V.M. Zhdanov and his like-minded colleagues: from history of human influenza virus study organization

Full Text

Проблема гриппа остается одним из ведущих направлений деятельности Института вирусологии им. Д.И. Ивановского со дня его основания 30 июня 1944 г. согласно постановлению Совета Народных Комиссаров СССР № 797 «Об учреждении Академии медицинских наук СССР». В послевоенные годы были организованы клинико-эпидемиологические исследования по изучению вспышек гриппа, проведены исследования по «межэпидемическому» гриппу, созданы подходы к правильной дифференциальной диагностике, развернуты работы по изысканию новых методов активной иммунизации и их оценки как средств специфической профилактики [1]. В эти годы были апробированы живая тканевая поливалентная вакцина (Фадеева Л.Л., Ритова В.В., Закстельская Л.Я., Слепушкин А.Н., Блюмберг Н.Н.); сухая порошкообразная вакцина (Смородинцев А.А., Орлова Н.Н., Дрейзен Р.С.); формалинизированная вакцина со стимулятором - фосфатом кальция (Орлова Н.Н.) и живые вакцины - аллантоисные и / или выращенные в эмбриональных клеточных культурах человека (Смородинцев А.А., Соловьев В.Д., Соколов М.И., Жданов В.М.). Полученные сведения о способности вирусов гриппа эффективно репродуцироваться в разных клеточных системах позволили предложить для профилактики гриппа метод интраназальной иммунизации [2]. В.М. Ждановым и В.Д. Соловьевым были сформулированы принципы получения препаратов живых гриппозных вакцин (ЖГВ), которые сохранили актуальность и на сегодняшний день: вакцинный штамм должен быть иммуногенным и обладать ослабленной патогенностью для человека, необходимо учитывать существование нескольких антигенных вариантов в пределах двух основных типов, целесообразно введение вакцин непосредственно в верхние дыхательные пути, сохранение активности вируса гриппа в высушенном состоянии (при производстве вакцин с удлиненным сроком годности). Обсуждались вопросы кратности вакцинации (Закстельская Л.Я.), возможность одновременного введения трёх вакцинных вирусов гриппа - А, А1 и В (Закстельская Л.Я., Фадеева Л.Л., Ритова В.В.), а также проблема применения адъювантов. Возникшие в 1950-х гг. трудности, связанные с низкой приживаемостью вакцинных вирусов в носоглотке человека, явились причиной последующих изменений в тактике подготовки штаммов для живой вакцины. А.А. Смородинцев с соавт. предложили проводить несколько пассажей вакцинных штаммов через носоглотку восприимчивых лиц, Л.Л. Фадеева и В.М. Жданов - использовать для этих целей культуру лёгочной ткани эмбриона человека [3]. В 1960-ые гг. А.А. Смородинцевым с соавт. был предложен метод подготовки холодоадаптированных (х.а.) вакцинных штаммов путём пассажей в куриных эмбрионах при пониженной температуре, а несколько позже была разработана техника реассортации между эпидемическим вирусом гриппа и х.а. донором (в качестве которого использовали 81 охарактеризованные ранее циркулировавшие штаммы), впервые предложенная в 1969 г.. Kilbourne E.D. для создания инактивированных гриппозных вакцин (ИГВ) [4, 5]. По данным Г.И. Александровой с соавт., наиболее перспективными при получении аттенуированных штаммов стали доноры - А/Ленинград/134/17/1957 (H2N2) и дополнительно прошедший 30 пассажей для детской вакцины А/Ленинград/134/47/1957 (H2N2), а также В/Ленинград/14/17/1955. Сконструированные на их основе х.а. реассортантные вакцинные штаммы были впервые применены в нашей стране в 1977 г. и их используют в ЖГВ до настоящего времени. В 1951 г. В.М. Жданов принял руководство отделом гриппа Института, на базе которого в 1955 г. была организована служба штаммов гриппозного центра при Министерстве здравоохранения СССР. В течение последующих лет была налажена связь с лабораториями, ведущими работу по изучению гриппа в различных городах и республиках СССР. Приказом Министра здравоохранения СССР от 13 июля 1959 г. № 305 «Об усилении мероприятий по борьбе с гриппом и другими острыми респираторными инфекциями» на Институт были возложены функции Регионального центра по гриппу. Он объединил 19 опорных баз - научно-исследовательские институты СССР, областные, краевые и республиканские СЭС, число которых в последующие годы увеличивалось [5]. Научные задачи определялись специальным положением о Региональном центре СССР по гриппу и его опорных базах, утвержденных Президиумом АМН СССР: проведение научно-обоснованного анализа заболеваемости гриппом и ОРВИ; улучшение диагностики, профилактики и лечения; выбор актуальных штаммов для производства противогриппозных препаратов; оказание методической и практической помощи органам здравоохранения и опорным базам; ведение оперативной переписки с Международным центром по гриппу в Лондоне, региональными центрами по гриппу других стран и статистической службой ВОЗ. С этого периода на Институт вирусологии были возложены функции Национального центра по гриппу, сотрудничающего с ВОЗ, деятельность которого продолжается и в настоящее время. С апреля 1961 г. директором Института был назначен действительный член АМН СССР профессор В.М. Жданов, для которого основным приоритетом исследований была эволюция вирусов, в том числе гриппа [6]. К этому времени были получены данные о значительной вариабельности антигенной структуры вирусов гриппа А, выделенных в период разных эпидемий; расширены исследования по общей вирусологии и её ключевому разделу - молекулярной биологии. Было открыто более двух десятков новых, ранее неизвестных, вирусов, совершенно по-новому стала изучаться экология вирусов гриппа. Эти разработки Института вирусологии получили мировое признание. Вскоре В.М. Ждановым, Д.К. Львовым (СССР) и Р.Г. Вебстером (США) была выдвинута гипотеза, согласно которой «антигенные шифты являются результатом 82 рекомбинации генов вируса гриппа человека и животных» [7]. Этим свойством попытались объяснить механизмы появления новых пандемических вариантов или возврат старых. Согласно сложившимся представлениям, с появлением нового вируса и начинается его эпидемическое или пандемическое распространение, грипп становится инфекцией человека, и его циркуляция уже не связана с животными резервуарами инфекции. В последующие годы шифт-вариант претерпевает дрейфовую изменчивость, которая в период длительной циркуляции может быть значительной - вплоть до потери антигенного родства с исходным вариантом. Движущей силой дрейфовой изменчивости является и коллективный иммунитет: с одной стороны, он обеспечивает прекращение циркуляции вируса, с другой - способствует естественному отбору мутантных вариантов с измененными свойствами поверхностных белков. В.М. Ждановым с соавт. были проведены исследования по изменению структуры гемагглютинина вируса гриппа А при преодолении межвидового барьера. Было показано, что «пересечение» вирусом межвидового барьера связано с переходом к новому виду клеточных рецепторов. Авторы предположили, что необходимым условием полной адаптации является устранение стерических ограничений путём элиминации объёмных олигосахаридных цепей вблизи рецепторной зоны гемагглютинина [8]. Несколько позднее данное предположение было подтверждено рядом исследователей и дополнено другими факторами межвидового перехода вируса от одного хозяина к другому, такими как структура рецептор-связывающего сайта (позиции 226-229) в гемагглютинине вируса, ингибиторы сыворотки крови разных хозяев, сочетание гемагглютинина и нейраминидазы, состав внутренних белков [9]. Под руководством В.М. Жданова была разработана оперативная система оценки ситуации по гриппу на основе комплексного учета отклонений показателей текущей заболеваемости от стандартных и минимального (летнего) уровня заболеваемости, характерного для данного населенного пункта, а также частоты лабораторно подтвержденных случаев гриппа и наиболее распространенных возбудителей ОРВИ [10]. Все вышеупомянутое выявило сложности в решении проблемы эффективной профилактики гриппа, которые существуют и в настоящее время. Однако уже в 1970-ые гг. в арсенале средств борьбы с гриппом появились живые и инактивированные вакцины, донорский у-глобулин, ремантадин и рибавирин, интерферон и его индукторы. Актуальными проблемами оставались стратегия и тактика рационального применения препаратов, их совершенствование, а также выбор контингентов повышенного риска. Перспективными исследованиями представлялись получение универсальной гриппозной вакцины (содержащей все возможные антигенные варианты гемагглютинина и нейраминидазы), использование методов генной инженерии, получение эффективных химиопрепаратов и др.. 83 В 1974 г. был организован и начал функционировать специализированный институт в Ленинграде (НИИ гриппа), что, в определенной степени, предрешило акцентирование исследований Института вирусологии на фундаментальных аспектах изучения вирусов гриппа. В целях совершенствования эпидемиологического надзора за гриппом в Российской Федерации 12 декабря 1994 г. приказом № 160/85 Государственного комитета санитарно-эпидемиологического надзора Российской Федерации совместно с Российской академией медицинских наук (РАМН) был учрежден Научно-практический Центр экологии и эпидемиологии гриппа (ЦЭЭГ). Учитывая вероятность возникновения пандемии гриппа и необходимость повышения оперативности действующего эпидемиологического надзора за гриппом и острыми респираторными вирусными инфекциями (ОРВИ), Приказом Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзора) от 31 марта 2005 г. № 373 «О совершенствовании системы эпидемиологического надзора и контроля за гриппом и острыми респираторными вирусными инфекциями» была усовершенствована система эпиднадзора за гриппом и ОРВИ в России. Было также утверждено Положение об организации и деятельности Центра экологии и эпидемиологии гриппа на базе Института вирусологии им. Д.И. Ивановского и его опорных баз в Новгородской (Великий Новгород), Липецкой (Липецк), Владимирской (Владимир), Ярославской (Ярославль), Пензенской (Пенза) областях, в Республике Чувашия (Чебоксары), Оренбургской (Оренбург), Томской (Томск) областях, Приморском крае (Владивосток) и Еврейской АО (Биробиджан) [11]. В целях дальнейшего внедрения на территории Российской Федерации Международных медико-санитарных правил (ММСП 2005) Приказом Роспотребнадзора № 88 от 17 марта 2008 г. «О мерах по совершенствованию мониторинга за возбудителями инфекционных и паразитарных заболеваний», на НИИ вирусологии им. Д.И. Ивановского были возложены также функции одного из четырех Референс-Центров по мониторингу за гриппом [12]. Надзор за циркуляцией вирусов гриппа осуществляется по нескольким направлениям, включающим изоляцию и идентификацию эпидемических штаммов, изучение их биологических и молекулярно-генетических свойств, определение чувствительности к этиотропным препаратам, оценку прививочных свойств и эффективности гриппозных вакцин, участие в разработках диагностических тест-систем, а также новых методов противовирусной защиты с использованием современных наноматериалов. Сегодня Институт вирусологии тесно сотрудничает с ВОЗ и Международными Центрами ВОЗ по гриппу в Атланте (США) и Лондоне (Великобритания), регулярно представляет образцы эпидемических штаммов для выработки рекомендаций по составу гриппозных вакцин. С 2008 г. Институт активно сотрудничает с 84 Европейским бюро ВОЗ в рамках платформы по мониторингу циркуляции вирусов гриппа и ОРВИ в странах Европейского региона. Среди приоритетных исследований НИИ вирусологии за циркуляцией вирусов гриппа в нашей стране можно было бы отметить следующие. В 1963 г., ещё за 5 лет до пандемии «гонконгского гриппа», сотрудниками Института был выделен вирус гриппа птиц А/Утка/Украина/1/1963 (H3N8), гемагглютинин которого был близок по структуре гемагглютинину эталонного штамма А/Гонконг/1/1968 (H3N2), вызвавшего эту пандемию в 1968 г. [13]. В 1977 г. впервые в мире был установлен факт возврата в циркуляцию штаммов вируса гриппа A (H1N1) после их 20-летнего отсутствия. Журналисты окрестили его «русским гриппом» [14]. В ноябре 1977 г. в нескольких городах СССР среди подростков и юношей зарегистрировали вспышки гриппа А, обусловленные разновидностью A (H1N1). Выделенный штамм был обозначен ВОЗ как эталонный - А/СССР/90/1977 (H1N1). Позднее стало известно, что вирус гриппа A (H1N1) появился в Китае ещё в мае 1977 г., где вызвал цепочку локальных вспышек среди лиц 8-20 лет, а затем был занесён оттуда в другие страны мира. В СССР грипп A (H1N1) вызвал эпидемический подъём заболеваемости в ноябре 1977 г. - январе 1978 г.. Вирус, в отличие от своих «пандемических» предшественников, не вытеснил своего предшественника - вирус гриппа A (H3N2), а «закрепился» в циркуляции штаммов среди людей, и с этого периода актуальными вирусами, вызывающими эпидемии, стали A (H1N1), A (H3N2) и В. В 1990 г. впервые в Российской Федерации был изолирован штамм новой эволюционной линии вируса гриппа В - В/Москва/1/1990 - подобный штамму В/Ямагата/16/1988. Вирусы этой эволюционной линии, начиная с 1990 г., наряду со штаммами эволюционной линии В/Виктория/2/1987-подобных, социркулируют как этиологические агенты в период последних эпидемий [15]. Штамм А/Москва/10/1999 (ffiN2) был выбран экспертами ВОЗ в качестве эталона для производства гриппозных вакцин в период 2000-2004 гг. [16]. Появление в апреле 2009 г. нового антигенного варианта вируса гриппа свиней A (H1N1) pdm09 и его быстрое распространением среди людей по всем странам мира стало причиной первой пандемии XXI века. В связи с этим, директором НИИ вирусологии академиком РАМН Д.К. Львовым была создана бригада быстрого реагирования, задачи которой предусматривали быструю детекцию нового возбудителя, его изоляцию и изучение биологических и молекулярно-генетических свойств. 21 мая 2009 г. в Институте детектирован первый случай заболевания в Российской Федерации у пациента, вернувшегося из США, 24 мая - выделен первый штамм пандемического гриппа [17, 18]. 85 Проведены исследования по обнаружению аминокислотных замен в рецепторсвязывающем сайте гемагглютинина (HA1) штаммов пандемического вируса гриппа A (H1N1) pdm09. Методом секвенирования удалось выявить мутации в 222-223 позициях гемагглютинина D222{N, G, Y} у 43 из 112 пациентов (38,0 %) в аутопсийном материале, и у 26 из 37 (70,0 %) выделенных штаммов: D222{N, G} и Q223R. При секвенировании гена гемагглютинина в клиническом материале пациентов с благоприятным исходом (428 смыва и 125 штаммов) таких мутаций не было обнаружено. Результаты показывают, что наиболее часто такие мутации встречаются при тяжёлых формах гриппа A (H1N1) pdm09 с летальным исходом, что связывают с большей тропностью вируса к тканям нижних отделов респираторного тракта [ 19, 20]. В НИИ вирусологии на протяжении многих лет продолжаются исследования по оценке эффективности специфических средств профилактики и лечения гриппозной инфекции, среди которых - вакцины и этиотропные препараты, рекомендованные для практического применения в России. В результате крупномасштабных эпидемиологических наблюдений (1989-1994 гг.) среди детей школьного возраста были выявлены преимущества ЖГВ в сравнении с ИГВ по реактогенности, способности ограничивать циркуляцию вирусов гриппа среди непривитых и защите от новых дрейф-вариантов [21]. Определена защитная эффективность ЖГВ и ИГВ у лиц пожилого и старческого возраста. Более высокие показатели прививочных свойств отмечены у привитых ИГВ или ИГВ с ЖГВ при одномоментном или последовательном введении [22]. Результаты, полученные в рамках Государственных испытаний отечественной полимер-субъединичной вакцины Гриппол (1999-2001 гг.), позволили выявить её низкую реактогенность, высокую иммуногенность и защитную эффективность в группах риска и расширить спектр её применения во всех возрастных группах населения, что было включено в две «Инструкции по применению вакцины гриппозной тривалентной полимер-субъединичной жидкой Гриппол», утвержденных Минздравом Российской Федерации 08 июля 1999 г. и 22 июня 2001 г. [23]. Подтверждены высокие прививочные свойства ИГВ расщепленного (Бегривак™, Ваксигрип™, Флюарикс™) и субъединичного (Инфлювак™) типов зарубежных фирм-производителей в группах риска заболеваний и развития осложнений (2001-2004 гг.) [24]. Проведенные исследования вакцин способствовали их активному применению для населения Российской Федерации в качестве профилактических мер против эпидемий, вызванных штаммами вирусов гриппа A (H1N1), A (H3N2) и В. НИИ вирусологии был участником Государственных испытаний отечественного препарата арбидол для профилактики гриппа и ОРВИ у взрослых и детей в период 1988- 1995 гг. [25, 26]. Данные учтены при составлении трёх «Инструкций по применению препарата 86 арбидол», утвержденных Фармакологическим комитетом Минздрава Российской Федерации 11 мая 1995 г., 11 декабря 1997 г. и 11 апреля 2002 г.. НИИ вирусологии проводит мониторинг чувствительности эпидемических штаммов вирусов гриппа А и В к этиотропным препаратам - ремантадину, арбидолу, ингибиторам нейраминидаз (озельтамивиру и занамивиру). К сезону 2008-2009 гг. стала очевидной разная чувствительность к этиотропным препаратам среди эпидемических штаммов: штаммы вируса гриппа A(H1N1) - были чувствительными к ремантадину, арбидолу и занамивиру; A (H3N2) и В - чувствительны к арбидолу, озельтамивиру и занамивиру. Штаммы нового пандемического вируса гриппа A (H1N1) pdm09 оказались резистентными к ремантадину и чувствительными к арбидолу, озельтамивиру и занамивиру. Полученные результаты позволили обосновать рекомендации по эффективному применению препаратов для лечения и профилактики гриппозной инфекции [27]. В настоящее время, одним из важных направлений деятельности Института вирусологии является разработка и внедрение новых методов диагностики гриппа. Внедрение двух модификаций метода полимеразной цепной реакции (ПЦР) с идентификацией продуктов реакции в агарозном геле (ПЦР-ЭФ), а также ПЦР в реальном времени (ПЦР-РВ) с флюоресцентными метками позволило ускорить процесс мониторинга за циркуляцией штаммов вирусов гриппа и увеличить количество исследованных объектов (носоглоточных смывов и секционного материала). В связи с подготовкой к пандемии, связанной с появлением высокопатогенного штамма вируса гриппа A (H5N1) птиц и его интродукцией в человеческую популяцию, были отработаны методы иммуноблота и микронейтрализации, позволяющие определять специфические антитела. Методом иммуноблота определены различия по спектру и темпам выработки антител к внутренним белкам вирусов гриппа (M и NP) у переболевших и вакцинированных разными типами инактивированных вакцин. Таким образом, эволюционная изменчивость вирусов гриппа и связанные с ней особенности их циркуляции среди людей представляли интерес для нескольких поколений учёных, работающих в НИИ вирусологии им. Д.И. Ивановского, на что неоднократно в своих исследованиях обращал внимание академик АМН СССР В.М. Жданов. Роль вирусов гриппа в системе биобезопасности страны остается ведущим направлением деятельности института вирусологии им. Д.И. Ивановского и в настоящее время.

References

Supplementary files