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L'impression immunitaire dans l'enfance: l'origine de la protection antivirus



Presque nous tous avons entendu ou lu des nouvelles sur la propagation du coronavirus. Comme pour toute autre maladie, un diagnostic précoce est important dans la lutte contre le nouveau virus. Cependant, toutes les personnes infectées ne présentent pas le même ensemble de symptômes, et même les scanners des aéroports conçus pour détecter les signes d'infection n'identifient pas toujours avec succès un patient parmi une foule de passagers. La question se pose: pourquoi le même virus se manifeste-t-il de différentes manières chez différentes personnes? Naturellement, la première réponse est l'immunité. Cependant, ce n'est pas le seul paramètre important qui affecte la variabilité des symptômes et la gravité de la maladie. Des scientifiques de l'Université de Californie et de l'Arizona (États-Unis) ont découvert que la force de résistance aux virus dépend non seulement des sous-types de grippe dont une personne a été malade au cours de sa vie, mais également de leur séquence.Qu'ont exactement découvert les scientifiques, quelles méthodes ont été utilisées dans l'étude et comment ce travail peut-il aider à lutter contre les épidémies? Nous trouverons des réponses à ces questions dans le rapport du groupe de recherche. Aller.

Base d'étude


Comme nous le savons, chez différentes personnes, la grippe se manifeste de différentes manières. En plus du facteur humain (système immunitaire, utilisation de médicaments antiviraux, mesures préventives, etc.), le virus lui-même est un aspect important, ou plutôt son sous-type, avec lequel tel ou tel patient est infecté. Chaque sous-type a ses propres caractéristiques, notamment le degré de défaite de divers groupes démographiques. Les scientifiques notent que les virus H1N1 ("grippe porcine") et H3N2 (grippe de Hong Kong), qui sont devenus les plus courants à l'heure actuelle, affectent les personnes d'âges différents de différentes manières: le H3N2 est la cause des cas les plus graves de la maladie chez les personnes âgées, il est également attribué à la plupart des décès ; Le H1N1 est moins mortel, mais affecte le plus souvent les personnes d'âge moyen et les jeunes.

De telles différences peuvent être dues à la fois à la différence de vitesse d'évolution des virus eux-mêmes et à la différence d' empreinte immunitaire * chez les enfants.
L'impression immunitaire * est une sorte de mémoire à long terme du système immunitaire, formée à partir d'attaques virales expérimentées sur le corps et de ses réactions.
Dans cette étude, les scientifiques ont effectué une analyse des données épidémiologiques pour savoir si l'empreinte dans l'enfance affecte l'épidémiologie de la grippe saisonnière et, dans l'affirmative, fonctionne-t-elle principalement par le biais d' une mémoire immunitaire homosubtypique * ou par une mémoire hétérosubtipique * plus large .
Immunité homosubtypique * - l'infection par les virus de la grippe saisonnière A contribue au développement d'une défense immunitaire contre un sous-type spécifique du virus.
Immunité hétérosubtypique * - l'infection par les virus de la grippe saisonnière A favorise le développement d'une défense immunitaire contre les sous-souches sans rapport avec ce virus.
En d'autres termes, l'immunité des enfants et tout ce à quoi il a survécu laisse sa marque sur l'immunité à vie. Des études antérieures ont montré que les adultes ont une immunité plus forte contre les types de virus qu'ils ont infectés dans l'enfance. Il a également été récemment constaté que l'empreinte protège contre les nouveaux sous-types du virus de la grippe aviaire du même groupe phylogénétique d'hémagglutinine ( hémagglutinine , HA) que lors de la première infection infantile.

Jusqu'à récemment, l'immunité croisée étroite, spécifique aux variantes d'un sous-type d'HA, était considérée comme le principal moyen de se protéger contre la grippe saisonnière. Cependant, il existe de nouvelles preuves que la formation de l'immunité peut être affectée par la mémoire d'autres antigènes de la grippe (par exemple, la neuraminidase, NA). Depuis 1918, trois sous-types d'HA ont été enregistrés chez les personnes: H1, H2 et H3. En même temps, H1 et H2 appartiennent au groupe phylogénétique 1, et H3 au groupe 2.

Si nous prenons en compte le fait que l'empreinte provoque très probablement de multiples changements dans la mémoire immunitaire, alors nous pouvons supposer que ces changements ont une certaine hiérarchie.

Les scientifiques notent que depuis 1977, deux sous-types de grippe A, H1N1 et H3N2, circulent de façon saisonnière parmi la population. De plus, les différences dans la démographie de l'infection et dans les symptômes étaient assez évidentes, mais mal comprises. Ces différences peuvent être associées à l'empreinte dans l'enfance: les personnes âgées étaient presque certainement exposées au H1N1 dans l'enfance (de 1918 à 1975, c'était le seul sous-type circulant parmi les personnes). Par conséquent, à l'heure actuelle, ces personnes sont mieux protégées contre les variantes saisonnières modernes du virus de ce sous-type. De même, chez les jeunes, la plus forte probabilité d'impression dans l'enfance se réfère au H3N2 plus moderne (image n ° 1), ce qui correspond au nombre relativement faible de cas de H3N2 enregistrés cliniquement dans ce groupe démographique.


Image n ° 1: variantes de modèles de la dépendance de l'immunité à l'empreinte dans l'enfance et au facteur d'évolution virale.

En revanche, ces différences peuvent être liées à l'évolution des sous-types de virus eux-mêmes. Ainsi, H3N2 montre une dérive * plus rapide de son phénotype antigénique que H1N1.
Dérive de l'antigène * - changements dans les facteurs de surface immunogènes des virus.
Pour cette raison, le H3N2 peut mieux éviter l'immunité précédemment formée chez les adultes immunologiquement expérimentés (précédemment malades), tandis que le H1N1 peut être relativement limité dans son effet uniquement sur les enfants immunologiquement inexpérimentés (auparavant non malades).

Pour tester toutes les hypothèses possibles, les scientifiques ont effectué une analyse des données épidémiologiques, créant des fonctions de vraisemblance pour chaque variante des modèles statistiques, qui ont été comparées à l'aide du critère d'information Akaike (AIC).

Une analyse complémentaire de l'hypothèse a également été réalisée dans laquelle les différences ne sont pas dues à une empreinte dans l'évolution des virus.

Préparation de l'étude


Les données du Département de la santé de l'Arizona (ADHS) ont été utilisées pour modéliser les hypothèses, à savoir 9 510 cas de H1N1 et H3N2 saisonniers dans tout l'État. Environ 76% des cas signalés ont été enregistrés dans les hôpitaux et les laboratoires, les autres cas n'ont pas été spécifiés dans les laboratoires. On sait également qu'environ la moitié des cas constatés en laboratoire étaient assez graves et ont donc conduit à une hospitalisation.

Les données utilisées dans l'étude portent sur une période de 22 ans: de la saison de la grippe 1993–1994 à la saison 2014–2015. Il convient de noter que la taille de l'échantillon a fortement augmenté après la pandémie de 2009, car cette période a été exclue de l'échantillon (tableau n ° 1).


Tableau 1: Données épidémiologiques de 1993 à 2015 concernant les cas enregistrés de virus H1N1 et H3N2.

Il est également important de considérer que depuis 2004, les laboratoires commerciaux américains sont tenus de transmettre aux autorités de santé publique toutes les données concernant l'infection virale des patients. Cependant, la plupart des cas analysés (9150/9451) ont été observés à partir de la saison 2004-2005, après l'entrée en vigueur de cette règle.

Sur les 9 510 cas, 58 ont été exclus, car il s'agissait de personnes ayant un an de naissance avant 1918 (leur statut d'impression ne peut être déterminé sans ambiguïté) et un autre 1 cas en raison d'une année de naissance incorrectement indiquée. Ainsi, 9541 cas ont été inclus dans le modèle d'analyse.

Lors de la première étape de la modélisation, les probabilités d'impression aux virus H1N1, H2N2 ou H3N2 spécifiques à l'année de naissance ont été déterminées. Ces probabilités reflètent le schéma d'exposition à la grippe A chez les enfants et sa prévalence au fil des ans.

La plupart des personnes nées entre les pandémies en 1918 et 1957 ont été infectées pour la première fois par le sous-type H1N1. Les personnes nées entre les pandémies de 1957 et 1968, presque toutes étaient infectées par le sous-type H2N2 ( 1A ). Et depuis 1968, le sous-type dominant du virus est le H3N2, qui a provoqué l'infection de la plupart des personnes appartenant au groupe démographique jeune.

Malgré la prévalence du H3N2, le H1N1 continue de circuler de façon saisonnière parmi la population depuis 1977, provoquant une empreinte chez certaines personnes nées depuis le milieu des années 1970 (1A ).

Si l'impression au niveau du sous-type HA forme une probabilité d'infection pendant la grippe saisonnière, alors l'effet de HA sur les sous-types H1 ou H3 dans la petite enfance devrait fournir une immunité à vie aux variantes plus modernes du même sous-type HA. Si l'immunité à l'impression fonctionne principalement contre certains types de NA (neuraminidase), la protection à vie sera caractéristique de N1 ou N2 ( 1B ).

Si l'impression est basée sur une AN plus large, c'est-à-dire Étant donné que la protection contre une plus large gamme de sous-types a lieu, les personnes présentant une empreinte de H1 et H2 doivent être protégées contre le H1N1 saisonnier moderne. Dans le même temps, les personnes portant une empreinte H3 ne seront protégées que contre le H3N2 saisonnier moderne ( 1B ).

Les scientifiques notent que la colinéarité (grosso modo, le parallélisme) des prédictions de divers modèles d'impression ( 1D - 1I ) était inévitable, étant donné la variété limitée des sous-types de grippe antigénique circulant parmi la population au cours du siècle dernier.

Le rôle le plus important dans la différenciation entre l'impression au niveau du sous-type HA, du sous-type NA ou au niveau du groupe HA est joué par les personnes d'âge moyen qui ont été infectées pour la première fois par H2N2 ( 1B ).

Chacun des modèles testés a utilisé une combinaison linéaire d'infection liée à l'âge ( 1C ) et d'infection liée à l'année de naissance ( 1D - 1F ) pour obtenir la distribution des cas de H1N1 ou H3N2 ( 1G- 1I ).

Au total, 4 modèles ont été créés: le plus simple ne contenait que le facteur âge, et des facteurs d'impression au niveau du sous-type HA, au niveau du sous-type NA, ou au niveau du groupe HA ont été ajoutés à des modèles plus complexes.

La courbe du facteur d'âge prend la forme d'une fonction échelonnée dans laquelle le risque relatif d'infection a été fixé à 1 dans le groupe d'âge de 0 à 4 ans. En plus du groupe d'âge primaire, il y avait également les éléments suivants: 5–10, 11–17, 18–24, 25–31, 32–38, 39–45, 46–52, 53–59, 60–66, 67–73, 74– 80, 81+.

Dans les modèles qui contenaient les effets de l'empreinte, on a supposé que la proportion de personnes dans chaque année de naissance avec une empreinte protectrice dans l'enfance est proportionnelle à la réduction du risque d'infection.

De plus, le facteur d'évolution virale a été pris en compte dans la simulation. Pour cela, des données ont été utilisées décrivant la progression antigénique annuelle, qui était définie comme la distance antigénique moyenne entre les souches d'une lignée virale particulière (H1N1 avant 2009, H1N1 après 2009 et H3N2). La «distance antigénique» entre deux souches de grippe est utilisée comme indicateur de la similitude du phénotype antigénique et de la protection croisée immunitaire potentielle.

Afin d'évaluer l'effet de l'évolution antigénique sur la répartition épidémique par âge, les changements dans la proportion de cas chez les enfants ont été testés au cours des saisons où de forts changements antigéniques se sont produits.

Si le niveau de dérive antigénique est un facteur décisif du risque d'infection lié à l'âge, alors la proportion de cas observés chez l'enfant doit être négativement associée à la progression antigénique annuelle. En d'autres termes, les souches qui n'ont pas subi de changements antigéniques significatifs par rapport à la saison précédente ne devraient pas être en mesure d'éviter l'immunité préexistante chez les adultes ayant une expérience immunologique. Ces souches seront plus actives dans la population qui n'a pas d'expérience immunologique, c'est-à-dire chez les enfants.

Résultats de recherche


L'analyse des données au fil des ans a montré que le H3N2 saisonnier était la principale cause d'infection parmi la population âgée, tandis que le H1N1 affectait les personnes d'âge moyen et les jeunes (image n ° 2).


Image n ° 2: répartition par âge de la grippe H1N1 et H3N2 à différentes périodes.

Cette tendance était présente à la fois dans les données avant et après la pandémie de 2009.

Les données ont montré que l'impression au niveau du sous-type NA prévaut sur l'impression au niveau du sous-type HA (ΔAIC = 34,54). De plus, l'empreinte était presque totalement absente au niveau du groupe HA (ΔAIC = 249.06), tout comme l'absence totale d'impression (ΔAIC = 385.42).


Image n ° 3: évaluation de la conformité des modèles aux données de recherche.

Évaluation visuelle de la conformité des modèles ( 3C et3D ) a confirmé que les modèles contenant des effets d'impression à des niveaux étroits des sous-types NA ou HA fournissent le meilleur ajustement pour les données utilisées dans l'étude. Le fait qu'un modèle dans lequel l'empreinte est absente ne peut pas être étayé par des données suggère que l'empreinte est un aspect extrêmement important de la formation de l'immunité dans la population adulte par rapport aux sous-types de grippe saisonnière. Néanmoins, l'impression fonctionne selon une spécialisation très étroite, c'est-à-dire qu'elle agit exclusivement sur un sous-type spécifique, et non sur toute une gamme de sous-types de grippe.


Tableau n ° 2: évaluation de la conformité des modèles aux données de recherche

Après prise en compte de la répartition démographique par âge, le risque lié à l'âge attendu était le plus élevé chez les enfants et les personnes âgées, ce qui correspondait à l'accumulation de mémoire immunitaire dans l'enfance et à un affaiblissement de la fonction immunitaire chez les personnes âgées ( 3A montre une courbe approximative du meilleur modèle). Les estimations des paramètres d'impression étaient inférieures à l'unité, ce qui indique une légère diminution du risque relatif (tableau n ° 2). Dans le cadre du meilleur modèle, la diminution estimée du risque relatif d'empreinte dans l'enfance était plus forte pour le H1N1 (0,34, IC à 95% 0,29–0,42) que pour le H3N2 (0,71, IC à 95% 0,62–0,82).

Pour tester l'effet de l'évolution virale sur la répartition par âge du risque d'infection, les scientifiques ont recherché une diminution du pourcentage d'infections chez les enfants pendant les périodes associées à des changements antigéniques, lorsque des souches à forte dérive antigénique infectaient plus efficacement des adultes expérimentés immunologiquement.

Une analyse des données a montré une relation légèrement négative mais insignifiante entre l'augmentation annuelle de l'activité antigénique et le pourcentage de cas de H3N2 observés chez les enfants ( 4A ).


Image 4: L'effet de l'évolution virale sur le facteur de risque d'infection lié à l'âge.

Cependant, entre les changements antigéniques et la proportion de cas observés chez les enfants de plus de 10 ans et chez les adultes, il n'y avait pas de relation claire. Si l'évolution virale jouait un rôle majeur dans cette distribution, par conséquent, il y aurait des preuves plus claires des effets évolutifs chez les adultes, et pas seulement lorsque l'on compare les adultes et les enfants de moins de 10 ans.

De plus, si le degré de changements évolutifs des virus est dominant pour les différences spécifiques au sous-type dans la distribution de l'âge épidémique, alors lorsque les sous-types H1N1 et H3N2 montrent le même degré de propagation annuelle de l'antigène, leur distribution par âge des infections devrait ressembler davantage.

Pour une connaissance plus détaillée des nuances de l'étude, je vous recommande de consulter le rapport des scientifiques .

Épilogue


Dans ce travail, les scientifiques ont analysé les données épidémiologiques des cas d'infection par H1N1, H3N2 et H2N2. L'analyse des données a montré une nette dépendance de l'empreinte dans l'enfance et du degré de risque d'infection à l'âge adulte. En d'autres termes, si un enfant a été infecté dans les années 1950 lorsque le H1N1 circulait et que le H3N2 était absent, alors à l'âge adulte, la probabilité d'infection par le H3N2 sera beaucoup plus élevée que la probabilité d'attraper le H1N1.

La principale conclusion de cette étude est qu'il est important non seulement ce qu'une personne était malade dans l'enfance, mais aussi dans quel ordre. La mémoire immunitaire, qui se forme tout au long de la vie, "enregistre" activement les données des premières infections virales, ce qui contribue à une réponse plus efficace à celles-ci à l'âge adulte.

Les scientifiques espèrent que leurs travaux permettront de mieux prédire quels groupes d'âge sont plus sensibles aux effets d'un sous-type de grippe particulier. Ces connaissances peuvent aider à prévenir la propagation des épidémies, surtout si vous devez distribuer un nombre limité de vaccins à la population.

Cette étude ne vise pas à trouver des super-cures pour tout type de grippe, bien que ce serait formidable. Il vise ce qui est beaucoup plus réel et important à l'heure actuelle - prévenir la propagation de l'infection. Si nous ne pouvons pas nous débarrasser instantanément du virus, alors nous devons avoir tous les outils possibles pour le contenir. L'un des alliés les plus fidèles de toute épidémie est l'attitude négligente à son égard à la fois de la part de l'État dans son ensemble et de chaque personne en particulier. La panique, bien sûr, n'est pas nécessaire, car elle ne peut qu'aggraver, mais les précautions de sécurité ne feront jamais de mal.

Merci de votre attention, restez curieux, prenez soin de vous et de vos proches et passez un bon week-end pour tout le monde, les gars! :)

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Source: https://habr.com/ru/post/undefined/

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