Aviaire influenza - Oorzaken en pathogenese

Oorzaken van vogelgriep

De oorzaak van vogelgriep bij mensen is het influenzavirus A, een virus uit het geslacht Influenzavirus van de familie Orthomyxoviridae. Het wordt geclassificeerd als een omhuld virus. Het virion heeft een onregelmatige of ovale vorm, bedekt met een lipidenmembraan dat doorboord wordt door glycoproteïnespikes (spicula). Deze bepalen de hemagglutinerende (H) of neuraminidase (N) activiteit van het virus en fungeren als de belangrijkste antigenen. Er zijn 15 (volgens sommige gegevens 16) varianten van hemagglutinine en 9 - neuraminidase. Hun combinatie bepaalt de aanwezigheid van virussubtypen, en theoretisch zijn er 256 combinaties mogelijk. Het moderne "menselijke" influenzavirus heeft combinaties van H1-, H2-, H3- en N1-, N2-antigenen. Volgens seroarcheologische studies was de ernstige pandemie van 1889-1890 de oorzaak. werd veroorzaakt door het subtype H2N2, de gematigde epidemie van 1900-1903, en door het subtype H3N2, de "Spaanse griep"-pandemie van 1918-1919, H1N1, dat een extra eiwit bevatte dat afkomstig was van het aviaire influenzavirus. Epizoötieën van aviaire influenza worden de laatste jaren geassocieerd met de subtypen H5N1, H5N2, H5N8, H5N9, H7N1, H7N3, H7N4 en H7N7. De subtypen H1, H2, H3, N2 en N4 circuleren onder wilde vogelpopulaties en lijken dus op het humane influenzavirus A.

Onder het lipidemembraan bevindt zich een laag matrixeiwit M-proteïne. Het nucleocapside, gelegen onder het tweelaagse membraan, is georganiseerd volgens het type helixsymmetrie. Het genoom wordt vertegenwoordigd door enkelstrengs RNA, bestaande uit acht afzonderlijke segmenten. Eén van de segmenten codeert voor de niet-structurele eiwitten NS1 en NS2, de rest codeert voor virioneiwitten. De belangrijkste zijn NP, dat regulerende functies vervult, M-proteïne, dat een belangrijke rol speelt in de morfogenese van het virus en het genoom beschermt, en interne eiwitten - P1-transcriptase, P2-endonuclease en B3-replicase. Verschillen in de structurele eiwitten van het vogelgriepvirus en de menselijke griep vormen een onoverkomelijke soortbarrière die de replicatie van het vogelgriepvirus in het menselijk lichaam verhindert.

Verschillende subtypes van dit virus hebben een verschillende virulentie. Het meest virulente subtype is het H5N1-subtype, dat de afgelopen jaren een aantal ongewone eigenschappen heeft gekregen:

• hoge pathogeniciteit voor mensen;
• het vermogen om mensen rechtstreeks te infecteren;
• het vermogen om hyperproductie van pro-inflammatoire cytokinen te veroorzaken, gepaard gaand met de ontwikkeling van acute respiratory distress syndrome;
• het vermogen om schade aan meerdere organen te veroorzaken, waaronder schade aan de hersenen, lever, nieren en andere organen;
• resistentie tegen het antivirale geneesmiddel rimantadine;
• resistentie tegen de effecten van interferon.

Het vogelgriepvirus is, in tegenstelling tot het menselijke griepvirus, stabieler in de omgeving. Bij een temperatuur van 36 °C sterft het binnen drie uur, bij 60 °C binnen 30 minuten en direct tijdens de hittebehandeling van voedselproducten (koken, bakken). Het is goed bestand tegen bevriezing. Het overleeft tot drie maanden in vogelpoep, vier dagen in water bij een temperatuur van 22 °C en meer dan een maand bij 0 °C. Het blijft tot een jaar actief in vogelkarkassen. Het wordt geïnactiveerd door conventionele desinfectiemiddelen.

[ 1 ], [ 2 ]

Pathogenese van vogelgriep

Het mechanisme van de ontwikkeling van influenza, veroorzaakt door het H5N1-virus, bij mensen is momenteel nog onvoldoende onderzocht. Vastgesteld is dat de replicatie zich niet alleen in de epitheelcellen van de luchtwegen, maar ook in enterocyten afspeelt. Rekening houdend met algemene biologische en immunopathologische processen, kan worden aangenomen dat de pathogenese van influenza A (H5N1) bij mensen zich volgens dezelfde mechanismen ontwikkelt.

Verschillende hemagglutininen van aviaire influenzavirussen verschillen in hun vermogen om de receptor - siaalzuur, verbonden in het oligosacharide van celmembranen met galactose, te herkennen en eraan te binden. Hemagglutininen van humane influenzavirussen interageren met residuen van dit zuur, verbonden door een 2,6-binding met galactose, en hemagglutinine van aviaire influenzavirussen herkent het in een 2,3-binding met galactoseresiduen. Het type binding van het terminale siaalzuur en de conformationele mobiliteit van de oligosachariden van oppervlaktelectinen zijn de belangrijkste elementen van de interspeciesbarrière voor aviaire en humane influenzavirussen. Lectinen van humane tracheale epitheelcellen omvatten lectinen met een 2,6-bindingstype en bevatten geen oligosachariden met een 2,3-bindingstype, kenmerkend voor epitheelcellen van het darmkanaal en de luchtwegen van vogels. Veranderingen in de biologische eigenschappen van de hoogpathogene stam van het A (H5N1)-virus, en het vermogen ervan om de interspeciesbarrière te doorbreken, kunnen leiden tot schade aan verschillende soorten menselijke cellen, met de ontwikkeling van ernstigere vormen van de ziekte tot gevolg. In het klinische beeld van dergelijke pathologieën ontwikkelt zich, samen met catarraal syndroom, schade aan het maag-darmkanaal.

Epidemiologie van de vogelgriep

Het belangrijkste reservoir van het virus in de natuur zijn trekvogels die behoren tot de ordes Anseriformes (wilde eenden en ganzen) en Charadriiformes (reigers, plevieren en sterns). Wilde eenden zijn van het grootste belang. Influenzavirussen in Eurazië en Amerika ontwikkelen zich onafhankelijk van elkaar, waardoor migratie tussen continenten geen rol speelt bij de verspreiding van het virus; vluchten op basis van lengtegraad zijn van doorslaggevend belang. Voor Rusland zijn de Centraal-Aziatisch-Indiase en Oost-Aziatisch-Australische migratieroutes in dit opzicht belangrijk. Deze routes lopen via Maleisië, Hongkong en China naar Siberië, regio's waar nieuwe varianten van het virus zich in toenemende mate vormen. De Oost-Afrikaanse-Europese en West-Pacifische routes zijn minder belangrijk.

Bij wilde watervogels veroorzaakt het virus geen klinisch zichtbare ziekte, hoewel er een grootschalige, ernstige influenza-epidemie is beschreven bij Noordse sterns. Replicatie van het virus bij vogels vindt voornamelijk plaats in de darmen en komt daarom via de ontlasting in het milieu terecht, en in mindere mate via speeksel en ademhalingsmateriaal. 1 gram ontlasting bevat voldoende virus om 1 miljoen stuks pluimvee te infecteren.

Het belangrijkste mechanisme voor virusoverdracht bij vogels is feco-oraal. Watervogels (eenden) kunnen het virus transovariaal overdragen en dienen zo als een natuurlijk reservoir en verspreiden het langs hun trekroutes. Zij vormen de belangrijkste infectiebron voor gedomesticeerde vogels, die daarentegen te maken krijgen met ernstige vormen van griep, die gepaard gaan met massale sterfte (tot 90%). Het gevaarlijkste subtype is H5N1. Infectie vindt plaats in omstandigheden waarin de vogels vrij worden gehouden en er mogelijk contact is met hun wilde soortgenoten. Dit is met name kenmerkend voor landen in Zuidoost-Azië (China, Hongkong, Thailand, Vietnam en andere landen). Daar zijn er, naast grote pluimveebedrijven, ook veel kleine boerenbedrijven.

Het vogelgriepvirus kan zoogdieren treffen: zeehonden, walvissen, nertsen, paarden en, het allerbelangrijkst, varkens. Gevallen waarbij het virus de populatie van laatstgenoemde binnendrong, werden opgemerkt in 1970, 1976, 1996 en 2004. Deze dieren kunnen ook besmet raken met het menselijke griepvirus. Momenteel is de menselijke vatbaarheid voor dergelijke vogelvirussen laag. Alle infectiegevallen werden vastgesteld bij mensen die langdurig en nauw contact hadden met zieke vogels. Een experiment in het Verenigd Koninkrijk waarbij verschillende subtypes van het virus werden geïntroduceerd in het lichaam van vrijwilligers, leverde een negatief resultaat op.

In Thailand, waar 60 miljoen mensen wonen, werden tijdens een epizoötie die twee miljoen vogels trof, 12 gevallen van de ziekte bij mensen met zekerheid vastgesteld. In totaal werden er tot 2007 ongeveer 300 gevallen van vogelgriep bij mensen geregistreerd. Twee gevallen van besmetting door een ziek persoon werden officieel geregistreerd.

Deze gegevens geven aan dat circulerende stammen van het vogelgriepvirus geen ernstige bedreiging vormen voor de mens. Er kan dus worden geconcludeerd dat de interspeciesbarrière vrij sterk is.

Er zijn echter feiten die ons doen geloven dat vogelgriep een wereldwijde bedreiging vormt. Ten eerste kan bovenstaande informatie vanuit andere perspectieven worden geïnterpreteerd.

• Zelfs geïsoleerde gevallen van besmetting van mensen door vogels en door zieke mensen geven aan dat de intersoortenbarrière niet onoverkomelijk is.
• Het werkelijke aantal besmettingen door pluimvee, en mogelijk ook door zieke mensen, kan, gezien de werkelijke situatie in regio's waar epizoötieën heersen, vele malen hoger liggen. Tijdens de H7N7-griepepidemie in Nederland werden 77 mensen ziek en overleed er één. Hoge antilichaamtiters werden gevonden bij mensen die in contact waren geweest met zieke mensen, wat ook wijst op de mogelijkheid van overdracht van het virus van mens op mens, maar met een afname van virulentie.

Ten tweede is het mutagene potentieel van het aviaire influenzavirus, vooral het subtype H5N1, zeer hoog.

Ten derde zijn varkens vatbaar voor zowel aviaire als humane influenzavirussen, dus het lijkt theoretisch mogelijk dat de pathogenen elkaar in het lichaam van het dier ontmoeten. Onder deze omstandigheden kunnen ze hybridiseren en assortante virussen produceren die zeer virulent zijn, vergelijkbaar met aviaire influenzavirussen, en tegelijkertijd van mens op mens kunnen worden overgedragen. Door de wijdverspreide verspreiding van aviaire influenza is deze kans dramatisch toegenomen. Er zijn ook gevallen beschreven van mensen die besmet zijn geraakt met varkensgriep, maar de gelijktijdige penetratie van de twee virussen in het menselijk lichaam is nog steeds onwaarschijnlijker.

In de vierde plaats hebben genetische methoden bewezen dat de Spaanse griep-pandemie van 1918-1919 een ‘aviaire’ oorsprong had.

Ten vijfde neemt in de huidige omstandigheden, als gevolg van globalisering en de beschikbaarheid van snelle transportmiddelen, de kans op verspreiding van het influenzavirus sterk toe. We kunnen dan ook concluderen dat de kans op het ontstaan van een nieuwe variant van het influenza A-virus en het ontstaan van een ernstige pandemie zeer groot is.

Wiskundige modelleringsmethoden hebben aangetoond dat in een stad met zeven miljoen inwoners (Hongkong) het aantal besmette mensen op het hoogtepunt van de epidemie 365.000 per dag kon bereiken (ter vergelijking: in Moskou bedroeg dit aantal tijdens de griepepidemie in 1957 niet meer dan 110.000 mensen per dag). Volgens WHO-experts is het mogelijk dat de snelle afschot van vogels tijdens de epidemie in Hongkong in 1997 een griepepidemie heeft voorkomen. Amerikaanse experts voorspellen dat in geval van een pandemie in Amerika 314.000 tot 734.000 mensen in het ziekenhuis moeten worden opgenomen en 89.000 tot 207.000 mensen zullen sterven.

[ 3 ], [ 4 ]