Aproape toți am auzit sau citit știri despre răspândirea coronavirusului. Ca și în cazul oricărei alte boli, diagnosticarea precoce este importantă în lupta împotriva unui nou virus. Cu toate acestea, nu toate persoanele infectate prezintă același set de simptome și chiar și scanerele de aeroport concepute pentru a detecta semnele de infecție nu identifică întotdeauna cu succes pacientul într-o mulțime de pasageri. Apare întrebarea: de ce același virus se manifestă diferit la oameni diferiți? Desigur, primul răspuns este imunitatea. Cu toate acestea, acesta nu este singurul parametru important care influențează variabilitatea simptomelor și severitatea bolii. Oamenii de știință de la Universitatea din California și Arizona (SUA) au descoperit că puterea rezistenței la viruși depinde nu numai de ce subtipuri de gripă a avut o persoană de-a lungul vieții, ci și de succesiunea acestora. Ce anume au aflat oamenii de știință, ce metode au fost folosite în studiu și cum poate ajuta această lucrare în lupta împotriva epidemilor? Vom găsi răspunsuri la aceste întrebări în raportul grupului de cercetare. Merge.
Baza cercetării
După cum știm, gripa se manifestă diferit la diferite persoane. Pe lângă factorul uman (sistemul imunitar, luarea de medicamente antivirale, măsuri preventive etc.), un aspect important este virusul în sine, sau mai degrabă subtipul său, care infectează un anumit pacient. Fiecare subtip are propriile caracteristici, inclusiv măsura în care sunt afectate diferite grupuri demografice. Oamenii de știință notează că virusurile H1N1 („gripa porcină”) și H3N2 (gripa Hong Kong), care au devenit cele mai comune în acest moment, afectează diferit oamenii de diferite vârste: H3N2 cauzează cele mai severe cazuri de boală la vârstnici, și este, de asemenea, atribuit majorității deceselor; H1N1 este mai puțin mortal, dar afectează cel mai adesea persoanele de vârstă mijlocie și tinerii.
Astfel de diferențe se pot datora atât diferenței în rata de evoluție a virusurilor înșiși, cât și diferenței de amprenta imuna* la copii.
Amprenta imună* - un fel de memorie pe termen lung a sistemului imunitar, formată pe baza atacurilor virale experimentate asupra organismului și a reacțiilor acestuia la acestea.
În acest studiu, cercetătorii au analizat datele epidemiologice pentru a determina dacă amprenta copilăriei influențează epidemiologia gripei sezoniere și, dacă da, dacă acționează în primul rând prin homosubtipic* memorie imună sau prin mai larg heterosubtipic* memorie.
Imunitatea homosubtipică* — infecția cu virusurile gripale sezoniere A promovează dezvoltarea apărării imune împotriva unui subtip specific al virusului.
Imunitate heterosubtipică* — infecția cu virusurile gripale sezoniere A promovează dezvoltarea apărării imune împotriva sub-tulpinilor care nu au legătură cu acest virus.
Cu alte cuvinte, imunitatea unui copil și tot ceea ce trăiește își lasă amprenta asupra sistemului imunitar pe viață. Studiile anterioare au arătat că adulții au o imunitate mai puternică împotriva tipurilor de virusuri cu care au fost infectați în copilărie. De asemenea, sa demonstrat recent că amprentarea protejează împotriva noilor subtipuri de virus gripal aviar din același grup filogenetic de hemaglutinină (hemaglutinină, HA), ca și în cazul primei infecții din copilărie.
Până de curând, imunitatea îngustă de protecție încrucișată specifică variantelor unui subtip de HA a fost considerată principalul mod de protecție împotriva gripei sezoniere. Cu toate acestea, există noi dovezi care sugerează că formarea imunității poate fi influențată și de memoria altor antigeni gripali (de exemplu, neuraminidaza, NA). Din 1918, la om au fost identificate trei subtipuri de AN: H1, H2 și H3. Mai mult, H1 și H2 aparțin grupului filogenetic 1, iar H3 grupului 2.
Dat fiind faptul că amprentarea cauzează cel mai probabil modificări multiple ale memoriei imune, se poate presupune că aceste modificări au o anumită ierarhie.
Oamenii de știință notează că din 1977, două subtipuri de gripă A — H1N1 și H3N2 — au circulat sezonier în rândul populației. În același timp, diferențele în ceea ce privește demografia infecției și simptomele au fost destul de evidente, dar puțin studiate. Aceste diferențe se pot datora în mod specific amprentei copilăriei: persoanele în vârstă au fost aproape sigur expuse la H1N1 în copilărie (din 1918 până în 1975 a fost singurul subtip care circula la om). În consecință, acești oameni sunt acum mai bine protejați de variantele sezoniere moderne ale virusului acestui subtip. De asemenea, în rândul adulților tineri, cea mai mare probabilitate de amprentare în copilărie este pentru H3N2 mai recent (imaginea #1), ceea ce este în concordanță cu numărul relativ scăzut de cazuri de H3N2 raportate clinic la acest grup demografic.
Imaginea nr. 1: modele variante ale dependenței imunității de amprentare în copilărie și factorul de evoluție virală.
Pe de altă parte, aceste diferențe pot fi asociate cu evoluția subtipurilor de virus în sine. Astfel, H3N2 demonstrează mai repede in deriva* fenotipul său antigenic decât H1N1.
Deriva antigenului* — modificări ale factorilor de suprafață care formează imunitatea virusurilor.
Din acest motiv, H3N2 poate fi mai capabil să evite imunitatea preexistentă la adulții cu experiență imunologică, în timp ce H1N1 poate fi relativ limitat în efectele sale numai asupra copiilor naivi din punct de vedere imunologic.
Pentru a testa toate ipotezele plauzibile, oamenii de știință au analizat datele epidemiologice prin crearea de funcții de probabilitate pentru fiecare variantă a modelelor statistice, care au fost comparate folosind criteriul de informare Akaike (AIC).
O analiză suplimentară a fost efectuată și asupra ipotezei în care diferențele nu se datorează amprentei în evoluția virusurilor.
Pregătirea pentru cercetare
Modelarea ipotezei a folosit date de la Departamentul de Servicii de Sănătate din Arizona (ADHS) din 9510 cazuri sezoniere H1N1 și H3N2 la nivel național. Aproximativ 76% din cazurile raportate au fost înregistrate în spitale și laboratoare, restul cazurilor au fost nespecificate în laboratoare. De asemenea, se știe că aproximativ jumătate din cazurile diagnosticate în laborator au fost suficient de grave pentru a duce la spitalizare.
Datele utilizate în studiu acoperă o perioadă de 22 de ani, de la sezonul gripal 1993-1994 până la sezonul 2014-2015. Este de remarcat faptul că dimensiunea eșantionului a crescut brusc după pandemia din 2009, astfel încât această perioadă a fost exclusă din eșantion (Tabelul 1).
Tabelul nr. 1: date epidemiologice din 1993 până în 2015 privind cazurile înregistrate de virusuri H1N1 și H3N2.
De asemenea, este important de luat în considerare că din 2004, laboratoarele comerciale din Statele Unite au fost obligate să transmită toate datele referitoare la infecția virală a pacienților către autoritățile guvernamentale de sănătate. Cu toate acestea, majoritatea cazurilor analizate (9150/9451) s-au produs din sezonul 2004–2005, după intrarea în vigoare a regulii.
Din toate cele 9510 cazuri, 58 au fost excluse deoarece erau persoane cu un an de naștere înainte de 1918 (statutul lor de imprimare nu poate fi determinat clar), iar încă 1 caz pentru că anul nașterii a fost specificat incorect. Astfel, în modelul de analiză au fost incluse 9541 de cazuri.
La prima etapă de modelare au fost determinate probabilitățile de amprentare a virusurilor H1N1, H2N2 sau H3N2, specifice anului nașterii. Aceste probabilități reflectă tiparul de expunere la gripa A la copii și prevalența acesteia pe an.
Majoritatea oamenilor născuți între pandemiile din 1918 și 1957 au fost mai întâi infectați cu subtipul H1N1. Persoanele născute între pandemiile din 1957 și 1968 au fost aproape toate infectate cu subtipul H2N2 (1A). Și din 1968, subtipul dominant al virusului a fost H3N2, care a devenit cauza infecției majorității persoanelor din grupul demografic tânăr.
În ciuda prevalenței H3N2, H1N1 a circulat în continuare sezonier în populație din 1977, provocând amprenta într-o proporție de oameni născuți de la mijlocul anilor 1970 (1A).
Dacă amprentarea la nivelul subtipului AN modelează probabilitatea infecției în timpul gripei sezoniere, atunci expunerea la subtipurile AN H1 sau H3 în copilăria timpurie ar trebui să ofere imunitate pe viață la variante mai recente ale aceluiași subtip AN. Dacă imprimarea imunității funcționează într-o măsură mai mare împotriva anumitor tipuri de NA (neuraminidază), atunci protecția pe tot parcursul vieții va fi caracteristică pentru N1 sau N2 (1V).
Dacă imprimarea se bazează pe un NA mai larg, i.e. apare protecție împotriva unei game mai largi de subtipuri, apoi indivizii imprimați de H1 și H2 ar trebui să fie protejați de H1N1 sezonier modern. În același timp, persoanele imprimate la H3 vor fi protejate doar de H3N2 sezonier modern (1V).
Oamenii de știință notează că coliniaritatea (în general, paralelismul) predicțiilor diferitelor modele de imprimare (1D-1I) a fost inevitabil având în vedere diversitatea limitată a subtipurilor antigenice gripale care au circulat în populație în ultimul secol.
Cel mai important rol în diferențierea între amprentarea la nivel de subtip HA, subtip NA sau grup HA este jucat de persoanele de vârstă mijlocie care au fost infectate pentru prima dată cu H2N2 (1V).
Fiecare dintre modelele testate a folosit o combinație liniară de infecții legate de vârstă (1S), și infecția asociată cu anul nașterii (1D-1F), pentru a obține distribuția cazurilor de H1N1 sau H3N2 (1G - 1I).
Au fost create în total 4 modele: cel mai simplu conținea doar factorul vârstă, iar modelele mai complexe au adăugat factori de imprimare 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 infecție a fost setat la 1 în grupa de vârstă 0-4. Pe lângă grupa de vârstă primară, au existat și 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 au inclus efecte de imprimare, s-a presupus că proporția de indivizi în fiecare an de naștere cu amprenta de protecție a copilăriei este proporțională cu reducerea riscului de infecție.
În modelare a fost luat în considerare și factorul evoluției virale. Pentru a face acest lucru, am folosit date care au descris progresul antigenic anual, care a fost definit ca distanța antigenică medie dintre tulpinile unei anumite linii virale (H1N1 înainte de 2009, H1N1 după 2009 și H3N2). „Distanța antigenică” dintre două tulpini de gripă este utilizată ca indicator al similitudinii fenotipului antigenic și al potențialei protecție imună încrucișată.
Pentru a evalua impactul evoluției antigenice asupra distribuției epidemiei de vârstă, s-au testat modificări ale proporției de cazuri la copii în perioadele în care au avut loc modificări antigenice puternice.
Dacă nivelul de derive antigenică este un factor critic în riscul de infecție legat de vârstă, atunci proporția de cazuri observate la copii ar trebui să fie asociată negativ cu progresul antigenic anual. Cu alte cuvinte, tulpinile care nu au suferit modificări antigenice semnificative față de sezonul precedent ar trebui să nu poată scăpa de imunitatea preexistentă la adulții cu experiență imunologică. Astfel de tulpini vor fi mai active în rândul populațiilor fără experiență imunologică, adică în rândul copiilor.
Rezultatele studiului
Analiza datelor pe an a arătat că H3N2 sezonier a fost principala cauză de infecție în rândul populațiilor mai în vârstă, în timp ce H1N1 a afectat persoanele de vârstă mijlocie și tineri (imaginea #2).
Imaginea nr. 2: Distribuția gripei H1N1 și H3N2 în funcție de vârstă în diferite perioade de timp.
Acest model a fost prezent atât în datele dinaintea pandemiei din 2009, cât și după aceasta.
Datele au arătat că amprentarea la nivelul subtipului NA predomină față de imprimarea la nivelul subtipului HA (ΔAIC = 34.54). În același timp, a existat o absență aproape completă a imprimării la nivelul grupului HA (ΔAIC = 249.06), precum și o absență completă a imprimării (ΔAIC = 385.42).
Imaginea #3: Evaluarea potrivirii modelelor la datele cercetării.
Evaluarea vizuală a potrivirii modelului (3C и 3D) au confirmat că modelele care conțin efecte de imprimare la niveluri înguste de subtipuri NA sau HA au oferit cea mai bună potrivire la datele utilizate în studiu. Faptul că modelul în care amprentarea este absentă nu poate fi susținut de date sugerează că amprentarea este un aspect extrem de important al dezvoltării imunității la populația adultă în raport cu subtipurile de gripă sezonieră. Cu toate acestea, imprimarea funcționează într-o specializare foarte îngustă, adică acționează exclusiv asupra unui anumit subtip, și nu asupra întregului spectru de subtipuri de gripă.
Tabelul nr. 2: evaluarea potrivirii modelelor la datele cercetării.
După controlul distribuției demografice pe vârstă, riscul estimat legat de vârstă a fost cel mai mare la copii și adulții în vârstă, în concordanță cu acumularea memoriei imune în copilărie și cu funcția imunitară slăbită la adulții în vârstă (la 3A este prezentată o curbă aproximativă din cel mai bun model). Estimările parametrilor de imprimare au fost mai mici de unu, indicând o uşoară reducere a riscului relativ (Tabelul 2). În cel mai bun model, reducerea riscului relativ estimat de la amprentarea copilăriei a fost mai mare pentru H1N1 (0.34, 95% CI 0.29-0.42) decât pentru H3N2 (0.71, 95% CI 0.62-0.82).
Pentru a testa influența evoluției virale asupra distribuției pe vârstă a riscului de infecție, cercetătorii au căutat o scădere a ponderii infecțiilor în rândul copiilor în perioadele asociate cu schimbarea antigenică, când tulpinile cu derive antigenică mare au fost mai eficiente în infectarea adulților cu experiență imunologică.
Analiza datelor a arătat o mică asociere negativă, dar nesemnificativă, între creșterea anuală a activității antigenice și proporția de cazuri de H3N2 observate la copii (4A).
Imaginea nr. 4: influența evoluției virale asupra factorului de risc de infecție legat de vârstă.
Cu toate acestea, nu a fost găsită o relație clară între modificările antigenice și proporția de cazuri observate la copiii cu vârsta peste 10 ani și la adulți. Dacă evoluția virală ar juca un rol major în această distribuție, rezultatul ar fi o dovadă mai clară a influenței evolutive în rândul adulților, nu doar atunci când se compară adulții și copiii sub 10 ani.
Mai mult, dacă gradul de schimbare evolutivă virală este dominant pentru diferențele specifice subtipului în distribuțiile de vârstă epidemice, atunci când subtipurile H1N1 și H3N2 prezintă rate similare de răspândire anuală a antigenului, distribuțiile lor de vârstă ale infecțiilor ar trebui să pară mai asemănătoare.
Pentru o cunoaștere mai detaliată a nuanțelor studiului, vă recomand să vă uitați la .
Epilog
În această lucrare, oamenii de știință au analizat datele epidemiologice privind cazurile de infecție cu H1N1, H3N2 și H2N2. Analiza datelor a arătat o relație clară între amprentarea în copilărie și riscul de infecție la vârsta adultă. Cu alte cuvinte, dacă un copil în anii 50 a fost infectat atunci când circula H1N1 și H3N2 nu era prezent, atunci la vârsta adultă probabilitatea de a se infecta cu H3N2 va fi mult mai mare decât probabilitatea de a prinde H1N1.
Concluzia principală a acestui studiu este că este important nu numai de ce a suferit o persoană în copilărie, ci și în ce ordine. Memoria imună, care se dezvoltă de-a lungul vieții, „înregistrează” în mod activ datele de la primele infecții virale, ceea ce contribuie la o contracarare mai eficientă a acestora la vârsta adultă.
Oamenii de știință speră că munca lor va face posibil să se prezică mai bine care grupe de vârstă sunt mai susceptibile la efectele subtipurilor de gripă. Aceste cunoștințe pot ajuta la prevenirea răspândirii epidemilor, mai ales dacă este necesar să se distribuie populației un număr limitat de vaccinuri.
Această cercetare nu are ca scop găsirea de super remedii pentru orice tip de gripă, deși asta ar fi grozav. Acesta vizează ceea ce este mult mai real și mai important în acest moment - prevenirea răspândirii infecției. Dacă nu putem scăpa de virus instantaneu, atunci trebuie să avem toate instrumentele posibile pentru a-l reține. Unul dintre cei mai fideli aliați ai oricărei epidemii este atitudinea nepăsătoare față de aceasta atât din partea statului în general, cât și a fiecărui om în particular. Panica, desigur, nu este necesară, pentru că nu poate decât să înrăutățească lucrurile, dar precauțiile nu strica niciodată.
Mulțumesc pentru citit, rămâneți curioși, aveți grijă de voi și de cei dragi și un weekend minunat băieți! 🙂
Câteva reclame 🙂
Vă mulțumim că ați rămas cu noi. Vă plac articolele noastre? Vrei să vezi mai mult conținut interesant? Susține-ne plasând o comandă sau recomandând prietenilor, , un analog unic al serverelor entry-level, care a fost inventat de noi pentru tine: (disponibil cu RAID1 și RAID10, până la 24 de nuclee și până la 40 GB DDR4).
Dell R730xd de 2 ori mai ieftin în centrul de date Equinix Tier IV din Amsterdam? Numai aici in Olanda! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - de la 99 USD! Citește despre
Sursa: www.habr.com