Воздействие вируса – это не вариант «все или ничего». Концепция «инфекционной дозы» предлагает способы обезопасить себя от вреда.
Чтобы возбудитель заставил нас заболеть, он должен преодолеть многое. Сначала он должен попасть в организм, минуя естественные барьеры, такие как кожа, слизь, реснички и желудочная кислота. Затем ему необходимо воспроизвести; некоторые бактерии и паразиты могут делать это практически в любом месте организма, тогда как вирусы и некоторые другие патогены могут делать это только изнутри клетки. И все это время он должен парировать атаки иммунной системы организма.
Таким образом, хотя мы постоянно наводнены микробами, количество микробов, попадающих в наш организм, обычно слишком мало, чтобы преодолеть нашу защиту. (Достаточно небольшая доза может даже напомнить нашей иммунной системе о существовании патогена, усиливая реакцию антител и защищая нас от него.)
Когда достаточному количеству патогенов удается прорвать нашу защиту и начать размножаться, мы заболеваем. Зачастую это просто игра с числами. Чем больше захватчиков вы отбиваете, тем больше вероятность, что вы почувствуете себя плохо.
Сколько микробов должно попасть в организм, прежде чем мы начнем чувствовать себя плохо?
Это зависит от патогена и известно как «инфекционная доза» микроба. Обычно этого требуется довольно много, но некоторым микробам требуется невероятно небольшое количество организмов, чтобы начать инфекцию. Возьмем, к примеру, норовирус, желудочную болезнь, печально известную тем, что она распространяется всякий раз, когда люди находятся в тесном контакте и касаются одних и тех же поверхностей, например, на круизных лайнерах. Его инфекционная доза может составлять всего 18 отдельных вирусов, что делает его передачу невероятно легкой. Он также очень вынослив даже вне тела, поэтому инфицированный человек, выделяющий вирус, может оставить после себя большое его количество — достаточное, чтобы легко заразить других даже через несколько дней.
А как насчет понятия «вирусная нагрузка»? Это связано?
Это схожие идеи, но в то время как инфекционная доза указывает на то, сколько организмов приведет к заражению, вирусная нагрузка — это активный показатель инфекции: количество организмов, которые размножаются внутри хозяина. Эта терминология впервые была представлена широкой публике как часть нашего понимания ВИЧ/СПИДа, и после начала пандемии Covid она стала более широко использоваться.
Как исследователи определяют инфекционную дозу микроба?
Это все еще неточная наука. Золотое стандартное исследование, называемое исследованием заражения человека, предполагает намеренное введение людям дозы возбудителя. К сожалению, этот подход с этической точки зрения сложен, поскольку он (очевидно) несет в себе риск серьезного заболевания и потенциальных долгосрочных осложнений.
Вместо этого исследователи подвергают воздействию морских свинок, крыс, мышей или хорьков, в зависимости от возбудителя. Но может быть сложно напрямую экстраполировать дозу для животных на человеческий эквивалент.
Кроме того, имеет значение путь заражения. Что-то, что попадает прямо в ваш кровоток, вероятно, потребует гораздо меньшего количества микробов, чем то, что попадает, например, через рот или легкие, поскольку кровоток позволяет патогену обойти многие защитные механизмы хозяина. Вот почему, например, риск заражения ВИЧ намного выше при переливании крови или уколе иглой, а не половым путем.
Третий способ определить инфекционную дозу — использовать обсервационные исследования, в которых исследователи выводят это число, наблюдая, сколько времени требуется человеку, подвергшемуся воздействию (особенно в семьях или в других местах с тесным контактом), чтобы заболеть. Как вы могли догадаться, этот метод зачастую беспорядочен и неточен по сравнению с двумя предыдущими методами.
Почему инфекционные дозы одних возбудителей выше или ниже, чем у других?
Мы не уверены. Это может быть связано с тем, как действует захватчик. Исследователи предположили, что патогены, требующие прямого контакта с клетками-хозяевами, как правило, более эффективны, поэтому их инфекционные дозы были довольно низкими. Но если бактерии атакуют клетки-хозяева косвенно (например, секретируя белки, которые в дальнейшем повреждают клетки-хозяева), то для заражения хозяина необходима большая доза бактерий, поскольку секреты, модифицирующие хозяина, могут быть разбавлены во времени и пространстве. Эта идея была поддержана в исследовании 2012 года, в котором также изучались вирусы, грибы и паразиты. Но нам все еще нужны дополнительные подтверждения для более широкого спектра микробов.
Что мы знаем об инфекционной дозе вируса, вызывающего Covid?
Мы многому научились за почти четыре года, прошедшие с момента его первого появления, но большая часть этого получена на моделях инфекции на животных и наблюдательных исследованиях на людях. Большинству моделей на животных требуется высокая доза вируса — от 10 000 до 1 миллиона «бляшкообразующих единиц» (БОЕ), причем каждой единицы достаточно, чтобы заразить клетку в культуре ткани и убить ее. Однако наблюдательные исследования на людях показывают, что инфекционная доза может составлять в среднем от 100 до 400 БОЕ, хотя этот метод, опять же, дает лишь очень приблизительные рекомендации.
Эти исследования показывают, что одна из причин, по которой вирус так легко передается, заключается в том, что он имеет относительно низкую инфекционную дозу, аналогичную другим респираторным вирусам, таким как RSV и коронавирусы «простуды» (и ниже, чем инфекционная доза большинства штаммов вируса гриппа).
И когда мы сравниваем инфекционную дозу с количеством вируса, выдыхаемым инфицированным человеком, неудивительно, что вирус распространяется так быстро. Недавний препринт показывает, что инфицированные пациенты могут выдыхать до 800 копий вирусной РНК в минуту в течение примерно восьми дней после появления у них симптомов. Несмотря на то, что мы не можем напрямую перевести копии РНК в количество живых вирусных частиц, если даже половина этих копий РНК взята из инфекционного в данный момент вируса, теоретически возможно получить достаточно большую дозу, чтобы начать заражение всего за минуту. близкий контакт.
Повышают ли вакцины инфекционную дозу?
Когда кто-то сталкивается с патогеном во второй раз (будь то из-за перенесенного заболевания или вакцинации), в действие вступают несколько механизмов защиты хозяина. Антитела, образовавшиеся в результате вакцинации или предшествующей инфекции, будут связываться с вторгшимся микробом. Это будет мешать его способности прикрепляться к клетке-хозяину или выделять микроб для поглощения клетками, называемыми нейтрофилами. И если вирусу удастся проникнуть в клетку-хозяина, он будет нацелен на уничтожение Т-клетками памяти.
Благодаря такой быстрой реакции выживает меньшее количество вторгшихся микробов по сравнению с наивным человеком, впервые столкнувшимся с возбудителем, что эффективно повышает инфекционную дозу.
Как эти знания могут помочь нам избежать болезней?
Воздействие зависит от концентрации патогена и времени контакта, поэтому, если вы сможете уменьшить любой из этих показателей, вы сможете лучше избежать инфекционных заболеваний.
Вот почему с самого начала пандемии Covid эксперты рекомендовали модель многоуровневой защиты «швейцарского сыра», в которой ключевую роль играет социальное дистанцирование от других людей. Чем дальше вы находитесь от заразного человека, тем меньшему количеству его вирусных частиц вы подвергнетесь воздействию. Добавление маски, особенно высококачественного респиратора, такого как N95 с плотным прилеганием, еще больше уменьшит количество вирусов, которые вы можете вдохнуть. Вентиляция также снижает количество вирусных частиц в воздухе, поэтому пребывание на улице или использование воздушного фильтра в помещении снижает риск заражения.
Вакцинация — еще один способ снизить риск заражения Covid. Хотя вакцины несовершенны, вакцинация все же снижает риск заражения, в первую очередь, за счет увеличения инфекционной дозы, необходимой для инициирования инфекции. Это также снижает вероятность развития серьезного заболевания в случае заражения. Некоторые исследования также показывают, что вакцинированные люди с меньшей вероятностью выделяют столько вирусных частиц и что вакцинация снижает вирусную нагрузку.
Ношение масок, усиленная вентиляция и дистанцирование уменьшают количество микробов, которым вы подвергаетесь. Вакцинация увеличивает инфекционную дозу. Это основы защиты от заражения практически всеми патогенами. Динамика передачи вируса сложна, но меры, которые мы можем предпринять, чтобы защитить себя, сравнительно просты.
No comments:
Post a Comment