Как вирус свиного гриппа способствует развитию вторичных бактериальных осложнений?

Вирус гриппа способствует колонизации вторичных бактериальных агентов в легких, облегчая их проникновение в кровоток.

Вирус гриппа A (IAV) широко распространен среди свиней во всем мире и присутствует на большинстве ферм. В Европе циркулируют подтипы H1N1, H1N2 и H3N2 в дополнение к пандемическому штамму H1N1 (H1panN1).

Вирус гриппа A вызывает дегенерацию и гибель клеток респираторного эпителия и быструю воспалительную реакцию с повышенной выработкой цитокинов, вызывая острый коллапс дыхательных путей, который блокирует поток воздуха в легких и приводит к бронхоинтерстициальной пневмонии, которая появляется через 24-48 часов после инфицирования.

Если бы проблемы были ограничены инфекцией вируса гриппа А, вирус прекратил бы репликацию через 5-7 дней, некротические клетки и воспаление исчезли бы, а ткани начали бы регенерироваться, возвращаясь к нормальному состоянию примерно через 14-21 день после заражения. Эта ситуация была бы аналогична процессу гриппа, поражающему людей без вторичных осложнений, когда через 3-4 дня с относительно тяжелыми симптомами, в зависимости от вирулентности штамма и способности иммунной системы человека, человек выздоравливает без чрезмерных осложнений.

Наиболее серьезные проблемы, вызываемые вирусом гриппа А, возникают, когда его эффекты осложняются вторичными бактериальными инфекциями или другими первичными агентами. Это согласуется со случаями у людей, когда большинство из 40 миллионов смертей, вызванных так называемой пандемией «испанского гриппа», были связаны с вторичной бактериальной пневмонией, поскольку антибиотики не были доступны, а трудности послевоенного периода способствовали обострению клинической картины у многих пациентов.

Этот сценарий с испанским гриппом можно частично экстраполировать на то, что мы в настоящее время наблюдаем на свинофермах, где регулярно происходят вирусные циркуляции (вирус гриппа А и вирус РРСС), которые совпадают с бактериями с разной вирулентностью (Bordetella bronchiseptica, Gläesserella parasuis, Streptococcus suis, Mycoplasma hyorhinis, Pasteurella multocida, Mycoplasma hyopnron eumoniae, Actinobacillus pleuropneumoniae и т. д.), присутствующие на большинстве ферм. Часто это совпадает с неблагоприятными условиями окружающей среды, такими как чрезмерная плотность посадки, холод, проблемы с вентиляцией.

1. Обструкция дыхательных путей и нарушение движения ресничек, которые создают мертвые зоны с идеальными условиями для размножения бактерий (например, Streptococcus suis). Это приводит к образованию консолидированных долей, заполненных бактериями, воспалительными клетками, отеками и некротическими клетками.

2. Изменение сурфактанта из-за разрушения альвеолярных пневмоцитов типа II, которые его продуцируют. Это способствует коллапсу альвеол - первого барьера, который не позволяет инфекционным агентам проходить через капилляры и достигать кровотока.

Механизмы, способствующие вторичным бактериальным осложнениям после инфекции вируса гриппа А

Обструкция дыхательных путей и нарушение движения ресничек, которые создают мертвые зоны с идеальными условиями для размножения бактерий (например, Streptococcussuis). Это приводит к образованию консолидированных долей, заполненных бактериями, воспалительными клетками, отеками и некротическими клетками.
Изменение сурфактанта из-за разрушения альвеолярных пневмоцитов типа II, которые его продуцируют. Это способствует коллапсу альвеол - первого барьера, который не позволяет инфекционным агентам проходить через капилляры и достигать кровотока.
Увеличение контакта рецепторов бактерий из-за некроза эпителиальных клеток. Воздействие на элементы базальной мембраны (ламинин, коллаген) или отложения фибрина и фибриногена способствует связыванию бактериальных адгезинов. Даже изменения, которые происходят во время фазы восстановления поражений, также создают участки спаек.
Вот почему могут возникать вторичные осложнения, начинающиеся после выздоровления от первичной инфекции.
Характеристики гемагглютинина (НА). У людей не все штаммы вируса гриппа А проявляют одинаковый уровень патогенности, и это также можно экстраполировать на свиней. Известно, что штаммы, способные связываться с рецепторами α2,3, вызывают более тяжелые инфекции, легче заражая нижние дыхательные пути. Штаммы, содержащие гемагглютинины с высоким уровнем гликозилирования, легче связываются с сурфактантом, что приводит к быстрой элиминации вируса ресничками. Эти характеристики объясняют высокую вирулентную способность пандемического штамма 1918 года, поскольку он обладал способностью связываться с рецепторами α2,3, а также содержит низкогликозилированную ГК, которая предрасполагает к вторичной бактериальной пневмонии.
Влияние вируса на иммунитет против бактерий: вирус гриппа А потребляет альвеолярные макрофаги, что подавляет фагоцитарную активность, а воспаление, опосредованное нейтрофилами, может вызывать поражения без эффективного контроля патогенов. Кроме того, общее противовоспалительное состояние, модулируемое IL-10, устанавливается во время фазы заживления, что подавляет механизмы, участвующие в распознавании и удалении патогенов, тем самым подавляя фагоцитарную способность макрофагов и нейтрофилов. Как и в пункте 3, это также поможет бактериальным осложнениям начаться в фазе выздоровления.
Усиление воспаления. Похоже, что некоторые штаммы вируса гриппа А вызывают большую цитотоксичность и обладают большей способностью вызывать воспаление, чем другие. Кроме того, бактерии также способствуют выработке цитокинов, что увеличивает синергизм с вирусом гриппа А.

Фото 1. С изменениями из McCullers, 2014.

Выводы

Вирус гриппа А - это первичный патоген, который сам по себе вызывает клинические признаки, поражения и проблемы, и степень патогенности которого различается в зависимости от штамма.
Серьезность проблем, вызванных вирусом гриппа А, во многом зависит от вторичной бактериальной инфекции.
Вирус гриппа А способствует колонизации вторичных бактериальных агентов в легких, которые усложняют пневмонию и открывают доступ к другим частям организма, облегчая их проникновение в кровоток.
Штаммы вируса гриппа А различаются по своей вирулентности и способности вносить вклад во вторичную бактериальную пролиферацию. Тропизм тканей вируса гриппа А (способность инфицировать нижние дыхательные пути) является важным детерминантом в его патогенезе.