Введение

Грипп — высококонтагиозное заболевание, вызываемое вирусом гриппа, которое может привести к тяжелым осложнениям, таким как пневмония, а в некоторых случаях к летальному исходу, особенно в группах населения повышенного риска. Сезонные вирусы гриппа типа А и В вызывают ежегодные вспышки заболевания, а иногда и пандемии. Вирус гриппа обладает высокой генетической изменчивостью, что приводит к появлению мутантов с новыми антигенными свойствами.

С началом пандемии COVID-19 в марте 2020 г. в мире резко снизилась циркуляция всех сезонных респираторных вирусов, за исключением риновирусов. В 2020—2021 гг. активность гриппа была значительно ниже межсезонных норм с очень низким уровнем выявления вирусов гриппа А и/или В. По-видимому, из-за более низкого репродуктивного числа (R0) вируса гриппа по сравнению с SARS-CoV-2 и явления вирусной интерференции строгие противоэпидемические меры оказывали гораздо более существенное влияние на снижение циркуляции вирусов гриппа [1].

В связи с этим возникла сложная ситуация с принятием решений о составе сезонной вакцины, поскольку намного меньшее количество штаммов вирусов гриппа было генетически охарактеризовано в мире, а в период 2020—2021 гг. наблюдалось возникновение и распространение новых антигенных групп вирусов гриппа А/H3N2 и гриппа В [2, 3].

Вирус гриппа и SARS-CoV-2 схожи по своей способности поражать дыхательные пути человека. Были зарегистрированы случаи коинфекции, приводящей к значительной заболеваемости и смертности [4].

Непредсказуемость течения эпидемического сезона по гриппу, возникшая вследствие пандемии COVID-19, постоянная угроза пандемии гриппа, быстрая диверсификация и эволюция вируса гриппа, а также опасность его социркуляции с SARS-CoV-2 требуют тщательного мониторинга вируса гриппа.

В связи с этим получение информации о генетической изменчивости и других свойствах циркулирующих вирусов гриппа крайне важно для эпидемиологического анализа и прогноза.

Цель исследования — сравнительный анализ вирусов гриппа, выделенных от первых и тяжелых случаев, в эпидемических сезонах до и во время пандемии COVID-19 в России.

Материал и методы

В настоящей работе проведен сравнительный анализ результатов мониторинга циркуляции вирусов сезонного гриппа, полученных в 2019—2023 гг.

Исследование клинического материала (мазков из носоглотки) и аутопсийных материалов одобрено этическим комитетом IRB 00001360 ФБУН «ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора (ГНЦ ВБ «Вектор»). Пробы были собраны в территориальных лечебных учреждениях после получения письменного информированного согласия от пациентов или их близких родственников в соответствии с законодательством Российской Федерации.

ПЦР-диагностика исходного материала на наличие РНК вируса гриппа проводилась в лабораториях территориальных центров гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора [5]. Затем проводилось подтверждающее тестирование в ГНЦ ВБ «Вектор» методом ПЦР в режиме реального времени.

Полногеномное секвенирование выявленных вирусов гриппа проводили на базе ГНЦ ВБ «Вектор» на платформе Illumina MiSeq.

Вирусы сезонного гриппа были выделены в культуре клеток MDCK из мазков из носоглотки или фрагментов органов (трахеи, бронхов или легких). Антигенную характеризацию изолированных вирусов сезонного гриппа проводили с помощью реакции торможения гемагглютинации (РТГА) с эритроцитами индейки [6] с использованием референсных вакцинных вирусов и антисывороток хорьков, любезно предоставленных Всемирным центром по гриппу, сотрудничающим центром ВОЗ по справочным данным и исследованиям гриппа, Институтом Фрэнсиса Крика (Лондон).

Чувствительность изолированных вирусов сезонного гриппа к ингибиторам нейраминидазы, осельтамивиру и занамивиру проверяли с использованием флуоресцентного анализа ингибирования нейраминидазы с субстратом 2’-(4-метилумбеллиферил)-альфа-D-N-ацетилнейраминовой кислоты (MUNANA) [7].

Результаты

Последний перед пандемией COVID-19 эпидемический сезон гриппа 2019—2020 гг. в России характеризовался такой же относительно умеренной интенсивностью циркуляции, как и предшествующий. После начала пандемии в сезоне 2020—2021 гг. вирус гриппа практически отсутствовал в циркуляции в России. Циркуляция вируса гриппа возобновилась в сезоне 2021—2022 гг. и продолжилась в сезоне 2022—2023 гг.

Сезон 2019—2020 гг.

Сезон гриппа в 2019—2020 гг. в России характеризовался заболеваемостью гриппом, сходной с эпидемическим сезоном 2018—2019 гг., и низкой общей смертностью [8]. В эпидемическом сезоне 2019—2020 гг. в России наблюдалась социркуляция вирусов гриппа A/H1N1pdm09 и гриппа B при значительно меньшей доле вируса гриппа A/H3N2 [9].

В ГНЦ ВБ «Вектор» были исследованы клинические образцы вируса гриппа от 553 случаев заболевания в эпидсезоне 2019—2020 гг., в том числе пробы от 62 летальных случав. Наличие вируса гриппа было подтверждено для 434 образцов, в том числе для 56 проб от летальных случаев.

Среди подтвержденных образцов 39% пришлось на вирусы гриппа A/H1N1pdm09 (171 образец, из них 45 летальных), 8% — на вирусы гриппа A/H3N2 (33 образца, из них 3 летальных) и 53% — на вирусы гриппа В (230 проб, из них 8 летальных). Из 56 подтвержденных летальных случаев 80,35% были определены как вирусы гриппа A/H1N1pdm09, 5,35% — вирусы гриппа A/H3N2 и 14,3% — вирусы гриппа B.

Было выделено и исследовано 105 изолятов вирусов гриппа: 44 изолята вируса гриппа А/H1N1pdm09, 10 изолятов вируса гриппа А/H3N2 и 51 изолят вируса гриппа B. С использованием метода секвенирования нового поколения (Illumina MiSeq) было проведено секвенирование первичного материала и изолятов от 138 случаев гриппа.

Следует отметить, что в эпидемическом сезоне 2019—2020 гг. из 73 образцов, полученных от случаев гриппа среди привитых (17 — A/H1N1pdm09; 3 — A/H3N2; 53 — B), не было ни одного случая с летальным исходом. Эти данные указывают на эффективность вакцинации для защиты населения от заболевания гриппом и возникающих на его фоне осложнений, особенно это касается гриппа субтипа A/H1N1pdm09.

Вирусы гриппа A/H1N1pdm09

В ГНЦ ВБ «Вектор» с использованием полногеномного секвенирования было проанализировано 54 вируса гриппа A/H1N1pdm09, включая 16 вирусов от летальных случаев. Дополнительно таргетным секвенированием были проанализированы образцы от 12 летальных случаев.

Филогенетический анализ 48 вирусов гриппа A/H1N1pdm09, для которых была получена полная последовательность генов гемагглютинина (HA), показал, что все изученные вирусы принадлежат к кладе 6B.1, как и вакцинный штамм 2019—2020 гг. A/Brisbane/02/2018. Тем не менее вакцинный штамм 2019—2020 гг. был в субкладе 6В.1А1, тогда как исследованные нами вирусы относились к субкладе 6B.1A5. В эту же субкладу (1А5) входил вакцинный штамм эпидемического сезона 2020—2021 гг. A/Guangdong-Maonan/SWL1536/2019 (H1N1)pdm09. 15% исследованных нами вирусов имели ряд дополнительных мутаций в НА, включая N156K, и были классифицированы в субкладу 6В.1А.5а.2. Всего в России в эпидемическом сезоне 2019—2020 гг. среди всех вирусов H1pdm09 было выявлено 12,4% таких штаммов (GISAID EpiFlu).

Исследованные нами вирусы без мутации N156K были антигенно близки вакцинным штаммам A/Brisbane/02/2018 и A/Michigan/45/2015. Вирусы с заменой N156K значительно отличались по антигенным свойствам от штамма A/Michigan/45/2015.

В рекомендациях ВОЗ по составу вакцины для Южного полушария на 2021 г. было отмечено, что среди вирусов субтипа A/H1N1pdm09, циркулировавших с декабря 2019 г., значительно увеличилась доля вирусов, содержащих мутацию 156К в НА [10]. Данные вирусы продемонстрировали быстрое появление в циркуляции (особенно в США и Океании); глобальное распространение; значительный антигенный дрейф относительно основных клад, циркулировавших в мире с 2009 г.; снижение ингибирования поствакцинальной сывороткой человека и снижение эффективности вакцины на основе вирусов, не содержащих мутацию 156К. Основываясь на собранных эпидемиологических и вирусологических данных, ВОЗ было принято решение о замене A/H1N1pdm09-компонента в составе вакцины для Южного полушария на 2021 г. штаммами, имеющими в гемагглютинине аминокислотную замену 156K (A/Victoria/2570/2019 для вакцин на основе куриных эмбрионов и A/Wisconsin/588/2019 для культуральных вакцин). Впоследствии данные штаммы были одобрены ВОЗ и для Северного полушария на 2021—2022 гг. [10, 11].

Мутации D222G/N в гене HA A/H1N1pdm09

Известно, что мутации D222G и D222N в рецептор-связывающем домене HA вируса A/H1N1pdm09 ассоциированы с тяжелым течением заболевания или летальным исходом. Эти мутации повышают тропизм вируса к клеткам нижних отделов дыхательного тракта человека, что увеличивает вероятность развития вирусной пневмонии.

В эпидемическом сезоне 2019—2020 гг. было проведено углубленное исследование полиморфизма 222D/G/N вирусов A/H1N1pdm09 с применением таргетного NGS-анализа. В 26% образцов от летальных случаев А/H1N1pdm09 выявлено наличие мутаций D222G/N. 15% из них содержали мутации D222G/N в мажорном варианте (доля вирусов с мутацией в образце >50%), 11% образцов содержали вирус с минорным вариантом мутации в пропорции более 1% (1—28%). Следует отметить, что во всех исследованных случаях был поставлен диагноз пневмонии, 56% случаев относились к группам риска (по критериям ВОЗ).

Впервые в России было показано присутствие мутации D222G в мажорном варианте в мазках от выздоровевших пациентов, которые с высокой вероятностью заразились вирусом гриппа A/H1N1pdm09 от людей с летальным исходом заболевания. Ранее в России эти мутации в мажорном варианте обнаруживались только в летальных случаях [8, 12].

Оценка содержания полиморфизма 222D/G/N в вирусах А/H1N1pdm09 в разных отделах дыхательной системы показала увеличение доли мутаций D222G/N в нижних отделах дыхательных путей по сравнению с верхними отделами.

Было выявлено одновременное присутствие двух мутаций — D222G и D222N во всех случаях мажорного присутствия одной из мутаций. В предыдущих исследованиях было показано, что смесь 222D/G/N в разных комбинациях часто встречалась в тяжелых и летальных случаях [8, 12—14]. Социркуляция полиморфных вариантов в популяции квазивидов вируса может привести к быстрой адаптации. Это, вероятно, может повышать тяжесть течения болезни [15]. Популяции квазивидов, состоящие из вирусов дикого типа и вирусов с мутациями D222G/N, могут быть более трансмиссивными, чем популяции со 100% содержанием мутаций D222G/N, поскольку смешанный вирус сможет использовать разные рецепторы для поражения как верхних, так и нижних отделов дыхательных путей.

Вирусы гриппа A/H3N2

Был проведен филогенетический анализ вируса гриппа A/H3N2 от 15 случаев заболевания. Все исследованные вирусы гриппа A/H3N2 принадлежали кладе 3С.2А1b и антигенно отличались от вакцинного штамма для 2019—2020 гг. A/Kansas/14/2017 (клада 3С.3а).

При этом молекулярно-генетический анализ показал близкое генетическое сходство выявленных вирусов гриппа А/H3N2 с вакцинным штаммом A/Hong Kong/2671/2019 (субклада 3С.2a1b), рекомендованным ВОЗ для эпидсезона 2020—2021 гг. Сравнение геномов вирусов гриппа А/H3N2 с вакцинным штаммом A/Hong Kong/2671/2019 выявило несколько аминокислотных замен в антигенных сайтах HA, которые могут быть ассоциированы с антигенным дрейфом и изменением антигенных свойств.

Среди исследованных образцов А/H3N2 был выявлен вирус (A/Amur/1V/2020) с укороченным на 7 аминокислот концом белка NS1, который в результате данной делеции утратил PDZ-связывающий домен. Известно, что PDZ-связывающий домен играет существенную роль в патогенезе, а его отсутствие, соответственно, приводит к снижению патогенных свойств вируса.

Вирусы гриппа B

Был проведен анализ вирусов гриппа B от 69 случаев заболевания. Было показано, что все выявленные вирусы принадлежат генетической линии В/Victoria. Вирусов В/Yamagata обнаружено не было.

Согласно результатам филогенетического и молекулярно-генетического анализа, все исследованные вирусы B/Victoria относились к кладе V1A.3 в отличие от вакцинного штамма 2019—2020 гг. B/Colorado/06/2017 из клады V1A.1. Более близкое генетическое сходство у большинства штаммов наблюдалось с вакцинным штаммом 2020—2021 гг. B/Washington/02/2019.

Было выявлено три вируса с рядом дополнительных замен в НА по сравнению с B/Washington/02/2019, включая N150K, которые были отнесены к субкладам V1A.3a и V1A.3a.1.

Большая часть исследованных в РТГА вирусов отличалась от вакцинного штамма B/Colorado/06/2017, но была сходна с референс-штаммом B/Novosibirsk/ 04/2019 из клады V1A.3.

Лекарственная устойчивость

В эпидемическом сезоне не было выявлено вирусов с лекарственной устойчивостью к осельтамивиру, занамивиру и балоксавиру марбоксилу.

Сезон 2020—2021 гг.

В сезоне 2020—2021 гг. на фоне пандемии COVID-19 наблюдалась беспрецедентно низкая спорадическая циркуляция гриппа. Эпидемический порог не был достигнут ни в одной стране, а выявление сезонного гриппа было ниже, чем до пандемии [16].

Сезон 2021—2022 гг.

Циркуляция гриппа в России возобновилась в сезоне 2021—2022 гг. с широким распространением вирусов A/H3N2 новой антигенной группы и спорадическим выявлением вирусов гриппа B и A/H1N1pdm09.

В ГНЦ ВБ «Вектор» были исследованы клинические образцы от 854 случаев заболевания гриппом А и B. Из подтвержденных случаев 97,8% были определены как вирусы гриппа A/H3N2, 1,9% — вирусы гриппа B и 0,3% — вирусы гриппа A/H1N1pdm09.

Большинство (72%) зарегистрированных заболеваний приходилось на детей в возрасте до 17 лет. Также высокий процент заболеваемости гриппом (20%) был выявлен среди детей до 5 лет. Высокая детская заболеваемость гриппом, наблюдаемая в сезоне 2021—2022 гг., может быть отчасти связана с ограничением формирования иммунитета в условиях крайне низкой циркуляции гриппа с мая 2020 г. до начала сезона 2021—2022 гг.

Было подтверждено 12 летальных случаев, среди которых 11 случаев гриппа A/H3N2 и один случай коинфекции гриппа B и SARS-CoV-2 [17].

Было проведено секвенирование первичного материала и изолятов от 99 случаев заболевания гриппом: 90 случаев — A/H3N2, 2 случая — A/H1N1pdm09, 7 случаев — грипп B. Всего было получено 78 полных геномов вируса гриппа.

Вирусы гриппа A/H3N2

Большинство (72%) случаев заболевания гриппом A/Н3N2 относились к детской возрастной категории до 17 лет.

Филогенетический и молекулярно-генетический анализ вирусов гриппа A/H3N2 показал, что в отличие от вакцинного штамма 2021—2022 гг. A/Cambodia/E0826360/2020 из субклады 3С.2a1b.2a1 все 90 исследованных вирусов относились к новой субкладе 3C.2a1b.2a2 (референсный штамм — A/Bangladesh/10006/2020). Мутации в HA, характерные для данной группы, включают замены Y159N, T160I (приводящие к потере сайта гликозилирования) и замены L164Q, G186D и D190N.

Большинство исследованных в ГНЦ ВБ «Вектор» вирусов A/H3N2 (89%) имели дополнительные мутации в НА: 53G, 156S и группу мутаций I25V, R201K, S219Y, характерных для вирусов, циркулирующих в России [18]. Все протестированные нами в РТГА вирусы были антигенно сходны с вакцинным штаммом A/Darwin/9/2021, рекомендованным для сезона 2022—2023 гг. в Северном полушарии [19, 20], в то время как 75% исследованных нами штаммов отличались антигенно от штамма A/Cambodia/E0826360/2020.

Среди 11 проанализированных случаев гриппа A/H3N2 с летальным исходом в 7 случаях были обнаружены мутации I25V, R201K, S219Y, характерные для циркулирующих в России штаммов A/H3N2. Дополнительных мутаций, которые могут быть связаны с повышенной патогенностью, у вирусов от случаев с летальным исходом обнаружено не было. Среди 11 летальных случаев не было привитых, а 7 из 11 случаев относились к группе риска по возрастному фактору.

Широкое распространение вирусов A/H3N2 группы 2а2 (Бангладеш) в мире и доминирование в России в 2021—2022 гг. в условиях социркуляции с SARS-CoV-2 и на фоне мер по контролю пандемии COVID-19 может быть связано с хорошей приспособляемостью вируса, в частности с наличием мутаций в НА, которые потенциально могут влиять на антигенные свойства, рецепторное связывание, трансмиссивность этих вирусов. С помощью метода компьютерного моделирования нами было показано, что мутации в НА, имеющиеся в вирусах A/H3N2, циркулировавших в 2021—2022 гг., могут приводить к увеличению сродства НА к α2,6-связанным сиаловым рецепторам вируса гриппа. Требуются дальнейшие экспериментальные исследования для проверки полученных данных моделирования.

Вирусы гриппа A/H1N1pdm09

В сезоне 2021—2022 гг. вирусы гриппа A/H1N1pdm09 в России выявлялись спорадически. На базе ГНЦ ВБ «Вектор» было проведено секвенирование только для двух вирусов гриппа A/H1N1pdm09. Филогенетический анализ показал, что они принадлежат кладе 6B.1A.5a с характерными заменами в N129D, T185I и N260D. При этом один из вирусов, A/Moscow/154-161V/2021, относился к субкладе 5а1 с характерными заменами в НА D187A и Q189E, а другой вирус, A/Khmao/182-14V/2021, относился к субкладе 5а2 с характерными заменами в HA K130N, N156K и L161I. В вирусе A/Khmao/182-14V/2021 были выявлены дополнительные мутации A186T, Q189E, E224A, R259K и K308R, отличающие его от вакцинного штамма A/Victoria/2570/2019. Филогенетический анализ показал, что A/Khmao/182-14V/2021 принадлежит к новой группе A/H1N1pdm09 с A/Sydney/5/2021 в качестве вакцинного штамма [20].

Вирусы гриппа B

Все исследованные вирусы гриппа В принадлежали субкладе 1A.3a2 генетической линии B/Victoria (с характерными заменами A127T, P144L и K203R). К этой же субкладе относился вакцинный штамм для Южного полушария 2022 г. B/Austria/1359417/2021. Было показано антигенное отличие циркулирующих в России штаммов гриппа B от вакцинного штамма для Северного полушария для сезона 2021—2022 гг. B/Washington/02/2019. В одном летальном случае выявлена коинфекция вируса гриппа B/Volgograd/202-a104V/2021 и SARS-CoV-2. В геноме вируса B/Volgograd/202-a104V/2021 не было обнаружено мутаций, связанных с повышенной патогенностью.

Вирусов генетической линии B/Yamagata обнаружено не было.

Лекарственная устойчивость

Все проанализированные нами в России в сезоне 2021—2022 гг. штаммы вирусов гриппа А и В являлись чувствительными к действию лекарственных антинейраминидазных препаратов и балоксавира марбоксила.

Сезон 2022—2023 гг.

В сезоне 2022—2023 гг. в ГНЦ ВБ «Вектор» были получены и исследованы клинические образцы от 780 случаев заболевания гриппом А и B. Был выявлен генетический материал 563 вирусов гриппа A/H1N1pdm09 (72,2%), 22 вирусов гриппа A/H3N2 (2,8%), 195 вирусов гриппа В (25,0%). Всего секвенировано 224 генома вирусов гриппа (из них 163 — A/H1N1pdm09; 5 — A/H3N2; 56 — В). В ходе проведенного нами исследования не было выявлено случаев гриппа с летальным исходом среди привитых.

Интересно, что после начала пандемии COVID-19 первым в широкую циркуляцию вышел A/H3N2 в эпидемическом сезоне 2021—2022 гг., затем A/H1N1pdm09 в эпидемическом сезоне 2022—2023 и в конце того же сезона — вирус гриппа B.

Вирусы гриппа A/H1N1pdm09

После возобновления циркуляции вирусов A/H1N1pdm09 в сезоне 2022—2023 гг. доминировала новая антигенная группа — 6В.1А.5а.2, в которой были выявлены две подгруппы: 6В.1А.5а.2а и 6В.1А.5а.2а.1. В России доминировала подгруппа 6В.1А.5а.2а. В Северном полушарии обе подгруппы были представлены примерно в равных пропорциях. При этом в целом в Северном полушарии доминировал вирус гриппа A/H3N2, тогда как в России преобладал A/H1N1pdm09.

Филогенетический анализ 160 вирусов A/H1N1pdm09 показал, что 159 вирусов принадлежали субкладе 5a.2a, один вирус принадлежал субкладе 5a.2a.1. Антигенная характеризация в РТГА с хорьковыми сыворотками вирусов A/H1N1pdm09, выделенных в сезоне 2022—2023 гг., показала, что подавляющее большинство изолятов клады 5a.2a и изолят клады 5a.2a.1 были антигенно сходны с вакцинными штаммами 2022—2023 гг. A/Victoria/2570/2019 и A/Wisconsin/588/2019 из клады 5a.2, что указывает на то, что аминокислотные замены, накопленные в циркулирующих в настоящее время субкладах, не приводят к заметным изменениям антигенных свойств по сравнению с генетической группой 5a.2. Тем не менее, по данным ВОЗ, наблюдалось некоторое снижение перекрестной реактивности сывороток крови людей, вакцинированных антигеном 5а.2, при постановке РТГА с вирусами, циркулировавшими в мире в 2022—2023 гг. [20].

Следует отметить, что вирусы гриппа A/H1N1pdm09 сезона 2022—2023 гг. генетически и антигенно отличались от вирусов, циркулировавших до пандемии COVID-19, включая вакцинный штамм 2020—2021 гг. клады 5а.1.

Мутации D222G/N в гене HA A/H1N1pdm09

В эпидемическом сезоне 2022—2023 гг. 163 вируса A/H1N1pdm09 были исследованы на наличие полиморфизма D222G/N. В 28 случаях заболевания A/H1N1pdm09 были обнаружены аминокислотные замены D222G/N в положении 222 HA в мажорном варианте. В 26 случаях была выявлена замена D222N, в двух случаях — замена D222G. В 13 образцах NGS-анализ выявил наличие мутаций D222G/N в минорном варианте с частотой от 1% до 31,5%. Совместное выявление мутаций D222G и D222N (5% и более обеих мутаций) наблюдалось в 9 образцах из 41 с полиморфизмом, что соответствует 22%.

Вирусы гриппа A/H3N2

В сезоне 2022—2023 гг. вирусы A/H3N2 в России выявлялись спорадически, несмотря на их доминирование в 2021—2022 гг. В этом сезоне в мире произошла значительная диверсификация клады 2 вируса A/H3N2 на генетические субклады с разной степенью антигенного сходства между собой. Наиболее распространенные в мире субклады были выявлены и в России, в том числе в наших исследованиях: субклады 2b, 2а.1b и 2a.3a.1. В этих субкладах была выявлена мутация в позиции I140K/M, которая может давать вирусу антигенное преимущество.

За эпидемический сезон 2022—2023 гг. нами выделен только один вирус гриппа А/H3N2, который принадлежал генетической кладе 2b и хорошо распознавался антисывороткой, полученной против размноженного в развивающихся куриных эмбрионах (РКЭ) вакцинного штамма 2022—2023 гг. A/Darwin/09/2021 из клады 2a.

Вирусы гриппа B

После двухгодичного периода крайне низкой циркуляции с конца января 2023 г. значительно увеличилось выявление вируса гриппа В, который постепенно вышел в широкую циркуляцию. Все исследованные в ГНЦ ВБ «Вектор» вирусы гриппа В относились к новой антигенной кладе V1A.3а.2 линии B/Victoria и имели три характерные аминокислотные замены: A127T, P144L и K203R. Исследованные вирусы гриппа B сезона 2022—2023 гг. генетически и антигенно отличались от штаммов, циркулировавших до пандемии COVID-19, но были сходны с вакцинным штаммом для Северного полушария 2022—2023 B/Austria/1359417/2021 и не имели мутаций в НА, ассоциированных с повышенной вирулентностью. Однако часть вирусов содержали мутации возможного антигенного дрейфа и увеличения связывания с α2,6-рецепторами человека. Охарактеризованные вирусы гриппа B были представлены двумя генетическими подгруппами: одна из них имела характерные аминокислотные замены HA E128K, A154E, S208P, а другая — D197E и в ряде случаев R80G и E184K.

Были проанализированы данные 24 случаев заболевания гриппом B/Victoria с летальным исходом. По имеющимся данным, 42% случаев гриппа В с летальным исходом относились к детской возрастной группе (17 лет и младше).

Вирусов гриппа В/Yamagata в сезоне 2022—2023 гг. выявлено не было.

Лекарственная устойчивость

В эпидемическом сезоне нами был выявлен один вирус A/H1N1pdm09, имевший в HA замену R152K и характеризовавшийся сниженной чувствительностью к осельтамивиру. Остальные вирусы характеризовались нормальной чувствительностью к ингибиторам нейраминидазы и балоксавиру марбоксилу.

Обсуждение

Влияние пандемии COVID-19 на циркуляцию вирусов гриппа

Пандемия COVID-19, связанные с ней противоэпидемические меры, совместная циркуляция и вирусная интерференция гриппа и SARS-CoV-2 могли повлиять на сроки эпидемических сезонов и эволюцию вирусов гриппа. После значительного снижения циркуляции вирусов гриппа в 2020—2021 гг. наблюдался умеренно интенсивный эпидемический сезон в 2021—2022 гг. с доминированием A/H3N2. Сезон 2022—2023 гг. характеризовался существенно более высокой интенсивностью и доминированием A/H1N1pdm09 в России.

Беспрецедентно низкий уровень заболеваемости вирусами гриппа в сезоне 2020—2021 гг. и глобальное возобновление их широкой циркуляции в сезоне 2021—2022 гг. ставит вопрос о причинах такой динамики. До пандемии COVID-19 причины сезонности гриппа были не вполне ясны, и предполагалось, что на динамику циркуляции вирусов гриппа влияют такие факторы, как температура, влажность, способ передачи, глобальные транспортные потоки и эпидемиологические факторы [21]. Возобновление циркуляции вирусов гриппа могло стать возможным благодаря нескольким факторам, таким как ослабление мер борьбы с пандемией COVID-19 в 2021 г., появление популяционного иммунитета к SARS-CoV-2, что могло уменьшить интерференцию между SARS-CoV-2 и вирусами гриппа, появление более адаптированного штамма A/H3N2 и, как следствие, его глобальное доминирование, снижение иммунитета к вирусам гриппа в связи с очень низким уровнем их циркуляции в сезоне 2020—2021 гг.

Если посмотреть, как менялись вакцинные штаммы против гриппа за последние 6 лет, можно отметить, что наиболее часто менялся вакцинный штамм гриппа A/H3N2, реже — A/H1N1pdm09 и гриппа B/Victoria. Необходимость изменения вакцинного штамма говорит об антигенной изменчивости вируса. Высокая антигенная изменчивость вирусов A/H3N2 коррелирует с более высокой скоростью накопления мутаций по сравнению с другими вирусами гриппа. Согласно литературным данным, самым изменчивым является вирус A/H3N2, далее следует A/H1N1, затем — B/Victoria [22]. Возможно, такая изменчивость привела к более быстрой адаптации вирусов A/H3N2 к социркуляции с SARS-CoV-2. Также возможно, что все вышедшие в широкую циркуляцию вирусы гриппа являются более адаптированными по сравнению с допандемическими вирусами гриппа.

Тяжелые и летальные случаи

В сезоне 2022—2023 гг. большая часть летальных случаев была вызвана вирусами гриппа А/H1N1pdm09, меньшая часть — вирусами гриппа В. По нашим наблюдениям, эпидемические сезоны, в которых доминирует вирус А/H1N1pdm09, отличаются повышенной тяжестью. При анализе нескольких сезонов замечено, что сезон 2015—2016 гг. и сезон 2022—2023 гг., в которых доминировал А/H1N1pdm09, были схожи по уровню заболеваемости. Однако случаев с летальным исходом в сезоне 2022—2023 гг. было в 2,5 раза меньше. Эта разница может быть связана с информированием населения о мерах по борьбе с SARS-CoV-2, которые также эффективны и против гриппа: соблюдение социальной дистанции и личной гигиены, карантинные меры, специальные меры медпомощи для тяжелобольных пациентов с пневмонией, применение противовирусных препаратов и т.д. Наблюдаемая нами динамика может быть индикатором эффективности принимаемых мер по защите населения от гриппа. Продолжение разработки и эффективное доведение до населения рекомендаций, направленных на предупреждение заболевания сезонным гриппом, будет способствовать дальнейшему улучшению защиты населения от вируса гриппа, что особенно важно для людей, входящих в группу риска, и также особенно актуально для путешествующих по России и за пределами страны.

Мутации D222G/N в А/H1N1pdm09

Поскольку, по нашим наблюдениям, эпидемические сезоны, в которых доминирует вирус A/H1N1pdm09, отличаются повышенной тяжестью, важно определять факторы патогенности вирусов. Так, с тяжелым течением болезни и летальностью ассоциированы мутации D222G/N в гемагглютинине вирусов A/H1N1pdm09 [23].

Согласно результатам анализа встречаемости мутаций D222G/N в трех эпидемических сезонах широкой циркуляции вируса A/H1N1pdm09, в период 2018—2023 гг. был отмечен переход от преимущественного накопления мутации D222G (2018—2019 гг.) к преимущественному накоплению мутации D222N (2022—2023 гг.) и изменение генетического окружения позиции 222 в рецептор-связывающем сайте. Отбор мутации в нижних дыхательных путях человека, возможно, связан с аминокислотными заменами в рецептор-связывающем сайте.

Данные мутации не выявляются в широкой циркуляции. В большинстве случаев мутации D222G/N появляются в результате селекции из полиморфных вирусов гриппа в нижних отделах дыхательного тракта, причем на этапе инфицирования мутации могут отсутствовать или не являться доминирующими.

Способность вируса A/H1N1pdm09 к быстрому накоплению данных мутаций может являться важным фактором патогенности. Эти свойства вируса необходимо учитывать в обеспечении защиты групп риска от заболевания и особенно от пневмонии.

Поскольку мутации D222G/N не меняют антигенные свойства вируса [23], вакцинация будет оставаться эффективной мерой по предотвращению заболеваний гриппом, в том числе вызванных вирусами с данными мутациями.

Выводы

1. Сезон 2019—2020 гг. характеризовался умеренной интенсивностью циркуляции вирусов гриппа, сравнимой с предшествующим эпидемическим сезоном. На фоне пандемии COVID-19 в сезоне 2020—2021 гг. наблюдалось отсутствие значимой циркуляции вирусов гриппа. Циркуляция вирусов гриппа возобновилась в сезоне 2021—2022 гг. и продолжилась в сезоне 2022—2023 гг. на фоне совместной циркуляции с SARS-CoV-2.

2. В сезоне 2019—2020 большинство изученных штаммов А/H1N1pdm09 принадлежали кладе 6В.1А5а, однако было отмечено появление в циркуляции антигенно отличающихся от вакцинного вируса штаммов A/H1N1pdm09 с мутацией 156K в гене гемагглютинина (генетическая группа 6В.1А5А.2). В сезоне 2021—2022 гг. вирус гриппа А/H1N1pdm09 выявлялся спорадически. В эпидемическом сезоне 2022—2023 гг. в России в циркуляции доминировали вирусы A/H1N1pdm09, генетически и антигенно отличающиеся от вирусов А/H1N1pdm09 из клады 6В.1А5а, циркулировавших до пандемии COVID-19. После возобновления циркуляции вирусов A/H1N1pdm09 доминировала новая антигенная группа — 6В.1А.5а.2, в которой были выявлены две подгруппы: 6В.1А.5а.2а и 6В.1А.5а.2а.1. В России доминировала подгруппа 6В.1А.5а.2а. Во всех сезонах со значимой циркуляцией вируса гриппа А/H1N1pdm09 выявлено присутствие мутаций D222G/N в гене HA вируса А/H1N1pdm09 в значительном количестве образцов от случаев с летальным исходом. Эти мутации могут быть фактором повышенной патогенности вирусов А/H1N1pdm09.

3. В сезоне 2019—2020 гг. все исследуемые вирусы гриппа A/H3N2 принадлежали кладе 3С.2А1b, к которой относился вакцинный штамм 2020—2021 гг. A/Hong Kong/2671/2019. Возобновление циркуляции вируса гриппа A/H3N2 после пандемии COVID-19 произошло в сезоне 2021—2022 гг. и сопровождалось распространением вирусов новой антигенной группы, сходной с вакцинным штаммом A/Darwin/9/2021. В сезоне 2022—2023 гг. в мире произошла значительная диверсификация клады 2 вируса A/H3N2 на генетические субклады, из которых наиболее распространенными в России и мире являются субклады 2b, 2а.1b и 2a.3a.1. В этих субкладах были выявлены мутации, способные давать вирусу антигенное преимущество.

4. До пандемии COVID-19 в сезоне 2019—2020 гг. в России преимущественно циркулировали вирусы гриппа В/Victoria клады V1A.3. В сезоне 2021—2022 гг. вирусы гриппа В/Victoria выявлялись спорадически. Циркуляция гриппа В/Victoria в России возобновилась в сезоне 2022—2023 гг. с широким распространением новой антигенной клады V1A.3а.2. Вирусы гриппа В/Yamagata во всех исследованных сезонах выявлены не были.

5. В 2019—2023 гг. нами был выявлен лишь один вирус A/H1N1pdm09 со сниженной чувствительностью к осельтамивиру. Все остальные вирусы были чувствительны к ингибиторам нейраминидазы и балоксавиру марбоксилу.

6. Социркуляция с SARS-CoV-2 и циркуляция в условиях применения противоэпидемических мер может приводить к возникновению более адаптированных вариантов вирусов гриппа, которые необходимо отслеживать и изучать для эпидемиологического анализа и прогноза, а также для разработки и применения эффективных мер по защите населения от гриппа.

7. Данные, полученные как до, так и во время пандемии COVID-19, свидетельствуют об эффективности вакцинации для защиты от заболевания гриппом и возникающих на его фоне осложнений.

Благодарности. Авторы выражают особую благодарность сотрудникам центров гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора за помощь в сборе и анализе образцов вирусов гриппа.

Финансирование работы. Исследование выполнено в рамках государственного задания ФБУН «ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора.

Соблюдение этических стандартов. Исследование клинического материала (мазков из носоглотки) и аутопсийных материалов одобрено этическим комитетом IRB 00001360 Федерального бюджетного учреждения науки «Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН «ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора).

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.