Get best of the week

Pencetakan kekebalan pada masa kanak-kanak: asal mula perlindungan virus



Hampir semua dari kita telah mendengar atau membaca berita tentang penyebaran coronavirus. Seperti halnya penyakit lain, diagnosis dini penting dalam memerangi virus baru. Namun, tidak semua orang yang terinfeksi menunjukkan serangkaian gejala yang sama, dan bahkan pemindai di bandara yang dirancang untuk mendeteksi tanda-tanda infeksi tidak selalu berhasil mengidentifikasi pasien di antara kerumunan penumpang. Muncul pertanyaan - mengapa virus yang sama memanifestasikan dirinya pada orang yang berbeda dengan cara yang berbeda? Secara alami, jawaban pertama adalah kekebalan. Namun, ini bukan satu-satunya parameter penting yang mempengaruhi variabilitas gejala dan tingkat keparahan penyakit. Para ilmuwan dari University of California dan Arizona (AS) telah menemukan bahwa kekuatan resistensi terhadap virus tidak hanya bergantung pada subtipe influenza yang dialami seseorang selama masa hidupnya, tetapi juga pada urutannya.Apa sebenarnya yang diketahui para ilmuwan, metode apa yang digunakan dalam penelitian ini, dan bagaimana ini bisa membantu dalam memerangi epidemi? Kami akan menemukan jawaban untuk pertanyaan-pertanyaan ini dalam laporan kelompok penelitian. Pergilah.

Dasar studi


Seperti yang kita ketahui, pada orang yang berbeda flu memanifestasikan dirinya dengan cara yang berbeda. Selain faktor manusia (sistem kekebalan, penggunaan obat antivirus, tindakan pencegahan, dll.), Virus itu sendiri, atau lebih tepatnya subtipe, yang dengannya satu atau beberapa pasien lain terinfeksi, merupakan aspek penting. Setiap subtipe memiliki karakteristiknya sendiri, termasuk tingkat kekalahan berbagai kelompok demografis. Para ilmuwan mencatat bahwa virus H1N1 ("swine flu") dan H3N2 (Hong Kong influenza), yang telah menjadi yang paling umum saat ini, mempengaruhi orang-orang dari berbagai usia dengan cara yang berbeda: H3N2 adalah penyebab kasus paling serius dari penyakit pada lansia, ia juga dikaitkan dengan sebagian besar kematian ; H1N1 tidak begitu mematikan, tetapi paling sering menyerang orang paruh baya dan orang muda.

Perbedaan tersebut dapat disebabkan oleh perbedaan dalam tingkat evolusi virus itu sendiri, dan perbedaan dalam pencetakan kekebalan pada anak-anak.
Imune imprinting * adalah semacam memori jangka panjang dari sistem kekebalan tubuh, dibentuk berdasarkan serangan virus yang dialami pada tubuh dan reaksinya terhadap mereka.
Dalam studi ini, para ilmuwan melakukan analisis data epidemiologi untuk mengetahui apakah pencetakan di masa kecil mempengaruhi epidemiologi flu musiman dan, jika demikian, apakah itu bekerja terutama melalui * homosubtypic memori kekebalan tubuh atau melalui lebih luas heterosubtipic * memori.
Imunitas homosubtipik * - infeksi virus influenza A musiman berkontribusi pada pengembangan pertahanan kekebalan terhadap subtipe spesifik virus.
Imunitas heterosubtipik * - infeksi virus influenza musiman A mendorong perkembangan pertahanan kekebalan terhadap sub-strain yang tidak terkait dengan virus ini.
Dengan kata lain, kekebalan anak-anak dan segala sesuatu yang ia selamat meninggalkan jejaknya pada kekebalan seumur hidup. Studi sebelumnya telah menunjukkan bahwa orang dewasa memiliki kekebalan yang lebih kuat terhadap jenis virus yang mereka infeksi di masa kanak-kanak. Baru-baru ini juga ditemukan bahwa pencetakan melindungi terhadap subtipe baru virus avian influenza dari kelompok filogenetik yang sama dari hemagglutinin ( hemagglutinin , HA) seperti pada infeksi pertama pada masa kanak-kanak.

Sampai saat ini, imunitas lintas pelindung sempit, khusus untuk varian satu subtipe HA, dianggap sebagai cara utama untuk melindungi terhadap flu musiman. Namun, ada bukti baru bahwa pembentukan kekebalan dapat dipengaruhi oleh memori antigen influenza lainnya (mis., Neuraminidase, NA). Sejak 1918, tiga subtipe HA tercatat di antara orang-orang: H1, H2, dan H3. Pada saat yang sama, H1 dan H2 milik kelompok filogenetik 1, dan H3 ke kelompok 2.

Jika kita mempertimbangkan fakta bahwa pencetakan kemungkinan besar menyebabkan beberapa perubahan dalam memori kekebalan, maka kita dapat mengasumsikan bahwa perubahan ini memiliki hierarki tertentu.

Para ilmuwan mencatat bahwa sejak 1977, dua subtipe influenza A, H1N1 dan H3N2, telah beredar secara musiman di antara populasi. Selain itu, perbedaan dalam demografi infeksi dan gejala cukup jelas, tetapi kurang dipahami. Perbedaan-perbedaan ini dapat dikaitkan dengan pencetakan di masa kanak-kanak: orang tua hampir pasti terkena H1N1 di masa kanak-kanak (dari 1918 hingga 1975 itu adalah satu-satunya subtipe yang beredar di antara orang-orang). Oleh karena itu, saat ini, orang-orang ini lebih terlindungi dari varian musiman modern dari virus subtipe ini. Demikian pula, pada orang muda, kemungkinan tertinggi pencetakan pada masa kanak-kanak mengacu pada H3N2 yang lebih modern (gambar No. 1), yang konsisten dengan jumlah yang relatif rendah dari kasus H3N2 yang tercatat secara klinis dalam kelompok demografis ini.


Gambar No. 1: varian model ketergantungan imunitas pada pencetakan di masa kanak-kanak dan faktor evolusi virus.

Di sisi lain, perbedaan ini mungkin terkait dengan evolusi subtipe virus itu sendiri. Jadi, H3N2 menunjukkan penyimpangan lebih cepat * dari fenotip antigeniknya daripada H1N1.
Antigen drift * - perubahan faktor permukaan imunogenik virus.
Untuk alasan ini, H3N2 dapat lebih baik menghindari imunitas yang terbentuk sebelumnya pada orang dewasa yang berpengalaman secara imunologis, sementara H1N1 dapat relatif terbatas dalam pengaruhnya hanya pada anak-anak yang tidak berpengalaman secara imunologis (sebelumnya tidak sakit).

Untuk menguji semua hipotesis yang mungkin, para ilmuwan melakukan analisis data epidemiologis, menciptakan fungsi kemungkinan untuk setiap varian model statistik, yang dibandingkan dengan menggunakan kriteria informasi Akaike (AIC).

Analisis tambahan dari hipotesis juga dilakukan di mana perbedaannya bukan karena pencetakan dalam evolusi virus.

Persiapan belajar


Data Arizona State Department of Health (ADHS) digunakan untuk memodelkan hipotesis, yaitu 9.510 kasus H1N1 musiman dan H3N2 di seluruh negara bagian. Sekitar 76% dari kasus yang dilaporkan dicatat di rumah sakit dan laboratorium, sisa kasus tidak ditentukan di laboratorium. Diketahui juga bahwa sekitar setengah dari kasus yang didirikan di laboratorium cukup serius, dan karenanya menyebabkan rawat inap.

Data yang digunakan dalam penelitian ini berhubungan dengan periode 22 tahun: dari musim flu 1993-1994 hingga musim 2014-2015. Perlu dicatat bahwa ukuran sampel meningkat tajam setelah pandemi 2009, karena periode ini dikeluarkan dari sampel (tabel No. 1).


Tabel 1: Data epidemiologis dari 1993 hingga 2015 tentang rekaman kasus virus H1N1 dan H3N2.

Penting juga untuk mempertimbangkan bahwa sejak 2004, laboratorium komersial AS telah diwajibkan untuk mengirimkan semua data kepada otoritas kesehatan publik mengenai infeksi virus pada pasien. Namun, sebagian besar kasus yang dianalisis (9150/9451) diamati mulai dari musim 2004-2005, setelah aturan ini mulai berlaku.

Dari 9.510 kasus, 58 dikeluarkan, karena ini adalah orang-orang dengan tahun kelahiran sebelum 1918 (status pencetakan mereka tidak dapat ditentukan secara jelas), dan 1 kasus lainnya karena tahun kelahiran yang salah ditunjukkan. Dengan demikian, 9541 kasus dimasukkan dalam model analisis.

Pada tahap pertama pemodelan, probabilitas pencetakan untuk virus H1N1, H2N2 atau H3N2 khusus untuk tahun kelahiran ditentukan. Probabilitas ini mencerminkan pola pajanan influenza A pada anak-anak dan prevalensinya selama bertahun-tahun.

Sebagian besar orang yang lahir di antara pandemi pada 1918 dan 1957 pertama kali terinfeksi dengan subtipe H1N1. Orang yang lahir antara pandemi tahun 1957 dan 1968, hampir semua terinfeksi dengan subtipe H2N2 ( 1A ). Dan sejak 1968, subtipe virus yang dominan adalah H3N2, yang menyebabkan infeksi pada sebagian besar orang dari kelompok demografi muda.

Terlepas dari prevalensi H3N2, H1N1 masih beredar secara musiman di antara populasi sejak tahun 1977, menyebabkan pencetakan pada beberapa orang yang lahir sejak pertengahan tahun 1970-an (1A ).

Jika pencetakan pada tingkat subtipe HA membentuk kemungkinan infeksi selama flu musiman, maka efek HA pada subtipe H1 atau H3 pada anak usia dini harus memberikan kekebalan seumur hidup untuk varian yang lebih modern dari subtipe HA yang sama. Jika kekebalan pencetakan sebagian besar bekerja terhadap jenis NA tertentu (neuraminidase), maka perlindungan seumur hidup akan menjadi karakteristik N1 atau N2 ( 1B ).

Jika pencetakan didasarkan pada NA yang lebih luas, mis. Karena perlindungan terhadap subtipe yang lebih luas terjadi, orang dengan pencetakan dari H1 dan H2 harus dilindungi dari H1N1 musiman modern. Pada saat yang sama, orang-orang dengan pencetakan H3 hanya akan dilindungi dari H3N2 musiman modern ( 1B ).

Para ilmuwan mencatat bahwa collinearity (secara kasar berbicara, paralelisme) dari prediksi berbagai model pencetakan ( 1D - 1I ) tidak bisa dihindari, mengingat variasi subtipe influenza antigenik terbatas yang beredar di antara populasi selama seabad terakhir.

Peran paling penting dalam diferensiasi antara pencetakan pada tingkat subtipe HA, subtipe NA, atau pada tingkat kelompok HA dimainkan oleh orang paruh baya yang pertama kali terinfeksi H2N2 ( 1B ).

Masing-masing model yang diuji menggunakan kombinasi linier dari infeksi yang berkaitan dengan usia ( 1C ) dan infeksi yang berkaitan dengan tahun kelahiran ( 1D - 1F ) untuk mendapatkan distribusi kasus H1N1 atau H3N2 ( 1G)- 1I ).

Secara total, 4 model diciptakan: yang paling sederhana hanya berisi faktor usia, dan faktor pencetakan pada tingkat subtipe HA, pada tingkat subtipe NA, atau pada tingkat kelompok HA ditambahkan ke model yang lebih kompleks.

Kurva faktor usia mengambil bentuk fungsi langkah di mana risiko relatif infeksi ditetapkan menjadi 1 pada kelompok usia 0–4. Selain kelompok usia primer, ada juga yang berikut: 5–10, 11–17, 18–24, 25–31, 32–38, 39–45, 46–52, 53–59, 60–59, 60-66, 67–73, 74– 80, 81+.

Dalam model yang mengandung efek pencetakan, diasumsikan bahwa proporsi orang di setiap tahun kelahiran dengan pencetakan pelindung di masa kanak-kanak sebanding dengan pengurangan risiko infeksi.

Juga, faktor evolusi virus dipertimbangkan dalam simulasi. Untuk ini, data digunakan yang menggambarkan kemajuan antigenik tahunan, yang didefinisikan sebagai jarak antigenik rata-rata antara jenis virus tertentu (H1N1 hingga 2009, H1N1 setelah 2009 dan H3N2). "Jarak antigenik" antara dua jenis influenza digunakan sebagai indikator kesamaan fenotip antigenik dan potensi perlindungan silang imun.

Untuk menilai efek evolusi antigenik pada distribusi usia epidemi, perubahan dalam proporsi kasus pada anak-anak diuji pada musim ketika perubahan antigenik yang kuat terjadi.

Jika tingkat pergeseran antigenik merupakan faktor penentu dalam risiko infeksi terkait usia, maka proporsi kasus yang diamati pada anak-anak harus dikaitkan secara negatif dengan perkembangan antigenik tahunan. Dengan kata lain, strain yang belum mengalami perubahan antigenik yang signifikan dibandingkan dengan musim sebelumnya seharusnya tidak dapat menghindari kekebalan yang sudah ada pada orang dewasa dengan pengalaman imunologis. Strain semacam itu akan lebih aktif di antara populasi yang tidak memiliki pengalaman imunologis, yaitu di antara anak-anak.

Hasil penelitian


Analisis data selama bertahun-tahun menunjukkan bahwa H3N2 musiman adalah penyebab utama infeksi di antara populasi yang lebih tua, sementara H1N1 mempengaruhi usia paruh baya dan muda (gambar No. 2).


Gambar No. 2: distribusi usia flu H1N1 dan H3N2 pada periode waktu yang berbeda.

Pola ini hadir baik dalam data sebelum pandemi 2009 dan setelahnya.

Data menunjukkan bahwa pencetakan pada tingkat subtipe NA menang atas pencetakan pada tingkat subtipe HA (Ξ”AIC = 34,54). Selain itu, pencetakan hampir sepenuhnya tidak ada pada tingkat kelompok HA (Ξ”AIC = 249,06), seperti halnya tidak adanya pencetakan sepenuhnya (Ξ”AIC = 385,42).


Gambar No. 3: penilaian kesesuaian model dengan data penelitian.

Penilaian kesesuaian visual model ( 3C dan3D ) telah mengkonfirmasi bahwa model yang mengandung efek pencetakan pada level sempit subtipe NA atau HA memberikan kesesuaian terbaik untuk data yang digunakan dalam penelitian. Fakta bahwa model di mana pencetakan tidak ada tidak dapat didukung oleh data menunjukkan bahwa pencetakan adalah aspek yang sangat penting dari pembentukan kekebalan pada populasi orang dewasa dalam kaitannya dengan subtipe influenza musiman. Namun demikian, mencetak karya sesuai dengan spesialisasi yang sangat sempit, yaitu, ia bekerja secara eksklusif pada subtipe tertentu, dan tidak pada seluruh jajaran subtipe influenza.


Tabel No. 2: penilaian kesesuaian model dengan data penelitian.

Setelah memperhitungkan distribusi demografi berdasarkan usia, risiko terkait usia yang diharapkan adalah tertinggi pada anak-anak dan orang tua, yang berhubungan dengan akumulasi memori kekebalan pada masa kanak-kanak dan melemahnya fungsi kekebalan pada orang tua ( 3A menunjukkan perkiraan kurva dari model terbaik). Perkiraan parameter pencetakan kurang dari satu, yang menunjukkan sedikit penurunan risiko relatif (tabel No. 2). Dalam kerangka model terbaik, estimasi penurunan risiko relatif dari pencetakan di masa kanak-kanak lebih kuat untuk H1N1 (0,34, 95% CI 0,29-0,42) daripada H3N2 (0,71, 95% CI 0,62-0,82).

Untuk menguji efek evolusi virus pada distribusi usia risiko infeksi, para ilmuwan mencari penurunan persentase infeksi di antara anak-anak selama periode yang terkait dengan perubahan antigenik, ketika strain dengan antigenic drift tinggi lebih efektif terinfeksi orang dewasa yang berpengalaman secara imunologis.

Analisis data menunjukkan hubungan negatif sedikit tetapi tidak signifikan antara peningkatan tahunan dalam aktivitas antigenik dan persentase kasus H3N2 yang diamati pada anak-anak ( 4A ).


Gambar 4: Efek evolusi virus pada faktor risiko terkait usia untuk infeksi.

Namun, antara perubahan antigenik dan proporsi kasus yang diamati pada anak yang lebih tua dari 10 tahun dan pada orang dewasa, tidak ada hubungan yang jelas. Jika evolusi virus memainkan peran utama dalam distribusi ini, maka sebagai hasilnya, akan ada bukti efek evolusi yang lebih jelas di antara orang dewasa, dan tidak hanya ketika membandingkan orang dewasa dan anak-anak di bawah 10 tahun.

Selain itu, jika tingkat perubahan evolusioner dalam virus dominan untuk perbedaan subtipe-spesifik dalam distribusi usia epidemi, maka ketika subtipe H1N1 dan H3N2 menunjukkan tingkat yang sama dari penyebaran antigen tahunan, distribusi infeksi pada usia mereka akan terlihat lebih mirip.

Untuk seorang kenalan yang lebih mendetail dengan nuansa penelitian, saya sarankan Anda membaca laporan para ilmuwan .

Epilog


Dalam karya ini, para ilmuwan menganalisis data epidemiologis kasus infeksi dengan H1N1, H3N2 dan H2N2. Analisis data menunjukkan ketergantungan yang jelas terhadap pencetakan pada masa kanak-kanak dan tingkat risiko infeksi pada usia dewasa. Dengan kata lain, jika seorang anak terinfeksi pada 1950-an ketika H1N1 beredar, dan H3N2 tidak ada, maka pada usia dewasa kemungkinan infeksi H3N2 akan jauh lebih besar daripada kemungkinan tertular H1N1.

Kesimpulan utama dari penelitian ini adalah bahwa penting tidak hanya apa yang sakit di masa kanak-kanak, tetapi juga dalam urutan apa. Memori kekebalan tubuh, yang terbentuk sepanjang hidup, secara aktif "mencatat" data infeksi virus pertama, yang berkontribusi pada respons yang lebih efektif terhadap mereka di masa dewasa.

Para ilmuwan berharap bahwa pekerjaan mereka akan memungkinkan untuk memprediksi dengan lebih baik kelompok umur mana yang lebih rentan terhadap efek subtipe influenza tertentu. Pengetahuan ini dapat membantu mencegah penyebaran epidemi, terutama jika Anda perlu mendistribusikan sejumlah vaksin di antara populasi.

Studi ini tidak bertujuan menemukan obat super untuk semua jenis flu, meskipun itu akan bagus. Ini bertujuan pada apa yang jauh lebih nyata dan penting saat ini - mencegah penyebaran infeksi. Jika kita tidak bisa langsung menghilangkan virus, maka kita harus memiliki semua alat yang mungkin untuk menampungnya. Salah satu sekutu yang paling setia dari setiap epidemi adalah sikap lalai terhadapnya baik dari pihak negara secara keseluruhan, dan masing-masing orang pada khususnya. Panik, tentu saja, tidak diperlukan, karena itu hanya dapat memperburuknya, tetapi tindakan pencegahan keamanan tidak akan pernah merugikan.

Terima kasih atas perhatian Anda, tetap ingin tahu, jaga diri Anda dan orang-orang yang Anda cintai dan bersenang-senang untuk semua orang, kawan! :)

Sedikit iklan :)


Terima kasih untuk tetap bersama kami. Apakah Anda suka artikel kami? Ingin melihat materi yang lebih menarik? Dukung kami dengan melakukan pemesanan atau merekomendasikan kepada teman Anda, cloud VPS untuk pengembang mulai $ 4,99 , analog unik dari server entry-level yang diciptakan oleh kami untuk Anda: Seluruh kebenaran tentang VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 Cores) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps mulai dari $ 19 atau cara membagi server? (opsi tersedia dengan RAID1 dan RAID10, hingga 24 core dan hingga 40GB DDR4).

Dell R730xd 2 kali lebih murah di pusat data Equinix Tier IV di Amsterdam? Hanya kami yang memiliki 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV dari $ 199 di Belanda!Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - mulai dari $ 99! Baca tentang Cara Membangun Infrastruktur Bldg. kelas c menggunakan server Dell R730xd E5-2650 v4 seharga 9.000 euro untuk satu sen?

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

More articles:


All Articles