Что делает некоторые инфекции бессимптомными?

• Молодой человек парализован полиомиелитом в Нью-Йорке. Тем не менее, многие вокруг него несут вирус полиомиелита в кишечнике, но не имеют симптомов. Чем они отличаются?

• Знаменитая брюшнотифозная Мэри протекала бессимптомно, хотя и перенесла сальмонелла брюшной тиф в ее кишечнике на протяжении десятилетий. Она передала бактерии более чем сотне жителей Нью-Йорка, непреднамеренно загрязнив приготовленную ею пищу. и пятеро из этих людей погибли. Почему у нее не было никаких симптомов брюшного тифа, который она перенесла и распространила?

• COVID-19 по-прежнему убивает 3000 человек в неделю в США, и в неделю регистрируется более 400 000 случаев. Но от 40% до 60% случаев COVID, по оценкам, протекают бессимптомно, и они вызывают инфекцию, потому что распространяются незаметно. Как некоторым людям удается избежать пандемии, в то время как у других быстро развивается дыхательная недостаточность и они умирают?

При брюшном тифе, Дениз Монакдоктор медицинских наук, заведующий кафедрой микробиологии и иммунологии Стэнфордского университета. Медицинские новости Medscape, «Эти микробы, которые эволюционировали, чтобы колонизировать части нашего тела, которые обычно не колонизированы бактериями… обладают вооружением — мы называем их факторами вирулентности — которые позволяют им ослаблять иммунные реакции или прятаться от нашей иммунной системы. Классический пример. за брюшной тиф в том, что у него есть эта капсула, полисахарид на поверхности [of its cell wall]и это позволяет ему уклоняться от распознавания врожденным иммунитетом».

Монак сказал брюшной тиф могут уклоняться от комплемента (часть комплекса с антителом, запускающим воспалительную реакцию), а также от иммунных клеток и даже реплицироваться внутри макрофагов с помощью других факторов вирулентности. Эта способность выживать внутриклеточно отличает его от более распространенных грамотрицательных организмов, таких как кишечная палочка или же клебсиелла.

Монак также описал недавнее исследование кишечных органоидов человеческого происхождения, инфицированных полиовирусом, которое показало, что инфицированные клетки отделяются от остальных. У людей они будут выделяться, а затем поглощаться другими людьми. Цель этих микробов – размножаться, «потому что иначе это тупик для вируса … Нет намерения вызвать болезнь, чтобы убить обоих». И при прочих равных условиях существует давление отбора в пользу уменьшения вирулентности с течением времени.

Стен Вермунддоктор медицинских наук, профессор общественного здравоохранения и педиатрии Йельской школы медицины. Медицинские новости Medscape, «Этот диапазон — бессимптомный, легкий, тяжелый и опасный для жизни — на самом деле не такая уж редкость. Это верно для гриппа. Это верно для РСВ. [respiratory syncytial virus]…. Те, у кого нет этого диапазона, являются исключениями — например, риновирус».

Инфекционность также зависит от вирулентности организма и состояния здоровья человека. Как правило, очень маленькие дети и пожилые люди более восприимчивы к инфекциям.

«Разные организмы имеют разные возрастные предпочтения», — сказал Вермунд. “Таким образом, для гриппкак правило, очень старые и очень молодые подвергаются наибольшему риску».

С другой стороны, Вермунд продолжил: «По причинам, которые никто не понимает, испанский грипп 1918-1919 гг. был более предрасположен к людям среднего возраста и молодым людям. Меньше пожилых людей, меньше младенцев, и мы этого не понимаем! Итак, есть эти возрастные факторы и иммунологические различия».

Нам еще многое предстоит понять об этих иммунологических различиях, но мы узнали кое-что о том, как некоторые люди могут быть инфицированы обычно вирулентным заболеванием, но не проявлять симптомов.

Некоторые подсказки исходят от младенцев, которые практически не подвергались воздействию патогенов и имеют неразвитую иммунную систему, но вот некоторые из того, что мы узнали.

«Очевидно, что ребенок рождается относительно невосприимчивым и в течение многих месяцев защищен пассивными антителами, полученными от матери, а затем дополнительными антителами через грудное молоко», — сказал Вермунд. «Но постепенно этот младенец генерирует иммунные реакции, которые становятся намного более зрелыми… по мере того, как младенец растет до 1 или 2 лет».

Эта иммунная наивность становится особенно опасной, когда у младенца или плода развивается одна из инфекций, связанных с «синдромом TORCH». (TORCH — это аббревиатура от Toxoplasmosis, Other Agents, Краснуха, Цитомегаловируса также Простой герпес.)

Вермунд объяснил: «Хуже всего, когда беременная мать заражена этими вирусами, которые затем заражают младенца в утробе матери, прежде чем у младенца появится какая-либо реальная способность вызывать иммунный ответ».

У младенцев есть врожденная иммунная система, неспецифический ответ, который включает кожу и слизистые оболочки в качестве физического барьера для инфекции. Химические реакции также приводят к воспалению и активации специализированных клеток-мусорщиков для уничтожения вторгшегося организма. Но у младенцев еще не развились антиген-специфические реакции, необходимые для адаптивного иммунитета. В течение нескольких месяцев они производят Т-клетки, которые обнаруживают и уничтожают вирусы и активируют В-клетки. В-клетки вырабатывают антитела в ответ на конкретную мишень, и они одновременно нейтрализуют захватчика и сигнализируют о привлечении других клеток к иммунному ответу.

У пожилых людей старение иммунной системы вызывает как снижение реакции на вакцины, так и повторное появление инфекций. Опоясывающий герпеснапример, остается ленивым и контролируемым в течение десятилетий после того, как кто-то заражен ветряная оспа вирус до его появления.

“Туберкулез является отличным примером патогенов, которые находятся в латентном состоянии внутри организма». Уильям Мосс, доктор медициныпрофессор эпидемиологии и исполнительный директор Международного центра доступа к вакцинам Университета Джона Хопкинса. Медицинские новости Medscape, «Латентность — это один из видов биологического механизма, подрывающего иммунную систему. Это еще один механизм, с помощью которого патоген может заразить кого-то, не вызывая симптомов. [that] в значительной степени опосредованы нашим иммунным ответом».

В случае с COVID-19 «риск № 1 для тяжелого течения COVID — это возраст, а риск № 2 — отсутствие хорошего ответа на интерферон». Винсент Раканиеллодоктор медицинских наук, профессор вирусологии Колумбийского университета. Медицинские новости Medscape.

«Действительно хороший ответ делает инфекцию бессимптомной», — продолжил Раканиелло. “[But] здесь есть одна тонкость, потому что если у вас слишком много интерферона, [you get flu-like symptoms].”

С другой стороны, пациент может испытать «цитокиновую бурю» с высвобождением многих провоспалительных цитокинов, белков, таких как интерферон и интерлейкины. Этот подавляющий иммунный ответ является причиной многих смертей от COVID, а также может объяснить смерть от гриппа в 1918 году.

Раканьелло подчеркнул, что этот тип баланса верен для множества организмов и в самых разных условиях. «Люди изучали бактерии в кишечнике, и совершенно ясно, что иммунитет к интерферону важен для регуляции этих бактерий, чтобы они не разрастались и не становились патогенными. Мы знаем, что у хозяина с подавленным иммунитетом они могут вызывать проблемы. чтобы быть этим балансом. Я думаю, что это частично опосредовано иммунными реакциями, а также тем, какие другие вирусы и бактерии присутствуют».

Раканьелло отметил, что мы, вероятно, никогда не поймем этих подробностей, касающихся полиомиелита, потому что слишком мало случаев для изучения. Это также верно в отношении других инфекций, вызывающих ограниченное заболевание.

Многое остается неизвестным об иммунитете и о том, что делает некоторые инфекции бессимптомными. Одним из ярких примеров является менингококк. О От 10% до 15% взрослых являются носителями менингококка. в носовые ходы и не болеют. Но иногда и по неизвестным причинам, когда кто-то новый сталкивается с бактерией — часто маленький ребенок, подросток или молодой взрослый — они могут серьезно заболеть в течение нескольких часов после заражения. менингит или развивать септический шок и умереть. Почему такой диапазон?

Исследователи Медскейп ответил на этот вопрос, подчеркнув различные аспекты баланса между хозяином и патогеном. Насколько сильно влияют элементы окружающей среды? Насколько генетика хозяина по сравнению с причудами в генетике возбудителя? Как насчет коинфекций?

Вермунд указал на микробиом: «Я думаю, что микробиом имеет значение. Респираторный микробиом может увеличивать или уменьшать патогенные последствия SARS-CoV2, RSV или гриппа. В нашей дисциплине предстоит пройти долгий путь, прежде чем мы во всем разберемся. .”

Раканиелло согласился с важностью микробиома: «Когда вы рождаетесь, вы получаете микробиом от своей мамы, и он остается с вами до конца жизни. Я не уверен, что это инфекция, верно? Флора [and] существуют механизмы, позволяющие людям сосуществовать с этими бактериями. В твоем кишечнике у тебя есть клостридии, и только когда вы нарушаете баланс флоры, они могут разрастаться и вызывать проблемы. Таким образом, это говорит нам о том, что часть контроля основана на сообществе, на всем сообществе, регулирующем членов, которые в противном случае могли бы быть проблематичными».

Мосс указал на Т-клеточный иммунитет: «Т-клеточный иммунитет, вероятно, играет гораздо большую роль в защите от тяжелых заболеваний, но не [against] любые симптомы. Таким образом, для людей, которые действительно бессимптомны и инфицированы, я думаю, что местный иммунитет слизистых оболочек в месте первоначальной вирусной инфекции будет наиболее сильно коррелировать».

Вермунд вернулся к воспалению как к важной объединяющей теме. «Можно подумать, что есть некоторые основы воспаления, с которыми нужно разобраться», — сказал он. «Что такого в иммунном ответе человека, в котором воспалительная динамика является жизненно важными функциональными компонентами? И почему он так часто нефункционален? Почему существует феномен цитокинового шторма, когда иммунный ответ, по-видимому, управляет патогенным процессом? Примером может служить вся область аутоиммунитета. И, конечно же, долгосрочные последствия инфекционных агентов также являются составной частью этой великой тайны».

Суть, как всегда, в том, что «необходимы дополнительные исследования».

Нам нужно многое узнать о том, почему у людей существует такой диапазон реакций на встречи с бактериями и вирусами. Как отмечают Монак, Вермунд, Мосс и Раканьелло, существует множество возможных механизмов, способствующих этим разнообразным реакциям. Выявление относительного вклада каждого механизма потребует существенных дальнейших исследований.

Джуди Стоун, доктор медицинских наук, специалист по инфекционным заболеваниям и автор Стойкость: история надежды и победы одной семьи над злом и из Проведение клинических исследований, основное руководство по теме. Вы можете найти ее в drjudystone.com или в твиттере @drjudystone.

Чтобы узнать больше, следите за новостями Medscape на Фейсбук, Твиттер, Инстаграма также YouTube.