Influenzavirus-Subtypen

Der Begriff Grippe wird häufig für jede fieberhafte Atemwegserkrankung mit systemischen Symptomen verwendet, die durch eine Vielzahl von bakteriellen oder viralen Erregern sowie Influenzaviren verursacht werden können. Echte Influenza ist jedoch eine akute Infektionskrankheit, die durch ein Mitglied der Orthomyxovirus-Familie verursacht wird, zu der die Influenzaviren A, B und C gehören. In den Vereinigten Staaten beginnt die Grippesaison normalerweise im Oktober oder November und erreicht ihren Höhepunkt zwischen Dezember und März.Influenza A infiziert Vögel, Menschen, Schweine, Pferde, Robben und Hunde. Influenza A ist für häufige, in der Regel jährliche Ausbrüche oder Epidemien unterschiedlicher Intensität und gelegentliche Pandemien verantwortlich, während Influenza B alle zwei bis vier Jahre Ausbrüche verursacht. Influenza-B-Viren verursachen das gleiche Krankheitsspektrum wie Influenza A. Influenza-B-Viren verursachen jedoch keine Pandemien, möglicherweise weil sie in erster Linie Menschen und selten Tiere infizieren. Fast alle Erwachsenen wurden mit dem Influenza-C-Virus infiziert, das eine leichte Erkrankung der oberen Atemwege verursacht. Komplikationen der unteren Atemwege sind selten.

Influenzaviren werden anhand der folgenden Informationen klassifiziert:

• Typ A, B oder C / Ort isoliert/ Anzahl der Isolate /Jahr isoliert
• Influenza A wird nach ihren Hämagglutinin (H) – und Neuramidase (N) -Proteinen in Subtypen unterteilt. Es gibt 16 H- und 9 N-Varianten, aber jedes Virus hat nur eine H- und eine N-Variante.Beispiele für kürzlich isolierte Influenzaviren sind A/California/7/2009 (H1N1) und B/Brisbane/60/2008.

  Das Influenzavirus ist ein umhülltes Virus, was bedeutet, dass die äußere Schicht eine Lipidmembran ist, die das Virus von der Wirtszelle erhält. In die Lipidmembran sind die viralen Glykoproteine Hämagglutinin (H) und Neuraminidase (N) eingefügt. Influenza-A-Virionen haben drei Membranproteine (H, N und M2), während Influenza-B-Virionen vier (H, N, NB und BM2) haben. Unter der Lipidmembran befindet sich das virale Matrixprotein M1, das der Virushülle Festigkeit und Steifigkeit verleiht. M2-Protein ist ein Protonenkanal, der das Ziel der antiviralen Medikamente Amantadin und Rimantadin ist. Innerhalb des Influenza A- oder B-Virions befinden sich acht Segmente viraler RNA, die die gesamte genetische Information tragen, die zur Synthese neuer Viruspartikel benötigt wird. Diese RNA-Segmente sind mit HA (Hämagglutinin), NA (Neuraminidase), PB1, PB2, PA, NP, M und NS markiert.Antigene auf den internen Proteinen M1 und NP sind typspezifisch und werden verwendet, um zu bestimmen, ob ein bestimmtes Influenzavirus Typ A, B oder C ist. Sowohl M1- als auch NP-Proteine aller Mitglieder jedes Typs zeigen Kreuzreaktivität.

  Hämagglutinin ist ein Oberflächenglykoprotein, das an Sialinsäurereste auf Oberflächenglykoproteinen von Atemepithelzellen bindet. Diese Wechselwirkung ist notwendig für die Anheftung und Fusion von viralen und epithelialen Zellmembranen. Neuraminidase verdaut Sialinsäure (Neuraminsäure) auf der Oberfläche der Zielzellen und fördert den Eintritt des Virus in die Zelle. Neuraminidase erleichtert auch das Eindringen der Schleimschicht in die Atemwege. Durch die späte Infektion wurde fast die gesamte Sialinsäure von der infizierten Zelloberfläche entfernt, wodurch es für Nachkommen-Virionen einfacher ist, sich in andere Zellen zu verbreiten. N ist das Ziel der antiviralen Medikamente Relenza und Tamiflu.

  http://www.virology.ws/2009/04/30/structure-of-influenza-virus/

  Influenza-C-Viren sind etwas anders. Sie enthalten 7 RNA-Segmente anstelle von acht. Das Hauptglykoprotein der Influenza-C-Virushülle wird HEF (Hämagglutinin-Esterase-Fusion) genannt, da es sowohl die Funktionen von H als auch von N erfüllt. Ein Nebenprotein der Virushülle ist CM2, das als Ionenkanal fungiert.

  H und N weisen eine stärkere antigene Variation auf als die internen Proteine und sind die Hauptdeterminanten des Influenza-A-Subtyps und der Stammspezifität. Mit 16 H und 9 N gibt es 144 mögliche Subtypen von Influenza A.

  Geringfügige Änderungen in den Hüllglykoproteinen Hämagglutinin und Neuraminidase werden als antigene Drift bezeichnet, und größere Änderungen werden als antigene Verschiebungen bezeichnet. Antigene Drifts sind mit lokalisierten Ausbrüchen assoziiert, während antigene Verschiebungen mit Epidemien und Pandemien von Influenza A assoziiert sind.

  Antigene Drift ist auf eine Punktmutation in HA und / oder NA zurückzuführen. Ineffizientes Korrekturlesen durch Influenza-Virus-RNA-Polymerase führt zu einer hohen Inzidenz von Transkriptionsfehlern und Aminosäuresubstitutionen in Hämagglutinin oder Neuraminidase, so dass neue Varianten bereits bestehende humorale Immunität umgehen und Influenza-Ausbrüche verursachen können. Ein Individuum, das gegen den ursprünglichen Stamm immun ist, ist nicht immun gegen den drifteten.

  Die Antigenverschiebung ist auf eine HA- oder NA-Genreassortation zurückzuführen, die zur Synthese neuer H- und / oder N-Proteinvarianten führt. Wilde Wasservögel sind die natürlichen Wirte für alle Subtypen des Influenza-A-Virus. Schweine spielen auch eine wichtige Rolle bei der Entwicklung menschlicher Pandemiestämme, da die Schweinetrachea Rezeptoren für Vogelgrippeviren und menschliche Influenzaviren enthält und Schweine das Wachstum beider Virustypen unterstützen. Bei Schweinen kann es zu einer genetischen Neuordnung zwischen Vogel- und Humanvirus kommen, was zu einem neuartigen Stamm führt.

  Wenn ein Schwein sowohl mit humanen als auch mit aviären Viren infiziert wird, werden die RNAs beider Viren im Zellkern kopiert. Wenn neue Viruspartikel an der Zellmembran zusammengebaut werden, können einige der RNA-Segmente von einem der infizierenden Viren stammen. Neue Viren, die RNA sowohl von der Vogelgrippe als auch von der menschlichen Influenza erben, werden als Reassortanten bezeichnet. Sie können menschliche interne Proteine und tierische H- und /oder N-Proteine enthalten. Wenn dieser Virus-Reassortant Menschen infizieren kann, haben sie wenig Immunität dagegen, was die Wahrscheinlichkeit einer Epidemie oder Pandemie erhöht. Die H1N1-Pandemie, die 2009 auftrat, war auf die Neusortierung von Vogel-, Menschen- und Schweinegrippeviren zurückzuführen.

  http://www.virology.ws/2009/06/29/reassortment-of-the-influenza-virus-genome/

  Eine Neusortierung kann nur zwischen Influenzaviren desselben Typs erfolgen. Es ist nicht verstanden, warum Influenza-A-Viren niemals RNA-Segmente mit Influenza-B- oder -C-Viren austauschen. Influenza B unterliegt viel seltener einer Antigenverschiebung, möglicherweise weil es kein tierisches Reservoir für dieses Virus gibt.Obwohl 16 H- und neun N-Virus-Subtypen in ihrem natürlichen Reservoir von Wasservögeln vorkommen, haben nur drei Hämagglutinin-Subtypen (H1, H2 und H3) und zwei Neuraminidase-Subtypen (N1 und N2) stabile Abstammungslinien beim Menschen etabliert und eine weit verbreitete Infektion der Atemwege beim Menschen verursacht. H1N1 und H3N2 verursachen heute saisonale Epidemien.

  Antigenverschiebungen waren für mehrere menschliche Pandemien verantwortlich. Die extrem schwere Pandemie von 1918 und 1919 (Schweinegrippe oder spanische Influenza) war mit dem Auftreten antigener Verschiebungen sowohl des Hämagglutinin (H1) als auch der Neuraminidase (N1) von Influenza A verbunden. Das verantwortliche H1N1-Virus wurde von einem Vogelstamm abgeleitet, der sich an die Infektion und effiziente Übertragung zwischen Menschen anpasste.

  Mehrere andere Influenza-Pandemien sind im 20.Jahrhundert beim Menschen aufgetreten. Im Jahr 1957 erzeugte ein Mensch-Vogel-Reassortant eine antigene Verschiebung zu H2N2. Dieses Virus wurde als asiatische Grippe bezeichnet, da es seinen Ursprung in China hat und sich dann weltweit verbreitet. Es dauerte bis 1958 und verursachte zwischen 1 und 4 Millionen Todesfälle.

  1968 führte ein weiterer Mensch-Vogel-Reassortant zu einer Antigenverschiebung von H2N2 zu H3N2 (Hongkong-Grippe). Da die antigene Verschiebung nur Hämagglutinin betraf, war diese Pandemie weniger umfangreich als die von 1957 und verursachte 750,000 Todesfälle. H3N2 Influenza A trat Ende 2003 und Anfang 2006 erneut auf. Es ist derzeit sowohl in Menschen- als auch in Schweinepopulationen endemisch. Die Resistenz dieses Virus gegen Amantadin und Rimantadin ist von 1% im Jahr 1994 auf 91% im Jahr 2005 gestiegen.

  1977 produzierte eine Antigenverschiebung ein H1N1-Influenza-A-Virus, von dem hauptsächlich junge Menschen betroffen waren, denen es an einer bereits bestehenden Immunität gegen H1N1 mangelte. Seit den späten 1990er Jahren wurden dreifach reassortante Schweinegrippe-A-Viren, die Gene von Schweine-, Menschen- und Vogelgrippestämmen enthalten, in Schweinebeständen in Nordamerika nachgewiesen. Im März 2009 wurde in Mexiko ein Ausbruch des H1N1-Influenza-A-Virus festgestellt, der sich schnell in den USA, Kanada und auf der ganzen Welt ausbreitete. Die Pandemie wurde im August 2010 für beendet erklärt. Diese Pandemie wurde durch eine vierfache Neusortierung von zwei Schweinestämmen, einem menschlichen Stamm und einem Vogelgrippestamm verursacht. Das Virus wurde Schweinegrippe genannt, weil der größte Teil der Gene von Schweinegrippeviren stammte. Als Reaktion auf das Potenzial für eine schwere Pandemie wurde eine Massenimpfkampagne mit einem monovalenten H1N1-Impfstoff durchgeführt. Obwohl die WHO diese Pandemie 2010 für beendet erklärt hat, zirkuliert dieser H1N1-Stamm zusammen mit der saisonalen Grippe weiterhin rund um den Globus. H1N1 wurde 2011 in den saisonalen Grippeimpfstoff aufgenommen.Neuartige Influenza-A-Viren, die normalerweise in Tieren zirkulieren, können Menschen infizieren. Diese Viren werden als „Variante Influenzaviren“ bezeichnet und werden als Abkürzung mit einem „v“ bezeichnet. Seit dem 23. Dezember 2011 haben die Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten (CDC) seit 2005 Berichte über 35 Fälle von Infektionen beim Menschen mit Influenzaviren mit Schweinegrippe erhalten. Die Häufigkeit, mit der diese varianten Influenzaviren nachgewiesen wurden, hat seit 2011 zugenommen.In den letzten 6 Monaten des Jahres 2011 wurden 12 US-Bürger in 5 verschiedenen Bundesstaaten (Indiana, Iowa, Maine, Pennsylvania und West Virginia) mit diesem Influenza-A-H3N2-Variantenvirus infiziert, das Gene von Vogel-, Schweine- und menschlichen Influenzaviren aufwies. Dieses Virus unterscheidet sich von den anderen Fällen, weil es eine andere genetische Veränderung erworben hat, das Matrix (M) -Gen aus dem H1N1-Pandemievirus 2009. Zu diesem Zeitpunkt weiß niemand, was die Zugabe dieses M-Gens in Bezug auf die Schwere der Erkrankung oder die Übertragbarkeit beim Menschen bedeutet. Bisher waren die meisten mit diesem Virus verbundenen Krankheiten mild und selbstlimitiert. Begrenzte serologische Studien, die kürzlich bei CDC durchgeführt wurden, deuten darauf hin, dass Erwachsene möglicherweise eine bereits bestehende Immunität gegen H3N2v haben, während Kinder dies wahrscheinlich nicht tun.Das folgende Diagramm zeigt, wie das neue Virus aus der Neusortierung der Matrix (M) –Gensegmente des pandemischen H1N1-Virus von 2009 mit den HA- und NA-Gensegmenten des Schweine-H3N2-Triple-Reassortment-Virus von 1998 – 2011 resultierte.

  

  http://phil.cdc.gov/phil/details.asp

  Bisher nachgewiesene Influenza A (H3N2)v-Viren sind anfällig für Oseltamivir (Tamiflu®) oder Zanamivir (Relenza®). Da diese Viren das M-Gen des Influenza A (H1N1) pdm09-Virus aufweisen, sind sie resistent gegen Amantadin und Rimantadin.

  Vogelgrippe

  Die meisten Influenzaviren, die Wild- oder Hausvögel infizieren, verursachen beim Menschen nur begrenzte Erkrankungen. Viren innerhalb der H5- und H7-Subtypen haben jedoch genetische Eigenschaften erworben, die sie virulenter gemacht haben.Hochpathogene aviäre H5N1-Influenza-A-Viren sind endemisch in Vogel- und Geflügelpopulationen in asiatischen Ländern und gelten als die weltweit größte Bedrohung durch eine Influenza-Pandemie. Die erste Assoziation der aviären Influenza H5N1 mit einer klinischen Atemwegserkrankung trat 1997 in Hongkong während eines Geflügelausbruchs der hochpathogenen H5N1-Influenza auf Lebendvogelmärkten auf. Dieser Ausbruch war mit einer hohen Inzidenz von Lungenentzündung und einer Sterblichkeitsrate von 33% verbunden. Alle Virusgene waren aviären Ursprungs, was darauf hindeutet, dass H5N1 die Artenbarriere ohne Anpassung übersprungen hatte. Die serologische Überwachung ergab wenig Hinweise auf eine Übertragung von Mensch zu Mensch, und nach der Massenkeulung von Geflügel wurden keine weiteren Fälle gemeldet.

  Seit seiner Entstehung beim Menschen im Jahr 1997 hat Influenza H5N1 eine antigene Drift erfahren. Zusätzlich zur Infektion von Geflügel und Menschen scheint das H5N1-Virus sein Wirtsspektrum auf Katzen ausgeweitet zu haben. Tödliche Infektionen bei Hauskatzen wurden berichtet. Es gibt keine Berichte über Katzen, die das Virus auf den Menschen übertragen. Bisher sind alle menschlichen Infektionen des Subtyps H5 auf Viren des Subtyps N1 zurückzuführen. Es besteht weiterhin die Sorge, dass dieser Virusstamm mutiert oder mit einem menschlichen Influenzavirus neu sortiert wird und sich schnell von Mensch zu Mensch ausbreiten kann.

  H7-Viren der aviären Influenza wurden auch mit gelegentlichen Erkrankungen des Menschen in Verbindung gebracht. Subtyp-H7-Viren mit mehreren N-Subtypen (N2, N3 und N7) wurden von Vögeln auf Menschen übertragen. Im Jahr 2003 kam es in den Niederlanden zu ausgedehnten Ausbrüchen von H7N7 bei Geflügel. Arbeiter, die an der Kontrolle dieser Ausbrüche beteiligt waren, entwickelten Konjunktivitis und grippeähnliche Erkrankungen. Zusätzliche Infektionen wurden aus Kanada, den Vereinigten Staaten, Italien und dem Vereinigten Königreich bei Geflügelarbeitern gemeldet. Wie bei H5N1 waren alle Gene der menschlichen Viren aviären Ursprungs.

  Aviäre H9N2-Viren sind in Geflügel in Asien endemisch und wurden aus Schweinen isoliert.

  In Hongkong wurden 1999, 2003, 2007 und 2009 Influenza-H9N2-Viren hauptsächlich von Kindern mit leichter, selbstlimitierter Atemwegsinfektion isoliert. Die H9N2-Viren, die für die menschlichen Infektionen von 1999 verantwortlich waren, enthielten interne Gene, die mit denen der H5N1-Viren von 1997 homolog waren, was darauf hindeutet, dass zwischen diesen Stämmen eine Neusortierung stattgefunden hatte.