Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не путать с антигенным сдвигом или генетическим дрейфом .

Антигенный дрейф - это своего рода генетическая изменчивость вирусов, возникающая в результате накопления мутаций в вирусных генах , кодирующих поверхностные белки вируса, которые распознают антитела хозяина . Это приводит к появлению нового штамма вирусных частиц, который не ингибируется эффективно антителами, которые предотвращали заражение предыдущими штаммами. Это облегчает распространение измененного вируса среди частично иммунной популяции. Антигенный дрейф происходит как у вирусов гриппа A, так и у вирусов гриппа B.

(Может возникнуть путаница с двумя очень похожими терминами: антигенный сдвиг и генетический дрейф . Антигенный сдвиг - это тесно связанный процесс; он относится к более резким изменениям поверхностных белков вируса. Генетический дрейф очень отличается и имеет гораздо более широкое применение; он относится к постепенное накопление в любой последовательности ДНК случайных мутационных изменений, которые не влияют на функцию ДНК и, следовательно, не обнаруживаются естественным отбором.)

Иммунная система распознает вирусы , когда антигены на поверхности вирусных частиц связываются с иммунными рецепторами , которые являются специфическими для этих антигенов. Эти рецепторы могут быть антителами в кровотоке или подобными белками на поверхности клеток иммунной системы. Это распознавание довольно точное, как ключ, распознающий замок. После инфекции или вакцинации в организме вырабатывается гораздо больше этих вирус-специфических иммунных рецепторов, которые предотвращают повторное заражение этим конкретным штаммом вируса; это называется приобретенным иммунитетом . Однако вирусные геномы постоянно мутируют., продуцирующие новые формы этих антигенов. Если одна из этих новых форм антигена в значительной степени отличается от старого антигена, она больше не будет связываться с антителами или рецепторами иммунных клеток, позволяя мутантному вирусу инфицировать людей, которые были невосприимчивы к исходному штамму вируса из-за предшествующая инфекция или вакцинация.

В 1940-х годах Морис Хиллеман открыл антигенный дрейф, который является наиболее распространенным способом изменения вирусов гриппа. [1] [2] [3] [4] Второй тип изменения - это антигенный сдвиг , также обнаруженный Хиллеманом [1] [2], когда вирус приобретает совершенно новую версию одного из своих поверхностных белков-генов из отдаленно родственный вирус гриппа. Скорость антигенного дрейфа зависит от двух характеристик: продолжительности эпидемии и силы иммунитета хозяина. Более длительная эпидемия позволяет давлению отбора продолжаться в течение длительного периода времени, а более сильные иммунные ответы хозяина увеличивают давление отбора для разработки новых антигенов.[5]

В вирусах гриппа [ править ]

В вирусе гриппа двумя соответствующими антигенами являются поверхностные белки, гемагглютинин и нейраминидаза . [6] Гемагглютинин отвечает за связывание и проникновение в эпителиальные клетки хозяина, в то время как нейраминидаза участвует в процессе отпочкования новых вирионов из клеток хозяина. [7] Сайты, распознаваемые иммунной системой хозяина на белках гемагглютинина и нейраминидазы, находятся под постоянным давлением отбора. Антигенный дрейф позволяет уклоняться от этих иммунных систем хозяина за счет небольших мутаций в генах гемагглютинина и нейраминидазы, которые делают белок неузнаваемым для ранее существовавшего иммунитета хозяина. [8]Антигенный дрейф - это непрерывный процесс генетических и антигенных изменений среди штаммов гриппа. [9]

В человеческих популяциях иммунные (вакцинированные) индивидуумы оказывают селективное давление на точечные мутации в гене гемагглютинина, которые увеличивают авидность связывания рецептора , в то время как наивные люди оказывают селективное давление на одноточечные мутации, которые снижают авидность связывания рецептора. [8] Это давление динамического отбора способствует наблюдаемой быстрой эволюции гена гемагглютинина. В частности, 18 специфических кодонов в домене HA1 гена гемагглютинина были идентифицированы как подвергающиеся положительному отбору для изменения кодируемой ими аминокислоты. [10]Чтобы справиться с проблемой дрейфа антигенов, необходимы вакцины, обеспечивающие широкую защиту от гетеровариантных штаммов против сезонного, эпидемического и пандемического гриппа. [11]

Как и во всех РНК-вирусах , мутации при гриппе возникают часто, потому что РНК-полимераза вируса не имеет механизма проверки , что приводит к частоте ошибок между1 × 10 −3 и8 × 10 -3 замен на сайт в год во время репликации вирусного генома. [9] Мутации в поверхностных белках позволяют вирусу ускользать от иммунитета хозяина , а количество и локализация этих мутаций, обеспечивающих наибольшее ускользание от иммунной системы, были важной темой изучения на протяжении более десяти лет. [12] [13] [14]

Антигенный дрейф был причиной более тяжелых, чем обычно, сезонов гриппа в прошлом, как, например, вспышка гриппа H3N2 варианта A / Fujian / 411/2002 в сезоне гриппа 2003–2004 гг. Все вирусы гриппа испытывают некоторую форму антигенного дрейфа, но наиболее ярко он проявляется у вируса гриппа А.

Антигенный дрейф не следует путать с антигенным сдвигом , который относится к перегруппировке генных сегментов вируса. Кроме того, он отличается от случайного генетического дрейфа , который является важным механизмом в популяционной генетике .

См. Также [ править ]

  • Антигенный сдвиг
  • Первородный антигенный грех

Заметки [ править ]

  1. ^ a b Оранский, Иван (14.05.2005). "Морис Р. Хиллеман" . Ланцет . 365 (9472): 1682. DOI : 10.1016 / S0140-6736 (05) 66536-1 . ISSN  0140-6736 . PMID  15912596 .
  2. ^ a b Курт, Рейнхард (апрель 2005 г.). «Морис Р. Хиллеман (1919–2005)» . Природа . 434 (7037): 1083–1083. DOI : 10.1038 / 4341083a . ISSN 1476-4687 . 
  3. ^ DJD Earn; Дж. Душофф; С.А. Левин (2002). «Экология и эволюция гриппа». Тенденции в экологии и эволюции . 17 (7): 334–340. DOI : 10.1016 / S0169-5347 (02) 02502-8 .
  4. ^ AW Хэмпсон (2002). «Антигены вируса гриппа и антигенный дрейф». В CW Поттер (ред.). Грипп . Elsevier Science BV, стр. 49–86. ISBN 978-0-444-82461-5.
  5. ^ Бони, Т; С. Коби; П. Бирли; М. Паскуаль (2006). «Динамика эпидемии и антигенная эволюция за один сезон гриппа А» . Труды Королевского общества B . 273 (1592): 1307–1316. DOI : 10.1098 / rspb.2006.3466 . PMC 1560306 . PMID 16777717 .  
  6. ^ Бувье Н.М., Palese P (сентябрь 2008). «Биология вирусов гриппа» . Вакцина . 26 (Дополнение 4): D49–53. DOI : 10.1016 / j.vaccine.2008.07.039 . PMC 3074182 . PMID 19230160 .  
  7. ^ Нельсон, Мичиган; Холмс, ЕС (март 2007 г.). «Эволюция пандемического гриппа» . Природа Обзоры Генетики . 8 (3): 196–205. DOI : 10.1038 / nrg2053 . PMID 17262054 . S2CID 221107 .  
  8. ^ а б Хенсли, ЮВ; Дас, SR; Бейли, Алабама; Шмидт, Л. М.; Хикман, HD; Jayaraman, A .; Viswanathan, K .; Raman, R .; Sasisekharan, R .; Беннинк-младший; Юделл, JW (30 октября 2009 г.). «Авидность связывания с рецептором гемагглютинина движет антигенным дрейфом вируса гриппа А» . Наука . 326 (5953): 734–736. Bibcode : 2009Sci ... 326..734H . DOI : 10.1126 / science.1178258 . PMC 2784927 . PMID 19900932 .  
  9. ^ a b Таубенбергер, Джеффри К .; Каш, Джон К. (17 июня 2010 г.). «Эволюция вируса гриппа, адаптация хозяина и формирование пандемии» . Клеточный хозяин и микроб . 7 (6): 440–451. DOI : 10.1016 / j.chom.2010.05.009 . PMC 2892379 . PMID 20542248 .  
  10. ^ Буш, RM; К. Суббарао; NJ Cox; WM Fitch (3 декабря 1999 г.). «Прогнозирование эволюции человеческого гриппа А». Наука . 286 (5446): 1921–1925. DOI : 10.1126 / science.286.5446.1921 . PMID 10583948 . S2CID 2836600 .  
  11. ^ Carrat F, Flahault A (сентябрь 2007). «Вакцина против гриппа: проблема антигенного дрейфа». Вакцина . 25 (39–40): 6852–62. DOI : 10.1016 / j.vaccine.2007.07.027 . PMID 17719149 . 
  12. ^ Р. М. Буш; WM Fitch; К.А. Бендер; NJ Cox (1999). «Положительный отбор на ген гемагглютинина H3 вируса гриппа человека» . Молекулярная биология и эволюция . 16 (11): 1457–1465. DOI : 10.1093 / oxfordjournals.molbev.a026057 . PMID 10555276 . 
  13. ^ WM Fitch; Р. М. Буш; К.А. Бендер; NJ Cox (1997). «Долгосрочные тенденции в эволюции человеческого гриппа H (3) HA1 типа A» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 94 (15): 7712–7718. Bibcode : 1997PNAS ... 94.7712F . DOI : 10.1073 / pnas.94.15.7712 . PMC 33681 . PMID 9223253 .  
  14. ^ DJ Smith, AS Lapedes, JC de Jong, TM Bestebroer, GF Rimmelzwaan, ADME Osterhaus, RAM Fouchier (2004). «Картирование антигенной и генетической эволюции вируса гриппа» (PDF) . Наука . 305 (5682): 371–376. Bibcode : 2004Sci ... 305..371S . DOI : 10.1126 / science.1097211 . PMID 15218094 . S2CID 1258353 . Архивировано из оригинального (PDF) 07.03.2019.    CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Boni MF (июль 2008 г.). «Вакцинация и антигенный дрейф при гриппе» . Вакцина . 26 Дополнение 3: C8–14. DOI : 10.1016 / j.vaccine.2008.04.011 . PMC  2603026 . PMID  18773534 .
  • Гог-младший (июль 2008 г.). «Влияние эволюционных ограничений на динамику гриппа». Вакцина . 26 Дополнение 3: C15–24. DOI : 10.1016 / j.vaccine.2008.04.008 . PMID  18773528 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Иллюстрация антигенного дрейфа
  • Техническое определение