0
Zmienność wirusów grypy wynika z mechanizmów ewolucji – dryfu genetycznego i reasortacji (opisane w innym artykule w tej sekcji), oraz z epidemiologii wirusa w każdym zakażanych gatunków, co ma istotny wpływ na zmienność genetyczną.
Jeśli porównujemy ewolucję wirusów grypy u świń z ewolucją u człowieka, w aspekcie dryfu genetycznego, należy zwrócić uwagę na dwa zjawiska; 1) określony szczep ulega szybszej ewolucji antygenowej u człowieka niż świni, mimo podobnego współczynnika mutacji u obu gatunków, i 2) globalnie, zmienność genetyczna i antygenowa wirusów grypy u świń jest wyższa niż u człowieka. Pozornie te dwa fakty są ze sobą sprzeczne lecz jak zobaczymy poniżej, są jak najbardziej zgodne.
Ryc. 1. Wspólny przodek H1huN2 (1994) ; Izolacja geograficzna → Dryf powoduje powstawanie wariantów typowych dla danego kraju
Grypa w stadach świń może występować jako choroba enzootyczna. Innymi słowy grypa może stale być obecna w danej fermie. Taka sytuacja jest powszechna i skutkuje nawrotami choroby (Loeffen et al., 2009, Simon-Grifé et al., 2012, Rose et al., 2013). W artykule z 2001 roku (de Jong et al.), porównano genetycznie a antygenowo ponad 20 podobnych do ptasich wirusów H1N1 (H1avN1). Wirusy te pochodziły z Holandii z 6 enzootycznie zakażonych ferm. Na podstawie badanie genu hemaglutyniny (H) wirusy te zgrupowano w pięciu grupach, które różniły się genetycznie i fenotypowo. Należy pamiętać, że każda grupa odpowiadała jednej fermie (poza jedną grupą w skład której wchodziły wirusy z dwóch ferm). Praca ta wykazała, że wszystkie izolaty H1avN1 miały wspólnego przodka, lecz lokalna cyrkulacja na każdej z ferm doprowadziła do wytworzenia na skutek dryfu pięciu klastrów. W innych badaniach (Martin-Valls et al., 2013) przeprowadzonych w instytucie CReSA między 2009 i 2012 rokiem wyizolowano 4 wirusy H1N2. Przeprowadzona analiza wykazała, że H1 wszystkich szczepów należał do ludzkiego typu H1N2 (H1huN2; najczęściej spotykanego u świń w Europie szczepu wirusa grypy, jednak były one zgrupowane w odrębnej podgrupie w obrębie klastra H1huN2. Sugeruje to, że w Hiszpanii doszło do ewolucji i zróżnicowania wirusów w sytuacji izolacji geograficznej. Późniejsze badania wykazały, że wirusy te w ograniczonym stopniu reagowały krzyżowo z surowicami, które z kolei reagowały silnie z komercyjnymi H1huN2, co należy interpretować jako efekt dryfu antygenowego (dane niepublikowane). Tak więc dryf genetyczny i antygenowy ma miejsce w fermach zakażonych enzootycznie i geograficznie izolowanych. Zjawisko to odgrywa istotną rolę w pojawianiu się nowych wariantów antygenowych. U człowieka sytuacja jest jednak zupełnie inna. W tym przypadku można powiedzieć, że na skutek presji odpornościowej wirusy muszą zmieniać swoja strukturę antygenową aby przetrwać. Obecnie ze względu na łatwość przemieszczania się ludzi na świecie ewolucja wirusów grypy w warunkach izolacji geograficznej jest niemożliwa. Dlatego też u człowieka obserwuje się pozytywną selekcję wariantów wirusów grypy, zdolnych uniknięcia odpowiedzi odpornościowej. Sprawia to, że konieczny jest stały rozwój szczepionek przeciw grypie ludzi.
Ryc. 2. H1huN2 ulega zawleczenoiu do fermy enzootycznie zakażonej H1avN1. → Reasortacja.
Również reasortacja może być powodem zmian antygenowych. Reasortacja była powodem trzech ostatnich pandemii grypy u człowieka. Wirusy które je wywołały powstały w wyniku reasortacji co najmniej trzech antygenowo różnych hemaglutynin. Ponieważ populacja człowieka była w pełni wrażliwa na zakażenie nowymi reasortantami wirusa grypy, doszło do pandemii. U świń reasortacja wirusów grypy jest częsta a duża liczba szczepów powstała właśnie w wyniku reasortacji. Przykładami takich wirusów są H1avN2, reagujące krzyżowo z wariantem H1avN1 (Rose et al., 2013), lub H1huN1 reagujące krzyżowo z H1huN2 (Martín-Valls et al., 2013, Rose et al., 2013). Aby mogło dojść do reasortacji konieczne jest jedoczesne zakażenie jednego zwierzęcia dwoma różnymi szczepami. Najłatwiej może do tego dojść w sytuacji zakażeń enzootycznych. Badania nad zmiennością wirusów w sytuacji zakażeń enzootycznych wykazały obecność reasortacji między różnymi szczepami lub nawet podtypami (Martin-Valls et al, 2013; Rose et al., 2013).
Ryc. 3. Zakażenie enzootyczne ułatwia ewolucję na każdej z ferm. → ewolucja genetyczna i antygenowa swoista dla danej fermy g.
W podsumowaniu należy stwierdzić, że wirusy grypy są zróżnicowane genetycznie i antygenowo. Owa zmienność jest wynikiem wewnętrznych mechanizmów ewolucyjnych wirusa oraz czynników takich jak infekcje enzootyczne fermy lub izolowanego regionu geograficznego. Interakcja tych czynników ma swoje skutki w postaci braku adekwatnej krzyżowej odpowiedzi odpornościowej, nawet w odniesieniu do szczepów posiadających wspólne pochodzenie lub należących do tego samego podtypu.
