El virus de la influenza A (IAV) es la única especie del género Alphainfluenzavirus de la familia de virus Orthomyxoviridae . [1] Es un patógeno con cepas que infectan a aves y algunos mamíferos , además de causar gripe estacional en humanos. [2] Los mamíferos en los que circulan diferentes cepas de VIA con transmisión sostenida son murciélagos, cerdos, caballos y perros; Ocasionalmente, otros mamíferos pueden infectarse. [3] [4]
El IAV es un virus de ARN envuelto de sentido negativo , con un genoma segmentado. [4] A través de una combinación de mutación y reordenamiento genético , el virus puede evolucionar para adquirir nuevas características, lo que le permite evadir la inmunidad del huésped y ocasionalmente saltar de una especie de huésped a otra. [5] [6]
Los subtipos de IAV se definen por la combinación de las proteínas antigénicas H y N en la envoltura viral ; por ejemplo, " H1N1 " designa un subtipo de IAV que tiene una proteína hemaglutinina (H) de tipo 1 y una proteína neuraminidasa (N) de tipo 1. [7] Casi todas las combinaciones posibles de H (1 a 16) y N (1 a 11) se han aislado de aves silvestres. [8] Existen más variaciones dentro de los subtipos y pueden conducir a diferencias muy significativas en la capacidad del virus para infectar y causar enfermedades, así como en la gravedad de los síntomas. [9] [10]
Los síntomas de la gripe estacional humana suelen incluir fiebre, tos, dolor de garganta , dolores musculares , conjuntivitis y, en casos graves, problemas respiratorios y neumonía que pueden ser mortales. [11] [2] Los seres humanos rara vez pueden infectarse con cepas de influenza aviar o porcina , generalmente como resultado del contacto cercano con animales infectados; Los síntomas varían de leves a graves, incluida la muerte. [12] [13] Las cepas del virus adaptadas a las aves pueden ser asintomáticas en algunas aves acuáticas, pero letales si se propagan a otras especies, como los pollos. [14]
La enfermedad por VIA en aves de corral se puede prevenir mediante vacunación, aunque se prefieren medidas de control de bioseguridad . [15] [16] En humanos, la influenza estacional se puede tratar en sus primeras etapas con medicamentos antivirales . [17] Una red global, el Sistema Mundial de Vigilancia y Respuesta a la Influenza (GISRS, por sus siglas en inglés), monitorea la propagación de la influenza con el objetivo de informar el desarrollo de vacunas tanto estacionales como pandémicas. [18] La red GISRS analiza anualmente varios millones de muestras a través de una red de laboratorios en 127 países. Además de los virus humanos, el SMVRG monitorea los virus de la influenza aviar, porcina y otros virus potencialmente zoonóticos . Las vacunas contra el VIA deben reformularse periódicamente para adaptarse a los cambios del virus. [19]
Virología
Clasificación
Existen dos métodos de clasificación, uno basado en proteínas de superficie (originalmente serotipos ), [20] y otro basado en su comportamiento, principalmente del animal huésped .
Subtipos
Diagrama de nomenclatura de la influenza.
Hay dos proteínas antigénicas en la superficie de la envoltura viral, la hemaglutinina y la neuraminidasa. [21] Los diferentes genomas del virus de la influenza codifican diferentes proteínas hemaglutinina y neuraminidasa. Según su serotipo , existen 18 tipos conocidos de hemaglutinina y 11 tipos de neuraminidasa. [22] [23] Los subtipos de IAV se clasifican según su combinación de proteínas H y N. Por ejemplo, " H5N1 " designa un subtipo de influenza A que tiene una proteína hemaglutinina (H) de tipo 5 y una proteína neuraminidasa (N) de tipo 1. [22] Existen más variaciones dentro de los subtipos y pueden conducir a diferencias muy significativas en el comportamiento del virus. [24]
Por definición, el esquema de subtipificación sólo tiene en cuenta las dos proteínas externas, no las al menos ocho proteínas internas del virus. [25] Casi todas las combinaciones posibles de H (1 a 16) y N (1 a 11) se han aislado de aves silvestres. [26] H17 y H18 solo se han descubierto en murciélagos. [27]
Nomenclatura del virus de la influenza
Debido a la alta variabilidad del virus, la subtipificación no es suficiente para identificar de forma única una cepa del virus de la influenza A. Para describir sin ambigüedades un aislado específico de virus, los investigadores utilizan la nomenclatura del virus de la influenza, [28] que describe, entre otras cosas, el subtipo, el año y el lugar de recolección. Algunos ejemplos incluyen: [29]
A/Río de Janeiro/62434/2021 (H3N2) . [29]
La A inicial indica que el virus es un virus de influenza A.
Río de Janeiro indica el lugar de recogida. 62434 es un número de secuencia de laboratorio. 2021 (o solo 21 ) indica que la muestra se recolectó en 2021. No se menciona ninguna especie, por lo que, de manera predeterminada, la muestra se recolectó de un humano.
(H3N2) indica el subtipo del virus.
A/porcino/Dakota del Sur/152B/2009 (H1N2) . [29]
Este ejemplo muestra un campo adicional antes del lugar: cerdos . Indica que la muestra fue recolectada de un cerdo.
A/California/04/2009 A(H1N1)pdm09 . [29]
Este ejemplo lleva una designación inusual en la última parte: en lugar de un (H1N1) habitual , utiliza A(H1N1)pdm09 . Esto fue para distinguir el linaje del virus pandémico H1N1/09 de los virus H1N1 más antiguos. [29]
Estructura y genética
Estructura del virus de la influenza A
Estructura
El virus de la influenza A tiene un genoma de ARN segmentado, monocatenario y de sentido negativo , encerrado en una envoltura lipídica. La partícula del virus (también llamada virión ) tiene entre 80 y 120 nanómetros de diámetro, de modo que los viriones más pequeños adoptan una forma elíptica; Los viriones más grandes tienen forma filamentosa. [30]
Núcleo: el núcleo central del virión contiene el genoma de ARN viral, que está formado por ocho segmentos separados. [31] La nucleoproteína (NP) recubre el ARN viral para formar una ribonucleoproteína que asume una configuración helicoidal (espiral). Tres proteínas grandes (PB 1 , PB 2 y PA), que son responsables de la transcripción y replicación del ARN, están unidas a cada segmento de RNP viral. [31] [32] [33]
Cápside: la proteína de la matriz M1 forma una capa entre la nucleoproteína y la envoltura, llamada cápside . [31] [32] [33]
Envoltura: la envoltura viral consta de una bicapa lipídica derivada de la célula huésped. Dos proteínas virales; la hemaglutinina (HA) y la neuraminidasa (NA) se insertan en la envoltura y quedan expuestas como púas en la superficie del virión. Ambas proteínas son antigénicas ; El sistema inmunológico de un huésped puede reaccionar ante ellos y producir anticuerpos en respuesta. La proteína M2 forma un canal iónico en la envoltura y es responsable de descubrir el virión una vez que se ha unido a una célula huésped. [31] [32] [33]
genoma
La siguiente tabla presenta un resumen conciso del genoma de la influenza y las funciones principales de las proteínas que están codificadas. Los segmentos se numeran convencionalmente del 1 al 8 en orden descendente de longitud. [34] [35] [36] [37]
Transcripción del ARN mensajero viral: el complejo RdRp transcribe los ARNm virales mediante un mecanismo llamado cap-snatching . Consiste en el secuestro y escisión de pre-ARNm protegidos por el huésped . El ARNm de la célula huésped se escinde cerca de la tapa para producir un cebador para la transcripción del ARNm viral de sentido positivo utilizando el ARN viral de sentido negativo como plantilla. [38] La célula huésped luego transporta el ARNm viral al citoplasma donde los ribosomas fabrican las proteínas virales. [34] [35] [36] [37]
Replicación del ARN viral: la replicación del virus de la influenza, a diferencia de la mayoría de los otros virus de ARN [39] , tiene lugar en el núcleo e implica dos pasos. En primer lugar, RdRp transcribe el genoma viral de sentido negativo en un ARN complementario (ARNc) de sentido positivo, luego los ARNc se utilizan como plantillas para transcribir nuevas copias de ARNv de sentido negativo. Estos se exportan desde el núcleo y se ensamblan cerca de la membrana celular para formar el núcleo de nuevos viriones. [34] [35] [36] [37]
Epidemiología
Evolución e historia
Evolución genética de los virus de la influenza humana y porcina, 1918-2009
Se cree que el reservorio natural predominante de los virus de la influenza son las aves acuáticas salvajes. [40] Se estima que los subtipos del virus de la influenza A divergieron hace 2.000 años. Se estima que los virus de la influenza A y B divergieron de un solo ancestro hace unos 4.000 años, mientras que se estima que el ancestro de los virus de la influenza A y B y el ancestro del virus de la influenza C divergieron de un ancestro común hace unos 8.000 años. [41]
Se pueden encontrar brotes de enfermedades similares a la influenza a lo largo de la historia. El primer registro probable es el de Hipócrates en el año 142 a. C. [42] El historiador Fujikawa enumeró 46 epidemias de enfermedades similares a la gripe en Japón entre 862 y 1868. [43] En Europa y América, se registraron varias epidemias durante la Edad Media y hasta finales del siglo XIX. [42]
Cronología de las pandemias y epidemias de gripe causadas por el virus de la gripe A
En 1918-1919 se produjo la primera pandemia de gripe del siglo XX, conocida generalmente como " gripe española ", que causó entre 20 y 50 millones de muertes en todo el mundo. Ahora se sabe que esto fue causado por un subtipo de influenza A H1N1 inmunológicamente nuevo. [44] La siguiente pandemia tuvo lugar en 1957, la " gripe asiática ", que fue causada por un subtipo de virus H2N2 en el que el genoma se segmenta. La codificación de HA y NA parecía derivar de cepas de influenza aviar mediante recombinación, mientras que el resto del genoma descendía del virus de 1918. [45] La pandemia de 1968 (" gripe de Hong Kong " ) fue causada por un subtipo H3N2 en el que el segmento NA se derivaba del virus de 1957, mientras que el segmento HA se había reagrupado a partir de una cepa de influenza aviar. [45]
En el siglo XXI, surgió una cepa de gripe H1N1 (desde entonces llamada H1N1pdm09 ) que era antigénicamente muy diferente de las cepas H1N1 anteriores, lo que provocó una pandemia en 2009. Debido a su gran parecido con algunas cepas que circulaban en cerdos, se conoció como " Porcina ". gripe " [46]
El virus de la influenza A continúa circulando y evolucionando en aves y cerdos. Casi todas las combinaciones posibles de H (1 a 16) y N (1 a 11) se han aislado de aves silvestres. [26] En junio de 2024, dos cepas de IAV particularmente virulentas, H5N1 y H7N9 , predominan en las poblaciones de aves silvestres. Estos frecuentemente causan brotes en aves de corral domésticas, con infecciones ocasionales en humanos que están en contacto cercano con aves de corral. [47] [48]
Potencial para la pandemia
Los virus de la influenza tienen una tasa de mutación relativamente alta que es característica de los virus de ARN . [49] La segmentación del genoma del virus de la influenza A facilita la recombinación genética mediante el reordenamiento de segmentos en huéspedes que se infectan con dos cepas diferentes de virus de la influenza al mismo tiempo. [50] [51] Con la recombinación entre cepas, una cepa aviar que no afecta a los humanos puede adquirir características de una cepa diferente que le permite infectar y transmitirse entre humanos: un evento zoonótico . [52] Se cree que todos los virus de la influenza A que causan brotes o pandemias entre los humanos desde el siglo XX se originaron a partir de cepas que circulaban en aves acuáticas silvestres mediante recombinación con otras cepas de influenza. [53] [54] Es posible (aunque no seguro) que los cerdos actúen como huéspedes intermediarios para el reordenamiento. [55]
Vigilancia
El Sistema Mundial de Vigilancia y Respuesta a la Influenza (GISRS) es una red global de laboratorios que monitorean la propagación de la influenza con el objetivo de proporcionar a la Organización Mundial de la Salud información sobre el control de la influenza e informar el desarrollo de vacunas. [18] La red GISRS analiza anualmente varios millones de muestras a través de una red de laboratorios en 127 países. [56] Además de los virus humanos, el SMVRG monitorea los virus de la influenza aviar, porcina y otros virus potencialmente zoonóticos .
gripe estacional
Variación estacional de las muertes por influenza o neumonía en 122 ciudades de EE. UU., como proporción de todas las causas. [57]
La temporada de gripe es un período que se repite anualmente y se caracteriza por la prevalencia de un brote de gripe , causado por la gripe A o por la gripe B. La temporada ocurre durante la mitad fría del año en las regiones templadas; De noviembre a febrero en el hemisferio norte y de mayo a octubre en el hemisferio sur. Las temporadas de gripe también existen en los trópicos y subtrópicos , con variabilidad de una región a otra. [58] Anualmente, alrededor de 3 a 5 millones de casos de enfermedades graves y 290.000 a 650.000 muertes por gripe estacional ocurren en todo el mundo. [2]
Hay varias razones posibles para el pico invernal en las regiones templadas:
Durante el invierno, las personas pasan más tiempo en interiores con las ventanas selladas, por lo que es más probable que respiren el mismo aire que alguien que tiene gripe y, por tanto, contraigan el virus. [59]
Los días son más cortos durante el invierno y la falta de luz solar conduce a niveles bajos de vitamina D y melatonina, los cuales requieren luz solar para su generación. Esto compromete nuestro sistema inmunológico, lo que a su vez disminuye la capacidad de combatir el virus. [59]
El virus de la influenza puede sobrevivir mejor en climas más fríos y secos y, por lo tanto, poder infectar a más personas. [59]
El aire frío reduce la capacidad de las membranas nasales para resistir infecciones. [60]
Infecciones zoonóticas
A zoonosis a disease in a human caused by a pathogen (such as a bacterium, or virus) that has jumped from a non-human to a human.[61][62] Avian and pig influenza viruses can, on rare occasions, transmit to humans and cause zoonotic influenza virus infections; these infections are usually confined to people who have been in close contact with infected animals or material such as infected feces and meat, they do not spread to other humans. Symptoms of these infections in humans vary greatly; some are in asymptomatic or mild while others can cause severe disease, leading to severe pneumonia and death.[63] A wide range of Influenza A virus subtypes have been found to cause zoonotic disease.[63][64]
Zoonotic infections can be prevented by good hygiene, by preventing farmed animals from coming into contact with wild animals, and by using appropriate personal protective equipment.[62]
As of June 2024, there is concern about two subtypes of avian influenza which are circulating in wild bird populations worldwide, H5N1 and H7N9. Both of these have potential to devastate poultry stocks, and both have jumped to humans with relatively high case fatality rates.[64] H5N1 in particular has infected a wide range of mammals and may be adapting to mammalian hosts.[65]
Prevention and treatment
Vaccine
As of June 2024, the influenza viruses which circulate widely in humans are IAV subtypes H1N1 and H2N3, together with Influenza B.[66] Annual vaccination is the primary and most effective way to prevent influenza and influenza-associated complications, especially for high-risk groups.[67] Vaccines against the flu are trivalent or quadrivalent, providing protection against the dominant strains of IAV(H1N1) and IAV(H3N2), and one or two influenza B virus strains; the formulation is continually reviewed in order to match the predominant strains in circulation.[68][69]
Poultry and other animals - it is possible to vaccinate poultry and pigs against specific strains of influenza. Vaccination should be combined with other control measures such as infection monitoring, early detection and biosecurity.[70][71][72]
Treatment
El tratamiento principal para la influenza leve es de apoyo; reposo, líquidos y medicamentos de venta libre para aliviar los síntomas mientras el propio sistema inmunológico del cuerpo trabaja para recuperarse de la infección. Se recomiendan medicamentos antivirales para quienes presentan síntomas graves o para quienes corren el riesgo de desarrollar complicaciones como la neumonía. [73] [2]
Signos y síntomas
Humanos
Síntomas de influenza, [74] [75] siendo fiebre y tos los síntomas más comunes. [76]
Los síntomas de la gripe estacional son similares a los de un resfriado , aunque generalmente son más graves y es menos probable que incluyan secreción nasal . [77] La aparición de los síntomas es repentina y los síntomas iniciales son predominantemente inespecíficos: fiebre repentina; dolores musculares; tos; fatiga; dolor de garganta; dolor de cabeza; dificultad para dormir; pérdida de apetito; diarrea o dolor abdominal; náuseas y vómitos. [78]
Los seres humanos rara vez pueden infectarse con cepas de influenza aviar o porcina , generalmente como resultado del contacto cercano con animales infectados o material contaminado; Los síntomas generalmente se parecen a los de la gripe estacional, pero en ocasiones pueden ser graves e incluso la muerte. [12] [13]
Otros animales
Aves
Algunas especies de aves acuáticas silvestres actúan como portadores naturales asintomáticos de una gran variedad de virus de la influenza A, que pueden propagar a grandes distancias en su migración anual. [79] Los síntomas de la influenza aviar varían según la cepa del virus subyacente a la infección y la especie de ave afectada. Los síntomas de la influenza en las aves pueden incluir hinchazón de la cabeza, ojos llorosos, falta de respuesta, falta de coordinación y dificultad respiratoria como estornudos o gorgoteos. [80]
Influenza aviar altamente patógena
Debido al impacto de la influenza aviar en granjas avícolas de importancia económica, las cepas de virus aviares se clasifican como altamente patógenas (y, por lo tanto, potencialmente requieren medidas de control enérgicas) o poco patógenas. La prueba se basa únicamente en el efecto en los pollos: una cepa del virus es influenza aviar altamente patógena ( HPAI ) si el 75% o más de los pollos mueren después de haber sido infectados deliberadamente con ella, o si es genéticamente similar a dicha cepa. La clasificación alternativa es influenza aviar de baja patogenicidad (LPAI). [81] La clasificación de una cepa de virus como LPAI o HPAI se basa en la gravedad de los síntomas en los pollos domésticos y no predice la gravedad de los síntomas en otras especies. Los pollos infectados con LPAI muestran síntomas leves o son asintomáticos , mientras que la HPAI causa graves dificultades respiratorias, una caída significativa en la producción de huevos y muerte súbita. [82]
Desde 2006, la Organización Mundial de Sanidad Animal exige que se notifiquen todas las detecciones de los subtipos LPAI H5 y H7 debido a su potencial de mutar en cepas altamente patógenas. [83]
cerdos
Los signos de la gripe porcina en los cerdos pueden incluir fiebre, depresión, tos (ladridos), secreción nasal o de los ojos, estornudos, dificultades para respirar, enrojecimiento o inflamación de los ojos y falta de alimento. Sin embargo, algunos cerdos infectados con influenza pueden no mostrar ningún signo de enfermedad. Los subtipos de gripe porcina son principalmente H1N1, H1N2 y H3N2; [84] se transmite a través del contacto cercano entre animales o por el movimiento de equipos contaminados entre granjas. [85] Los seres humanos que están en estrecho contacto con los cerdos a veces pueden infectarse. [86]
caballos
La influenza equina puede afectar a caballos, burros y mulas; [87] tiene una tasa muy alta de transmisión entre caballos y un tiempo de incubación relativamente corto , de uno a tres días. [88] Los signos clínicos de la influenza equina incluyen fiebre, secreción nasal, tos seca y seca, depresión, pérdida de apetito y debilidad. [88] La IE es causada por dos subtipos de virus de la influenza A: H7N7 y H3N8, que han evolucionado a partir de los virus de la influenza aviar A. [89]
Perros
La mayoría de los animales infectados con influenza canina A mostrarán síntomas como tos, secreción nasal, fiebre, letargo, secreción ocular y reducción del apetito que duran entre 2 y 3 semanas. [90] Hay dos virus diferentes de la gripe canina A: uno es un virus H3N8 y el otro es un virus H3N2. [90] La cepa H3N8 ha evolucionado a partir de un virus de la influenza aviar equina que se ha adaptado a la transmisión sostenida entre perros. La cepa H3N2 se deriva de una gripe aviar que saltó a los perros en 2004 en Corea o China. [90] Es probable que el virus persista tanto en refugios de animales como en perreras, así como en granjas donde se crían perros para la producción de carne. [91]
Murciélagos
El primer virus de la gripe en murciélagos, IAV (H17N10), se descubrió por primera vez en 2009 en pequeños murciélagos de hombros amarillos ( Sturnira lilium ) en Guatemala . [92] En 2012, se descubrió un segundo virus de la influenza A de murciélago IAV (H18N11) en murciélagos frugívoros de cara plana ( Artibeus planirostris ) de Perú . [93] [94] [95] Se ha descubierto que los virus de la influenza de los murciélagos no están bien adaptados a especies que no son murciélagos. [96]
Investigación
La investigación sobre la influenza incluye esfuerzos para comprender cómo los virus de la influenza ingresan a sus huéspedes, la relación entre los virus de la influenza y las bacterias, cómo progresan los síntomas de la influenza y por qué algunos virus de la influenza son más mortales que otros. [97] Las pandemias pasadas, y especialmente la pandemia de 1918, son objeto de mucha investigación para comprender y prevenir las pandemias de gripe. [98] [99]
Línea 1. Reducción del riesgo de aparición de gripe pandémica. Esta corriente está totalmente centrada en prevenir y limitar la gripe pandémica; esto incluye la investigación sobre qué características hacen que una cepa sea leve o mortal, la vigilancia mundial de los virus de la influenza A con potencial pandémico y la prevención y el manejo de la influenza potencialmente zoonótica en animales domésticos y de granja. [100]
Línea 2. Limitar la propagación de la gripe pandémica, zoonótica y epidémica estacional. Esto está dirigido más ampliamente tanto a la influenza pandémica como a la estacional, analizando la transmisión del virus entre personas y las formas en que puede propagarse a nivel mundial, así como los factores ambientales y sociales que afectan la transmisión. [100]
Línea 3. Minimizar el impacto de la influenza pandémica, zoonótica y epidémica estacional. Esto tiene que ver principalmente con la vacunación: mejorar la eficacia de las vacunas, la tecnología de las vacunas, así como la velocidad con la que se puede desarrollar una vacuna eficaz y las formas en que se pueden fabricar y distribuir las vacunas en todo el mundo. [100]
Línea 4. Optimización del tratamiento de los pacientes. Esta corriente tiene como objetivo reducir el impacto de la influenza analizando métodos de tratamiento, grupos vulnerables, predisposiciones genéticas, la interacción de la infección por influenza con otras enfermedades y las secuelas de la influenza . [100]
Línea 5. Promoción del desarrollo y aplicación de herramientas modernas de salud pública. [100] Con el objetivo de mejorar las formas en que las políticas públicas pueden combatir la influenza; esto incluye la introducción de nuevas tecnologías, modelos de epidemias y pandemias y la comunicación de información precisa y confiable al público. [100]
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