Artyku³ przegl¹dowy Review
Cz³owiek jest cile zwi¹zany ze rodowiskiem, w którym ¿yje i pracuje. Nieod³¹cznym jego elemen-tem s¹ zwierzêta, które, z jednej strony, sprawiaj¹ przy-jemnoæ, daj¹ poczucie komfortu i sensu ¿ycia, z dru-giej za mog¹ przyczyniæ siê do wielu, niekiedy gro-nych w skutkach, zachorowañ. Antropozoonoz¹ zna-n¹ ju¿ od czasów Hipokratesa jest grypa. By³a ona i na-dal jest przyczyn¹ wielu tragedii. W wietle ostatnich wydarzeñ zwi¹zanych z epidemi¹ choroby wywo³an¹ przez nowy szczep wirusa grypy typu A podtypu H1N1 przypomnienie najwa¿niejszych faktów zwi¹zanych z zaka¿eniami wywo³anymi przez wirusy grypy oraz przedstawienie aktualnej sytuacji w omawianym za-kresie wydaje siê celowe.
Czynnik etiologiczny
Grypê wywo³uje pneumotropowy wirus nale¿¹cy do rodziny Orthomyxoviridae, rodzaju Influenzavirus, którego genom sk³ada siê z 8 segmentów RNA kodu-j¹cych polipeptydy strukturalne i niestrukturalne (13). Nukleokapsyd sk³ada siê z RNA po³¹czonego z nu-kleoprotein¹ i 3 bia³kami polimerazy (PB1, PB2 oraz PA), inicjuj¹cymi replikacjê i odpowiedzialnymi za transkrypcjê RNA. Wirus posiada otoczkê z³o¿on¹ od wewn¹trz z bia³ka matrycowego (M1), które jest
g³ów-nym bia³kiem strukturalg³ów-nym i charakteryzuje siê znacz-nym konserwatyzmem, od zewn¹trz za z warstwy li-pidowej oraz wypustek bia³kowych: hemaglutyniny (H) i neuraminidazy (N). Bia³ko M1 jest niezbêdne w procesie p¹czkowania wirusa z komórki gospodarza. Hemaglutynina posiada w³aciwoci fuzyjne, dziêki którym wirus mo¿e przyczepiæ siê do odpowiednich receptorów komórkowych, co u³atwia jego wnikanie do komórek gospodarza. Jest ona miejscem g³ównych determinant antygenowych, a jej zmiennoæ jest naj-wa¿niejszym czynnikiem, umo¿liwiaj¹cym wirusowi efektywne unikanie neutralizacji przez komórki od-pornociowe organizmu. Neuraminidaza rozk³ada kwas neuraminowy znajduj¹cy siê w receptorach ko-mórkowych swoistych dla wirusa grypy i dlatego bie-rze udzia³ w pierwszej fazie zaka¿enia. Enzym ten spe³nia g³ówn¹ rolê przy uwalnianiu wirusów potom-nych z zaka¿opotom-nych komórek. Przeciwcia³a przeciwko neuraminidazie ograniczaj¹ rozsiewanie wirusa (13).
Zmiennoæ genetyczna
Wirusy grypy typu A posiadaj¹ bardzo du¿¹ zdol-noæ adaptacji do ró¿nych gospodarzy oraz zdolzdol-noæ unikania ich uk³adu odpornociowego, dziêki czemu mog¹ zaka¿aæ wiele gatunków, niezale¿nie od
szero-winie jako rezerwuar wirusów grypy w aspekcie
epidemii wywo³anej nowym szczepem A H1N1
IWONA MARKOWSKA-DANIEL
Zak³ad Chorób wiñ Pañstwowego Instytutu Weterynaryjnego Pañstwowego Instytutu Badawczego, Al. Partyzantów 57, 24-100 Pu³awy
Markowska-Daniel I.
Pigs as a reservoir of influenza viruses in aspect of epidemic caused by A H1N1 strain
Summary
Human and animals influenza is caused by the virus possessing 8 RNA segments in the genome. The segmented nature is critical structural feature that allows influenza viruses to undergo genetic reassortment. Pigs are important reservoir of influenza viruses because they express two types of receptors in the trachea which can bind swine, human and avian influenza viruses during infection. Therefore reassortation of viruses segments from different origin and subtypes can occur and facilitate in this way the generation of the strains with pandemic potential. Pigs can infect human with influenza virus directly which was several times confirmed. However the monitoring of pig care takers health indicate that it happened occasionally. In April 2009 the first cases of influenza, caused by the new strain of influenza type A H1N1, possessing genes of swine origin of unknown combination, occurred in North America. Within few days influenza spread and over 1000 people in 21 countries developed the illness, including 27 deaths. New A H1N1 strain possesses pandemic potency and is transmitted between humans only. Up to now none of the cases reported worldwide have had any direct contact with pigs. More over infected person introduced the mutant into the pig herd which may increase the risk of further reassortation. Data concerning the epidemic of A H1N1 strain are presented in this paper.
koci geograficznej i pory roku. Zagadnienie zmien-noci wirusów grypy zosta³o przedstawione szczegó-³owo w odrêbnym opracowaniu (8), z tego powodu w niniejszej pracy poruszone zostan¹ jedynie najwa¿-niejsze aspekty z nim zwi¹zane. W sposób nieroze-rwalny zmiennoæ zwi¹zana jest z segmentow¹ budo-w¹ RNA, co u³atwia reasortacjê genów, okrelan¹ jako skok antygenowy, miêdzy szczepami wirusa pocho-dz¹cymi od ró¿nych gatunków (ludzi, wiñ oraz pta-ków) (21). Zmiana mo¿e dotyczyæ ka¿dego z 8 seg-mentów, potencjalnie mo¿e wiêc powstaæ 256 ró¿nych genetycznie szczepów potomnych. Dotychczas ziden-tyfikowano 16 typów H oraz 9 typów N, zatem teore-tycznie mo¿liwe jest wystêpowanie 144 podtypów wirusa grypy (www.promedmail.org). Jest to najwa¿-niejszy mechanizm zmiennoci genetycznej, przyczy-niaj¹cy siê do powa¿nych zmian antygenowych na powierzchni winionu (2). Je¿eli reasortacja dotyczy segmentów koduj¹cych H lub N, powsta³e szczepy wykazuj¹ znaczn¹ patogennoæ. Przeciwcia³a ju¿ ist-niej¹ce nie s¹ w stanie zneutralizowaæ wirusa, gdy¿ nie rozpoznaj¹ receptorów specyficznych dla tego pod-typu. W ten sposób nowo powstaj¹ce podtypy mog¹ stawaæ siê przyczyn¹ epidemii lub pandemii (4). Inny rodzaj zmiennoci antygenowej wirusów grypy pole-ga na mutacjach punktowych w segmentach RNA. Po-woduje to powstawanie nowych wariantów antygeno-wych znanych podtypów, z których ka¿dy kolejny tyl-ko nieznacznie ró¿ni siê od poprzedniego, ale jednak na tyle, ¿e staje siê niewra¿liwy na indukowane przez niego przeciwcia³a. Mutacje w H, w obszarze koduj¹-cym wi¹zanie do receptorów komórkowych powodu-j¹ zmianê zdolnoci wirusów do zaka¿ania ró¿nych gospodarzy. Zmiany tego typu s¹ mniej grone, gdy¿ zwykle zachowana jest czêciowa kompetencja immu-nologiczna organizmu.
Nale¿y zaznaczyæ, ¿e zmiennoæ antygenowa doty-czy przede wszystkim wirusów izolowanych od ludzi, szczepy zwierzêce nie ulegaj¹ tak istotnym zmianom (4, 13). Uwa¿a siê, ¿e wirusy grypy izolowane od pta-ków wodnych wykazuj¹ stabilnoæ genetyczn¹ i tkwi¹ w ewolucyjnym zastoju. Wirusy grypy wiñskiej rów-nie¿ nie wykazuj¹ tendencji do tak czêstych zmian genetycznych, a analiza filogenetyczna wskazuje, ¿e wymiana genów pomiêdzy koñmi i innymi gatunkami jest ograniczona, co mo¿e sugerowaæ, ¿e mog¹ one byæ koñcowym ogniwem rezerwuaru wirusa influen-zy A (13).
winie jako zwierzêcy rezerwuar wirusów grypy Badania wielu autorów wykaza³y, ¿e w zwi¹zku z ekspresj¹ na powierzchni nab³onka tchawicy wiñ dwóch typów receptorów (ptasiego NA2,3áGal i ludz-kiego 2,6áGal), do których przy³¹cza siê wirus w pierwszej fazie infekcji, bardzo wa¿nym zwierzê-cym rezerwuarem wirusów grypy s¹ winie (1, 2, 7, 13, 18). W organizmie wiñ mo¿e dochodziæ do wy-mieszania siê segmentów genomów szczepów ró¿nych
podtypów i pochodzenia, co mo¿e sprzyjaæ powsta-waniu szczepów pandemicznych. W populacji tych zwierz¹t kr¹¿y kilka podtypów wirusów grypy wiñ oraz ich reasortantów. Trzy g³ówne grupy zwi¹zane z typem H to: h1.3.2 (classical swine) o wzorze anty-genowym H1N1, wprowadzona do Europy z USA w 1976 r., zdominowana nastêpnie w Europie przez wirus pochodzenia ptasiego (avian-like) o wzorze antygenowym H1N1, reprezentuj¹ca grupê h1.1.3, a tak¿e wirus pochodzenia ludzkiego (human-like) o wzorze H3N2 reprezentuj¹cy grupê h1.2.5 oraz szczep tego samego podtypu pochodzenia ptasiego (www. promedmail.org). W zale¿noci od typu N wyró¿nia siê 2 g³ówne grupy: n1.3.2 i n1.1.7, reprezentuj¹ce, odpowiednio, szczepy classical swine oraz avian-like pochodzenia euroazjatyckiego (www.promedmail.org). W wyniku reasortacji genów pomiêdzy szczepami H1N1 oraz H3N2 w Japonii powsta³ mutant H1N2, który nastêpnie w 1994 r. izolowano w Anglii i w 1999 r. w USA. W kolejnych latach szczep ten rozpowszech-ni³ siê w wielu krajach, w 2008 r. zosta³ wyizolowany tak¿e w Polsce (2, 3). W niektórych krajach izolowano potrójne reasortanty podtypu H1N2 i H3N2, zawiera-j¹ce geny ludzkie, wiñskie i ptasie (21). Poza wymie-nionymi podtypami w Kanadzie oraz USA od 1999 r. wystêpuje podtyp H4N6; w Anglii w 1992 r. oraz na Tajwanie w 2003 r. izolowano szczepy H3N1, H1N7 i H1N3; w Hongkongu w 1998 r., w Chinach w latach 2001-2003 oraz w Korei w 2004 r. izolowano wirusa grypy ptasiej o wzorze antygenowym H9N2; w Holandii w 2003 r. oraz w Chinach, Wietnamie i Indonezji w latach 2001-2005 od wiñ wyosobniono szczepy ptasie podtypu H5N1; w 2003 r. w Holan-dii wyizolowano szczep ptasi o wzorze H7N7, a w 2005 r. w Kanadzie podtyp H3N3 (11, 15, 20, www.promedmail.org). Badaniami filogenetycznymi wykazano, ¿e szczepy izolowane od wiñ w Europie i Azji ró¿ni¹ siê genetycznie od szczepów izolowa-nych w Ameryce P³n.
W obawie przed pandemi¹ grypy, po ujawnieniu siê przypadków zaka¿enia ludzi wirusami ptasimi, pod-jêto szeroko zakrojone badania nad ustaleniem poten-cjalnych rezerwuarów szczepów pandemicznych. W tym celu zaka¿ano dowiadczalnie winie s³abo pa-togennymi szczepami wirusa grypy ptasiej (Low pathogenic avian influenza, LPAI), reprezentuj¹cymi ró¿ne podtypy, oraz szczepami o wysokiej zjadliwo-ci (Highly pathogenic avian influenza, HPAI) o wzo-rach antygenowych H7N7 oraz H5N1. Na podstawie wyników przeprowadzonych badañ mo¿na uznaæ, ¿e szczepy wirusów grypy ptasiej mog¹ zaka¿aæ winie, nie wywo³uj¹c u nich objawów klinicznych grypy ani nie powoduj¹c zaka¿enia kontaktowego. Dowiad-czalne zaka¿enie wiñ du¿ymi dawkami LPAIV lub HPAIV powoduje replikacjê wiêkszoci szczepów, ale uzyskiwane miana s¹ relatywnie niskie. Tropizm na-rz¹dowy jest identyczny jak w przypadku szczepów zaadaptowanych do organizmu wiñ, ale replikacja
wirusa jest mniej wydajna. Brak jest korelacji pomiê-dzy podtypem H i/lub N oraz patogennoci¹ szczepów dla kurcz¹t a zdolnoci¹ do replikacji w organizmie wiñ (14). Uwa¿a siê, ¿e istnieje bariera zabezpiecza-j¹ca winie przed zaka¿eniem zarówno ptasimi, jak i ludzkimi szczepami wirusa grypy, a skutecznoæ za-ka¿eñ miêdzygatunkowych uzale¿niona jest od kon-stelacji genów (13). Dotychczas brak jest dowodów wskazuj¹cych, ¿e winie s¹ bardziej wra¿liwe na za-ka¿enie LPAI ni¿ ludzie (14). Za gen determinuj¹cy zdolnoæ wirusa do przekraczania barier gatunkowych uznaje siê gen koduj¹cy NP (13, 14). Fakt, ¿e tylko szczepy z H1 i H3 izolowano dotychczas od wiñ mo¿e wskazywaæ, ¿e tak¿e inne czynniki decyduj¹ o ustabi-lizowaniu siê szczepów ptasich w populacji trzody chlewnej.
Zoonotyczny aspekt zaka¿eñ wywo³ywanych przez wirusy grypy wiñ
Fakt, ¿e winie mog¹ stanowiæ bezporednie ród³o zaka¿enia ludzi oraz ród³o nowych wariantów anty-genowych potencjalnie niebezpiecznych dla cz³owie-ka, zosta³ niejednokrotnie potwierdzony (1, 5, 6, 9, 10, 14, 15). Jak wykaza³y badania retrospektywne, homo-logia pomiêdzy szczepem pandemicznym z 1918 r., o podtypie H1N1, a szczepem wyizolowanym od wiñ 12 lat póniej wynosi³a 96% (13). Ustalono podobny zwi¹zek pomiêdzy zaka¿eniami wiñ a pandemiami grypy Hongkong w 1968 r., spowodowan¹ podtypem H3N2, oraz pandemi¹ H1N1 w 1977 r.
Grypê wiñ zaczêto uznawaæ za zoonozê dopiero w latach 1975-1976. W tym okresie w USA mia³y miej-sce masowe zachorowania ludzi i wiñ na grypê, przy czym wirusy izolowane od ludzi i zwierz¹t nie ró¿ni³y siê antygenowo i genetycznie (13). Obserwacje pro-wadzone w gospodarstwach produkuj¹cych trzodê chlewn¹ wskazuj¹, ¿e zaka¿one wirusem grypy wi-nie rzadko przyczyniaj¹ siê do wyst¹pienia choroby u personelu pracuj¹cego przy ich obs³udze. Potwier-dzaj¹ to dane zarejestrowane przez Centrum Kontro-lowania Chorób i Prewencji (Centers for Diseases Control and Prevention, CDC) (www.cdc.gov). Ana-lizuj¹c zachorowania ludzi w USA na grypê, wywo³y-wane szczepami pochodz¹cymi od wiñ, wykazano, ¿e zachorowania mia³y charakter sporadyczny (1 przy-padek na 1-2 lata), aczkolwiek na prze³omie grudnia 2005 r. i stycznia 2006 r. stwierdzono 12 przypadków infekcji ludzi wiñskim szczepem wirusa grypy. Usta-lono, ¿e 5 osób mia³o bezporedni kontakt z trzod¹ chlewn¹, 6 nie pracowa³o w fermach, ale mia³o kon-takt ze winiami w czasie wystaw zwierz¹t, natomiast ród³o infekcji 1 osoby nie zosta³o potwierdzone (10, 19, www.cdc.gov). Nie licz¹c zaka¿eñ wywo³anych nowym mutantem wirusa grypy wiñ A H1N1, ogó-³em na wiecie udokumentowano zaka¿enie 519 osób wirusami pochodzenia wiñskiego ró¿nych podtypów, z tej liczby 61% osób mia³o bezporedni kontakt ze winiami, 8 przypadków mia³o przebieg miertelny (9).
Porednim wskanikiem potwierdzaj¹cym dane o miêdzygatunkowych zaka¿eniach wirusem grypy mo¿e byæ wykrycie obecnoci przeciwcia³ swoistych dla wirusów grypy wiñ we krwi ludzi (5, 12). Bada-nia takie prowadzono tak¿e w Polsce. W zale¿noci od kraju szacuje siê, ¿e 20-80% osób stykaj¹cych siê zawodowo ze winiami posiada przeciwcia³a przeciw wirusowi influenzy wiñ (11, 13). Tak¿e serologiczne badania pracowników rzeni potwierdzaj¹, ¿e wirusy influenzy wiñ s¹ przenoszone na cz³owieka stosun-kowo czêsto.
Epidemia wywo³ana wirusem grypy A H1N1 W kwietniu br. CDC poinformowa³o o 2 przypad-kach zachorowañ dzieci na grypê, wywo³an¹ przez wirus typu A podtypu H1N1 o nieznanym pochodze-niu, w 2 ró¿nych okrêgach Kalifornii. U dzieci obser-wowano gor¹czkê (40,2°C), kaszel, wyp³yw z nosa i wymioty. Rodziny wykazywa³y objawy zaburzeñ ze strony uk³adu oddechowego o ró¿nym stopniu nasile-nia. Na podstawie wywiadu ustalono brak kontaktu dzieci z trzod¹ chlewn¹, choæ 4 tygodnie wczeniej jedno z nich uczestniczy³o w wystawie zwierz¹t, ale prawdopodobnie nie wchodzi³o do pomieszczeñ, w których przebywa³y winie. Ustalono tak¿e, ¿e w ostatnim sezonie epidemiologicznym pacjenci nie byli szczepieni przeciwko grypie sezonowej. Z pró-bek wymazów z nosa i gard³a chorych wyizolowano szczepy wirusów grypy typu A. W typowaniu mole-kularnym w kierunku obecnoci ludzkich szczepów podtypu H1N1, H3N2 oraz H5N1okaza³y siê one ne-gatywne, natomiast CDC ustali³o, ¿e s¹ to szczepy gry-py typu A pochodzenia wiñskiego (www.cdc.gov, www.promedmail.org). Obydwa wirusy wykazywa³y bardzo bliskie pokrewieñstwo genetyczne. Do chwili obecnej nie zidentyfikowano zwi¹zku pomiêdzy za-chorowaniem obydwojga dzieci ani nie ustalono pier-wotnego ród³a infekcji. Niemal w tym samym czasie objawy grypy wyst¹pi³y u 4-letniego ch³opca w Mek-syku, mieszkaj¹cego we wsi La Gloria w stanie Vera-cruz, zlokalizowanej 8 km od fermy wiñ odchowu-j¹cej milion zwierz¹t, uwa¿anej za pierwotne ognis-ko, w którym pojawi³ siê zmutowany szczep H1N1 (www.promedmail.org). Jak wskazuj¹ na to dane uzys-kane dochodzeniem epidemiologicznym, pierwsze zachorowania w Meksyku nast¹pi³y w tym regionie ju¿ w po³owie marca, towarzyszy³y im tak¿e pojedyn-cze przypadki zgonów z powodu zapalenia p³uc, ale ich diagnostyka, odbiegaj¹ca od standardów uznawa-nych na wiecie, spowodowa³a ujawnienie siê prob-lemu dopiero wówczas, gdy choroba zaczê³a roz-przestrzeniaæ siê szeroko wród lokalnej ludnoci (www.promedmail.org, www.who.int).
W kolejnych dniach wiat ogarnê³a panika zwi¹za-na z zachorowaniami ludzi tak¿e poza Ameryk¹ Pó³-nocn¹, w tym w Europie (Dania, Austria, Holandia, Francja, Niemcy, Szwajcaria, W³ochy, Hiszpania, Por-tugalia, Irlandia, Anglia), Azji (Izrael, Chiny,
Hong-kong, Korea), Australii, Nowej Zelandii, Ameryce rodkowej (Kostaryka, Salwador) i Po³udniowej (Ko-lumbia) (ryc. 1). Wszystkie przypadki zachorowañ powi¹zane by³y z pobytem w Meksyku lub kontaktem z zaka¿onymi ludmi z tego regionu. Wed³ug danych wiatowej Organizacji Zdrowia na dzieñ 5 maja br., zachorowania 1490 osób, spowodowane zmutowanym szczepem H1N1, zarejestrowano w 21 krajach. Licz-ba zgonów z tego powodu, potwierdzonych Licz- badania-mi laboratoryjnybadania-mi, wynios³a 27 przypadków (26 w Meksyku, 2 w USA, w tym jedno dziecko meksy-kañskiego pochodzenia przebywaj¹ce z wizyt¹ w USA) (www.who.int). Wed³ug danych Amerykañskiej Orga-nizacji Zdrowia (Pan American Health Organization, PAHO) pierwszy przypadek choroby zosta³ ju¿ po-twierdzony tak¿e w Gwatemali, a liczba zachorowañ ogó³em w 7 krajach Ameryki P³n., rodkowej i P³d. (Meksyk, USA, Kanada, Kostaryka, Kolumbia, Sal-wador i Gwatemala) dosz³a do 1370. Potwierdzona liczba przypadków miertelnych w tym regionie na dzieñ 5 maja wynosi 30 (www.promedmail.org). W USA zaka¿eniu ulegli ludzie w wieku od 22 mie-siêcy do 81 lat (rednia wieku wynosi³a 16 lat), nato-miast w Meksyku g³ównie ludzie m³odzi (47,8% osób zaka¿onych by³o poni¿ej 20. roku ¿ycia, a 43% w wie-ku 20-49 lat, pojedyncze przypadki dotyczy³y dzieci poni¿ej 3. roku ¿ycia oraz 16,5% osób doros³ych po-wy¿ej 60. roku ¿ycia; z tej grupy wiekowej 73,7% sta-nowi³y kobiety). Odsetek potwierdzonych laboratoryj-nie przypadków grypy H1N1 wynosi w Meksyku 32,2% badanych próbek, 50,9% pacjentów stanowi¹ kobiety. Wskanik miertelnoci wród m³odych lu-dzi w stosunku do ogó³u zachorowañ w Meksyku wy-nosi 6,6%, podczas gdy w innych grupach wiekowych 3%. Z danych zgromadzonych przez meksykañskie Ministerstwo Zdrowia wynika, ¿e wskanik
reproduk-cji wirusa (liczba wra¿liwych osób zaka¿onych kontaktowo od 1 zaka¿onego osobnika) jest nieznacznie wy¿szy w stosun-ku do notowanego podczas grypy sezonowej w tym kraju i wynosi rednio 1,4, oraz ¿e w latach 1998-2004 umiera³o rocznie z powodu infekcji gór-nych dróg oddechowych od 13 151 do 17 167 osób, a red-nia liczba zgonów w kwietniu wynosi³a 1050, zatem nie ma jeszcze powodów do paniki zwi¹zanej z zachorowaniami ludzi spowodowanymi nowym szczepem H1N1 (www.pro-medmail.org, www.who.int).
Na szczególne podkrelenie zas³uguje fakt, ¿e dotychczas nie uda³o siê udowodniæ zaka-¿enia ludzi bezporednio od wiñ. Transmisja wirusa nastêpuje wy³¹cznie przez kontakt z zainfekowanymi ludmi. Nowy mutant typu A H1N1, posiadaj¹cy cechy pandemiczne, zawiera H pokrewn¹ ze szczepami classical swine. Z dotych-czasowych badañ wynika, ¿e zasadniczo szczepy zoo-notyczne posiada³y H typu avian-like, szczepy classi-cal swine sporadycznie przenosi³y siê na cz³owieka i nie wykazywa³y tendencji do rozprzestrzeniania siê w populacji ludzi, a¿ do czasu obecnej epidemii (www.promedmail.org). Jest niemal pewne, ¿e obec-na epidemia grypy u ludzi wywo³aobec-na przez szczep H1N1 by³a poprzedzona rekombinacj¹ genów pocho-dz¹cych pierwotnie od ludzi, wiñ i ptactwa w organi-zmie wini, która mia³a miejsce na przestrzeni ostat-nich 10 lat (www.promedmail.org). Wskazuje na to fakt, ¿e 6 genów, w tym gen koduj¹cy H (nale¿¹cy do grupy h1.3.2.), by³o blisko spokrewnionych ze szcze-pami kr¹¿¹cymi w amerykañskiej populacji wiñ od 1999 r. Natomiast geny koduj¹ce M oraz N (nale¿¹ce do grupy n1.1.3) wykazuj¹ pokrewieñstwo ze szcze-pami wirusa grypy wiñ izolowanymi w Eurazji. Po-nadto gen koduj¹cy PB1 wykazuje 96% homologiê do szczepów podtypu H1N2 izolowanych od wiñ w Ameryce P³n. w 1999 r. i podtypu H3N2 izolowa-nych w Korei w 2005 r., a tak¿e do szczepów wyizo-lowanych od ludzi w USA, w latach 1994-1996 i 1998, reprezentuj¹cych, odpowiednio, podtypy H3N2 i H1N1. Z kolei gen koduj¹cy PB2 wykazuje najbli¿-sze pokrewieñstwo ze szczepami podtypu H3N2 izo-lowanymi od wiñ w 1999 r. w USA i w 2004 r. w Ko-rei oraz od kaczek w 2007 r. w P³d. Dakocie (ryc. 2) (www.cdc.gov, www.who.int). Szczepy o takiej kom-binacji genów nie by³y nigdy wczeniej izolowane za-równo od ludzi, jak i wiñ, ani w USA, ani w innych krajach wiata (www.promedmail.org). Sytuacja epi-demiologiczna w zakresie grypy wiñ na wiecie jest
zró¿nicowana i dynamicznie siê zmienia, dlatego pierwszy przypadek grypy spowodowany zmutowa-nym wirusem móg³ wyst¹piæ tak¿e w inzmutowa-nym miejscu poza Meksykiem czy USA. W Chinach np. dominuj¹-cym podtypem grypy wiñ jest nadal classical swine, tylko w 2 prowincjach w 2007 r. wyizolowano szcze-py avian-like (www.promedmail.org). Interakcja ró¿-nych szczepów wp³ywaj¹ca na ewolucjê tego unikal-nego szczepu oraz presja czynników selekcyjnych po-zostaj¹ dotychczas niewyjanione.
Analizuj¹c sekwencje izolatów wirusów grypy po-zyskiwanych od ludzi w czasie ostatniego sezonu gry-powego w Kanadzie stwierdzono wystêpowanie jed-nakowej liczby H1 i H3 u pacjentów. Zaobserwowano jednak, ¿e do po³owy lutego br. wystêpowa³a tylko 1 mutacja punktowa w genie koduj¹cym H3, w sto-sunku do szczepu szczepionkowego, polegaj¹ca na zamianie lizyny w glicynê w pozycji 189 w domenie antygenowej B. Na pocz¹tku marca zarejestrowano dodatkow¹ mutacjê w domenie B, polegaj¹c¹ na za-mianie asparaginianu w lizynê w pozycji 160 oraz now¹ mutacjê w domenie D (zamiana waliny w ala-ninê w pozycji 229). Po wybuchu epidemii grypy H1N1 zsekwencjonowano szczep wyizolowany od pacjenta, który wróci³ z Meksyku i okaza³o siê, ¿e wystêpuj¹ w nim te same mutacje (www.promedmail.org). Przed-stawionych zmian nie mo¿na wprawdzie uznaæ za dryft genetyczny, poniewa¿ nie spe³niaj¹ one kryteriów po-danych przez Coxa i wsp. (4), niemniej jednak stano-wi¹ kolejny sygna³ wskazuj¹cy na zmiany ewolucyjne zachodz¹ce w genie H. Poniewa¿ w Kanadzie w kwiet-niu br. zarejestrowano wiêksz¹ od spodziewanej na koniec sezonu grypowego liczbê zachorowañ wywo-³anych przez szczep H3N2, nale¿a³oby przeledziæ, czy zwiêkszone zachorowania na grypê w po³owie marca w Meksyku nie by³y zwi¹zane, poza wprowadzeniem nowego szczepu H1N1, tak¿e ze zmianami genetycz-nymi w H szczepów H3N2.
Zaka¿enia wiñ wirusem grypy pochodz¹cym od ludzi Ludzie zaka¿eni wirusem grypy mog¹ wprowadzaæ ró¿ne podtypy wirusa do chlewni, co zosta³o wielo-krotnie potwierdzone, m.in. w 1968 r. (H3N2), w 1977 r. (H1N1) oraz w 2000 r. (H1N2) (5, 9, 15). Z badañ przeprowadzonych przez Landolta i wsp. (7) wynika jednak, ¿e d³ugotrwa³e kr¹¿enie w populacji wiñ szczepów zawieraj¹cych wszystkie geny ludzkiego pochodzenia jest ma³o prawdopodobne. Dla efektyw-nej infekcji wiñ szczepami wirusa grypy ludzkiego pochodzenia potrzebna jest prawdopodobnie adapta-cja wirusa do receptorów nab³onkowych wini (13). Tak¿e w przypadku infekcji nowym wirusem H1N1 w Kanadzie, zarejestrowanej 1 maja br., bêd¹cej kon-sekwencj¹ z³amania zasad bioasekuracji, dosz³o do transmisji wirusa do wiñ. Z wywiadu wynika, ¿e za-równo chory pracownik bêd¹cy ród³em infekcji dla zwierz¹t, jak i hodowca oraz jego rodzina, chorowali z objawami grypy pomiêdzy 14 a 29 kwietnia.
Spo-Ryc. 2. Drzewo filogenetyczne obrazuj¹ce pokrewieñstwo szczepów wirusów grypy o ró¿nych podtypach i pochodzeniu gatunkowym oraz geograficznym, z uwzglêdnieniem sekwen-cji szczepów A H1N1 (kolor czerwony), szczepów szczepion-kowych (kolor niebieski) oraz polskich izolatów wirusów gry-py wiñ (kolor zielony)
A/Mexico/4482/2009 A/Regensburg/Germany/01/2009 A/Texas/04/2009 A/Netherlands/602/2009 A/Kansas/03/2009 A/Texas/05/2009H1N1 A/Auckland/3/2009 A/Mexico/4603/2009 A/Mexico/4486/2009 A/New York/31/2009 A/Ohio/07/2009 A/California/07/2009 California/04/2009 swine/Guangxi/17/2005H1N2 Sw/Indiana/P12439/00/H1N2 Turkey/MO/24093/99H1N2 swine/Ohio/C62006/06H1N1 swine/Ohio/24366/07H1N1 Swine/Illinois/100085A/01H1N2 swine/Korea/S11/2005H1N2 swine/Korea/JL02/2005H1N2 Swine/North Carolina/93523/01H1N2 swine/Memphis/1/1990H1N1 swine/Iowa/24297/1991H1N1 Sw/Wisconsin/457/98 A/MD/12/1991H1N1 swine/Iowa/17672/1988H1N1 swine/Kansas/3228/1987H1N1 Sw/Chonburi/06CB2/06 sw/Chachoengsao/NIAH587/05 sw/Tennessee/25/1977 sw/England/283902/93 sw/England/117316/86 sw/Wisconsin/1/61 swine/Jamesburg/1942H1N1 swine/Iowa/15/1930H1N1 A/Denmark/513/2009 A/Puerto Rico/8/34H1N1 sw/England/72685/96 sw/Scotland/410440/94 Finland/5/1984 sw/Henan/0100 sw/Gent/108/01 A/Florida/3/2006H1N1 A/New Caledonia/20/1999H1N1 California/2008 A/Washington/08/2008 A/Texas/17/2008 A/Washington/01/2009 A/New Jersey/20/2008 sw/Belgium/1/83 Sw/France/4203/85 sw/Belgium/117/96 sw/Henan/01/06 duck/Bavaria/2/77 Sw/Netherlands/477/93 sw/England/195852/92 Sw/Germany/8533/91 turkey/Germany/2482/90 Sw/Netherlands/386/86 sw/Italy-Virus/671/87 sw/Italy/France/2111/95 Sw/Belgium/1/98 sw/Italy/2064/99 sw/Italy/13260/2001 Sw/Pol/KR1/04 Sw/Pol/LU3/00 Sw/Switzerland/8808/2002 sw/Cotes dArmor/918/00 sw/Cotes dArmor/736/2001 sw/Spain/50047/2003 Sw/Pol/H1/08 Sw/Pol/P1/05 Sw/Pol/D1/01 Sw/Pol/B1/04 Sw/Pol/M1/04 Sw/Pol/R4/05 Sw/Pol/F1/07 Sw/Pol/S1/05 Sw/Pol/O1/08 Sw/Pol/J2/04 sw/Spain/53207/2004 77 88 99 99 63 92 91 88 38 61 99 100 100 100 100 100 76 64 40 96 67 32 28 90 62 39 66 39 50 99 44 91 34 86 59 75 98 68 55 21 54 80 85 72 100 100 71 99 87 32 39 27 43 72 83 70 70 98 100 66 38 58 99 39 31 38 47 67 66 100 64 0,02
ród pobranych 24 próbek wymazów z nosa wiñ 19 by³o pozytywnych w tecie PCR amplifikuj¹cym frag-ment genu M oraz 15 próbek posiada³o H1. Zsekwen-cjonowano fragmenty o d³ugoci 244 nukleotydów dla genu M, 500 nukleotydów dla genu H1 oraz 1400 nuk-leotydów dla genu N1. Okaza³o siê, ¿e sekwencja genu koduj¹cego M w wyizolowanych od wiñ szczepach by³a w 100% identyczna z sekwencj¹ szczepu wyizo-lowanego od ludzi w Kalifornii i Meksyku, w odnie-sieniu do genu H1 zgodnoæ kszta³towa³a siê na po-ziomie 99-100%, wysoki stopieñ homologii dotyczy³ równie¿ genu N1. Ponadto sekwencje wszystkich szczepów wyizolowanych od wiñ by³y w 100% iden-tyczne (www.promedmail.org). Próbki pobrane od chorego pracownika, farmera oraz jego rodziny s¹ ak-tualnie analizowane (www.who.int). W stadzie licz¹-cym 220 loch stada podstawowego i 1800 warchla-ków zachorowa³o ogó³em 450 zwierz¹t (22,28%), ale przebieg choroby by³ ³agodny i wszystkie winie w ci¹-gu kilku dni wyzdrowia³y. Ferma zosta³a objêta kwa-rantann¹, w celu zapobie¿enia rozprzestrzenieniu siê infekcji (www.promedmail.org). Do chwili obecnej tak¿e w tej fermie nie dosz³o do transmisji wirusa od zaka¿onych wiñ do ludzi, co sugeruje, ¿e wirus po-siadaj¹cy wszystkie 8 genów pochodzenia wiñskiego przedosta³ siê do cz³owieka we wczeniejszym okresie, a aktualnie wykazuje tendencjê do rozprzestrzeniania siê wy³¹cznie w populacji ludzkiej (www.cdc.gov, www.who.int). W celu wyjanienia, czy i ewentualnie kiedy zmutowany szczep kr¹¿y³ w populacji wiñ bez wywo³ywania klinicznej postaci choroby, w USA pod-jête zosta³y retrospektywne badania serologiczne w kie-runku obecnoci przeciwcia³ dla tego szczepu w suro-wicach zgromadzonych w bankach w ostatnich latach (www.promedmail.org). W zwi¹zku z opisanym przy-padkiem miêdzygatunkowej transmisji zmutowanego szczepu FAO rekomenduje prowadzenie wnikliwego monitoringu stanu zdrowia wiñ w kierunku zachoro-wañ z objawami dysfunkcji ze strony uk³adu oddecho-wego, a szczególnie objawami grypopodobnymi. Za-lecane jest raportowanie do FAO i OIE wszystkich przypadków infekcji wiñ mutantem H1N1 (www.pro-medmail.org).
Po prze³amaniu bariery gatunkowej przez wirusy grypy ptasiej przypuszczano, ¿e zmiany genetyczne w nich zachodz¹ce mog¹ spowodowaæ powstanie szczepu pandemicznego. Zasadnicza ró¿nica pomiê-dzy szczepem H1N1 a szczepem H5N1 tkwi w tym, ¿e wirus wiñski wykazuje zdolnoæ do szybkiego roz-przestrzeniania siê w populacji ludzi, ale ma relatyw-nie ma³¹ patogennoæ, natomiast wirus ptasi cechuje siê wysok¹ zjadliwoci¹ i bardzo ograniczon¹ mo¿li-woci¹ transmisji pomiêdzy ludmi (www.promedmail. org). Gdyby dosz³o do rekombinacji tych dwóch szcze-pów, móg³by powstaæ wariant o du¿ej patogennoci, posiadaj¹cy zdolnoæ przenoszenia siê z cz³owieka na cz³owieka. W takiej sytuacji kolejna pandemia grypy by³aby raczej nieunikniona. Eksperci uwa¿aj¹, ¿e
skut-ki potencjalnej pandemii nie by³yby tak ogromne, jak w minionych latach, poniewa¿ znaczna czêæ popula-cji wiata posiada komórki pamiêci immunologicznej napiêtnowane kontaktem z wirusem H1N1 w 1977 r. (www.promedmail.org, www.who.int).
Podsumowuj¹c, w trosce o ochronê zdrowia publicz-nego regularny monitoring sytuacji epidemiologicznej w zakresie grypy w populacji wiñ, uwzglêdniaj¹cy ró¿nicowanie typów H, wydaje siê niezbêdny. Wszyst-ko bowiem wskazuje, ¿e choroby odzwierzêce bêd¹ zawsze towarzyszyæ cz³owiekowi i zwierzêtom, bê-dzie siê tylko zmienia³o ich oblicze i czêstoæ wystê-powania.
Pimiennictwo
1.Alexander D. J., Brown I. H.: Recent zoonoses caused by influenza A viruses. Rev. Sci. Tech. 2000, 19, 197-225.
2.Brown I. H.: The epidemiology and evolution of influenza viruses in pigs. Vet. Microbiol. 2000, 74, 29-46.
3.Castrucci M. R., Donatelli I., Sidoli L., Barigazzi G., Kawaoka Y., Webster R. G.: Genetic reassortment between avian and human influenza A viruses in Italian pigs. Virol. 1993, 193, 503-506.
4.Cox N. J., Bender C. A.: The molecular epidemiology of influenza viruses. Virol. 1995, 6, 359-370.
5.Gray G. C., McCarthy T., Capuano A. W., Setterquist S. F., Olsen C. W., Alavanja M. C.: Swine workers and swine influenza virus infections. Emerg. Infect. Dis. 2007, 13, 1871-1878.
6.Gregory V., Lim W., Cameron K., Bennett M., Marozin S., Klimov A., Hall H., Cox N., Hay A., Lin Y. P.: Infection of a child in Hong Kong by an influenza A H3N2 virus closely related to viruses circulating in European pigs. J. Gen. Virol. 2001, 82, 1397-1406.
7.Landolt G. A., Karasin A. I., Philips L., Olsen C. W.: Comparison of the patho-genesis of two genetically different H3N2 influenza A viruses in pigs. J. Clin. Microbiol. 2003, 41, 1936-1941.
8.Markowska-Daniel I., Kowalczyk A.: Wp³yw zmiennoci na miêdzygatunkow¹ transmisjê zaka¿eñ wirusem grypy. Medycyna Wet. 2006, 9, 981-986. 9.Myers K. P., Olsen C. W., Gray G. C.: Cases of swine influenza in humans:
a review of the literature. Clin. Infect. Dis. 2007, 44, 1084-1088.
10.Newman A. P., Reisdorf E., Beinemann J., Uyeki T. M., Balish A., Shu B.: Human case of swine influenza A (H1N1) triple reassortant virus infection, Wisconsin. Emerg. Infect. Dis. 2008, 14, 1470-1472.
11.Olsen C. W.: The emergence of novel swine influenza viruses in North America. Virus Res. 2002, 85, 199-210.
12.Olsen C. W., Brammer L., Easterday B. C., Arden N., Belay E., Baker I., Cox N. J.: Serological evidence of H1 swine influenza virus infection in swine farm residents and employees. Emerg. Infect. Dis. 2002, 8, 814-819. 13.Olsen C. W., Brown I. H., Easterday B., Van Reeth K.: Swine influenza, [w:]
Straw B. E., Zimmerman J. J., DAllaire S., Taylor D. J.: Diseases of Swine, Blackwell Publishing, Ames, Iowa, USA 2006, s. 469-482.
14.Reeth Van K.: Avian and swine influenza viruses: our current understanding of the zoonotic risk. Vet. Res. 2007, 38, 243-260.
15.Reeth Van K., Nicoll A.: A human case of swine influenza virus infection in Europe implications for human health and research. Euro Surveill. 2009, 14, 1-3.
16.Robinson J. L., Lee B. E., Patel J., Bastien N., Grimsrud K., Seal R. F., King R., Marshall F., Li Y.: Swine influenza (H3N2) infection in a child and possible community transmission. Canadian Emerg. Infect. Dis. 2007, 13, 1865-1870. 17.Schweiger B., Zadow I., Heckler R.: Antigenic drift and variability of influenza
viruses. Med. Microbiol. Immunol. 2002, 191, 133-138.
18.Suzuki Y.: Sialobiology of influenza: molecular mechanism of host range variation of influenza viruses. Biol. Pharm. Bull. 2005, 28, 399-408. 19.Wells D. L., Hopfensperger D. J., Arden N. H., Harmon M. W., Davis J. P.,
Tipple M. A., Schonberger L. B.: Swine influenza virus infections. Transmission from ill pigs to humans at a Wisconsin agricultural fair and subsequent probable person-to-person transmission. JAMA 1991, 265, 478-481.
20.Zell R., Bergmann S., Krumbholz A., Wutzler P., Dürrwald R.: Ongoing evolution of swine influenza viruses: a novel reassortant. Arch. Virol. 2008, 153, 2085-2092.
21.Zhou N. N., Senne D. A., Landgraf J. S., Swenson S. L, Erickson G., Rossow K., Liu L., Yoon K. J., Kraus S., Webster R. G.: Genetic reassortment of avian, swine, and human influenza A viruses in American pigs. J. Virol. 1999, 73, 8851-8856.
Adres autora: prof. dr hab. Iwona Markowska-Daniel, Al. Partyzantów 57, 24-100 Pu³awy; e-mail: iwonamd@piwet.pulawy.pl
