Роль вирусов гриппа в развитии тяжелых форм острых респираторных инфекций у пациентов, госпитализированных в стационары г. Екатеринбурга в эпидемический сезон 2017–2018 гг.

Полный текст

Введение

На сегодняшний день грипп является инфекцией, которая имеет характер глобального распространения. Ежегодно в мире грипп уносит жизни порядка 550 тыс. человек, в том числе около 100 тыс. смертельных исходов регистрируется среди детей, особенно в возрасте до 5 лет. Известно, что частая смена антигенных вариантов вируса гриппа, появление реассортантов увеличивают риск возникновения пандемического вируса гриппа, что влечет за собой стремительный рост заболеваемости среди различных возрастных групп населения с большой вероятностью неблагоприятного исхода [1-5]. Таким образом, анализ причин и факторов риска развития тяжелых форм гриппа в целях снижения заболеваемости и развития тяжелых форм острых респираторных инфекций (ТОРИ), особенно у детей, является одной из важнейших задач здравоохранения [6, 7].

В Российской Федерации одним из направлений оптимизации системы эпидемиологического надзора за гриппом и ОРВИ стало внедрение в 2009 г. системы сигнального надзора в рамках Глобальной системы надзора за гриппом (GISRS). Задачами этой системы стали выявление и регистрация случаев ТОРИ, анализ их этиологии, клинико-эпидемиологических особенностей и факторов риска развития [7-11].

В настоящее время в России в системе сигнального надзора работают 10 регионов страны. Многолетние данные показали, что результаты сигнального надзора значительно дополняют традиционную систему надзора и имеют существенную взаимосвязь с данными, полученными в других странах мира [8, 10]. В масштабах Уральского региона подобные исследования не проводились.

Цель работы — изучить роль вирусов в развитии ТОРИ у пациентов, госпитализированных в стационары г. Екатеринбурга в период эпидемического сезона 2017-2018 гг.

Материалы и методы

Наблюдения проведены согласно международным правилам и рекомендациям Европейского бюро ВОЗ с общепринятой методикой по определению стандартных случаев ТОРИ [12], а также с заполнением унифицированных индивидуальных карт больных согласно протоколу Глобальной системы госпитального надзора за гриппом и стандартным операционным процедурам. Карты заполняли ответственные врачи-исследователи больниц, затем их передавали в ФБУН «ЕНИИВИ» Роспотребнадзора вместе с клиническими образцами от больных. Анализируемая база данных содержала следующую информацию: пол, возраст, даты заболевания, сбора клинического материала для исследований, результаты ПЦР -диагностики, клиническая симптоматика, диагнозы при поступлении и выписке, сопутствующие соматические заболевания, число госпитализаций, вакцинальный статус, исход заболевания.

Критерии включения в исследование:

• госпитализация пациента предположительно связана с гриппозной инфекцией;
• пациент является жителем г. Екатеринбурга;
• пациент дал личное письменное информированное согласие на участие в исследовании;
• клинические образцы взяты в течение 2448 ч от даты госпитализации;
• заболевание возникло в течение предшествующих 7 дней с такими проявлениями, как лихорадка более 38°С, кашель, одышка или затрудненное дыхание.

Кодировку диагнозов осуществляли в соответствии с МКБ-10:

• J06 — острые инфекции верхних дыхательных путей множественной и неуточненной локализации;
• 9 — острый бронхит неуточненный;
• J18 — пневмония неуточненная;
• J00 — острый назофарингит, насморк;
• 8 — смешанная астма;
• J8 — другая уточненная хроническая обструктивная легочная болезнь (ХОБЛ);
• J1 — ХОБЛ с обострением (неуточненная).

Критерии исключения из исследования: пациенты из учреждений закрытого типа, наличие данных о госпитализации в стационар в течение предыдущих 30 дней до заболевания.

В соответствии с критериями отбора и стандартным определением случая ТОРИ в исследование было включено 403 пациента с ТОРИ, среди них 245 (60,8%) детей и 158 (39,2%) взрослых. Среди пациентов преобладали дети младшей возрастной группы 0-2 лет (30,5%), 17,9% составили дети в возрасте 3-6 лет. Доля детей школьного возраста (7-14 лет) была 7,9%, подростков — 4,5%. Среди взрослых пациентов значительную часть (27,0%) составили лица трудоспособного возраста 18-64 лет. Доля лиц старших возрастов (65 лет и старше) составила 12,2% (табл. 1).

 

В гендерной структуре пациентов доля мужчин составила 52,6% (212 человек), женщин — 47,4% (191 человек). Госпитализация пациентов осуществлялась в инфекционные стационары города, в том числе 1,7% (7 человек) — в отделения реанимации и интенсивной терапии. Летальных исходов среди больных, включенных в исследование, не зарегистрировано.

Для проведения лабораторной диагностики у пациентов брали мазки со слизистой глотки и носа. Забор клинических образцов производили в транспортную среду «Copan» («Copan Italia SpA»), их транспортировку осуществляли согласно СП 1.2.036-95¹.

ПЦР-диагностика. Выделение РНК проводили из 100 мкл клинического материала с использованием набора реагентов «РИБО-преп», синтез кДНК проводили с использованием набора реагентов «Реверта-L» в соответствии с инструкциями производителя. Клинический материал исследовали с целью выявления и типирования возбудителей гриппа и ОРВИ методом ОТ-ПЦР в режиме реального времени на приборе «Rotor-Gene 6000» («Corbett Research») с использованием наборов реагентов: «АмплиСенс Influenza virus A/B-FL», «АмплиСенс Influenza virus А-тип-FL», «АмплиСенс Influenza virus A/H1-swine-FL», «АмплиСенс ОРВИ-скрин-FL» (ФБУН «ЦНИИ Эпидемиологии» Роспотребнадзора, Россия). Образцы, содержащие вирус гриппа, пересылали в ФГБУ «НИИ гриппа им. А.А. Смородинцева» Минздрава России для молекулярно-генетического анализа. Было отобрано 87 образцов выделенных вирусов гриппа, из них вирус гриппа В — 53 образца, А(H1N1)pdm09 — 18, А(Н3Ш) — 16.

Секвенирование. Для секвенирования использовали ампликоны, полученные путем полногеномной амплификации по методу Жоу [13, 14]. Библиотеку для секвенирования нового поколения готовили с помощью набора реагентов «Nextera XT» («Illumina»). Нуклеотидные последовательности геномов вирусов гриппа A и В определяли на приборе «Illumina MiSeq» («Illumina»).

Филогенетический анализ проводили с помощью программы RAxML [15] с использованием TreeSub. Для построения филогенетических деревьев использовали метод максимального правдоподобия.

Статистическую обработку данных проводили с помощью программного пакета «Statistica 6». Для сравнения двух относительных показателей, характеризующих частоту определенного признака, рассчитывали критерий Фишера (φ); значение р < 0,01 считали статистически значимым. Для качественных параметров двух независимых групп рассчитывали критерий χ²; значение р < 0,05 считали статистически значимым.

Результаты

В Екатеринбурге за эпидемический сезон 2017-2018 гг. в эпидемический процесс гриппа и ОРВИ было вовлечено 27,0% населения. Общее количество госпитализированных пациентов с диагнозом «грипп» или ОРВИ составило 1,8% от числа зарегистрированных случаев заболеваний, наибольшее количество госпитализированных отмечено в возрастных группах 0-2 лет (3,8%) и старше 65 лет (2,1%).

В исследование было включено 5,6% госпитализированных пациентов в городе. Исследование продолжалось в течение 18 нед. (с 22.01.2018 г. по 27.05.2018 г.).

По результатам лабораторной диагностики больных с ТОРИ установлено, что 55,1% случаев были обусловлены вирусами гриппа и респираторными вирусами негриппозной этиологии, доля которых была практически одинакова (28,3 и 26,8% соответственно). Среди вирусов гриппа в анализируемом эпидемическом сезоне доминировали вирусы гриппа В линии Ямагата (46,5%) и высокопатогенный вирус гриппа А(H1N1)pdm09 (20,2%). Доля вируса гриппа А(Н3Ш) составила 10,5% (табл. 2). Среди респираторных вирусов преобладали респираторно-синцитиальные вирусы (26,0%), риновирусы (25,0%), метапневмовирусы (21,3%).

 

Среди детей доля лиц с инфекцией, обусловленной вирусами гриппа (66,5%), была достоверно выше по сравнению со взрослыми (29,7%) (φ = 7,39, р < 0,01). Наибольшая доля вирусов гриппа была выделена в возрастных группах 0-2 и 3-6 лет (30,7 и 27,2% соответственно), наименьшая доля — среди подростков и лиц старше 65 лет — по 6,1%.

Доминирующий в анализируемом эпидемическом сезоне вирус гриппа В линии Ямагата выделялся от пациентов с ТОРИ всех возрастных групп, однако наиболее часто — у детей младших возрастных групп (3-6 лет — 28,3%, 0-2 года — 22,6%), а также у взрослых 18-64 лет — 22,6%. Вирусы гриппа A(H1N1)pdm09 и A(H3N2) также выявляли преимущественно у детей 0-6 лет. Единичные случаи детекции этих вирусов отмечены среди подростков (15-17 лет) и лиц трудоспособного возраста (18-64 года). Для респираторных вирусов негриппозной этиологии были характерны те же тенденции.

В процессе исследования выявлены микст-инфекции, вызванные респираторными вирусами негриппозной этиологии. Все эти случаи были зарегистрированы в возрастной группе детей до 5 лет и обусловлены сочетаниями метапневмовируса и респираторно-синцитиальных вирусов (3 случая), риновирусов и респираторно-синцитиальных вирусов (2 случая).

Доля пациентов с ТОРИ, поступивших в отделения реанимации и интенсивной терапии, была невелика (7 пациентов), однако значительная часть этих случаев была обусловлена гриппозной инфекцией (5 пациентов). Среди выявленных вирусов идентифицированы вирусы гриппа A(H1N1)pdm09 (2 случая), гриппа В линии Ямагата (2 случая) и гриппа A(H3N2) (1 случай). Анамнез данных пациентов был отягощен наличием сопутствующих хронических заболеваний (в среднем — по 2 и более). У этих пациентов отмечено наличие заболеваний сердечно-сосудистой системы (7 случаев, 100%), сахарного диабета (4 случая, 57,1%), ХОБЛ (3 случая, 42,9%), новообразований (2 случая, 28,6%), бронхиальной астмы (1 случай, 14,3%), нарушений функции почек (1 случай, 14,3%), цирроза/заболевания печени (1 случай, 14,3%). Несмотря на наличие сопутствующих хронических заболеваний, указанные пациенты не были вакцинированы против гриппа в текущем эпидемическом сезоне.

В данном исследовании среди всех пациентов с ТОРИ сопутствующую соматическую патологию имели 145 (36,1%) человек. В основном она была представлена сердечно-сосудистыми заболеваниями (31,4%), ХоБл (22,2%), бронхиальной астмой (11,8%) и сахарным диабетом (9,4%), в том числе 48 (33,1%) человек имели несколько хронических заболеваний одновременно. По результатам лабораторных исследований установлено, что у 53 (36,6%) заболевших были выявлены респираторные вирусы, значительную часть которых составляли вирусы гриппа (32 случая; 60,4%). Это позволяет предположить наличие значимого влияния соматического состояния пациента на развитие ТОРИ, однако данный вопрос нуждается в дальнейшем изучении.

Пациентов, включенных в исследование, госпитализировали с различными заболеваниями верхних и нижних дыхательных путей. Наиболее часто (52,9%) был поставлен диагноз J06 (острые инфекции верхних дыхательных путей множественной и неуточненной локализации), с меньшей частотой — J18 (15,9%), J20.9 (12,7%), J44 (7,5%), J00 (5,5%), J45.8 (5,5%). Вирусы гриппа и респираторные вирусы достоверно чаще выделяли у больных ТОРИ с диагнозами «острая инфекция верхних дыхательных путей» (64,8%) и «острый бронхит» (17,6%).

Среди пациентов с диагнозом «пневмония» доля лиц, у которых была установлена вирусная этиология заболевания, составила 10% (p < 0,05).

Вирусы гриппа и респираторные вирусы выявляли из биоматериала от больных ТОРИ на протяжении всего исследования, пик детекции зарегистрирован на 9-10-й неделе 2018 г. Длительность периода активной циркуляции вирусов гриппа в популяции зависела от их типа и варьировала от 5 до 14 нед.

Наиболее длительный период циркуляции отмечен у вируса гриппа А. Так, РНК вируса гриппа A(HlNl)pdm09 выявляли на протяжении 14 нед., пик приходился на 9-ю неделю 2018 г. Максимальная доля положительных находок РНК вируса гриппа A(HlNl)pdm09 составила 15% от общего количества обследованных в неделю. РНК вируса гриппа A(H3N2) выделяли на протяжении лишь 5 нед., пик приходился на 13-ю неделю года, а максимальная доля положительных находок составила 9,3% от общего количества обследованных в неделю. Период циркуляции вируса гриппа В линии Ямагата по сравнению с периодом циркуляции вируса гриппа A(HlNl)pdm09 был менее длительным — 9 нед., пик регистрации приходился на 12-ю неделю, однако максимальная частота детекции вируса гриппа В была в 2 раза больше по сравнению с вирусом A(HlNl)pdm09 и составила 31,7% от общего количества обследованных на неделе пика.

Среди респираторных вирусов наиболее активная циркуляция отмечена у респираторно-синцитиального вируса (период циркуляции составил 14 нед., пик выявляемости — 8-9-я неделя года), риновируса (период циркуляции 11 нед., пик выявляемости — 20-я неделя года) и метапневмовируса (период циркуляции 10 нед, пик выявляемости — 11-я неделя года). Вирусы парагриппа и аденовирусы, несмотря на длительную циркуляцию (12 нед., пик выявляемости — 10-11-я неделя года), не имели значимого распространения у пациентов с ТОРИ. Максимальная доля положительных находок составила 9,4% от общего количества обследованных в неделю. Коронавирус и бокавирус регистрировали в небольшом количестве в разные недели исследования.

Молекулярно-генетическая характеристика вирусов гриппа

Вирусы гриппа, исследованные молекулярно-генетическим методом, были выделены как от детей (68 образцов; 78,2%), так и от взрослых (19 образцов; 21,8%) с клиническими диагнозами:

• J06 — 68 человек (78,2%);
• J18 — 10 человек (11,5%);
• 9 — 6 человек (6,
• J44 — 3 человека (3,4

Все исследованные вирусы гриппа A(HlNl) pdm09 принадлежали к клайду 6В.1, несли характерные аминокислотные замены в гемагглютинине S84N, S162N (с приобретением потенциального сайта гликозилирования) и I216T и были подобны вакцинному штамму A/Michigan/45/2015. По данным филогенетического анализа, большая часть исследованных вирусов формировала единый кластер, характеризуемый заменами в антигенных сайтах Cb (S74R, I295V) и Sa (S164T). Вместе с тем среди вирусов гриппа A(HlNl)pdm09, поступивших для исследования, был обнаружен вирус A/Ekaterinburg/RII-4693S/2018, содержащий замены V321I в первой субъединице гемагглютинина и I77L, 19IV и S207G — во второй. Функциональное значение данных замен не известно. Следует отметить, что вирусы, образующие данную подгруппу на филогенетическом дереве по гену гемагглютинина, также группируются и по результатам анализа гена нейраминидазы (данные не приведены). В нейраминидазе этих вирусов обнаружена замена S70N, приводящая к потере потенциального сайта гликозилирования. Вирусы гриппа A/Ekaterinburg/ RII-4770S/2018 и A/Ekaterinburg/RII-4773S/2018 относятся к генетическому кластеру с характерной заменой S183P в гемагглютинине, на долю которого пришлось около 33% исследованных российских вирусов гриппа А(НINI)pdm09 (рис. I).

 

 

Вирусы гриппа A(H3N2), циркулировавшие в России в эпидемический сезон 2017-2018 гг. были представлены тремя генетическими клайдами: ЗС.2а1В, ЗС.2а2 и ЗС.2аЗ (рис. 2). Вирусы гриппа A(H3N2) из Екатеринбурга принадлежали к клайдам ЗС.2а2 (A/Ekaterinburg/RII-4717S/2018, A/Ekaterinburg/RII-4740S/2018) и ЗС.2аЗ (A/Ekaterinburg/ RII-4774S/2018). Представителей клайда ЗС.2а1В, подобных рекомендованному вакцинному штамму A/Singapore/INFIMH-16-0019/2016, среди вирусов из Екатеринбурга не выявлено. Вирус клайда 3C.2a3 из Екатеринбурга, помимо стандартных аминокислотных замен N121K и S144K в антигенном сайте A, содержал дополнительный набор замен: T135K (с потерей потенциального сайта гликозилирования), R150K и R261Q.

 

 

Исследованные вирусы гриппа В относились к линии Ямагата, клайду 3. Вирус гриппа В/Ekaterinburg/RII-472зS/2018 отличался от референс-штамма B/Phuket/3073/2013 двумя аминокислотными заменами в гене гемагглютинина M251V и L172Q (рис. 3).

 

 

Несмотря на имеющиеся особенности, существенной связи между тяжестью заболевания пациентов и выделенными вирусами гриппа на данном этапе исследования не обнаружено.

Обсуждение

Изучение роли вирусов гриппа в развитии ТОРИ в Екатеринбурге в эпидемический сезон 2017-2018 гг. подтвердило их высокую клиническую значимость.

Так, по результатам исследования установлено, что в более чем половине случаев ТОРИ обусловлены вирусами, среди которых значительную долю составляют вирусы гриппа. Случаи ТОРИ чаще регистрировались среди детей младшей возрастной группы и были обусловлены вирусом гриппа В линии Ямагата и вирусом гриппа A(H1N1)pdm09. Наряду с вирусами гриппа у пациентов с ТОРИ достаточно часто выделяют и другие респираторные вирусы, такие как респираторно-синцитиальный вирус, риновирус и метапневмовирус, на что также указывают авторы аналогичных исследований [4, 10, 12].

Необходимо отметить, что 36,1% пациентов с ТОРИ имели сопутствующую соматическую патологию (сердечно-сосудистые заболевания, ХОБЛ, бронхиальная астма, сахарный диабет и др.). Частота детекции вирусов гриппа у них составила 60,4% от числа положительных результатов исследования. Однако наиболее значимое влияние вирусов гриппа на тяжесть клинического процесса респираторной инфекции отмечено среди пациентов отделения реанимации. Так, значительная часть случаев госпитализации пациентов с ТОРИ в отделение реанимации была обусловлена наличием у них гриппозной инфекции в сочетании с сопутствующей соматической патологией (сердечно-сосудистые заболевания, ХОБЛ, бронхиальная астма, новообразования, заболевания почек и печени). Отсутствие у пациентов с тяжелой соматической патологией вакцинации против гриппа в месяцы, предшествующие эпидемическому подъему заболеваемости гриппом, необходимо рассматривать как дополнительный фактор, влияющий на вероятность развития ТОРИ.

При анализе детекции вирусов гриппозной и негриппозной этиологии отмечено, что достоверно чаще вирусы определяли у больных ТОРИ с такими диагнозами, как острая инфекция верхних дыхательных путей и острый бронхит (64,8 и 17,6% соответственно), чем у пациентов с диагнозом «пневмония», у которых вирусы выделяли лишь в 10% случаев, что позволяет предположить более значимую роль бактериальных агентов в этиологии пневмоний.

По данным Национального центра по гриппу ВОЗ при ФГБУ «НИИ гриппа им. А.А. Смородинцева» Минздрава России, антигенный и генетический анализ вирусов гриппа A(H1N1)pdm09 и A(H3N2), циркулировавших в сезон 2017-2018 гг., показал, что все исследованные вирусы гриппа А по структуре поверхностных генов соответствовали штаммам, рекомендованным для включения в состав вакцин в сезон 2017-2018 гг. Вместе с тем во внутренних генах циркулирующих вирусов был обнаружен ряд замен, что соответствует данным, полученным в Екатеринбурге [7]. Ситуация по гриппу В была противоположной, поскольку в России доминировали вирусы гриппа В разновидности Ямагата, в то время как в вакцину был включен штамм В/Brisbane/60/2008 викторианской разновидности.

Об авторах

Александр Викторович Алимов

к.м.н., руководитель ЕНИИВИ ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора, 620030, Екатеринбург, Россия

Email: virus@eniivi.ru
ORCID iD: 0000-0003-0511-9409

Светлана Сергеевна Смирнова

к.м.н., рук. УралоСибирского научно-методического центра по профилактике инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи, ЕНИИВИ ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора, 620030, Екатеринбург; доц. каф. эпидемиологии ФГБОУ ВО УГМУ, 620028, Екатеринбург, Россия

Email: virus@eniivi.ru
ORCID iD: 0000-0002-9749-4611

Евгения Викторовна Леленкова

врач-эпидемиолог, ЕНИИВИ ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора, 620030, Екатеринбург, Россия

Автор, ответственный за переписку.
Email: lelenkova_ev@eniivi.ru
ORCID iD: 0000-0003-2004-0977

Александр Юрьевич Маркарян

к.б.н., с.н.с. лаб. респираторных вирусных инфекций ЕНИИВИ ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора, 620030, Екатеринбург, Россия

Email: virus@eniivi.ru
ORCID iD: 0000-0002-7286-6079

Иван Владимирович Вялых

к.в.н., зав. лаб. трансмиссивных вирусных инфекций ЕНИИВИ ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора, 620030, Екатеринбург, Россия

Email: virus@eniivi.ru
ORCID iD: 0000-0002-3123-8359

Владислав Константинович Веревщиков

к.м.н., доц. каф. инфекционных болезней и клинической иммунологии ФГБОУ ВО УГМУ, 620028, Екатеринбург, Россия

Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-6039-6500

Андрей Борисович Комиссаров

зав. лаб. молекулярной вирусологии ФГБУ «НИИ гриппа им. А.А. Смородинцева», 197376, Санкт-Петербург, Россия

Email: andrey.komissarov@influenza.spb.ru
ORCID iD: 0000-0003-1733-1255

Анна Адольфовна Соминина

д.м.н., проф., зав. лаб. изучения факторов риска при гриппе и ОРВИ ФГБУ «НИИ гриппа им. А.А. Смородинцева», 197376, Санкт-Петербург, Россия

Email: anna.sominina@influenza.spb.ru
ORCID iD: 0000-0001-9671-0629

Список литературы

Дополнительные файлы