Новый подход к пониманию и прогнозированию рисков инфекционных заболеваний
Эпидемия вируса Эбола 2014-2016 годов, опустошившая Западную Африку и унесшая тысячи жизней, была крупнейшей в истории. Анализ показал, что не все инфицированные играли равную роль в распространении болезни: всего 3% пациентов вызвали более 60% заражений других людей. "Суперраспространители" также были ключевыми фигурами в других вспышках, включая SARS и MERS.
Международное исследование под руководством профессора Университета Южной Флориды предлагает новую модель для выявления и понимания суперраспространителей и других форм экстремальной компетентности, включая малоизученных "суперразбавителей", которые могут защищать сообщество от риска инфекции. Работа опубликована в журнале Trends in Ecology and Evolution.
"Взаимосвязь между физиологией и поведением отдельных хозяев определяет динамику возникновения и распространения инфекционных заболеваний в сообществе", — говорит ведущий автор Линн Мартин, профессор Колледжа общественного здравоохранения USF Health. "Индивидуумы не одинаковы — и понимание их различий в контексте взаимодействия хозяина и паразита критически важно. Эта новая концепция может помочь нам лучше направлять вакцинацию, гигиенические и другие меры на тех людей, которые с наибольшей вероятностью влияют на распространение инфекций во время эпидемий".
Простые эпидемиологические модели часто не могут объяснить или предсказать поведение некоторых вспышек, поскольку не учитывают вариацию индивидуальной компетентности хозяина. Компетентность — это способность одного хозяина (человека или животного) вызывать новые инфекции либо у других хозяев, либо у переносчиков (кровососущих насекомых и других носителей, передающих вирусные, бактериальные и другие инфекции). Например, комары Culex являются переносчиками вируса Западного Нила.
Модель, разработанная Мартином и его австралийскими коллегами, разъясняет различные аспекты компетентности хозяина, которые могут увеличивать или уменьшать риск эффективного распространения болезни. Она разделяет компетентность хозяина на четыре ключевые стадии:
- Экспозиция к инфекционным организмам.
- Восприимчивость к ним.
- Пригодность для развития инфекции.
- Трансмиссивность (способность передавать).
Сочетание этих факторов среди отдельных хозяев определяет, как болезнь циркулирует и эволюционирует в сообществе.
Примеры:
- Суперразбавитель: Единичная генетическая мутация у человека, связанная с повышенным поглощением малярийных плазмодиев белыми кровяными клетками, может сделать некоторых людей, восприимчивых к инфекции, неспособными накопить в крови достаточно паразитов для их передачи комарам. Такие хозяева могут значительно ослаблять риск малярии в сообществе.
- Суперраспространитель: Хозяева (люди или животные), очень привлекательные для зараженных малярией комаров и при этом эффективно реплицирующие паразитов.
Взаимодействие поведения и физиологии хозяина очень важно. Например, традиционные погребальные практики в Западной Африке, включающие омовение и одевание тела, сохраняющего жидкости, содержащие вирус Эбола, продлили смертоносную эпидемию. Различия между людьми в таком поведении, вероятно, повлияли на её ход. Исследования показывают, что бессимптомные носители, которые не чувствуют себя больными, но много путешествуют или остаются социально активными, могут быть более эффективными распространителями инфекции, чем те, кто остаётся дома из-за недомогания.
В отдельной статье, опубликованной в тот же день в Trends in Parasitology, Мартин (старший автор) и соавторы использовали новую концепцию для изучения влияния размера тела хозяина на компетентность и риск заболеваний для других. Исследователи выявили, что крупные виды, по-видимому, непропорционально лучше генерируют инфекции (например, вирус Западного Нила или болезнь Лайма), чем мелкие, из-за совокупного влияния размера тела на черты хозяина, определяющие компетентность. Однако они подчеркнули, что более низкая плотность популяции крупных хозяев иногда может нивелировать усиливающий эффект размера тела на риск заболевания.