نقش ایمنی در دوران کودکی: منشا محافظت از ویروس

تقریباً همه ما اخباری در مورد شیوع ویروس کرونا شنیده یا خوانده ایم. مانند هر بیماری دیگری، تشخیص زودهنگام در مبارزه با ویروس جدید مهم است. با این حال، همه افراد آلوده مجموعه ای از علائم را نشان نمی دهند و حتی اسکنرهای فرودگاه که برای تشخیص علائم عفونت طراحی شده اند، همیشه بیمار را در میان انبوه مسافران با موفقیت شناسایی نمی کنند. این سوال مطرح می شود: چرا یک ویروس مشابه در افراد مختلف به طور متفاوت ظاهر می شود؟ طبیعتا اولین پاسخ مصونیت است. با این حال، این تنها پارامتر مهمی نیست که بر تنوع علائم و شدت بیماری تأثیر می گذارد. دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا و آریزونا (ایالات متحده آمریکا) دریافته‌اند که قدرت مقاومت در برابر ویروس‌ها نه تنها به زیرگروه‌های آنفلوانزای یک فرد در طول زندگی‌اش بستگی دارد، بلکه به دنباله آنها نیز بستگی دارد. دانشمندان دقیقاً به چه چیزی پی بردند، از چه روش‌هایی در این مطالعه استفاده شد و این کار چگونه می‌تواند به مبارزه با اپیدمی‌ها کمک کند؟ پاسخ این سوالات را در گزارش گروه پژوهشی خواهیم یافت. برو

مبنای تحقیق

همانطور که می دانیم آنفولانزا در افراد مختلف به طور متفاوتی ظاهر می شود. علاوه بر عامل انسانی (سیستم ایمنی، مصرف داروهای ضد ویروسی، اقدامات پیشگیرانه و غیره)، یک جنبه مهم خود ویروس یا بهتر است بگوییم نوع فرعی آن است که یک بیمار خاص را مبتلا می کند. هر زیرگروه ویژگی های خاص خود را دارد، از جمله میزان تأثیرگذاری بر گروه های مختلف جمعیتی. دانشمندان خاطرنشان می کنند که ویروس های H1N1 ("آنفولانزای خوکی") و H3N2 (آنفولانزای هنگ کنگ) که در حال حاضر رایج ترین هستند، افراد در سنین مختلف را به طور متفاوت تحت تاثیر قرار می دهند: H3N2 باعث شدیدترین موارد بیماری در افراد مسن می شود. و نیز به اکثریت مرگ ها نسبت داده می شود ; H1N1 کمتر کشنده است اما اغلب افراد میانسال و جوانان را مبتلا می کند.

چنین تفاوت هایی ممکن است به دلیل تفاوت در سرعت تکامل خود ویروس ها و تفاوت در آنها باشد چاپ ایمنی* در کودکان.

چاپ ایمنی* - نوعی حافظه بلند مدت سیستم ایمنی بدن که بر اساس حملات ویروسی تجربه شده به بدن و واکنش های آن به آنها شکل می گیرد.

در این مطالعه، محققان داده‌های اپیدمیولوژیک را تجزیه و تحلیل کردند تا تعیین کنند که آیا نقش‌بندی دوران کودکی بر اپیدمیولوژی آنفولانزای فصلی تأثیر می‌گذارد و اگر چنین است، آیا اساساً از طریق تأثیر می‌گذارد. همنوع* حافظه ایمنی یا از طریق گسترده تر ناهمگون* حافظه

ایمنی همسان ساب تایپی* - عفونت با ویروس های آنفولانزای فصلی A باعث ایجاد دفاع ایمنی در برابر یک زیرگروه خاص از ویروس می شود.

ایمنی ناهمگن* - عفونت با ویروس های آنفولانزای فصلی A باعث ایجاد دفاع ایمنی در برابر گونه های فرعی غیر مرتبط با این ویروس می شود.

به عبارت دیگر، ایمنی کودک و هر چیزی که او تجربه می‌کند، اثر خود را برای تمام عمر بر روی سیستم ایمنی باقی می‌گذارد. مطالعات قبلی نشان داده است که بزرگسالان در برابر انواع ویروس هایی که در کودکی به آنها آلوده شده اند، ایمنی قوی تری دارند. همچنین اخیراً نشان داده شده است که چاپ در برابر زیرگروه های جدید ویروس آنفلوانزای پرندگان از همان گروه فیلوژنتیکی هماگلوتینین محافظت می کند.هماگلوتینین، HA)، مانند اولین عفونت در دوران کودکی.

تا همین اواخر، ایمنی متقاطع باریک خاص برای انواع یک زیرگروه HA به عنوان روش اصلی محافظت در برابر آنفولانزای فصلی در نظر گرفته می شد. با این حال، شواهد جدیدی وجود دارد که نشان می‌دهد شکل‌گیری ایمنی ممکن است تحت تأثیر حافظه سایر آنتی‌ژن‌های آنفولانزا (به عنوان مثال، نورآمینیداز، NA) باشد. از سال 1918، سه زیرگروه AN در انسان شناسایی شده است: H1، H2 و H3. علاوه بر این، H1 و H2 به گروه فیلوژنتیک 1 و H3 به گروه 2 تعلق دارند.

با توجه به این واقعیت که چاپ کردن به احتمال زیاد باعث تغییرات متعدد در حافظه ایمنی می شود، می توان فرض کرد که این تغییرات دارای سلسله مراتب خاصی هستند.

دانشمندان خاطرنشان می کنند که از سال 1977، دو زیرگروه آنفولانزای A-H1N1 و H3N2- به صورت فصلی در بین جمعیت پخش شده است. در همان زمان، تفاوت در جمعیت شناسی عفونت و در علائم کاملا آشکار بود، اما ضعیف مورد مطالعه قرار گرفت. این تفاوت‌ها ممکن است به‌طور خاص به دلیل نقش‌گذاری دوران کودکی باشد: افراد مسن‌تر تقریباً در دوران کودکی در معرض H1N1 قرار داشتند (از سال 1918 تا 1975 این تنها زیرگونه‌ای بود که در انسان‌ها در گردش بود). در نتیجه، این افراد در حال حاضر بهتر از انواع فصلی مدرن ویروس این نوع فرعی محافظت می شوند. به همین ترتیب، در میان بزرگسالان جوان، بیشترین احتمال چاپ در دوران کودکی مربوط به H3N2 جدیدتر است (تصویر شماره 1)، که با تعداد نسبتاً کم موارد گزارش شده بالینی H3N2 در این جمعیت شناسی مطابقت دارد.

تصویر شماره 1: مدل های مختلف وابستگی ایمنی به چاپ در دوران کودکی و عامل تکامل ویروسی.

از سوی دیگر، این تفاوت‌ها ممکن است با تکامل خود زیرشاخه‌های ویروس مرتبط باشد. بنابراین، H3N2 سریعتر نشان می دهد دریفت * فنوتیپ آنتی ژنی آن نسبت به H1N1.

رانش آنتی ژن* - تغییرات در فاکتورهای سطحی سیستم ایمنی ویروس ها.

به همین دلیل، H3N2 ممکن است بهتر بتواند از ایمنی از قبل موجود در بزرگسالان با تجربه ایمونولوژیک فرار کند، در حالی که H1N1 ممکن است از نظر اثرات آن فقط بر روی کودکان ساده‌ای از ایمنی‌شناسی نسبتاً محدود باشد.

برای آزمایش همه فرضیه‌های قابل قبول، دانشمندان داده‌های اپیدمیولوژیک را با ایجاد توابع احتمال برای هر نوع مدل‌های آماری، که با استفاده از معیار اطلاعات آکایک (AIC) مقایسه شدند، تجزیه و تحلیل کردند.

همچنین یک تجزیه و تحلیل اضافی بر روی این فرضیه انجام شد که در آن تفاوت‌ها به دلیل حک شدن در تکامل ویروس‌ها نیست.

آماده سازی برای تحقیق

مدل‌سازی فرضیه از داده‌های وزارت خدمات بهداشتی آریزونا (ADHS) از 9510 مورد فصلی H1N1 و H3N2 در سراسر ایالت استفاده کرد. تقریباً 76 درصد موارد گزارش شده در بیمارستان ها و آزمایشگاه ها ثبت شده و بقیه موارد در آزمایشگاه ها نامشخص بوده است. همچنین مشخص است که تقریباً نیمی از موارد تشخیص داده شده در آزمایشگاه به اندازه کافی جدی بودند که منجر به بستری شدن در بیمارستان شد.

داده های مورد استفاده در این مطالعه یک دوره 22 ساله از فصل آنفولانزای 1993-1994 تا فصل 2014-2015 را پوشش می دهد. شایان ذکر است که حجم نمونه پس از همه گیری سال 2009 به شدت افزایش یافت، بنابراین این دوره از نمونه حذف شد (جدول 1).

جدول شماره 1: داده های اپیدمیولوژیک از سال 1993 تا 2015 در مورد موارد ثبت شده ویروس های H1N1 و H3N2.

همچنین در نظر گرفتن این نکته مهم است که از سال 2004، آزمایشگاه های تجاری در ایالات متحده ملزم به انتقال تمام داده های مربوط به عفونت ویروسی بیماران به مقامات بهداشتی دولتی هستند. با این حال، اکثر موارد مورد تجزیه و تحلیل (9150/9451) از فصل 2004-2005، پس از اجرایی شدن قانون رخ داده است.

از مجموع 9510 مورد، 58 مورد به دلیل اینکه افراد دارای سال تولد قبل از 1918 بودند (وضعیت چاپ آنها را نمی توان به وضوح تعیین کرد) و 1 مورد دیگر به دلیل اینکه سال تولد به اشتباه مشخص شده بود حذف شدند. بدین ترتیب 9541 مورد در مدل تحلیل قرار گرفتند.

در مرحله اول مدل‌سازی، احتمال چاپ روی ویروس‌های H1N1، H2N2 یا H3N2، مخصوص سال تولد، تعیین شد. این احتمالات نشان دهنده الگوی مواجهه با آنفولانزای A در کودکان و شیوع آن در سال است.

اکثر افرادی که بین سال‌های 1918 تا 1957 به دنیا آمده‌اند، ابتدا به زیرگروه H1N1 آلوده شدند. افرادی که بین سال های 1957 تا 1968 به دنیا آمدند تقریباً همه به زیرگروه H2N2 آلوده بودند.1A). و از سال 1968، زیرگروه غالب ویروس H3N2 بود که عامل عفونت اکثریت افراد از گروه جمعیتی جوان شد.

علیرغم شیوع H3N2، H1N1 هنوز از سال 1977 به صورت فصلی در بین جمعیت پخش شده است و باعث ایجاد نقش در نسبتی از افراد متولد شده از اواسط دهه 1970 شده است.1A).

اگر چاپ در سطح زیرگروه AN احتمال عفونت را در طول آنفولانزای فصلی شکل می‌دهد، قرار گرفتن در معرض زیرگروه‌های H1 یا H3 AN در اوایل کودکی باید ایمنی مادام‌العمر را نسبت به انواع جدیدتر زیرگروه AN ایجاد کند. اگر ایمنی حک شده به میزان بیشتری در برابر انواع خاصی از NA (نورآمینیداز) عمل کند، پس حفاظت مادام‌العمر مشخصه N1 یا N2 خواهد بود.1V).

اگر چاپ بر اساس یک NA گسترده تر باشد، به عنوان مثال. محافظت در برابر طیف وسیع تری از انواع فرعی رخ می دهد، سپس افرادی که از H1 و H2 حک شده اند باید از H1N1 فصلی مدرن محافظت شوند. در عین حال، افرادی که روی H3 حک شده اند فقط در برابر H3N2 فصلی مدرن محافظت می شوند.1V).

دانشمندان خاطرنشان می کنند که خطی بودن (به طور کلی، موازی) پیش بینی های مدل های مختلف چاپ (1D-1I) با توجه به تنوع محدود زیرگروه های آنتی ژنی آنفولانزا که در قرن گذشته در جمعیت در گردش بودند اجتناب ناپذیر بود.

مهمترین نقش در تمایز بین چاپ در سطح زیرگروه HA، زیرگروه NA یا گروه HA توسط افراد میانسالی که برای اولین بار به H2N2 آلوده شده بودند، ایفا می کند.1V).

هر یک از مدل های آزمایش شده از ترکیب خطی عفونت مرتبط با سن استفاده کردند (1Sو عفونت مرتبط با سال تولد (1D-1Fبرای بدست آوردن توزیع موارد H1N1 یا H3N2 (1G - 1I).

در مجموع 4 مدل ایجاد شد: ساده‌ترین مدل فقط شامل فاکتور سن بود و مدل‌های پیچیده‌تر فاکتورهای چاپ را در سطح زیرگروه HA، در سطح زیرگروه NA یا در سطح گروه HA اضافه کردند.

منحنی فاکتور سن به شکل یک تابع پله ای است که در آن خطر نسبی عفونت در گروه سنی 1 تا 0 سال 4 تعیین شده است. علاوه بر گروه سنی اولیه، موارد زیر نیز وجود داشت: 5-10، 11-17، 18-24، 25-31، 32-38، 39-45، 46-52، 53-59، 60-66، 67-73، 74-80، 81+.

در مدل‌هایی که شامل اثرات چاپی بودند، نسبت افراد در هر سال تولد با نقش‌های محافظ دوران کودکی متناسب با کاهش خطر عفونت در نظر گرفته شد.

عامل تکامل ویروسی نیز در مدل سازی در نظر گرفته شد. برای انجام این کار، از داده‌هایی استفاده کردیم که پیشرفت آنتی ژنی سالانه را توصیف می‌کرد، که به عنوان میانگین فاصله آنتی ژنی بین سویه‌های یک اصل و نسب ویروسی خاص (H1N1 قبل از 2009، H1N1 بعد از 2009، و H3N2) تعریف شد. "فاصله آنتی ژنی" بین دو سویه آنفولانزا به عنوان شاخص شباهت در فنوتیپ آنتی ژنی و محافظت متقابل ایمنی بالقوه استفاده می شود.

برای ارزیابی تأثیر تکامل آنتی ژنی بر توزیع سنی اپیدمی، تغییرات در نسبت موارد در کودکان در طول فصولی که در آن تغییرات آنتی ژنی قوی رخ داده بود، مورد آزمایش قرار گرفت.

اگر سطح رانش آنتی ژنیک عامل مهمی در خطر ابتلا به عفونت ناشی از سن باشد، نسبت موارد مشاهده شده در کودکان باید با پیشرفت آنتی ژنی سالانه ارتباط منفی داشته باشد. به عبارت دیگر، سویه هایی که تغییرات آنتی ژنی قابل توجهی نسبت به فصل قبل نداشته اند، نمی توانند از ایمنی از قبل موجود در بزرگسالان دارای تجربه ایمونولوژیک فرار کنند. چنین سویه هایی در میان جمعیت های بدون تجربه ایمونولوژیک، یعنی در میان کودکان، فعال تر خواهند بود.

نتایج مطالعه

تجزیه و تحلیل داده ها بر اساس سال نشان داد که H3N2 فصلی عامل اصلی عفونت در میان جمعیت های مسن بود، در حالی که H1N1 افراد میانسال و جوان را تحت تاثیر قرار می داد (تصویر #2).

تصویر شماره 2: پراکندگی آنفلوانزای H1N1 و H3N2 بر اساس سن در دوره های زمانی مختلف.

این الگو هم در داده های قبل از همه گیری سال 2009 و هم پس از آن وجود داشت.

داده ها نشان داد که چاپ در سطح زیرگروه NA بر چاپ در سطح زیرگروه HA غالب است (ΔAIC = 34.54). در همان زمان، تقریباً عدم وجود کامل چاپ در سطح گروه HA (ΔAIC = 249.06) و همچنین عدم وجود کامل چاپ (ΔAIC = 385.42) وجود داشت.

تصویر شماره 3: ارزیابی تناسب مدل ها با داده های تحقیق.

ارزیابی بصری برازش مدل (3C и 3D) تایید کرد که مدل‌های حاوی اثرات چاپی در سطوح باریک زیرگروه‌های NA یا HA بهترین تناسب را با داده‌های مورد استفاده در مطالعه ارائه می‌کنند. این واقعیت که مدلی که در آن چاپ وجود ندارد نمی‌تواند توسط داده‌ها پشتیبانی شود، نشان می‌دهد که چاپ کردن جنبه بسیار مهمی از توسعه ایمنی در جمعیت بزرگسال در رابطه با زیرگروه‌های آنفلوانزای فصلی است. با این حال ، چاپ در یک تخصص بسیار محدود کار می کند ، یعنی منحصراً روی یک زیرگروه خاص عمل می کند و نه در کل طیف زیرگروه های آنفولانزا.

جدول شماره 2: ارزیابی تناسب مدل ها با داده های تحقیق.

پس از کنترل توزیع سنی جمعیت شناختی، خطر تخمینی مرتبط با سن در کودکان و بزرگسالان بالاترین بود، که با تجمع حافظه ایمنی در دوران کودکی و عملکرد ضعیف ایمنی در بزرگسالان مسن‌تر مطابقت داشت. 3A منحنی تقریبی از بهترین مدل نشان داده شده است). تخمین پارامترهای چاپی کمتر از یک بود که نشان دهنده کاهش جزئی در ریسک نسبی است (جدول 2). در بهترین مدل، کاهش خطر نسبی تخمین زده شده از چاپ دوران کودکی برای H1N1 (0.34، 95٪ فاصله اطمینان (CI): 0.29-0.42) بیشتر از H3N2 بود (0.71، 95٪ فاصله اطمینان (CI): 0.62-0.82).

برای آزمایش تأثیر تکامل ویروسی بر توزیع سنی خطر عفونت، محققان به دنبال کاهش نسبت عفونت در بین کودکان در دوره‌های مرتبط با تغییرات آنتی ژنی بودند، زمانی که سویه‌هایی با رانش آنتی ژنی بالا در آلوده کردن بزرگسالان با تجربه ایمنی مؤثرتر بودند.

تجزیه و تحلیل داده‌ها یک ارتباط منفی کوچک اما غیرمعنی‌دار بین افزایش سالانه فعالیت آنتی ژنی و نسبت موارد H3N2 مشاهده شده در کودکان را نشان داد.4A).

تصویر شماره 4: تأثیر تکامل ویروسی بر عامل خطر مرتبط با سن برای عفونت.

با این حال، هیچ رابطه واضحی بین تغییرات آنتی ژنی و نسبت موارد مشاهده شده در کودکان بالای 10 سال و در بزرگسالان یافت نشد. اگر تکامل ویروسی نقش عمده‌ای در این توزیع داشته باشد، نتیجه شواهد واضح‌تری از تأثیر تکاملی در میان بزرگسالان خواهد بود، نه فقط در مقایسه بزرگسالان و کودکان زیر 10 سال.

علاوه بر این، اگر درجه تغییر تکاملی ویروسی برای تفاوت‌های زیرگروه خاص در توزیع‌های سنی همه‌گیر غالب باشد، وقتی زیرگروه‌های H1N1 و H3N2 نرخ‌های مشابهی از انتشار آنتی‌ژن سالانه را نشان می‌دهند، توزیع سنی عفونت‌ها باید شبیه‌تر به نظر برسد.

برای آشنایی دقیق تر با تفاوت های ظریف مطالعه، توصیه می کنم نگاه کنید دانشمندان گزارش می دهند.

خاتمه

در این کار، دانشمندان داده های اپیدمیولوژیک موارد عفونت با H1N1، H3N2 و H2N2 را تجزیه و تحلیل کردند. تجزیه و تحلیل داده ها رابطه واضحی را بین چاپ در دوران کودکی و خطر عفونت در بزرگسالی نشان داد. به عبارت دیگر، اگر کودکی در دهه 50 زمانی که H1N1 در گردش بود و H3N2 وجود نداشت، آلوده شده بود، در بزرگسالی احتمال ابتلا به H3N2 بسیار بیشتر از احتمال ابتلا به H1N1 خواهد بود.

نتیجه اصلی این مطالعه این است که نه تنها مهم است که فرد در دوران کودکی از چه چیزی رنج می‌برد، بلکه به چه ترتیبی نیز اهمیت دارد. حافظه ایمنی، که در طول زندگی ایجاد می شود، به طور فعال داده ها را از اولین عفونت های ویروسی "ثبت" می کند، که به مقابله موثرتر با آنها در بزرگسالی کمک می کند.

دانشمندان امیدوارند که کار آنها این امکان را فراهم کند که بهتر پیش بینی شود که کدام گروه های سنی بیشتر در معرض تأثیرات کدام زیرگروه آنفولانزا هستند. این دانش می تواند به جلوگیری از گسترش اپیدمی ها کمک کند، به خصوص اگر نیاز باشد تعداد محدودی واکسن بین مردم توزیع شود.

هدف این تحقیق یافتن درمان‌های فوق‌العاده برای هر نوع آنفولانزا نیست، اگرچه این عالی خواهد بود. هدف آن چیزی است که در حال حاضر بسیار واقعی تر و مهم تر است - جلوگیری از گسترش عفونت. اگر نتوانیم فوراً از شر ویروس خلاص شویم، باید همه ابزارهای ممکن را برای مهار آن داشته باشیم. یکی از وفادارترین متحدان هر بیماری همه گیر، نگرش سهل انگارانه نسبت به آن هم از سوی دولت به طور کلی و هم از سوی هر فرد به طور خاص است. وحشت، البته، ضروری نیست، زیرا فقط می تواند اوضاع را بدتر کند، اما اقدامات احتیاطی هرگز ضرری ندارد.

ممنون که خواندید، کنجکاو بمانید، مراقب خود و عزیزانتان باشید و آخر هفته خوبی داشته باشید بچه ها! 🙂

چند تبلیغ 🙂

از اینکه با ما ماندید متشکرم آیا مقالات ما را دوست دارید؟ آیا می خواهید مطالب جالب تری ببینید؟ با ثبت سفارش یا معرفی به دوستان از ما حمایت کنید ابر VPS برای توسعه دهندگان از 4.99 دلار, یک آنالوگ منحصر به فرد از سرورهای سطح ورودی که توسط ما برای شما اختراع شده است: تمام حقیقت در مورد VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 Cores) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps از 19 دلار یا چگونه سرور را به اشتراک بگذاریم؟ (در دسترس با RAID1 و RAID10، حداکثر 24 هسته و حداکثر 40 گیگابایت DDR4).

Dell R730xd 2 برابر ارزان تر در مرکز داده Equinix Tier IV در آمستردام؟ فقط اینجا 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV از 199 دلار در هلند! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - از 99 دلار! در مورد بخوانید نحوه ساخت شرکت زیرساخت کلاس با استفاده از سرورهای Dell R730xd E5-2650 v4 به ارزش 9000 یورو برای یک پنی؟

منبع: www.habr.com