Соединенные штаты на грани новой вирусной эпидемии; вирус, которого не было десять лет назад, но который сейчас беспокоит чиновников. Чикунгунья, вызывающая недееспособную лихорадку, распространяется через комаров Aedes и обычно встречается в Африке и Евразии. Но теперь это самый последний пример появления вируса - вирусов, которые быстро меняют свое географическое распространение и / или распространенность.
Другие появляющиеся вирусы, такие как эболавирусы, которые продолжают вызывать геморрагическую лихорадку Эбола, и острый респираторный синдром коронавирус (SARS-CoV), менее распространены, в то время как другие, такие как вирус эпидемического паротита, вновь появляются после периода относительного отсутствия в западном полушарии. Эти вирусы возникают, часто неожиданно, на некотором уровне загадки о том, откуда они берутся и почему они распространяются. Их происхождение сложнее, чем может показаться.
Арбовирусы, затронутые климатом
Вирусы, такие как чикунгунья, которые распространяются членистоногими (насекомыми и паукообразными, например, клещами), известны как арбовирусы (от членистоногих) и подвержены влиянию изменения климата и глобального потепления, что напрямую способствует их появлению. Глобальное потепление влияет на распространение членистоногих, которые действуют как векторы для вируса и увеличивают способность вирусов расти внутри них.
Вспышка вируса Bluetongue - инфекция овец и крупного рогатого скота, распространяемая мошками Culicoides - началось в северной европе в 2006, где он никогда не видел раньше, и инфицированной больше животных, чем ранее записанных.
Теперь вирус Чикунгуньи, похоже, будет распространяться по всей территории США, так же, как и вирус Западного Нила после того, как он появился в Нью-Йорке в 1999 - и который все еще появляется, Но не все появляющиеся вирусы так же предсказуемы, как арбовирусы.
Зоонозные вирусы
Значительная часть новых вирусов зоонозных вирусов, которые передаются от животных. Эти вирусы являются самыми непредсказуемыми, а это означает, что взаимодействие между людьми и животными имеет решающее значение для их "перелива" в организме человека. Одомашнивание скота позволило несколько видов - каждый со своими вирусами - вступать в тесный контакт, который создал благоприятные условия для зоонозов.
домашняя птица и свиньи хорошо известны за поколение новых новых вирусов гриппа. Однако, это были также свинофермы, которые в конечном итоге привели к первым случаям Вирус Нипах в Малайзии в 1999. Хотя вирус укрывается летающими лисами, он распространяется на свиней, а затем на людей вызывая около 100 смертей.
Человек вторжение в новую среду и срыву диких животных также может привести к людей, подвергавшихся влиянию животных и их вирусов. Очаги ebolavirus геморрагической лихорадки в африканских деревнях часто связаны с торговлей мясом диких животных.
Репродуктивный номер
Бесчисленные примеры появления вирусов можно понять, используя концепцию основной репродуктивный номертакже известный как R0, который является показателем среднего числа новых инфекций, вызванных вирусом в результате одной инфекции. R0 для одного означает, что в среднем одна новая инфекция будет возникать из-за другой, тогда как вирус с R0 более одного будет эффективно распространяться по всей популяции. Если у вируса R0 меньше единицы, он может в конечном итоге вымереть, так как он не может генерировать достаточно новых инфекций с течением времени - если он не будет постоянно повторно вводиться.
Процессы, которые влияют на это число, влияют на возникновение. Таким образом, в то время как новые вирусы с R0 менее одного могут не обеспечить эффективное заражение и передачу в новой популяции, изменение климата и поведение человека могут повлиять на показатель R0 вируса в данной географической области. Также важны взаимодействия вирус-хозяин на уровне клеток, что является процессом, управляемым эволюцией. То, что делает вирусы, такие как чикунгунья, настолько тревожит, что им не требуется дальнейшая эволюция для заражения людей.
Подходящий хост
Вирусы, как обязательные, внутриклеточные паразиты, которым для распространения необходимы хозяева, состоят из белковой или липидной оболочки, которая защищает вирусный геном, который кодирует инструкции по созданию вирусных белков, необходимых для инфекции. Эти белки должны позволять проникновение вируса в клетку-хозяина; сделать новые копии себя; распространяться на большее количество клеток и уклониться от вашей иммунной системы. Различия в эффективности этих шагов могут влиять на R0.
Геном вируса может влиять на соответствие между вирусным и принимающим белками; Вирус с лучшей подгонкой может быть выбран и увеличен по частоте - что мы можем видеть как появление.
Некоторые вирусы легко адаптируются и передаются, например, SARS-CoV и грипп (до тех пор, пока мы не остановим их), в то время как другие не изменяют свою передачу, например, эболавирус и недавнее Средневосточный респираторный синдром (MERS) -CoV.
Постоянно беспокоит то, что появляющийся вирус может эволюционировать для эффективной передачи в человеческой популяции, но у нас есть средства для предотвращения появления вируса. Интенсивный мониторинг изменений в распространении вирусов и новых инфекций человека / животных лежит в основе нашей стратегии борьбы с появляющимися вирусами.
Для чикунгуньи и ее родственников, нацеливание на комаров, которые помогают ему распространяться, и уменьшение бремени изменения климата в зонах повышенного риска может содержать распространение в новые регионы. Разработка эффективных противовирусных препаратов и вакцин может также обеспечить контроль над вирусом. Тем не менее, проблема заключается в том, чтобы предсказать, какие вирусы являются наиболее важными и трудными на глобальной арене постоянной сложности и неопределенности.
Реальность такова, что мы пережили это раньше с помощью ВИЧ / СПИДа и призрака когда-то появлявшихся, но уже установленных вирусов. Это должно по-прежнему подогревать наш интерес к появлению новых.
Авторы не работают, не консультируются, не владеют акциями или не получают финансирование от какой-либо компании или организации, которые выиграют от этой статьи. У них также нет соответствующей принадлежности.
Эта статья изначально была опубликована в Беседа, Прочтите оригинал статьи.
Об авторах
Эндрю Шоу - научный сотрудник в Университете Глазго
Коннор Бамфордис, пост-докторский научный сотрудник в Университете Глазго