, вызывающий грипп, является одним из наиболее известных патогенов, обнаруженных у различных видов. В частности, вирус обнаружен у птиц, а также млекопитающих, включая лошадей, свиней и людей. Филогения, или история эволюции конкретного вида, является важным компонентом при анализе эволюции гриппа . Филогенетические деревья - это графические модели взаимоотношений между различными видами. Их можно использовать, чтобы проследить происхождение вируса до конкретных видов и показать, как организмы, которые выглядят так по-разному, могут быть так тесно связаны.
Два общих механизма эволюции вирусов: реассортировка и генетический дрейф.
реассортировка, также известная как антигенный сдвиг, позволяет новым вирусам развиваться как в естественных условиях, так и в искусственных культурах. Повторная сортировка происходит аналогично событиям кроссовера хромосом, поскольку два разных вирусных штамма могут вступать в контакт и передавать часть своей генетической информации. Это событие кроссинговера создает смесь двух вирусных штаммов, которые могут реплицироваться как один гибридный вирус, который проявляет черты обоих исходных вирусов. Механизм эволюционной силы антигенного сдвига позволяет вирусам гриппа обмениваться генами со штаммами, которые инфицируют разные виды. В соответствии с этим механизмом вирус гриппа человека может обмениваться генами с птичьим штаммом, и именно так возникают пандемические штаммы. С 1900 года произошло три пандемии, вызванных антигенным сдвигом, и это может так же легко повториться снова. Фактически, эволюция вируса H2N2 в 1957 году считается результатом перегруппировки. В этом случае штаммы H1N1 человека и гены птичьего гриппа A были смешаны. Заражение культур тканей может продемонстрировать, как патогенные качества могут развиваться для конкретного вида, даже если реассортированный вирус может быть непатогенным для другого вида. Ярким примером эволюции в естественных условиях является пересортировка двух штаммов птичьего гриппа, которые были обнаружены у мертвых тюленей еще в 1979 году.
Новые вирусы также могут возникать в результате дрейфа. Дрейф может относиться к генетическому дрейфу или антигенному дрейфу. Мутация и отбор для наиболее выгодной вариации вируса происходит во время этой формы эволюции. Антигенные мутанты могут быстро развиваться из-за высокой скорости мутации вирусов. Причина антигенного дрейфа кроется в механизмах самого синтеза РНК. Мутации возникают очень легко просто из-за подверженной ошибкам РНК-полимеразы и отсутствия у нее механизмов проверки. Эти мутации приводят к незаметным изменениям в генах HA и NA, что полностью меняет инфекционные возможности вируса. Эти изменения открывают почти безграничные возможности для появления новых вирусных штаммов, и именно антигенный дрейф генов HA и NA позволяет вирусу инфицировать людей, которые получают вакцины от других штаммов вируса. Эта эволюция происходит под давлением антител или реакций иммунной системы.
Передача, или как передается вирус гриппа. переходили от одного вида к другому, различаются. Существуют барьеры, препятствующие передаче вируса между некоторыми видами, от высокой до низкой. Например, нет прямого пути между людьми и птицами. Однако свиньи служат открытой дорогой. У них есть ограниченный барьер для распространения вируса. Таким образом, свиньи относительно легко действуют как доноры вируса.
Филогенетические карты - это графическое представление географических взаимоотношений между видами. Они показывают, что географические различия минимально влияют на вирус гриппа человека. Однако и свиной, и птичий грипп, по-видимому, географически зависимы. Все три группы (птицы, свиньи и люди) имеют хронологические различия. Вирус человеческого гриппа сохраняется только у людей, что означает, что он не распространяется на другие виды. Возникают некоторые линии и подлинии вируса, которые могут быть более распространены в определенных местах. Например, многие вспышки гриппа среди людей начинаются в Юго-Восточной Азии.
Филогенетический анализ может помочь определить прошлые вирусы и их структуру, а также определить общего предка вирус. Предыдущие исследования показали, что птичий вирус распространился на свиней, а затем и на людей примерно 100 лет назад. Это привело к дальнейшему развитию человеческих родословных, которые стали более заметными и стабильными.
Анализ также может выявить отношения между видами. Об этом свидетельствует вирус испанского гриппа 1918 года. Ген гемагглютинина (HA) пандемического вируса 1918 года был ближе по последовательности к птичьим штаммам, чем другим млекопитающим. Несмотря на это генетическое сходство, очевидно, что это вирус млекопитающих. Ген, возможно, адаптировался у людей еще до 1918 года. Анализ филогенетической истории вируса гриппа показывает, что существует общий предок, который существует еще до вспышки 1918 года и связывает нынешний человеческий вирус с вирусом свиней. Предок произошел от птичьего хозяина.
Анализ прошлых филогенетических связей вируса гриппа может помочь получить информацию о лечении, устойчивость, выбор вакцинного штамма и возможные штаммы гриппа в будущем. Посмотрев на то, как предыдущие штаммы эволюционировали и приобрели новые черты, полученную информацию можно применить для прогнозирования того, как нынешние штаммы могут развиваться и даже как могут появиться новые штаммы. Еще одно применение филогении для прогнозирования будущих вирусных опасностей - использование филогеографии. Различные клоны могут продолжать свое присутствие и повторно сортировать, указывая на важность подхода с использованием полного генома для определения новых штаммов гриппа и будущих эпидемий. Изучение того, как прошлые штаммы эволюционировали при распространении в различных географических регионах, может позволить ученым предсказать, как штамм может накапливать новые мутации в результате своего географического распространения, и эта информация может быть использована для защиты различных популяций.
Все эти методы использование исторических данных может помочь уменьшить воздействие новых штаммов вируса гриппа каждый сезон гриппа. Пытаясь предсказать будущие мутации в генах HA и NA, ученые могут выбрать вакцинационные штаммы, которые могут соответствовать будущим вирусам, чтобы антитела могли быстро распознавать и вызывать иммунный ответ против вируса. Единственным недостатком этого подхода является то, что он бесполезен против штаммов, которые эволюционируют в результате антигенного сдвига (перегруппировки). Невозможно предсказать, когда и с какими штаммами эти события произойдут, а тот факт, что это может произойти с штаммами разных видов, делает это еще более трудным. До тех пор, пока не будет найден метод, позволяющий точно предсказать, какие мутации возникнут и когда они возникнут, вакцины будут по-прежнему создаваться исключительно на основе предположений, без гарантии, что они обеспечат полную защиту от гриппа.
В последнее время резко возросла устойчивость к некоторым лекарствам, включая противовирусное соединение адамантан. Фактически, его сопротивление недавно выросло с 2 процентов до почти 90 процентов. Эти записи о нарастающей устойчивости делают вывод о том, что лекарства, такие как адамантин, не будут полезны против вируса гриппа в будущем.
