Capítulo 39: Ortomixovirus (virus de la influenza)

Las enfermedades respiratorias son causa de más de la mitad de todas las enfermedades agudas que se presentan cada año en Estados Unidos. Los Orthomyxoviridae (virus de la gripe) son un factor importante que determina la morbilidad y la mortalidad causadas por las enfermedades respiratorias y los brotes de infección que a veces se presentan en epidemias mundiales. La influenza ha causado millones de muertes en todo el mundo. La mutabilidad y la elevada frecuencia de reensamble genético y los cambios antigénicos resultantes en las glucoproteínas de la superficie viral hacen que los virus de la gripe sean un reto formidable en las actividades de control. La gripe de tipo A tiene una gran variabilidad antigénica y produce casi todos los casos de influenza epidémica. La gripe de tipo B puede producir cambios antigénicos y a veces causa epidemias. La gripe de tipo C muestra estabilidad antigénica y sólo produce enfermedad leve en individuos inmunocompetentes.

Se conocen tres tipos inmunitarios de virus de la gripe, designados A, B y C. En los virus de la gripe del grupo de tipo A continuamente ocurren cambios antigénicos y también en menor grado en el grupo de tipo B, en tanto que el de tipo C al parecer tiene estabilidad antigénica. Asimismo, se conocen cepas del virus de la gripe A para aves acuáticas, pollos, patos, cerdos, caballos y focas. Algunas de las cepas aisladas de animales son antigénicamente similares a las cepas que circulan en la población humana.

Las siguientes descripciones se basan en el virus de la gripe de tipo A, el tipo mejor caracterizado (cuadro 39-1).

Estructura y composición

Los viriones de la gripe suelen ser esféricos y tienen un diámetro de 100 nm (80 a 120 nm), aproximadamente, aunque pueden manifestar una gran variación en su tamaño (fig. 39-1).

Los genomas de RNA monocatenario de polaridad negativa de los virus de la gripe A y B ocurren en ocho segmentos separados; los virus de la gripe C contienen siete segmentos de RNA y carecen de un gen de la neuraminidasa. Se conocen asignaciones de tamaños y de codificación de proteínas para todos los segmentos (cuadro 39-2). La mayor parte de los segmentos codifica una sola proteína. Se conoce la secuencia de nucleótidos completa de muchos virus de la influenza. Los primeros 12 a 13 nucleótidos en cada extremo de todo segmento genómico se conservan en la totalidad de los ocho segmentos de RNA; estas secuencias tienen importancia en la transcripción viral.

Los virus de la gripe contienen nueve proteínas estructurales diferentes. La nucleoproteína (NP, nucleoprotein) se asocia al RNA viral para formar una estructura de ribonucleoproteína (RNP) de 9 nm de diámetro que asume una configuración helicoidal y forma la nucleocápside viral. Tres proteínas de gran tamaño (PB1, PB2 y PA) se unen al RNP viral e intervienen en la transcripción y replicación del RNA. La proteína de la matriz (M₁) que forma una capa por debajo de la envoltura lipídica del virus es importante en la morfogénesis de la partícula y es un componente principal del virión (~40% de la proteína viral).

Una envoltura lipídica derivada de la célula rodea a la partícula viral. Dos glucoproteínas codificadas por el virus, la hemaglutinina (HA, hemagglutinin) y neuraminidasa (NA, neuraminidase), se insertan en la envoltura y están expuestas como espigas de unos 10 nm de longitud en la superficie de la partícula. Estas dos glucoproteínas de la superficie son antígenos importantes que determinan la variación antigénica de los virus de la gripe y la inmunidad del hospedador. La HA representa alrededor del 25% de la proteína viral y la NA casi 5%. La proteína del canal iónico de M₂ y la del NS₂ también están presentes en la envoltura pero sólo algunas copias por partícula.

Dado el carácter segmentado del genoma, cuando una célula se infecta simultáneamente con dos virus diferentes en un determinado tipo, mezclas de segmentos del gen progenitor pueden ensamblarse en viriones de la progenie. Este fenómeno, denominado reensamble genético, puede producir cambios súbitos en los antígenos de la superficie viral, una propiedad que explica las características epidemiológicas de la gripe y plantea importantes dificultades para el desarrollo de las vacunas.

Los virus de la gripe son relativamente resistentes in vitro y pueden almacenarse a una temperatura de 0 a 4°C durante semanas sin que pierdan su viabilidad. Los disolventes de lípidos, los desnaturalizantes de proteínas, el formaldehído y la radiación destruyen la infecciosidad. Tanto la infecciosidad como la hemaglutinación son más resistentes a la inactivación a un pH alcalino que a un pH ácido.

Clasificación y nomenclatura

El género Influenzavirus A contiene cepas humanas y animales del virus de la gripe de tipo A; Influenzavirus B contiene cepas humanas de tipo B, e Influenzavirus C contiene virus de la gripe de tipo C de seres humanos y de cerdos.

Las diferencias antigénicas manifestadas por dos de las proteínas estructurales internas, las proteínas de la nucleocápside (NP, nucleocapsid) y la matriz (M, matrix) se utilizan para clasificar los virus de la gripe en tipos A, B y C. Estas proteínas no poseen reactividad cruzada entre los tres tipos. Las variaciones antigénicas en las glucoproteínas de superficie, HA y NA, se utilizan para subtipificar los virus. Sólo el tipo A tiene subtipos designados.

El sistema de nomenclatura estándar para las cepas del virus de la gripe comprende la siguiente información: tipo, hospedador de origen, origen geográfico, número de cepas y año de aislamiento. Las descripciones antigénicas de HA y NA se muestran entre paréntesis para el de tipo A. No se indica el hospedador de origen para las cepas humanas, por ejemplo, A/Hong Kong/03/68(H3N2), pero se indica para otros, por ejemplo, A/cerdos/Iowa/15/30(H1N1).

Hasta el momento, se han aislado 15 subtipos de HA (H1 a H15) y nueve subtipos de NA (N1 a N9), en muchas diferentes combinaciones, de aves, animales o seres humanos. Se han aislado en seres humanos cuatro subtipos de HA (H1 a H3 y H5) y dos de NA (N1, N2).

La familia Orthomyxoviridae también contiene el género Thogotovirus, pero no se sabe si algunos de sus miembros causan enfermedad en humanos.

Estructura y función de la hemaglutinina

La proteína HA del virus de la gripe fija partículas virales a las células susceptibles y es el principal antígeno contra el cual se dirigen los anticuerpos neutralizantes (protectores). La variabilidad de la HA es la causa principal de la evolución continuada de nuevas cepas y epidemias de gripe subsiguientes. La hemaglutinina deriva su nombre de su capacidad para aglutinar eritrocitos en determinadas circunstancias.

La secuencia de aminoácido para HA puede calcularse a partir de la secuencia del gen de HA y la estructura tridimensional de la proteína se ha revelado mediante cristalografía de rayos X, de forma que es posible correlacionar las funciones de la molécula de HA con su estructura.

La secuencia primaria de la HA contiene 566 aminoácidos (fig. 39-2A). Una secuencia de señal corta en el amino terminal inserta el polipéptido en el retículo endoplásmico; después, la señal es retirada. La proteína HA es desdoblada en dos subunidades, HA1 y HA2, que permanecen muy vinculadas por un enlace de disulfuro. Un estiramiento hidrófobo cerca del carboxilo terminal de HA2 ancla la molécula de HA en la membrana y una pequeña cola hidrófila se extiende hacia el citoplasma. En varios sitios se añaden residuos de oligosacáridos.

La molécula de HA se pliega en una estructura compleja (fig. 39-2B). Cada dímero de HA1 y HA2 ligado forma un tronco alargado recubierto por un glóbulo de gran tamaño. La base del tronco lo ancla en la membrana. Cinco puntos antigénicos en la molécula de HA muestran mutaciones considerables. Estos puntos ocurren en regiones expuestas de la superficie de la estructura y al parecer no son esenciales para la estabilidad de la molécula e intervienen en la neutralización viral. Otras regiones de la molécula de HA están conservadas en todas las cepas, lo cual probablemente se debe a que son necesarias para que la molécula retenga su estructura y función.

La espiga de HA en la partícula viral es un trímero, que consta de tres dímeros de HA1 y HA2 entrelazados (fig. 39-2C). La trimerización imparte más estabilidad a la espiga que la que podría lograrse con un monómero. El lugar de unión del receptor celular (lugar de adherencia del virus) es un saco ubicado en la parte superior de cada glóbulo grande. El saco es inaccesible al anticuerpo.

El desdoblamiento que separa a las subunidades HA1 y HA2 es necesario para que la partícula viral sea infecciosa y es mediada por proteasas celulares. Los virus de la gripe normalmente se mantienen circunscritos a las vías respiratorias debido a que las enzimas de proteasa que desdoblan a la molécula HA son frecuentes sólo en esos lugares. Se han observado ejemplos de virus más virulentos que se han adaptado a utilizar una enzima más ubicua, como la plasmina, para desdoblar HA y favorecer la infección generalizada de las células. El extremo amino terminal de la subunidad HA2, generado por el fenómeno de desdoblamiento, es necesario para que la envoltura viral se fusione con la membrana celular, un paso esencial en el proceso de la infección viral. El pH bajo desencadena un cambio en la configuración que inicia la actividad de fusión.

Estructura y función de la neuraminidasa

La antigenicidad de la NA, la otra glucoproteína presente en la superficie de las partículas del virus de la influenza, también es importante para determinar el subtipo de cepas del virus de la influenza.

La espiga en la partícula viral es un tetrámero, que consta de cuatro monómeros idénticos (fig. 39-2D). Un tronco delgado está coronado con una cabeza de forma de caja. Hay un punto catalítico para la NA en la parte superior de cada cabeza, de manera que cada espiga de NA contiene cuatro lugares activos.

La NA funciona al final del ciclo de replicación viral. Es una enzima sialidasa que retira ácido siálico de los glucoconjugados; éste facilita la liberación de partículas virales de la superficie de células infectadas durante el proceso de gemación y ayuda a evitar la autoagregación de viriones al retirar los residuos de ácido siálico de las glucoproteínas virales. Es posible que la NA ayude al virus a abrirse camino a través de la capa de mucina en las vías respiratorias para llegar a las dianas celulares epiteliales.

Variación antigénica menor y variación antigénica mayor

Los virus de la gripe son notables por los cambios antigénicos frecuentes que ocurren en la HA y la NA. Las variantes antigénicas del virus de la gripe tienen una ventaja selectiva sobre el virus progenitor en la presencia de anticuerpo dirigido contra la cepa original. Este fenómeno es la causa de las características epidemiológicas singulares de la influenza. Otros microorganismos que afectan al sistema respiratorio no manifiestan una variación antigénica importante.

Los dos antígenos de superficie de la gripe experimentan variación antigénica independiente entre sí. Los cambios antigénicos menores se denominan variación antigénica menor; los cambios antigénicos mayores en la HA o la NA, denominados variación antigénica mayor, dan por resultado la aparición de un nuevo subtipo (fig. 39-3). La variación antigénica mayor tiene más probabilidad de producir una epidemia.

La variación antigénica menor se debe a la acumulación de mutaciones puntuales en el gen que dan por resultado cambios de aminoácidos en la proteína. Los cambios de secuencia pueden modificar los lugares antigénicos en la molécula de tal manera que un virión puede evadir el reconocimiento por el sistema inmunitario del hospedador. El sistema inmunitario no causa la variación antigénica, sino más bien funciona como una fuerza de selección que permite la expansión de nuevas variantes antigénicas. Una variante debe sufrir dos o más mutaciones antes que surja una nueva cepa de importancia epidemiológica.

La variación antigénica mayor refleja cambios drásticos en la secuencia de una proteína de superficie viral, cambios demasiado extremos para atribuirse a la mutación. Los genomas segmentados de los virus de la gripe se reensamblan con rapidez en células doblemente infectadas. El mecanismo de la variación es el reensamble genético entre los virus de la gripe humana y aviar. Los virus de la gripe B y C no muestran variación antigénica mayor pues existen pocos virus relacionados en los animales.

Replicación del virus de la influenza

En la figura 39-4 se resume el ciclo de replicación del virus de la influenza. Los virus de la gripe son virus de RNA inusuales entre los virus de RNA no oncógenos, pues toda su transcripción y replicación de RNA ocurre en el núcleo de las células infectadas. El ciclo de replicación viral procede con rapidez. Hay una inactivación de la síntesis de la proteína de la célula del hospedador unas 3 h después de la infección, lo que permite la traducción selectiva de los mRNA virales. Se producen nuevos virus descendientes al cabo de 8 a 10 horas.

A. Adherencia, penetración y pérdida de la envoltura viral

El virus se adhiere al ácido siálico de la superficie celular a través del receptor ubicado en la parte superior del glóbulo grande de la HA. Las partículas del virus luego son interiorizadas en endosomas mediante un proceso denominado endocitosis mediada por receptor. El siguiente paso consiste en la fusión entre la envoltura viral y la membrana celular, que desencadena la pérdida de la envoltura. El pH bajo en el endosoma es necesario para la fusión de la membrana mediada por el virus que libera RNP virales hacia el citosol. El pH ácido produce un cambio de configuración en la estructura de HA que hace que el “péptido de fusión” de HA2 quede en contacto correcto con la membrana. La proteína del canal iónico de M₂ presente en el virión permite la entrada de iones del endosoma hacia la partícula viral, lo que desencadena el cambio de configuración en la HA. Las nucleocápsides virales son liberadas luego hacia el citoplasma de las células.

B. Transcripción y traducción

Los mecanismos de transcripción utilizados por los ortomixovirus son muy diferentes de los de otros virus de RNA por cuanto intervienen de manera más íntima las funciones celulares. La transcripción viral ocurre en el núcleo. Los mRNA son producidos a partir de las nucleocápsides virales. La polimerasa codificada por el virus, que consta de un complejo de las tres proteínas P, es la que interviene principalmente en la transcripción. Su acción debe ser inducida por los terminales 5′ rematados y metilados que son depurados de los transcriptos celulares recién sintetizados por la RNA polimerasa II celular. Esto explica por qué la replicación del virus de la gripe es inhibida por la dactinomicina y la amanitina α, que bloquean la transcripción celular, en tanto que otros virus de RNA no son afectados, pues no utilizan transcriptos celulares en la síntesis de RNA viral.

Seis de los segmentos del genoma generan mRNA monocistrónicos que son traducidos en el citoplasma en seis proteínas virales. Los otros dos transcriptos experimentan empalme y cada uno genera dos mRNA que son traducidos en diferentes marcos de lectura. En las primeras etapas después de la infección, las proteínas NS₁ y NP son sintetizadas de preferencia. En etapas subsiguientes, las proteínas estructurales son sintetizadas con elevadas tasas. Las dos glucoproteínas, HA y NA, son modificadas utilizando la vía secretora.

La proteína NS₁ no estructural del virus de la gripe tiene una función postranscripcional en la regulación de la expresión del gen viral y celular. La proteína NS₁ se une a secuencias poli(A), inhibe el empalme previo al mRNA e inhibe la exportación nuclear de los mRNA empalmados, con lo que asegura una reserva de moléculas celulares donadores que proporcionan los cebadores incorporados en la cápside que son necesarios para la síntesis de mRNA viral. La proteína NS₂ interacciona con la proteína M₁ e interviene en la exportación nuclear de los RNP virales.

C. Replicación del RNA viral

La replicación del genoma viral se logra por las mismas proteínas de polimerasa codificadas por el virus que intervienen en la transcripción. Los mecanismos que regulan las funciones alternativas de transcripción y replicación de las mismas proteínas están relacionados con la abundancia de una o más de las proteínas de la nucleocápside viral.

Al igual que con todos los demás virus de tiras negativas, las plantillas para la síntesis de RNA viral se mantienen recubiertas con nucleoproteínas. Los únicos RNA completamente libres son los mRNA. El primer paso en la replicación del genoma es la producción de copias de cada segmento de tira positiva. Estas copias antigenoma difieren de las mRNA en las dos terminales: los extremos 5′ no están rematados y los extremos 3′ no están truncados ni poliadenilados. Estas copias hacen las veces de plantillas para la síntesis de copias facsímiles de RNA genómicos.

Puesto que hay secuencias comunes en los dos extremos de todos los segmentos de RNA viral, pueden reconocerse eficientemente por el aparato de síntesis de RNA. El entrelazado de los segmentos de genoma derivados de diferentes progenitores en las células coinfectadas posiblemente es la causa de la gran frecuencia de reensamble genético característico de los virus de la gripe dentro de un género. Se han observado frecuencias de reensamble de hasta 40 %.

D. Maduración

El virus madura por gemación desde la superficie de la célula. Los componentes virales individuales llegan al lugar de gemación por diferentes caminos. Las nucleocápsides se ensamblan en el núcleo y se desplazan afuera hacia la superficie celular. Las glucoproteínas, HA y NA, son sintetizadas en el retículo endoplásmico; son modificadas y ensambladas en trímeros y tetrámeros, respectivamente; se insertan en la membrana plasmática. La proteína M₁ hace las veces de un puente que vincula la nucleocápside a los extremos citoplásmicos de las glucoproteínas. Los viriones descendientes salen de la célula por gemación. Durante esta serie de fenómenos, la HA es desdoblada en HA1 y HA2 si la célula hospedadora posee la enzima proteolítica apropiada. La NA retira los ácidos siálicos terminales de las glucoproteínas de la superficie celular y viral, facilitando la liberación de partículas virales de la célula y evitando su agregación.

Muchas de las partículas no son infecciosas. Las partículas a veces no logran incorporar en la cápside el complemento completo de segmentos de genoma; a menudo uno de los segmentos grandes de RNA falta. Estas partículas no infecciosas pueden causar hemaglutinación y pueden interferir en la replicación del virus intacto.

Los sistemas de genética inversa que permiten la generación de virus de la gripe infecciosos de cDNA clonados de segmentos de RNA viral están disponibles y permiten la realización de estudios de mutagénesis y funcionales.

En el cuadro 39-3 se muestra una comparación del virus de la gripe A con otros virus que infectan el sistema respiratorio humano. Aquí se analizará el virus de la influenza.

Patogenia y anatomía patológica

El virus de la gripe se disemina entre las personas por las gotitas de secreciones respiratorias presentes en el aire o por el contacto con las manos o superficies contaminadas. Algunas células del epitelio respiratorio se infectan si las partículas virales depositadas evitan su eliminación por el reflejo tusígeno y evaden la neutralización por los anticuerpos IgA específicos preexistentes o la inactivación por inhibidores inespecíficos presentes en las secreciones de la mucosa. Pronto se producen viriones descendientes y se diseminan a las células adyacentes donde se repite el ciclo de replicación. La NA viral reduce la viscosidad de la película de moco en el sistema respiratorio, dejando desnudos los receptores de la superficie celular y favoreciendo la diseminación del líquido que contiene virus a las porciones inferiores del sistema respiratorio. En breve, muchas células de las vías respiratorias son infectadas y tarde o temprano mueren.

El periodo de incubación desde la exposición al virus y el inicio de la enfermedad varían de un día a cuatro días, lo que depende del tamaño de la dosis viral y el estado inmunitario del hospedador. La eliminación del virus comienza el día previo al inicio de los síntomas, alcanza su máximo en un lapso de 24 h, se mantiene elevada durante uno a dos días y luego disminuye los siguientes cinco días. El virus infeccioso muy pocas veces se aísla de la sangre.

El interferón es detectable en las secreciones respiratorias aproximadamente un día después que comienza la eliminación del virus. Los virus de la gripe son sensibles a los efectos antivirales del interferón y se cree que la respuesta de éste contribuye al restablecimiento del hospedador tras la infección. Durante otras una a dos semanas no se pueden detectar anticuerpos específicos y respuestas mediadas por las células.

Las infecciones por gripe causan destrucción celular y descamación de la mucosa superficial del sistema respiratorio pero no modifican la capa basal del epitelio. La recuperación completa de la lesión celular probablemente tarda un mes. La lesión viral del epitelio del sistema respiratorio reduce su resistencia a los invasores bacterianos secundarios, sobre todo estafilococos, estreptococos y Haemophilus influenzae.

El edema y las infiltraciones mononucleares en respuesta a la muerte celular y la descamación debida a la replicación viral probablemente contribuyen a los síntomas locales. Los síntomas generales sobresalientes relacionados con la gripe probablemente reflejan la producción de citocinas.

Manifestaciones clínicas

La gripe ataca principalmente a las vías respiratorias superiores. Conlleva un riesgo importante para los adultos de edad avanzada, los pacientes muy pequeños y las personas con trastornos médicos subyacentes como problemas pulmonares, renales o cardiacos, diabetes o cáncer.

A. Gripe no complicada

Los síntomas de la gripe característica suelen aparecer en forma brusca y comprenden escalofríos, cefalea y tos seca, seguida casi inmediatamente de fiebre alta, mialgias generalizadas, ataque al estado general y anorexia. La fiebre por lo general dura de tres a cinco días, lo mismo que los síntomas generales. Los síntomas respiratorios suelen persistir durante otros tres a cuatro días. La tos y la debilidad pueden persistir por dos a cuatro semanas después que ceden los síntomas principales. Pueden presentarse infecciones leves o asintomáticas. Estos síntomas pueden ser desencadenados por cualquier cepa de virus de la gripe A o B. En cambio, la gripe C pocas veces produce el síndrome de influenza, y más bien es causa de resfriados comunes. La coriza y la tos pueden persistir por varias semanas.

Los síntomas clínicos de la gripe en los niños son similares a los observados en los adultos, aunque los niños pueden tener fiebre más alta y una mayor frecuencia de manifestaciones digestivas como vómito. Pueden presentarse convulsiones febriles. Los virus de la gripe A son una causa importante de laringotraqueobronquitis en los niños de menos de 1 año de edad, la cual puede ser grave. Por último, puede presentarse otitis media.

Cuando la gripe aparece en forma epidémica, las manifestaciones clínicas son tan uniformes que es posible diagnosticar la enfermedad. Los casos esporádicos no se pueden diagnosticar basándose en las manifestaciones clínicas, ya que éstas pueden no distinguirse de las causadas por otros microorganismos patógenos del sistema respiratorio. Sin embargo, estos otros microorganismos pocas veces producen neumonía viral grave, que es una complicación de la infección por el virus de la gripe A.

B. Neumonía

Las complicaciones graves suelen presentarse sólo en los adultos de edad avanzada y pacientes debilitados, sobre todo aquellos con enfermedades crónicas subyacentes. El embarazo al parecer es un factor de riesgo para las complicaciones pulmonares letales en algunas epidemias. La repercusión letal de una epidemia de gripe se refleja en las muertes excesivas a causa de neumonía y enfermedades cardiopulmonares.

La neumonía que complica las infecciones por gripe puede ser viral, bacteriana secundaria o una combinación de las dos. El incremento de la secreción de moco facilita el transporte de los microorganismos hacia la porción inferior del sistema respiratorio. La gripe aumenta la susceptibilidad de los pacientes a las superinfecciones bacterianas. Esto se atribuye a la pérdida de la depuración por los cilios, la disfunción de las células fagocíticas y la generación de un medio de proliferación bacteriana enriquecido por el exudado alveolar. Las bacterias patógenas más frecuentes son Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae y H. influenzae.

La neumonía viral y bacteriana combinada tiene una frecuencia aproximadamente tres veces mayor que la neumonía por gripe primaria. Se ha reportado que la infección concomitante por S. aureus conlleva una tasa de mortalidad de hasta 42%. Una explicación molecular de un efecto sinérgico entre los virus y las bacterias puede ser que algunas cepas de S. aureus secretan una proteasa capaz de desdoblar la HA de la gripe y de esta manera permitir la producción de cantidades mucho más elevadas de virus infecciosos en los pulmones.

C. Síndrome de Reye

El síndrome de Reye es una encefalopatía aguda de niños y adolescentes, por lo general de entre 2 y 16 años de edad. La tasa de mortalidad es elevada (10 a 40%). Se desconoce la causa de este síndrome, pero es una complicación infrecuente reconocida de la gripe B, la gripe A y de la infección por herpesvirus de varicela-zóster. Existe una posible relación entre el uso de salicilatos y la aparición subsiguiente del síndrome de Reye. La frecuencia del síndrome ha disminuido conforme se ha reducido el empleo de salicilatos en los niños con síntomas similares a la gripe.

Inmunidad

La inmunidad contra la gripe es duradera y específica de subtipos. Los anticuerpos contra HA y NA son importantes en la inmunidad contra la influenza, en tanto que los anticuerpos contra las otras proteínas codificadas por virus no son protectores. La resistencia al inicio de la infección está relacionada con el anticuerpo contra la HA, en tanto que la disminución de la gravedad de la enfermedad y de la capacidad para transmitir el virus a los contactos guarda relación con el anticuerpo dirigido contra la NA. Los anticuerpos contra la ribonucleoproteína son específicos de tipo y son útiles para tipificar cepas virales (como la gripe A o B).

La protección se correlaciona con los anticuerpos séricos y los anticuerpos IgA presentes en las secreciones nasales. El anticuerpo secretor local probablemente es importante para prevenir la infección. Los anticuerpos séricos persisten por muchos meses a años, en tanto que los anticuerpos secretores tienen una duración más breve (por lo general sólo varios meses). El anticuerpo también modifica la evolución de la enfermedad. Una persona con concentraciones bajas del anticuerpo puede infectarse pero experimentará una forma leve de la enfermedad. La inmunidad puede ser parcial, ya que puede ocurrir reinfección con el mismo virus.

Los tres tipos de virus de la gripe no tienen una relación antigénica y por tanto no inducen a una protección cruzada. Cuando un tipo de virus experimenta una variación antigénica menor, una persona con anticuerpo preexistente a la cepa original puede sufrir sólo infección leve con la nueva cepa. Las infecciones subsiguientes a las inmunizaciones refuerzan la respuesta de anticuerpo al primer subtipo de gripe experimentado años antes, un fenómeno denominado “pecado antigénico original”.

Se considera que la principal función de las respuestas inmunitarias mediadas por células en la gripe es el despeje de una infección establecida; los linfocitos T citotóxicos producen lisis de las células infectadas. La respuesta de linfocito T citotóxico es de tipo de reacción cruzada (puede producir lisis de células infectadas con cualquier subtipo de virus) y al parecer está dirigido contra las dos proteínas internas (NP, M) y las glucoproteínas de superficie.

Diagnóstico de laboratorio

Las manifestaciones clínicas de las infecciones respiratorias virales se producen por muchos virus diferentes. En consecuencia, el diagnóstico de la gripe se basa en la identificación de los antígenos virales o del ácido nucleico viral presente en los especímenes, el aislamiento del virus o la demostración de una respuesta inmunitaria específica por el paciente.

Los lavados nasales, los borborigmos y los frotis de exudado faríngeo son las mejores muestras para los análisis diagnósticos y se deben obtener en los primeros tres días después que comienzan los síntomas.

A. Reacción en cadena de la polimerasa

Para el diagnóstico de la gripe se prefieren las pruebas rápidas basadas en la detección de RNA de la gripe en especímenes clínicos utilizando la reacción en cadena de la polimerasa con transcriptasa inversa (RT-PCR, reverse transcription polymerase chain reaction). La RT-PCR es rápida (<1 día), sensible y específica. Se han creado tecnologías moleculares múltiples que permiten la detección rápida de diversos patógenos en una sola prueba.

B. Aislamiento e identificación del virus

La muestra que se analizará para el aislamiento del virus se debe mantener a una temperatura de 4°C hasta la inoculación en el cultivo celular, ya que el congelamiento y el deshielo reducen la capacidad para aislar el virus. Sin embargo, si el tiempo de almacenamiento superará los cinco días, la muestra debe congelarse a una temperatura de −70°C.

Los procedimientos de cultivo viral tardan tres a 10 días. Por lo regular los huevos embrionados y las células renales de simio primario han sido los métodos de aislamiento de elección para los virus de la influenza, aunque se pueden utilizar algunos linajes celulares continuos. Los cultivos de células inoculadas se incuban en ausencia de suero, que puede contener factores inhibidores virales inespecíficos, y en presencia de tripsina, que desdobla y activa la HA de manera que el virus en replicación se diseminará por todo el cultivo.

Los cultivos de células pueden valorarse para determinar la presencia del virus mediante hemadsorción tres a cinco días después de la inoculación, o el líquido del cultivo puede analizarse para detectar el virus después de cinco a siete días mediante hemaglutinación. Si los resultados son negativos, se hace un pase hacia los cultivos en fresco. Este pase puede ser necesario porque las cepas virales primarias a menudo son difíciles de cultivar y proliferan con lentitud.

Las cepas virales pueden identificarse mediante inhibición de la hemaglutinación (HI, hemagglutination inhibition), un procedimiento que permite la determinación rápida del tipo y el subtipo de virus de la influenza. Para realizar esto, se deben utilizar sueros de referencia a las cepas que predominan en la actualidad. La hemaglutinación por la nueva cepa será inhibida por el antisuero al subtipo homólogo.

Para un diagnóstico rápido, los cultivos de células obtenidos mediante el método de centrifugación y cultivo se pueden inocular y teñir uno a cuatro días después con anticuerpos monoclonales contra los microorganismos respiratorios. Los cultivos virales rápidos también se pueden valorar mediante RT-PCR para identificar un microorganismo cultivado.

Es posible identificar el antígeno viral directamente en células exfoliadas en aspirados nasales utilizando anticuerpos fluorescentes. Esta prueba es rápida (tarda sólo algunas horas) pero no es tan sensible como PCR o el aislamiento del virus, no proporciona detalles completos sobre la cepa viral y no genera una cepa que se pueda caracterizar. Se comercializan pruebas rápidas para la detección de antígeno de la gripe que tardan menos de 15 min. Sin embargo, estas pruebas tienen una sensibilidad y una especificidad variables.

C. Análisis serológico

Los anticuerpos contra varias proteínas virales (hemaglutinina, neuraminidasa, nucleoproteína y matriz) se producen durante la infección por el virus de la influenza. La respuesta inmunitaria contra la glucoproteína de HA se relaciona con la resistencia a la infección.

Las pruebas serodiagnósticas sistemáticas utilizadas están basadas en la HI y enzimoinmunoanálisis de adsorción (ELISA). Se necesitan sueros pares de fase aguda y de convalecencia, pues las personas sanas por lo general tienen anticuerpos contra la influenza. Debe detectarse un incremento de cuatro veces o más en las concentraciones para diagnosticar una infección por influenza. Los sueros humanos a menudo contienen inhibidores de mucoproteína inespecíficos que deben destruirse antes del análisis mediante HI.

La prueba de HI revela la cepa del virus que produce la infección sólo si se dispone del antígeno correcto. Las pruebas de neutralización son las más específicas y las que mejor pronostican la susceptibilidad a la infección pero tienen menor rendimiento y se tardan más tiempo que las demás pruebas. La prueba ELISA es más sensible que los otros análisis.

Pueden presentarse complicaciones al tratar de identificar la cepa del virus de la gripe infectante mediante la respuesta de anticuerpo del paciente pues a menudo ocurren respuestas anamnésicas.

Epidemiología

Los virus de la gripe se encuentran en todo el mundo y causan brotes epidémicos anuales de intensidad variable. Se calcula que las epidemias anuales de gripe estacional producen tres a cinco millones de casos de enfermedad grave y 250 000 a 500 000 fallecimientos en todo el mundo. La repercusión económica de los brotes de gripe A es importante a causa de la morbilidad inherente a las infecciones. Se han calculado costos económicos de 10 a 60 millones por millón de población en los países desarrollados, lo que depende de la magnitud de la epidemia.

La configuración epidemiológica entre los tres tipos de gripe varía mucho. La gripe C es menos significativa; causa enfermedad respiratoria leve y esporádica pero no gripe epidémica. La gripe B a veces produce epidemia, pero la gripe de tipo A puede propagarse por continentes y en todo el mundo en epidemias masivas llamadas pandemias.

La incidencia de la gripe alcanza su máximo durante el invierno. En Estados Unidos, las epidemias de gripe por lo general se presentan desde enero hasta abril (y de mayo a agosto en el hemisferio del sur). Debe existir una cadena interpersonal continua de transmisión para que se mantenga el microorganismo entre las epidemias. Se puede detectar alguna actividad viral en grandes centros de población durante cada año, lo que indica que el virus se mantiene endémico en la población y produce algunas infecciones asintomáticas o leves.

A. Cambio antigénico

Los brotes periódicos aparecen a causa de los cambios antigénicos en una o dos glucoproteínas de la superficie del virus. Cuando el número de personas susceptibles en una población alcanza una magnitud suficiente, la nueva cepa del virus produce una epidemia. El cambio puede ser gradual (de ahí el término “variación antigénica menor”), debido a las mutaciones puntuales reflejadas en alteraciones en puntos antigénicos importantes en la glucoproteína (fig. 39-3), o drástico y brusco (de ahí el término “variación antigénica mayor”), debido al reensamble genético durante la infección concomitante por una cepa no relacionada.

Los tres tipos de virus de la gripe muestran variación antigénica menor. Sin embargo, sólo la gripe A experimenta una variación antigénica mayor, probablemente porque los virus de tipos B y C están restringidos al ser humano, en tanto que los virus de la gripe A relacionados se encuentran en otros mamíferos y en aves. Estas cepas de animales contribuyen a la variación antigénica menor por el reensamble genético de los genes de glucoproteína. Se ha aislado virus de la gripe A en muchas aves acuáticas, sobre todo patos; en aves domésticas, como pavos, pollos, gansos y patos; en cerdos y caballos, e incluso en focas y ballenas. Los estudios serológicos señalan una elevada prevalencia de infección por virus de gripe en gatos domésticos.

Los brotes epidémicos de gripe ocurren en andanadas, aunque no hay una periodicidad regular en la presentación de las epidemias. La experiencia en un determinado año reflejará la interacción entre la magnitud de la variación antigénica menor del virus predominante y la inmunidad que se desvanece en la población. El periodo entre los brotes epidémicos de gripe A tiende a ser de dos a tres años; el periodo interepidémico para el tipo B es más prolongado (tres a seis años). Cada 10 a 40 años, cuando aparece un nuevo subtipo de gripe A, sobreviene una pandemia. Esto ocurrió en 1918 (H1N1), en 1957 (H2N2) y 1968 (H3N2). El subtipo H1N1 resurgió en 1977, aunque no se concretó ninguna epidemia. Desde 1977, los virus de la gripe A (H1N1) y (H3N2) y los virus de la gripe B han estado en circulación global.

Un nuevo virus H1N1 de origen porcino apareció a principios de 2009 y alcanzó una propagación pandémica a mediados del año. Era un reensamble cuádruple que contenía genes de virus de cerdos norteamericanos y euroasiáticos, así como virus de la gripe aviar y humana. El virus se transmitió fácilmente entre humanos y se propagó en forma global, lo que ocasionó más de 18 000 muertes. La gravedad de la enfermedad fue similar a la de la gripe estacional. El virus de la pandemia designado como A(H1N1)pdm09, se transformó en el virus de la gripe estacional y ha continuado circulando con otros virus de características similares.

Es necesaria la vigilancia de los brotes epidémicos de gripe para identificar la aparición inicial de nuevas cepas, con el propósito de preparar vacunas contra ellas antes que ocurra una epidemia. Esta vigilancia puede extenderse hacia poblaciones animales, sobre todo aves, cerdos y caballos. El aislamiento de un virus con una hemaglutinina alterada a finales de la primavera durante una miniepidemia señala una posible epidemia al siguiente invierno. Se ha observado que este signo premonitor, denominado “onda precursora”, antecede a las epidemias de la gripe A y B.

B. Gripe aviar

Los análisis de secuencia de los virus de la gripe A aislados de muchos hospedadores en diferentes regiones del mundo respaldan la teoría de que todos los virus de la gripe en mamíferos se derivan del reservorio de gripe aviar. De los 15 subtipos de HA que se detectan en las aves, sólo algunos se han transmitido a mamíferos (H1, H2, H3 y H5 en seres humanos; H1 y H3 en cerdos; y H3 y H7 en caballos). La misma configuración es aplicable a la NA; se conocen nueve subtipos de NA en aves, sólo dos de los cuales se hallan en seres humanos (N1, N2). Los virus de la gripe no parecen experimentar cambio antigénico en las aves, tal vez por su corta duración de vida. Esto significa que los genes que produjeron pandemias de gripe previas en seres humanos todavía existen sin modificación en el reservorio de aves acuáticas.

La gripe aviar fluctúa desde las infecciones no evidentes hasta las infecciones muy letales en pollos y pavos. La mayor parte de las infecciones por gripe en los patos son avirulentas. Los virus de la gripe de los patos se multiplican en células que revisten el intestino y se eliminan en elevadas concentraciones en la materia fecal hacia el agua, donde se mantienen viables por días o semanas, sobre todo a temperaturas bajas. Es posible que la gripe aviar sea una infección transmitida en el agua, desplazándose de aves silvestres a domésticas y cerdos.

Hasta el momento todas las cepas de pandemias humanas se han reensamblado entre virus de la gripe aviar y humana. Las pruebas respaldan el modelo de que los cerdos hacen las veces de conductos mezcladores para los reensambles pues sus células contienen receptores reconocidos por virus humanos y aviares (fig. 39-5). La cepa pandémica de 2009 fue un nuevo reensamble que contenía genes virales de origen porcino, así como de virus de la gripe aviar y humana. Los niños de edad escolar son los vectores predominantes de la transmisión de la influenza. El hacinamiento en las escuelas favorece la transmisión de aerosoles del virus y los niños llevan el virus a su domicilio y lo transmiten a la familia.

En 1997 se presentó en Hong Kong la primera infección documentada de seres humanos por el virus de la gripe A aviar (H5N1). La fuente eran los pollos domésticos. Hacia 2006, la presencia geográfica de este virus de la gripe aviar H5N1 tan patógena, tanto en aves silvestres como domésticas, se ha expandido para afectar muchos países de Asia, África, Europa y el Medio Oriente. Los brotes epidémicos fueron los más extensos y los más graves registrados. De casi 425 casos humanos confirmados mediante análisis de laboratorio, para mayo de 2009 más de la mitad habían sido mortales. Hasta el momento, las cepas de casos humanos han contenido todos los segmentos de genes de RNA de virus aviares, lo que indica que, en estas infecciones, el virus aviar había saltado directamente de las aves al ser humano. Todas las pruebas hasta el momento indican que el contacto estrecho con las aves enfermas ha sido la fuente de infección por H5N1 humana. El problema es que, si se dan suficientes oportunidades, el virus de la gripe aviar H5N1 tan patógeno adquirirá la capacidad para propagarse con eficiencia y mantenerse en el ser humano, sea mediante reensamble o por mutación adaptativa. Esto produciría una pandemia de gripe devastadora.

C. Seroarqueología

El virus de la gripe humana fue aislado inicialmente en 1933 utilizando hurones. Los subtipos que circulaban antes de esa época se han deducido utilizando seroepidemiología retrospectiva. Esta técnica se basa en la detección de concentraciones de HI contra múltiples subtipos de HA del virus con sueros de muchos individuos en diferentes grupos de edad.

El intervalo de la gama de anticuerpo de la gripe es estrecho en las primeras etapas de la vida, pero se vuelve progresivamente más amplio conforme avanzan los años. Los anticuerpos adquiridos por infecciones iniciales en la infancia reflejan antígenos dominantes de las cepas frecuentes. Las exposiciones ulteriores a los virus dan por resultado un ensanchamiento de la gama de anticuerpos hacia un mayor número de antígenos frecuentes de virus de la influenza. Las exposiciones a una edad más avanzada a cepas antigénicamente relacionadas producen el reforzamiento progresivo del anticuerpo primario. Las concentraciones de anticuerpo más elevadas en un grupo de edad específico, por lo tanto, reflejan antígenos dominantes del virus causante de las infecciones infantiles del grupo. Por consiguiente, se puede obtener una recapitulación serológica de infecciones pasadas con virus de la gripe de diferente constitución antigénica mediante el estudio de la distribución de los anticuerpos contra la gripe por edades en poblaciones sanas.

Este enfoque indica que la epidemia de 1890 probablemente fue causada por un subtipo H2N8 y la epidemia de 1900 por un virus H3N8. La pandemia grave de 1918 a 1919 (gripe española) fue causada por la aparición brusca del subtipo H1N1, la gripe porcina. (Durante esta pandemia fallecieron más de 20 millones de personas, principalmente por neumonías bacterianas complicadas.) Las variaciones antigénicas subsiguientes se han documentado mediante aislamientos de los virus: H2N2 (gripe asiática) apareció en 1957 y fue remplazada en 1968 por el subtipo H3N2 (gripe de Hong Kong). La cepa H1N1 reapareció en 1977 (gripe rusa).

D. Reconstrucción del virus de la gripe de 1918

Las técnicas de reacción en cadena de la polimerasa han generado fragmentos del virus de la gripe de especímenes de tejido de pulmón almacenados de víctimas de la epidemia de la gripe española de 1918. Se han determinado las secuencias de codificación completas de los ocho segmentos de RNA viral y las secuencias documentan que fue un virus H1N1 de la gripe A. Al parecer, el virus de 1918 no fue un reensamble, sino que se derivó completamente de una fuente aviar que se adaptó al ser humano. Utilizando genética inversa, se construyó un virus infeccioso que contenía todos los segmentos génicos del virus de la pandemia de 1918. En contraste con los virus ordinarios de la influenza, el virus de 1918 era muy patógeno, incluso podía matar rápidamente a ratones. Los genes de HA y polimerasas de 1918 al parecer son la causa de la gran virulencia.

Profilaxis y tratamiento con fármacos

El clorhidrato de amantadina y un análogo, la rimantadina, son inhibidores del canal iónico de M₂ que se utilizan generalmente en el tratamiento y la prevención de la gripe de tipo A. Los inhibidores de NA zanamivir y oseltamivir fueron autorizados en 1999 para tratar tanto la gripe A como la gripe B. Para que tengan una eficacia máxima, los fármacos se deben administrar en etapas muy tempranas de la enfermedad. Los virus resistentes surgen con más frecuencia durante el tratamiento con inhibidores de M₂ que con inhibidores de NA y más a menudo en niños que en adultos. Durante 2011, todos los virus de gripe circulantes fueron resistentes a los inhibidores M₂, pero muchos fueron sensibles a los inhibidores de NA.

Profilaxis y control mediante vacunas

Las vacunas de virus inactivados constituyen el medio principal para prevenir la gripe en Estados Unidos. Sin embargo, determinadas características de los virus de la gripe dificultan en particular la prevención y el control de la enfermedad mediante inmunización. Las vacunas disponibles continuamente se vuelven obsoletas a medida que los virus experimentan variación antigénica menor y variación antigénica mayor. Los programas de vigilancia por los organismos gubernamentales y la Organización Mundial de la Salud constantemente vigilan subtipos de gripe que circulan alrededor del mundo para detectar con prontitud la aparición y la propagación de las nuevas cepas.

Un progreso importante sería la capacidad de diseñar una vacuna que estimulara la producción de una respuesta de anticuerpos ampliamente neutralizantes, eficaces contra muchos subtipos de influenza.

Hay otros problemas que merecen mención. Aunque la protección puede alcanzar 70 a 100% en adultos sanos, la frecuencia de protección es más baja (30 a 60%) en los adultos de edad avanzada y en los niños pequeños. Las vacunas virales inactivadas por lo general no generan respuestas satisfactorias de IgA local o respuestas inmunitarias mediadas por células. La respuesta inmunitaria es influida por el hecho de que la persona está “sensibilizada” al haber tenido una experiencia antigénica previa con un virus de la gripe A del mismo subtipo.

A. Preparación de vacunas virales inactivadas

Las vacunas de virus de la gripe A y B inactivadas están autorizadas para uso parenteral en el ser humano. Los organismos federales y la Organización Mundial de la Salud cada año hacen recomendaciones sobre cuáles cepas debieran incluirse en la vacuna. La vacuna suele ser un cóctel que contiene uno o dos virus de tipo A y un virus de tipo B de las cepas aisladas en los brotes epidémicos del invierno previo.

Las cepas de siembra seleccionadas se multiplican en huevos embrionados, el sustrato utilizado para la producción de la vacuna. A veces las cepas naturales se multiplican muy deficientemente en los huevos para permitir la producción de la vacuna, en cuyo caso se elabora un virus reensamblado en el laboratorio. El virus reensamblado, que porta los genes para los antígenos de superficie de la vacuna deseada con los genes de replicación de un virus de laboratorio adaptado a huevo, se utilizan luego para la producción de la vacuna.

El virus se obtiene del líquido alantoico de huevo, purificado, concentrado mediante centrifugación zonal e inactivado con formalina o propiolactona β. La cantidad de HA se estandariza en cada dosis de vacuna (~15 μg de antígeno), pero la cantidad de NA no está normalizada, pues es más lábil bajo las condiciones de purificación y almacenamiento. Cada dosis de vacuna contiene el equivalente a casi 10 000 millones de partículas de virus.

Las vacunas son preparados de virus entero (WV, whole virus), de subvirión (SV, subvirion) o de antígeno de superficie. La vacuna de WV contiene virus intactos inactivados, la de SV contiene virus purificado que se destruye con detergentes; las vacunas de antígeno de superficie contienen glucoproteínas de HA y NA purificadas. Todas son eficaces.

B. Vacunas de virus vivos

Una vacuna de virus vivos se debe atenuar para no provocar la enfermedad que supuestamente debiera prevenir. En vista del cambio constante de los virus de la gripe en la naturaleza y las intensas actividades de laboratorio necesarias para atenuar un virus virulento, la única estrategia factible es idear una manera de transferir genes atenuantes definidos de un virus donador maestro atenuado a cada nueva cepa epidémica o pandémica.

Un virus donador adaptado al frío, con capacidad para proliferar a una temperatura de 25°C pero no a 37°C (la temperatura de las vías respiratorias inferiores) debe replicarse en la nasofaringe, la cual tiene una temperatura más fría (33°C). En Estados Unidos en 2003 se autorizó una vacuna contra la gripe que contenía virus vivo atenuado, adaptado al frío, sensible a temperatura y trivalente, de administración mediante atomización nasal. Fue la primera vacuna de virus de la gripe vivos autorizada en Estados Unidos, y la primera vacuna de administración nasal en ese país.

C. Uso de vacuna de la influenza

La única contraindicación para la vacunación es un antecedente de alergia a la proteína del huevo. Puesto que las cepas de la vacuna se multiplican en huevos, algunos antígenos de proteína del huevo están presentes en la vacuna.

Se recomienda la vacunación anual contra la gripe en todos los niños de seis meses a 18 años de edad y en los grupos con alto riesgo. Éstos comprenden los individuos con un mayor riesgo de complicaciones relacionadas con la gripe (los que tienen cardiopatía o neumopatía crónicas, incluidos los niños con asma, o trastornos metabólicos o renales, residentes de hogares para ancianos; personas infectadas por el virus de la inmunodeficiencia humana [VIH], y las personas de 65 y más años de edad), así como los que podrían transmitir la gripe a grupos de alto riesgo (personal médico, empleados de centros de asistencia a enfermedades crónicas, miembros de la familia). La vacuna intranasal de virus vivos en la actualidad no se recomienda en personas de grupos con alto riesgo.

Prevención mediante la higiene de las manos

Aunque la transmisión del virus de la gripe ocurre principalmente mediante propagación en aerosoles, la transmisión a través de las manos puede ser también importante. Los estudios han demostrado que el lavado de manos con jabón y agua o el empleo de frotaciones de las manos con soluciones con base de alcohol son muy eficaces para reducir la cantidad de virus presentes en las manos humanas.

• Los virus de gripe son importante patógenos del aparato respiratorio.

• El virus de gripe tipo A muestra enorme variabilidad antigénica y ocasiona muchas epidemias y todas las pandemias globales.

• El virus de gripe tipo B a veces experimenta cambios antigénicos y ocasiona epidemias.

• El virus de gripe tipo C es antigénicamente estable.

• Las cepas de gripe A también se encuentran en aves acuáticas, patos, aves domésticas de corral, cerdos y caballos.

• El genoma incluye RNA segmentado con polaridad negativa y monocatenario.

• Las glucoproteínas superficiales, la hemaglutinina (HA) y la neuraminidasa (NA) son los elementos de los que dependen la antigenicidad del virus de gripe y la inmunidad que surge en el hospedador.

• Los cambios antigénicos menores en HA y NA (denominados variación antigénica menor, antigenic drift) aparecen de manera independiente y son causados por acumulación de mutaciones puntuales.

• Un cambio antigénico mayor de HA o NA (llamado variación antigénica mayor, antigenic shift) origina un nuevo subtipo de virus de gripe y proviene del reensamble genético de segmentos genómicos entre los virus humanos y aviarios.

• Debido a que muchos virus distintos ocasionan infecciones del aparato respiratorio, es muy difícil hacer el diagnóstico de la infección de gripe sobre bases clínicas y es necesario valerse de métodos de laboratorio.

• La inmunidad a la gripe dura tiempo prolongado y muestra especificidad de subtipo. Solamente los anticuerpos contra HA y NA son protectores.

• Existen vacunas de virus inactivados o de virus vivos, pero continuamente se vuelven obsoletas conforme surgen nuevas variantes antigénicas del virus de influenza.

• Existen fármacos antivirales, pero a menudo aparecen virus resistentes, en particular a los inhibidores del canal iónico M₂.

• Un virus de gripe A aviar (H5N1) altamente patógeno ocasiona en forma esporádica infecciones en humanos, pero aún no posee la capacidad de transmisión directa de una persona a otra.