Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2019; : 47-55
Эволюция вирусов гриппа по признаку чувствительности к температуре репродукции
https://doi.org/10.36233/0372-9311-2019-6-47-55Аннотация
Введение. Оценка способности вирусов гриппа к репродукции при температурных режимах за пределами оптимальных значений приближает нас к пониманию закономерностей их эволюционной изменчивости. Температурный диапазон репродукции эпидемических вирусов также является важным показателем для выбора рациональной стратегии получения аттенуированных реассортантов для живой гриппозной вакцины.
Цель исследования – ретроспективный анализ биологических свойств вирусов гриппа из различных пандемических и эпидемических циклов на основе их способности к репликации при температурах за пределами оптимальных значений.
Материалы и методы. Исследовали 234 штамма вирусов гриппа А и В человека, вызвавших эпидемии в XX–XXI веках. Инфекционную активность вирусов при разных температурах инкубации определяли в развивающихся куриных эмбрионах. Температурочувствительность и холодоустойчивость репродукции вирусов оценивали по разнице инфекционных титров при оптимальной и повышенной либо пониженной температуре инкубации.
Результаты. Данные ретроспективного исследования свидетельствуют о том, что диапазон чувствительности к температуре репродукции в ходе естественного дрейфа возбудителей гриппа А и В подвержен закономерной изменчивости, которая имеет цикличный характер.
Обсуждение. Для оценки эволюции и эпидемического потенциала вирусов гриппа важно не только регистрировать изменение их антигенных свойств, но и принимать во внимание показатель температурочувствительности репродукции. Оба эти свойства вносят вклад в проявление вирулентности вируса. Продолжительная циркуляция температурочувствительных вирусов может быть предпосылкой появления кардинально нового дрейфового варианта и даже шифта.
Заключение. Анализ изменчивости биологических свойств вирусов гриппа приближает к постижению возможных путей их эволюции, что способствует разработке рациональных методов предупреждения распространения вирусов и вызываемой ими заболеваемости.
Список литературы
1. Ермаченко Т.А., Горев Н.Е., Медведева Т.Е. Характеристика реассортантов вируса гриппа А, полученных при скрещивании эпидемических вирусов гриппа А (H3N2) 1985-86 годов с холодоадаптированным донором аттенуации А/Ленинград/134/57/17 (H2N2). В кн.: Киселев О.И., ред. Генетическая инженерия иммуномодуляторов и вакцинных препаратов. Ленинград; 1989: 114-27.
2. Медведева Т.Е., Иванова Н.А. Анализ температурочувствительных мутаций в геноме эпидемических штаммов вируса гриппа А. В кн.: Смородинцев А.А., ред. Новое в эпидемиологии и профилактике вирусных инфекций. Ленинград; 1986: 34-43.
3. Подчерняева Р.Я., Блинова В.К., Соколова Н.Н. Изучение генетических признаков и генного состава у рекомбинантов вирусов гриппа. Молекулярная биология вируса гриппа и гепатита. М.; 1982.
4. Полежаев Ф.И., Смородинцев А.А. Роль температурочувствительных мутантов в естественной эволюции вируса гриппа. Вопросы вирусологии. 1986; 31(2): 148-52.
5. Herlocher M.L., Maassab H.F., Webster R.G. Molecular and biological changes in the cold-adapted “master strain” A/AA/6/60 (H2N2) influenza virus. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1993; 90(13): 6032-6. Doi: https://doi.org/10.1073/pnas.90.13.6032
6. Reeve P., Almond J.W., Felsenreich V., Pibermann M., Maassab H.F. Studies with a cold-recombinant A/Victoria/3/75 (H3N2) virus. I. biologic, genetic, and biochemical characterization. J. Infect. Dis. 1980; 142(6): 850-6. Doi: https://doi.org/10.1093/infdis/142.6.850
7. Oxford J.S., Öberg B. Conquest of Viral Disease: A Topical Review of Drug and Vaccines. Volume 1. Amsterdam: Elsevier; 1985.
8. Александрова Г.И., Климов А.И. Живая вакцина против гриппа. СПб.: Наука; 1994.
9. Смородинцев А.А. Грипп и его профилактика. Ленинград: Медицина; 1984.
10. Maassab H. F., DeBorde D.C. Development and characterization of cold-adapted viruses for use as live virus vaccines. Vaccine. 1985; 3(5): 355-69. Doi: https://doi.org/10.1016/0264-410x(85)90124-0
11. Martínez-Sobrido L., Peersen O., Nogales A. Temperature sensitive mutations in influenza A viral ribonucleoprotein complex responsible for the attenuation of the live attenuated influenza vaccine. Viruses. 2018; 10(560): 2-29. Doi: https://doi.org/10.3390/v10100560
12. Chu C.M., Tian S.F., Ren G.F., Zhang Y.M., Zhang L.X., Liu G.Q. Occurrence of temperature-sensitive influenza A viruses in nature. J. Virol. 1982; 41(2): 353-9.
13. Полежаев Ф.И., Александрова Г.И. Выделение температурочувствительных штаммов вируса гриппа в эпидемию, вызванную вирусом А/Виктория в 1975-1976 гг. Вопросы вирусологии. 1979; 24(4): 430.
14. Oxford J.S., Corcoran T., Schild G.C. Naturally occurring temperature-sensitive influenza A viruses of the H1N1 and H3N2 subtypes. J. Gen. Virol. 1980; 48(Pt. 2): 383-9. Doi: https://doi.org/10.1099/0022-1317-48-2-383
15. Reed L.J., Muench H. A simple method of estimating fifty per cent endpoints. Am. J. Epidemiol. 1938; 27(3): 493-7.
16. Гринбаум Е.Б., Гордон М.А., Литвинова О.М. Этиологический надзор за гриппом в системе Всесоюзного центра по гриппу и ОРЗ. В кн.: Карпухин Г.И., ред. Этиология и диагностика гриппа и ОРЗ. Ленинград; 1986: 23-8.
Journal of microbiology, epidemiology and immunobiology. 2019; : 47-55
Evolution of influenza viruses based on sensitivity to temperature of replication
https://doi.org/10.36233/0372-9311-2019-6-47-55Abstract
Introduction. The assessment of the ability of influenza viruses to replication at temperature conditions beyond optimal values approaches us to understanding the laws of their evolutionary variability. The temperature range for the reproduction of epidemic viruses is also an important indicator for choosing a rational strategy for producing attenuated reassortants for a live influenza vaccine.
The purpose of the study is a retrospective analysis of the biological properties of influenza viruses from various pandemic and epidemic cycles based on their ability to replicate at temperatures beyond optimal values.
Materials and methods. We studied 234 strains of human influenza A and B viruses that caused epidemics in the 20th – 21st centuries. The infectious activity of viruses at different incubation temperatures was determined in developing chicken embryos. The temperature sensitivity and cold resistance of viruses replication were estimated as a difference of infectious titers at the optimum and raised or lowered incubation temperatures.
Results. Data from a retrospective study indicate that the range of sensitivity to replication temperature during the natural drift of influenza A and B pathogens is subject to regular variability that has a cyclic character.
Discussion. To assess the evolution and epidemic potential of influenza viruses, it is important not only to register a change in their antigenic properties but also to take into account the temperature sensitivity of the reproduction. Both of these properties contribute to the manifestation of the virulence of the virus. Prolonged circulation of temperature-sensitive viruses can be a prerequisite for the appearance of a radically new drift variant and even shift.
Conclusion. The analysis of the variability of the biological properties of influenza viruses approaches to the comprehension of possible ways of their evolution, that contributes to the development of rational methods for preventing the spread of viruses and the incidence caused by them.
References
1. Ermachenko T.A., Gorev N.E., Medvedeva T.E. Kharakteristika reassortantov virusa grippa A, poluchennykh pri skreshchivanii epidemicheskikh virusov grippa A (H3N2) 1985-86 godov s kholodoadaptirovannym donorom attenuatsii A/Leningrad/134/57/17 (H2N2). V kn.: Kiselev O.I., red. Geneticheskaya inzheneriya immunomodulyatorov i vaktsinnykh preparatov. Leningrad; 1989: 114-27.
2. Medvedeva T.E., Ivanova N.A. Analiz temperaturochuvstvitel'nykh mutatsii v genome epidemicheskikh shtammov virusa grippa A. V kn.: Smorodintsev A.A., red. Novoe v epidemiologii i profilaktike virusnykh infektsii. Leningrad; 1986: 34-43.
3. Podchernyaeva R.Ya., Blinova V.K., Sokolova N.N. Izuchenie geneticheskikh priznakov i gennogo sostava u rekombinantov virusov grippa. Molekulyarnaya biologiya virusa grippa i gepatita. M.; 1982.
4. Polezhaev F.I., Smorodintsev A.A. Rol' temperaturochuvstvitel'nykh mutantov v estestvennoi evolyutsii virusa grippa. Voprosy virusologii. 1986; 31(2): 148-52.
5. Herlocher M.L., Maassab H.F., Webster R.G. Molecular and biological changes in the cold-adapted “master strain” A/AA/6/60 (H2N2) influenza virus. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1993; 90(13): 6032-6. Doi: https://doi.org/10.1073/pnas.90.13.6032
6. Reeve P., Almond J.W., Felsenreich V., Pibermann M., Maassab H.F. Studies with a cold-recombinant A/Victoria/3/75 (H3N2) virus. I. biologic, genetic, and biochemical characterization. J. Infect. Dis. 1980; 142(6): 850-6. Doi: https://doi.org/10.1093/infdis/142.6.850
7. Oxford J.S., Öberg B. Conquest of Viral Disease: A Topical Review of Drug and Vaccines. Volume 1. Amsterdam: Elsevier; 1985.
8. Aleksandrova G.I., Klimov A.I. Zhivaya vaktsina protiv grippa. SPb.: Nauka; 1994.
9. Smorodintsev A.A. Gripp i ego profilaktika. Leningrad: Meditsina; 1984.
10. Maassab H. F., DeBorde D.C. Development and characterization of cold-adapted viruses for use as live virus vaccines. Vaccine. 1985; 3(5): 355-69. Doi: https://doi.org/10.1016/0264-410x(85)90124-0
11. Martínez-Sobrido L., Peersen O., Nogales A. Temperature sensitive mutations in influenza A viral ribonucleoprotein complex responsible for the attenuation of the live attenuated influenza vaccine. Viruses. 2018; 10(560): 2-29. Doi: https://doi.org/10.3390/v10100560
12. Chu C.M., Tian S.F., Ren G.F., Zhang Y.M., Zhang L.X., Liu G.Q. Occurrence of temperature-sensitive influenza A viruses in nature. J. Virol. 1982; 41(2): 353-9.
13. Polezhaev F.I., Aleksandrova G.I. Vydelenie temperaturochuvstvitel'nykh shtammov virusa grippa v epidemiyu, vyzvannuyu virusom A/Viktoriya v 1975-1976 gg. Voprosy virusologii. 1979; 24(4): 430.
14. Oxford J.S., Corcoran T., Schild G.C. Naturally occurring temperature-sensitive influenza A viruses of the H1N1 and H3N2 subtypes. J. Gen. Virol. 1980; 48(Pt. 2): 383-9. Doi: https://doi.org/10.1099/0022-1317-48-2-383
15. Reed L.J., Muench H. A simple method of estimating fifty per cent endpoints. Am. J. Epidemiol. 1938; 27(3): 493-7.
16. Grinbaum E.B., Gordon M.A., Litvinova O.M. Etiologicheskii nadzor za grippom v sisteme Vsesoyuznogo tsentra po grippu i ORZ. V kn.: Karpukhin G.I., red. Etiologiya i diagnostika grippa i ORZ. Leningrad; 1986: 23-8.
