Practic vorbesc despre coronavirusul care se răspândește. Ca și în cazul altor boli, diagnosticarea timpurie este esențială în lupta împotriva acestui virus. Totuși, nu toți cei infectați arată un set de simptome similar, iar scanerele din aeroporturi, care sunt destinate să detecteze semnele infecției, nu reușesc întotdeauna să identifice persoanele bolnave printre mulțimea de pasageri. Se pune întrebarea — de ce același virus se manifestează diferit la oameni? Răspunsul la prima vedere este — sistemul imunitar. Însă acesta nu este singurul parametru important care influențează variabilitatea simptomelor și severitatea bolii. Oamenii de știință de la Universitatea din California și Universitatea din Arizona (SUA) au descoperit că puterea de rezistență la virusuri depinde nu doar de subtipurile de gripă cu care o persoană s-a confruntat de-a lungul vieții, ci și de ordinea acestora. Ce au mai aflat cercetătorii, ce metode au fost folosite în studiu și cum poate ajuta acest demers în combaterea epidemiilor? Răspunsurile la aceste întrebări le vom găsi în raportul echipei de cercetare. Să începem.
Baza cercetării
Așa cum știm, gripă se manifestă diferit de la o persoană la alta. Pe lângă factorul uman (sistemul imunitar, utilizarea medicamentelor antivirale, măsurile preventive etc.), un aspect important este virusul în sine, mai precis subtipul cu care este infectată persoana. Fiecare subtip are propriile sale particularități, inclusiv gradul de afectare a diferitelor grupuri demografice. Oamenii de știință notează că virusurile H1N1 („gripa porcină”) și H3N2 (gripa din Hong Kong), care au devenit cele mai răspândite până în prezent, afectează diferit oamenii de vârste diferite: H3N2 este cauza majorității cazurilor severe de boală la persoanele în vârstă, de asemenea, se consideră că este responsabil pentru majoritatea deceselor; H1N1 este mai puțin mortal, dar afectează cel mai frecvent persoanele de vârstă medie și tinerii.
Astfel de diferențe pot fi cauzate atât de viteza de evoluție a virusurilor, cât și de diferențele în imprimarea imunității* la copii.
Imprimarea imunității* reprezintă un fel de memorie pe termen lung a sistemului imunitar, formată pe baza atacurilor virale suferite de organism și reacțiilor sale la acestea.
În acest studiu, cercetătorii au realizat o analiză a datelor epidemiologice pentru a determina dacă imprintingul în copilărie influențează epidemiologia gripei sezoniere și, dacă da, dacă acționează în principal prin homo-subtipic* memoria imună sau printr-o memorie mai largă hetero-subtipică* memorie.
Imunitatea homo-subtipică* — infecția cu virusuri sezoniere ale gripei A contribuie la dezvoltarea protecției imune împotriva unui subtip specific de virus.
Imunitatea hetero-subtipică* — infecția cu virusuri sezoniere ale gripei A contribuie la dezvoltarea protecției imune împotriva sub-șlamurilor care nu sunt afiliate acestui virus.
Cu alte cuvinte, imunitatea copilului și tot ce a experimentat lasă o amprentă în imunitatea pe tot parcursul vieții. Studiile anterioare au arătat că persoanele adulte au o imunitate mai puternică împotriva tipurilor de virusuri cu care au fost infectate în copilărie. De asemenea, s-a stabilit recent că imprintingul protejează împotriva unor subtipuri noi ale virusului gripal aviar din aceeași grupă filogenetică a hemaglutininei (hemagglutinin, HA), ca în cazul primei infecții din copilărie.
Până de curând, imunitatea protectoare încrucișată îngustă, specifică variantelor unui subtip HA, era considerată principalul mecanism de apărare împotriva gripei sezoniere. Totuși, există date noi care sugerează că formarea imunității poate fi influențată și de memoria altor antigene ale gripei (de exemplu, neuraminidazei, NA). Din 1918, au fost înregistrate trei subtipuri HA printre oameni: H1, H2 și H3. H1 și H2 aparțin grupei filogenetice 1, iar H3 grupei 2.
Având în vedere faptul că imprintingul probabil cauzează multiple modificări în memoria imună, se poate presupune că aceste modificări au o anumită ierarhie.
Cercetătorii remarcă faptul că, începând din 1977, populația a fost afectată sezonier de două subtipuri de gripă A - H1N1 și H3N2. De asemenea, diferențele în demografia infecției și în simptomatologie au fost destul de evidente, dar slab studiate. Aceste diferențe ar putea fi legate de imprintingul din copilărie: persoanele vârstnice au fost aproape sigur expuse H1N1 în copilărie (între 1918 și 1975 acesta a fost singurul subtip care circula printre oameni). Prin urmare, în prezent, aceste persoane sunt mai bine protejate împotriva variantelor sezoniere moderne ale acestui subtip de virus. În mod similar, tinerii au cea mai mare probabilitate de imprinting în copilărie legată de H3N2 mai modern (imaginea №1), ceea ce este în concordanță cu numărul relativ scăzut de cazuri clinice înregistrate de H3N2 în acest grup demografic.
Imaginea №1: modele ale dependenței imunității de imprintingul din copilărie și de factorul evoluției virale.
Pe de altă parte, aceste diferențe pot fi legate de evoluția subtipurilor de virus. Astfel, H3N2 demonstrează un deviere* mai rapidă a fenotipului său antigenic decât H1N1.
Devierea antigenelor* reprezintă modificări ale factorilor de suprafață care generează imunitate ale virusurilor.
Din acest motiv, H3N2 poate evita mai bine imunitatea preexistentă la persoanele adulte cu experiență imunologică (care s-au îmbolnăvit anterior), în timp ce H1N1 poate fi relativ limitat în intensitatea efectului său asupra exclusiv celor imunologic neexperimentați (care nu s-au îmbolnăvit anterior) copii.
Pentru a verifica toate ipotezele probabile, cercetătorii au efectuat o analiză a datelor epidemiologice, creând funcții de verosimilitate pentru fiecare variantă a modelului statistic, comparația fiind realizată prin criteriul informațional Akaike (AIC).
De asemenea, a fost realizată o analiză suplimentară a ipotezei în care diferențele nu sunt cauzate de imprinting, ci de evoluția virusurilor.
Pregătire pentru cercetare
În modelarea ipotezelor au fost utilizate datele Departamentului de Sănătate al Statului Arizona (ADHS), în special 9510 cazuri de virusuri sezonale H1N1 și H3N2 din întreaga stat. Aproximativ 76% dintre cazurile înregistrate au fost raportate în spitale și laboratoare, restul cazurilor nefiind clarificate în laboratoare. De asemenea, se știe că aproximativ jumătate dintre cazurile confirmate în laborator au fost destul de grave, ceea ce a dus la spitalizare.
Datele utilizate în studiu se referă la o perioadă de 22 de ani: din sezonul gripal 1993-1994 până în sezonul 2014-2015. Este de menționat că dimensiunile mostrelor au crescut semnificativ după pandemia din 2009, astfel încât această perioadă a fost exclusă din eșantion (tabelul nr. 1).
Tabelul nr. 1: datele epidemiologice din 1993 până în 2015 referitoare la cazurile înregistrate ale virusurilor H1N1 și H3N2.
De asemenea, este important de luat în considerare că din 2004 laboratoarele comerciale din SUA au fost obligate să transmită autorităților de sănătate publică toate datele referitoare la infecțiile virale ale pacienților. Totuși, majoritatea cazurilor analizate (9150/9451) au fost observate începând cu sezonul 2004-2005, după ce această regulă a intrat în vigoare.
Dintre cele 9510 cazuri, 58 au fost excluse, deoarece erau persoane născute înainte de 1918 (statutul lor de imprinting nu poate fi determinat cu exactitate), și încă 1 caz din cauza unui an de naștere greșit specificat. Astfel, în modelul de analiză au fost incluse 9541 de cazuri.
În prima etapă a modelării au fost definite probabilitățile de imprinting la virusurile H1N1, H2N2 sau H3N2, specifice anului de naștere. Aceste probabilități reflectă natura impactului gripei A asupra copiilor și prevalența acesteia pe parcursul anilor.
Cea mai mare parte a persoanelor născute în perioada dintre pandemii, între 1918 și 1957, s-au infectat prima dată cu subtipul H1N1. Persoanele născute între pandemii, între 1957 și 1968, au fost, aproape toate, infectate cu subtipul H2N2 (1A). Iar începând cu 1968, subtipul dominant al virusului a fost H3N2, care a provocat infecții la majoritatea oamenilor din grupa demografică tânără.
În ciuda prevalenței H3N2, H1N1 a circulat sezonier printre populație din 1977, provocând imprinting la o parte din persoanele născute în mijlocul anilor 1970 (1A).
Dacă imprintingul la nivelul subtipului HA formează probabilitatea de infectare în timpul gripei sezoniere, atunci expunerea la subtipurile H1 sau H3 în copilărie ar trebui să ofere imunitate pe viață împotriva variantelor mai moderne ale aceluiași subtip HA. Dacă însă imunitatea de imprinting funcționează în mare parte împotriva unor tipuri specifice de NA (neuraminidază), atunci protecția pe viață va fi caracteristică pentru N1 sau N2 (1B).
Dacă imprintingul se bazează pe un HA mai larg, adică există o protecție împotriva unui spectru mai larg de subtipuri, atunci persoanele cu imprinting de H1 și H2 ar trebui să fie protejate împotriva sezonului modern H1N1. În același timp, persoanele cu imprinting la H3 vor fi protejate doar împotriva sezonului modern H3N2 (1B).
Cercetătorii observă că colinealitatea (pe scurt, paralelismul) predicțiilor diferitelor modele de imprinting (1D—1I) a fost inevitabilă, având în vedere diversitatea limitată a subtipurilor antigenice de gripă circulând între populație în ultimul secol.
Rolul esențial în diferențierea între imprintingul la nivelul subtipului HA, subtipului NA sau la nivelul grupului HA este jucat de persoanele de vârstă medie, care s-au infectat prima dată cu H2N2 (1B).
Fiecare dintre modelele verificate a utilizat o combinație liniară a infecțiilor legate de vârstă (1C), și infecțiilor legate de anul nașterii (1D—1F), pentru a obține distribuția cazurilor de H1N1 sau H3N2 (1G – 1I).
Au fost create 4 modele: cel mai simplu conținea doar factorul de vârstă, iar modele mai complexe au inclus factori de imprinting la nivelul subtipului HA, la nivelul subtipului NA sau la nivelul grupului HA.
Curba factorului de vârstă are forma unei funcții în trepte, în care riscul relativ de infectare a fost stabilit ca 1 în grupul de vârstă 0–4. Pe lângă grupul de vârstă primar au mai fost următoarele: 5–10, 11–17, 18–24, 25–31, 32–38, 39–45, 46–52, 53–59, 60–66, 67–73, 74–80, 81+.
În modelele care conțineau efecte de imprinting, s-a presupus că proporția de persoane în fiecare an de naștere cu imprinting protector în copilărie este proporțională cu reducerea riscului de infectare.
De asemenea, modelarea a luat în considerare și factorul evoluției virale. Pentru aceasta, au fost utilizate date care descriau progresul anual antigenic, definit ca distanța antigenică medie între tulpinile unei linii virale specifice (H1N1 până în 2009, H1N1 după 2009 și H3N2). „Distanța antigenică” dintre două tulpini de gripă este folosită ca un indicator al similitudinii fenotipului antigenic și al protecției potențiale cruzate imunologice.
Pentru a evalua impactul evoluției antigenice asupra distribuției pe grupe de vârstă a epizootiei, s-a realizat o verificare a modificărilor în proporția cazurilor la copii în sezoanele în care au avut loc schimbări antigenice semnificative.
Dacă nivelul driftului antigenic este un factor determinant al riscului de infectare pe grupe de vârstă, atunci proporția cazurilor observate la copii ar trebui să fie corelat negativ cu progresul antigenic anual. Cu alte cuvinte, tulpinile care nu au suferit modificări antigenice semnificative în comparație cu sezonul anterior ar trebui să fie incapabile să evite imunitatea existentă anterior la adulții cu experiență imunologică. Aceste tulpini vor fi mai active în rândul populației fără experiență imunologică, adică în rândul copiilor.
Rezultatele cercetării
Analiza datelor pe ani a arătat că H3N2 sezonier a fost principala cauză a infecțiilor în rândul populației de vârstnici, în timp ce H1N1 a afectat persoanele de vârstă medie și tineretul (imaginea nr. 2).
Imaginea nr. 2: distribuția virusului gripal H1N1 și H3N2 pe grupe de vârstă în diferite perioade de timp.
Această regularitate a fost prezentă atât în datele anterioare pandemiei din 2009, cât și după aceasta.
Datele au arătat că imprintingul la nivelul subtipului NA predomină față de imprintingul la nivelul subtipului HA (ΔAIC = 34.54). De asemenea, imprintingul la nivelul grupului HA a fost practic inexistent (ΔAIC = 249.06), la fel ca și absența totală a imprintingului (ΔAIC = 385.42).
Imaginea nr. 3: evaluarea corespondenței modelelor cu datele studiului.
Evaluarea vizuală a corespondenței modelelor (3C și 3D) a confirmat că modelele care conțin efecte de imprinting la niveluri subtipice înguste NA sau HA oferă cea mai bună corespondență cu datele utilizate în studiu. Faptul că modelul fără imprinting nu poate fi confirmat de date sugerează că imprintingul este un aspect extrem de important în formarea imunității populației adulte față de subtipurile sezoniere de gripă. Cu toate acestea, imprintingul funcționează pe o specializare foarte îngustă, adică acționează exclusiv asupra unui anumit subtip, nu asupra unui întreg spectru de subtipuri de gripă.
Tabelul nr. 2: evaluarea corespondenței modelelor cu datele studiului.
După luarea în considerare a distribuției demografice pe vârstă, riscul estimat pe vârste a fost cel mai ridicat la copii și vârstnici, ceea ce corespundea acumulării memoriei imunologice în copilărie și slăbirii funcției imunității la persoanele vârstnice (la 3А s-a prezentat o curbă aproximativă din cel mai bun model). Estimările parametrilor de imprinting au fost mai mici decât unu, ceea ce indică o reducere relativă a riscului (tabelul nr. 2). În cadrul celui mai bun model, reducerea estimată a riscului relativ datorită imprintingului în copilărie a fost mai puternică pentru H1N1 (0.34, 95% CI 0.29–0.42) decât pentru H3N2 (0.71, 95% CI 0.62–0.82).
Pentru a verifica influența evoluției virale asupra distribuției pe vârstă a riscului de infecție, cercetătorii au căutat o reducere a părții de cazuri de infecție la copii în perioadele asociate cu modificările antigenice, când tulpinile cu drift antigenic ridicat infectau mai eficient adulții imunologic experimentați.
Analiza datelor a arătat o corelație ușor negativă, dar semnificativă între creșterea anuală a activității antigenice și procentul de cazuri de H3N2 observate la copii (4A).
Imaginea nr. 4: influența evoluției virale asupra factorului de risc pe vârstă pentru infecție.
Cu toate acestea, nu a fost găsită o corelație clară între modificările antigenice și proporția cazurilor observate la copii peste 10 ani și la adulți. Dacă evoluția virală ar fi jucat un rol principal în această distribuție, s-ar fi observat dovezi mai clare ale influenței evoluționiste în rândul adulților, nu doar în comparația dintre adulți și copii sub 10 ani.
În plus, dacă gradul de schimbare evolutivă a virusurilor este dominant pentru diferențele specifice subtipului în distribuția vârstei epidemice, atunci când subtipurile H1N1 și H3N2 prezintă grade similare de răspândire anuală a antigenului, distribuția vârstei cazurilor infectate ar trebui să fie mai asemănătoare.
Pentru o mai bună înțelegere a nuanțelor cercetării, vă recomand să consultați .
Epilog
În această lucrare, cercetătorii au analizat datele epidemiologice ale cazurilor de infecție cu H1N1, H3N2 și H2N2. Analiza datelor a arătat o dependență clară între imprintingul în copilărie și gradul de risc de infecție în adolescență. Cu alte cuvinte, dacă un copil în anii '50 a fost infectat atunci când H1N1 circula, iar H3N2 era absent, probabilitatea de infecție cu H3N2 în adolescență va fi mult mai mare decât probabilitatea de a contracta H1N1.
Concluzia principală a acestui studiu este că nu este doar important ce a avut o persoană în copilărie, ci și în ce ordine. Memoria imunității, care se dezvoltă pe parcursul vieții, „înregistrează” activ datele primelor infecții virale, ceea ce contribuie la o reacție mai eficientă împotriva acestora în adolescență.
Cercetătorii speră că lucrarea lor va permite o mai bună predicție a grupurilor de vârstă care sunt mai vulnerabile la efectele anumitor subtipuri de gripă. Aceste cunoștințe pot ajuta la prevenirea răspândirii epidemiilor, în special atunci când trebuie distribuite un număr limitat de vaccinuri în rândul populației.
Acest studiu nu este destinat găsirii de super-medicamente împotriva oricărui tip de gripă, deși ar fi minunat. Este orientat către ceea ce este mult mai realist și important în acest moment — prevenirea răspândirii infecției. Dacă nu putem scăpa imediat de virus, trebuie să avem toate instrumentele posibile pentru a-l controla. Una dintre cele mai de încredere alianțe în fața oricărei epidemii este neglijența pe care o manifestă atât statul în ansamblu, cât și fiecare individ în parte. Panica, desigur, nu este necesară, deoarece poate cauza mai mult rău, dar măsurile de precauție nu strică niciodată.
Vă mulțumesc pentru atenție, rămâneți curioși, aveți grijă de voi și de cei dragi, iar weekend plăcut, tuturor! 🙂
Puțin publicitate 🙂
Mulțumim că rămâneți cu noi. Vă plac articolele noastre? Doriți să vedeți mai multe materiale interesante? Susțineți-ne, efectuând o comandă sau recomandându-ne prietenilor, , un echivalent unic pentru serverele entry-level, care a fost creat de noi pentru voi: (sunt disponibile opțiuni cu RAID1 și RAID10, până la 24 nuclee și până la 40GB DDR4).
Dell R730xd la jumătate de preț în centrul de date Equinix Tier IV din Amsterdam? Numai la noi în Olanda! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB — de la 99 $! Citiți despre
Sursa: habr.com
