Aby skutecznie zainfekować człowieka, wirus grypy musi opracować sposoby unikania systemu immunologicznego danej osoby. Wirusy robią to poprzez procesy ewolucyjne zwane dryfem antygenowym i przesunięciem antygenowym. Wirusy grypy typu A przechodzą oba rodzaje zmian, podczas gdy wirusy grypy typu B i C zmieniają się tylko poprzez stopniowy proces dryfu antygenowego.
Dryf antygenowy: Ciągłe małe zmiany
Dryf antygenowy obejmuje ciągłe małe zmiany lub mutacje w antygenach powierzchniowych wirusa (HA lub NA). Przypomina to małą łódkę dryfującą po oceanie lub chmury dryfujące po niebie. W wyniku tych zmian powstają nowe szczepy wirusów, które są dość blisko spokrewnione ze sobą i mogą być rozpoznawane przez układ odpornościowy (czasami nazywane „ochroną krzyżową”). Zmiany spowodowane dryfem antygenowym mogą jednak kumulować się w czasie, nadwyrężając zdolność układu odpornościowego danej osoby do rozpoznania nowego wirusa.
Podobnie jak chmury dryfujące po niebie, dryf antygenowy obejmuje małe, ciągłe zmiany antygenów powierzchniowych wirusa. Źródło: Wikipedia Commons.
W większości lat jeden lub dwa ze szczepów wirusa w szczepionce przeciwko grypie są aktualizowane, aby nadążyć za zmianami w krążących wirusach grypy. Zmiany w wirusach spowodowane dryfem antygenowym mogą powodować powszechne zakażenia, ponieważ ochrona, która pozostaje z poprzednich ekspozycji na podobne wirusy jest niekompletna. Dryf występuje we wszystkich trzech typach wirusa grypy (A, B, C).
Zmiana antygenowa, duża, nagła zmiana
Zmiana antygenowa jest dużą, nagłą zmianą w jednym lub obu antygenach powierzchniowych (HA lub NA). Zmiana występuje w różnych odstępach czasu i prawdopodobnie jest wynikiem reasortacji (wymiany segmentu genu) pomiędzy wirusami grypy A, zwykle tymi, które atakują ludzi i ptaki.
Podobnie jak w przypadku tej burzy z piorunami w pobliżu New Boston w Teksasie, zmiana antygenowa wiąże się z dużymi, nagłymi zmianami w antygenach powierzchniowych (HA lub NA). Źródło: Griffinstorm, Wikipedia Commons.
W wyniku zmiany antygenowej powstaje nowy podtyp grypy A, który jest tak różny od poprzednich podtypów u ludzi, że większość ludzi nie ma odporności na nowego wirusa. Zmiana antygenowa może doprowadzić do światowej pandemii, jeśli wirus jest skutecznie przenoszony z człowieka na człowieka.
Przykład „zmiany” miał miejsce wiosną 2009 roku, kiedy nowy wirus H1N1 z nową kombinacją genów (pochodzących od amerykańskich świń, świń euroazjatyckich, ptaków i ludzi) pojawił się u ludzi i szybko rozprzestrzenił się, powodując pandemię. Od końca XIX wieku cztery przypadki zmiany antygenowej doprowadziły do poważnych pandemii grypy.
Ale wirusy grypy stale i stopniowo zmieniają się w wyniku dryfu antygenowego, zmiana antygenowa zdarza się tylko sporadycznie. Kiedy wirus typu A przechodzi oba rodzaje zmian, jest zdolny do unikania odporności gospodarza, co ma głębokie implikacje dla epidemiologii i kontroli. Jest to główny powód, dla którego szczepionki przeciwko grypie sezonowej są często aktualizowane, aby utrzymać ochronę w grupach ryzyka przed aktualnie krążącymi szczepami (Arinaminpathy & Grenfell, 2010).
Dryf antygenowy i przesunięcie szczepów grypy
Dryf antygenowy a przesunięcie. Dryf antygenowy tworzy wirusy grypy z nieznacznie zmodyfikowanymi antygenami, podczas gdy przesunięcie antygenowe generuje wirusy z całkowicie nowymi antygenami (zaznaczone na czerwono). Źródło: Wikipedia Commons i USDA.
|
Wirus grypy: Zmiany antygenowe |
|
|---|---|
|
Dryf antygenowy |
|
|
Przesunięcie antygenowe |
|
Zasoby online
Inflenza: Get the (Antigenic) Drift-Video (2:52)
Pandemia grypy 2009 H1N1-Quadruple Reassortment
Wirus grypy A (H1N1) z 2009 r. był nowym wirusem grypy, który spowodował zachorowania na całym świecie w marcu i kwietniu 2009 r. Wirus ten był początkowo określany mianem „świńskiej grypy”, ponieważ badania laboratoryjne wykazały, że wiele genów tego nowego wirusa było bardzo podobnych do wirusów grypy, które normalnie występują u świń w Ameryce Północnej. Dalsze badania wykazały jednak, że ten nowy wirus bardzo różni się od tego, który wcześniej krążył wśród świń w Ameryce Północnej. Posiada on dwa geny pochodzące z wirusów grypy, które występowały u świń w Europie i Azji, a także geny ptasie i ludzkie. Naukowcy nazywają to wirusem poczwórnej reasortacji (CDC, 2010).