لقد سمع أو قرأ كل واحد منا تقريبًا أخبارًا عن انتشار فيروس كورونا. كما هو الحال مع أي مرض، فإن التشخيص المبكر مهم في مكافحة الفيروس الجديد. ومع ذلك، لا تظهر على جميع المصابين نفس مجموعة الأعراض، وحتى أجهزة المسح في المطارات المصممة للكشف عن علامات العدوى لا تتمكن دائمًا من تحديد الشخص المريض بين حشد من الركاب. السؤال الذي يطرح نفسه هو: لماذا يظهر نفس الفيروس بشكل مختلف لدى أشخاص مختلفين؟ وبطبيعة الحال، الجواب الأول هو المناعة. ومع ذلك، فهذا ليس المعيار المهم الوحيد الذي يؤثر على تنوع الأعراض وشدّة المرض. توصل علماء من جامعة كاليفورنيا وجامعة أريزونا (الولايات المتحدة) إلى أن قوة مقاومة الفيروسات لا تعتمد فقط على الأنواع الفرعية من الإنفلونزا التي أصيب بها الشخص طوال حياته، بل تعتمد أيضًا على تسلسلها. ما الذي تمكن العلماء من اكتشافه بالضبط، وما هي الأساليب المستخدمة في الدراسة، وكيف يمكن لهذا العمل أن يساعد في مكافحة الأوبئة؟ وسنجد إجابات هذه الأسئلة في تقرير مجموعة البحث. دعنا نذهب.
أساس البحث
كما نعلم، تتجلى أعراض الأنفلونزا بشكل مختلف لدى الأشخاص المختلفين. بالإضافة إلى العامل البشري (الجهاز المناعي، تناول الأدوية المضادة للفيروسات، التدابير الوقائية، الخ)، هناك جانب مهم وهو الفيروس نفسه، أو بالأحرى نوعه الفرعي الذي يصاب به مريض معين. يتمتع كل نوع فرعي بخصائصه الخاصة، بما في ذلك درجة تأثر المجموعات الديموغرافية المختلفة. ويشير العلماء إلى أن فيروسي H1N1 (إنفلونزا الخنازير) وH3N2 (إنفلونزا هونج كونج)، اللذين أصبحا الأكثر انتشاراً في الوقت الحالي، يؤثران على الأشخاص من مختلف الأعمار بشكل مختلف: ففيروس H3N2 هو سبب معظم الحالات الشديدة من المرض لدى كبار السن، وهو المسؤول أيضاً عن غالبية الوفيات؛ يعتبر فيروس H1N1 أقل فتكًا، لكنه غالبًا ما يصيب الأشخاص في منتصف العمر والشباب.
قد تكون هذه الاختلافات ناجمة عن اختلافات في معدل تطور الفيروسات نفسها واختلافات في البصمة المناعية* في الأطفال.
البصمة المناعية* - نوع من الذاكرة طويلة المدى للجهاز المناعي، تتشكل على أساس الهجمات الفيروسية السابقة على الجسم وردود أفعاله تجاهها.
في هذه الدراسة، قام الباحثون بتحليل البيانات الوبائية لتحديد ما إذا كانت بصمة الطفولة تؤثر على وبائيات الأنفلونزا الموسمية، وإذا كان الأمر كذلك، ما إذا كانت تعمل في المقام الأول من خلال متماثل النمط* الذاكرة المناعية أو من خلال نطاق أوسع متغاير النمط الفرعي* ذاكرة.
المناعة المتماثلة النمطية* - إن الإصابة بفيروسات الأنفلونزا الموسمية من النوع أ تعزز تطوير الحماية المناعية ضد نوع فرعي محدد من الفيروس.
مناعة غير متجانسة النمط* - إن الإصابة بفيروسات الأنفلونزا الموسمية من النوع أ تعزز تطوير الحماية المناعية ضد السلالات الفرعية غير المرتبطة بهذا الفيروس.
بمعنى آخر، مناعة الطفل وكل ما مر به يترك أثره على مناعته مدى الحياة. وأظهرت دراسات سابقة أن البالغين لديهم مناعة أقوى ضد أنواع الفيروسات التي أصيبوا بها عندما كانوا أطفالاً. وقد وجد مؤخرًا أيضًا أن البصمة تحمي من الأنواع الفرعية الجديدة من فيروس أنفلونزا الطيور من نفس المجموعة الوراثية للهيماجلوتينين (هيماجلوتينين، HA)، كما هو الحال مع العدوى الأولى في مرحلة الطفولة.
حتى وقت قريب، كانت المناعة المتصالبة الضيقة الخاصة بمتغيرات أحد الأنواع الفرعية لفيروس HA تعتبر الوسيلة الرئيسية للحماية ضد الأنفلونزا الموسمية. ومع ذلك، هناك أدلة جديدة تشير إلى أن تطور المناعة قد يتأثر أيضًا بذاكرة مستضدات الإنفلونزا الأخرى (على سبيل المثال، النورامينيداز، NA). منذ عام 1918، تم التعرف على ثلاثة أنواع فرعية من HA في البشر: H1، وH2، وH3. علاوة على ذلك، ينتمي H1 وH2 إلى المجموعة التطورية 1، وH3 إلى المجموعة 2.
ونظراً لحقيقة أن البصمة الوراثية من المرجح أن تسبب تغييرات متعددة في الذاكرة المناعية، فمن الممكن أن نفترض أن هذه التغييرات لها تسلسل هرمي معين.
ويشير العلماء إلى أنه منذ عام 1977، انتشر نوعان فرعيان من الأنفلونزا من النوع أ بشكل موسمي بين السكان: H1N1 وH3N2. وفي الوقت نفسه، كانت الاختلافات في التركيبة السكانية للعدوى والأعراض واضحة للغاية، ولكن لم تتم دراستها بشكل جيد. وقد تكون هذه الاختلافات ناجمة على وجه التحديد عن بصمة الطفولة: فمن المؤكد تقريباً أن كبار السن تعرضوا لفيروس H1N1 عندما كانوا أطفالاً (من عام 1918 إلى عام 1975، كان هذا الفيروس هو النوع الفرعي الوحيد المنتشر بين البشر). ولذلك، يتمتع هؤلاء الأشخاص حاليًا بحماية أفضل من المتغيرات الموسمية الحديثة للفيروس من هذا النوع الفرعي. وعلى نحو مماثل، فإن الشباب لديهم أعلى احتمالية لتأثر طفولتهم بفيروس H3N2 الأكثر حداثة (الشكل 1)، وهو ما يتسق مع العدد المنخفض نسبياً من حالات H3N2 المبلغ عنها سريرياً في هذه المجموعة الديموغرافية.
الشكل 1: المتغيرات في نماذج اعتماد المناعة على البصمة في مرحلة الطفولة وعامل التطور الفيروسي.
ومن ناحية أخرى، قد تكون هذه الاختلافات مرتبطة بتطور الأنواع الفرعية للفيروس نفسها. وهكذا، يظهر H3N2 أسرع الانجراف* النمط الظاهري المستضدي له هو H1N1.
انجراف المستضد* - تغيرات في العوامل السطحية المكونة للمناعة للفيروسات.
ولهذا السبب، قد يكون فيروس H3N2 أكثر قدرة على التهرب من المناعة المسبقة لدى البالغين ذوي الخبرة المناعية (المرضى سابقًا)، في حين قد يكون فيروس H1N1 محدودًا نسبيًا في تأثيره على الأطفال ذوي الخبرة المناعية الساذجة فقط (المرضى سابقًا).
لاختبار جميع الفرضيات الممكنة، قام العلماء بتحليل البيانات الوبائية، وإنشاء وظائف الاحتمالية لكل متغير من النماذج الإحصائية، والتي تمت مقارنتها باستخدام معيار معلومات أكايكي (AIC).
وأُجري أيضًا تحليل إضافي للفرضية القائلة بأن الاختلافات لا ترجع إلى البصمة، بل إلى تطور الفيروسات.
التحضير للدراسة
تم تصميم نموذج الفرضيات باستخدام بيانات من وزارة خدمات الصحة في ولاية أريزونا (ADHS)، أي 9510 حالة من حالات الإصابة بفيروس H1N1 و H3N2 الموسمي على مستوى الولاية. وتم تحديد حوالي 76% من الحالات المبلغ عنها في المستشفيات والمختبرات، في حين لم يتم تأكيد الحالات المتبقية في المختبرات. ومن المعروف أيضًا أن حوالي نصف الحالات المؤكدة مختبريًا كانت خطيرة بما يكفي لتستدعي دخول المستشفى.
وتغطي البيانات المستخدمة في الدراسة فترة 22 عامًا: من موسم الإنفلونزا 1993-1994 إلى موسم 2014-2015. ومن الجدير بالذكر أن أحجام العينات زادت بشكل حاد بعد جائحة عام 2009، لذلك تم استبعاد هذه الفترة من العينة (الجدول 1).
الجدول 1: البيانات الوبائية من عام 1993 إلى عام 2015 بشأن الحالات المسجلة لفيروسي H1N1 وH3N2.
ومن المهم أيضًا أن نأخذ في الاعتبار أنه منذ عام 2004، أصبحت المختبرات التجارية في الولايات المتحدة ملزمة بالإبلاغ عن جميع البيانات المتعلقة بالعدوى الفيروسية للمرضى إلى السلطات الصحية الحكومية. ومع ذلك، فإن غالبية الحالات التي تم تحليلها (9150/9451) حدثت بداية من موسم 2004-2005، بعد دخول القاعدة حيز التنفيذ.
من بين 9510 حالة، تم استبعاد 58 حالة لأنها كانت لأشخاص ولدوا قبل عام 1918 (لم يكن من الممكن تحديد حالة بصمتهم بشكل لا لبس فيه)، وحالة أخرى بسبب ذكر عام الميلاد بشكل غير صحيح. وبذلك تم إدراج 1 حالة في نماذج التحليل.
في المرحلة الأولى من النمذجة، تم تحديد احتمالات البصمة الفيروسية H1N1 أو H2N2 أو H3N2، المحددة لسنة الميلاد. تعكس هذه الاحتمالات نمط التعرض لفيروس الأنفلونزا من النوع أ لدى الأطفال وانتشاره عبر السنين.
أصيب معظم الأشخاص الذين ولدوا بين وبائي 1918 و1957 لأول مرة بالنوع الفرعي من فيروس H1N1. كان جميع الأشخاص الذين ولدوا بين وباءي 1957 و1968 مصابين تقريبًا بالنوع الفرعي H2N2 (1А). ومنذ عام 1968، كان النمط الفرعي السائد من الفيروس هو H3N2، الذي تسبب في إصابة غالبية الأشخاص من الفئة السكانية الشابة.
وعلى الرغم من انتشار فيروس H3N2، فإن فيروس H1N1 لا يزال ينتشر موسمياً بين السكان منذ عام 1977، مما يتسبب في بصمة لدى نسبة من الأشخاص الذين ولدوا منذ منتصف سبعينيات القرن العشرين (1А).
إذا كانت البصمة على مستوى النمط الفرعي HA تشكل احتمالية الإصابة بالإنفلونزا الموسمية، فإن التعرض للأنماط الفرعية HA H1 أو H3 في مرحلة الطفولة المبكرة من شأنه أن يوفر مناعة مدى الحياة ضد المتغيرات الأكثر حداثة من نفس النمط الفرعي HA. إذا كانت المناعة المطبوعة تعمل إلى حد أكبر ضد أنواع معينة من NA (النورامينيداز)، فإن الحماية مدى الحياة ستكون مميزة لـ N1 أو N2 (1V).
إذا كانت البصمة تعتمد على نطاق أوسع من الأنواع الفرعية، أي إذا كانت هناك حماية ضد مجموعة أوسع من الأنواع الفرعية، فيجب حماية الأشخاص الذين يحملون بصمة من H1 وH2 من فيروس H1N1 الموسمي الحديث. وفي الوقت نفسه، سيتم حماية الأشخاص الذين يحملون بصمة H3 فقط من فيروس H3N2 الموسمي الحديث (1V).
ويشير العلماء إلى أن التوازي (بالمعنى التقريبي، التوازي) بين تنبؤات نماذج الطباعة المختلفة (1D-1I) كان ذلك أمراً لا مفر منه نظراً للتنوع المحدود في الأنواع الفرعية المستضدية للإنفلونزا المنتشرة بين السكان على مدى القرن الماضي.
إن الدور الأكثر أهمية في التمييز بين البصمة على مستوى النمط الفرعي HA أو النمط الفرعي NA أو على مستوى مجموعة HA يلعبه الأشخاص في منتصف العمر الذين أصيبوا أولاً بفيروس H2N2 (1V).
استخدم كل من النماذج التي تم اختبارها مزيجًا خطيًا من العدوى المرتبطة بالعمر (1S)، والالتهابات المرتبطة بسنة الميلاد (1D-1F)، للحصول على توزيع حالات H1N1 أو H3N2 (1G - 1I).
تم إنشاء إجمالي 4 نماذج: النموذج الأبسط احتوى فقط على عامل العمر، في حين أضافت النماذج الأكثر تعقيدًا عوامل الطباعة على مستوى النوع الفرعي HA، أو على مستوى النوع الفرعي NA، أو على مستوى مجموعة HA.
يأخذ منحنى عامل العمر شكل دالة متدرجة، حيث تم تحديد الخطر النسبي للإصابة عند 1 في الفئة العمرية 0-4. بالإضافة إلى الفئة العمرية الأساسية، كانت هناك أيضًا الفئات التالية: 5-10، 11-17، 18-24، 25-31، 32-38، 39-45، 46-52، 53-59، 60-66، 67-73، 74-80، 81+.
وفي النماذج التي تضمنت تأثيرات البصمة، افترض أن نسبة الأفراد في كل سنة ميلاد الذين لديهم بصمة وقائية في مرحلة الطفولة تتناسب طرديا مع انخفاض خطر الإصابة بالعدوى.
تم أخذ عامل التطور الفيروسي في الاعتبار أيضًا في النمذجة. ولتحقيق هذه الغاية، تم استخدام البيانات التي تصف التقدم المستضدي السنوي، والذي تم تعريفه على أنه المسافة المستضدية المتوسطة بين سلالات سلالة فيروسية معينة (H1N1 قبل عام 2009، وH1N1 بعد عام 2009، وH3N2). يتم استخدام "المسافة المستضدية" بين سلالات الإنفلونزا كمؤشر على تشابه النمط الظاهري المستضدي والحماية المناعية المتبادلة المحتملة.
لتقييم تأثير التطور المستضدي على توزيع الأعمار الوبائية، تم فحص التغيرات في نسبة الحالات لدى الأطفال خلال المواسم التي حدثت فيها تغيرات مستضدية قوية.
إذا كان مستوى الانجراف المستضدي عاملاً حاسماً في خطر الإصابة بالعدوى المرتبطة بالعمر، فإن نسبة الحالات التي لوحظت لدى الأطفال يجب أن ترتبط سلباً بالتقدم المستضدي السنوي. وبعبارة أخرى، فإن السلالات التي لم تخضع لتغييرات مستضدية كبيرة من الموسم السابق لا ينبغي أن تكون قادرة على الهروب من المناعة الموجودة مسبقًا لدى البالغين ذوي الخبرة المناعية. وستكون هذه السلالات أكثر نشاطًا بين السكان الذين لا يملكون خبرة مناعية، أي بين الأطفال.
نتائج الدراسة
وأظهر تحليل البيانات السنوية أن فيروس H3N2 الموسمي كان السبب الرئيسي للعدوى بين كبار السن، في حين أثر فيروس H1N1 على البالغين في منتصف العمر والشباب (الشكل 2).
الشكل 2: توزيع حالات إنفلونزا H1N1 و H3N2 حسب العمر في فترات زمنية مختلفة.
وكان هذا النمط موجودًا في بيانات ما قبل جائحة عام 2009 وما بعدها.
وأظهرت البيانات أن البصمة على مستوى النمط الفرعي NA كانت سائدة على البصمة على مستوى النمط الفرعي HA (ΔAIC = 34.54). في هذه الحالة، كان الطبع غائبًا تمامًا تقريبًا على مستوى مجموعة HA (ΔAIC = 249.06)، كما كان الغياب التام للطبع (ΔAIC = 385.42).
الشكل 3: تقييم مدى ملاءمة النماذج لبيانات البحث.
التقييم البصري لتوافق النموذج (3C и 3D) أكدت أن النماذج التي تحتوي على تأثيرات الطباعة عند مستويات ضيقة من الأنواع الفرعية NA أو HA قدمت أفضل ملاءمة للبيانات المستخدمة في الدراسة. إن حقيقة أن النموذج الذي لا يوجد فيه بصمة لا يمكن دعمه بالبيانات تشير إلى أن البصمة هي جانب حاسم من المناعة في السكان البالغين ضد الأنواع الفرعية من الأنفلونزا الموسمية. ومع ذلك، فإن عملية الطبع تعمل في نطاق تخصصي ضيق للغاية، أي أنها تعمل حصريًا على نوع فرعي معين، وليس على كامل طيف الأنواع الفرعية للإنفلونزا.
الجدول رقم 2: تقييم مدى ملاءمة النماذج لبيانات البحث.
بعد الأخذ في الاعتبار توزيع الأعمار الديموغرافية، كان الخطر المقدر حسب العمر هو الأعلى بين الأطفال وكبار السن، بما يتفق مع تراكم الذاكرة المناعية في مرحلة الطفولة وتراجع الوظيفة المناعية لدى كبار السن (بسبب 3А (يتم عرض منحنى تقريبي من أفضل نموذج). وكانت تقديرات معلمات الطباعة أقل من واحد، مما يشير إلى بعض الانخفاض في المخاطر النسبية (الجدول 2). وبموجب أفضل نموذج، كان الانخفاض النسبي المقدر في المخاطر من بصمة الطفولة أكبر بالنسبة لفيروس H1N1 (0.34، 95% CI 0.29–0.42) مقارنة بفيروس H3N2 (0.71، 95% CI 0.62–0.82).
لاختبار تأثير التطور الفيروسي على توزيع خطر العدوى حسب العمر، بحث العلماء عن انخفاض في نسبة العدوى بين الأطفال خلال الفترات المرتبطة بالتغيرات المستضدية، عندما تصيب السلالات ذات الانجراف المستضدي العالي البالغين ذوي الخبرة المناعية بشكل أكثر فعالية.
وأظهر تحليل البيانات وجود ارتباط سلبي صغير ولكن غير مهم بين الزيادة السنوية في النشاط المستضدي ونسبة حالات H3N2 التي لوحظت لدى الأطفال (4А).
الشكل 4: تأثير التطور الفيروسي على عامل الخطر المرتبط بالعمر للإصابة.
ومع ذلك، لم يتم العثور على علاقة واضحة بين التغيرات المستضدية ونسبة الحالات التي لوحظت لدى الأطفال فوق سن 10 سنوات ولدى البالغين. وإذا كان التطور الفيروسي قد لعب دورا رئيسيا في هذا التوزيع، فإن النتيجة ستكون دليلا أكثر وضوحا على التأثير التطوري بين البالغين، وليس فقط عند مقارنة البالغين والأطفال دون سن العاشرة.
وعلاوة على ذلك، إذا كانت درجة التغير التطوري في الفيروسات هي المهيمنة على الاختلافات الفرعية المحددة في توزيعات أعمار الأوبئة، فعندما تظهر الأنماط الفرعية H1N1 وH3N2 درجات مماثلة من إسقاط المستضد السنوي، فإن توزيعات أعمار العدوى الخاصة بها يجب أن تبدو أكثر تشابهاً.
لمزيد من التعارف المفصل مع الفروق الدقيقة في الدراسة ، أوصي بالنظر .
خاتمة
وفي هذا العمل، قام العلماء بتحليل البيانات الوبائية لحالات الإصابة بفيروسات H1N1 وH3N2 وH2N2. وأظهر تحليل البيانات وجود علاقة واضحة بين البصمة في مرحلة الطفولة وخطر الإصابة بالعدوى في مرحلة البلوغ. وبعبارة أخرى، إذا أصيب طفل بالعدوى في الخمسينيات عندما كان فيروس H50N1 منتشراً ولم يكن فيروس H1N3 منتشراً، فإن احتمالات الإصابة بفيروس H2N3 عندما يصبح بالغاً سوف تكون أكبر كثيراً من احتمالات الإصابة بفيروس H2N1.
الاستنتاج الرئيسي لهذه الدراسة هو أنه من المهم ليس فقط معرفة الأمراض التي أصيب بها الشخص في مرحلة الطفولة، ولكن أيضًا ترتيب حدوثها. الذاكرة المناعية، التي تتطور طوال الحياة، تسجل بشكل نشط البيانات من العدوى الفيروسية الأولى، مما يساعد على مواجهتها بشكل أكثر فعالية في مرحلة البلوغ.
ويأمل العلماء أن يساعد عملهم في التنبؤ بشكل أفضل بالفئات العمرية الأكثر عرضة للإصابة بكل نوع فرعي من الإنفلونزا. ويمكن أن تساعد هذه المعرفة في منع انتشار الأوبئة، خاصة عندما تكون هناك حاجة لتوزيع عدد محدود من اللقاحات بين السكان.
لا تهدف هذه الدراسة إلى إيجاد أدوية فائقة لعلاج أي نوع من أنواع الإنفلونزا، على الرغم من أن ذلك سيكون أمرا رائعا. ويهدف هذا إلى ما هو أكثر واقعية وأهمية في الوقت الراهن - منع انتشار العدوى. إذا لم نتمكن من التخلص من الفيروس على الفور، فيجب أن يكون لدينا كل الأدوات التي نستطيع استخدامها لاحتوائه. إن أحد أكثر الحلفاء ولاءً لأي وباء هو الموقف غير المبالي تجاهه، سواء من جانب الدولة ككل أو من جانب كل فرد على وجه الخصوص. من المؤكد أن الذعر ليس ضروريًا، لأنه قد يؤدي فقط إلى جعل الأمور أسوأ، ولكن الاحتياطات لا تضر أبدًا.
شكرًا على اهتمامكم، ابقوا فضوليين، اعتنوا بأنفسكم وأحبائكم، واستمتعوا بعطلة نهاية أسبوع رائعة يا رفاق! 🙂
بعض الاعلانات 🙂
أشكركم على البقاء معنا. هل تحب مقالاتنا؟ تريد أن ترى المزيد من المحتوى المثير للاهتمام؟ ادعمنا عن طريق تقديم طلب أو التوصية للأصدقاء ، , تناظرية فريدة من خوادم المستوى المبتدئ ، اخترعناها من أجلك: (متوفر مع RAID1 و RAID10 ، حتى 24 مركزًا وحتى 40 جيجا بايت DDR4).
Dell R730xd أرخص مرتين في مركز بيانات Equinix Tier IV في أمستردام؟ هنا فقط في هولندا! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2 جيجا هرتز 6C 128 جيجا بايت DDR3 2x960 جيجا بايت SSD 1 جيجا بايت في الثانية 100 تيرا بايت - من 99 دولارًا! أقرأ عن
المصدر: www.habr.com
