Когда дело доходит до изучения вирусной инфекции, иммунная система человека уже давно привлекает внимание. Ученые потратили десятилетия, ломая голову над тем, как этот комплекс защитных мер эволюционировал для борьбы со смертельными вирусами и выживания в них, а также с тем, как иммунная система может варьироваться в зависимости от населения, возрастной группы и даже пола. Но для танго нужны двое - в данном случае иммунная система и ее захватчик. И до сих пор гораздо меньше внимания уделялось тому, что фактически делает заражение.
Связанный контент
- Одна из первых женщин-педиатров Америки спасла жизни на 74 года
- Гены вируса в ДНК человека могут, как ни удивительно, помочь нам бороться с инфекциями
Это позор, потому что вирусы могут быть гораздо хитрее, чем мы думаем. Теперь, новое исследование предполагает, что некоторые подлые патогены развились, чтобы принять во внимание один особенно важный фактор об их хозяевах: их пол. Исследование, опубликованное вчера в журнале Nature Communications, обнаружило, что вирус лейкоза, возможно, развился, чтобы облегчить жизнь некоторых человеческих женщин, предположительно, чтобы увеличить его шансы на передачу их детям.
Другими словами, вирусы могут лучше понимать различия между полами, чем мы. «Это очень хороший пример того, как эволюция патогена действительно влияет на здоровье и медицину», - говорит Винсент Янсен, математический биолог из Королевского университета Холлоуэй и ведущий автор исследования. «Я думаю, что это не всегда ценилось раньше».
Точно так же, как мужчины и женщины разработали различные стратегии для борьбы со стропами и стрелами общества, так и их иммунная система. В целом, женщины, как правило, проводят более агрессивные атаки на инфекции, что может помочь быстрее их вылечить, но также может привести к более интенсивным аутоиммунным реакциям на болезни и вакцины. Биологи до сих пор обсуждают причину этого несоответствия, но они подозревают, что это может быть связано с различными уровнями гормонов у мужчин и женщин или с по-разному выраженными генами между полами.
Тем не менее, до сих пор биологи не изучали глубоко, как вирусы могут использовать гендерные различия. На самом деле, Янсен сказал, что изначально был весьма скептичен, когда его коллега по университету, биолог Франциско Эбеда, сначала задумался, возможно ли, что патогенные микроорганизмы могли эволюционировать, чтобы по-разному влиять на пол. «Я ожидал, что вирусы или бактерии имеют универсальную стратегию, когда речь идет о хозяевах мужского и женского пола», - говорит Янсен.
Однако после того, как Абеда построил математическую модель эволюции, которая показала, что она теоретически возможна, Янсен решил поискать данные реального мира, чтобы посмотреть, действительно ли это правда. «Это не так просто, как кажется», - говорит Янсен.
Он и Убеда нуждались в подробном наборе данных, чтобы увидеть, как заболевание может повлиять на определенную группу людей. Они обнаружили, что данные эпидемиологической статистики получены из исследований, в которых тысячи людей изучали Т-клеточный лимфотропный вирус-1 человека, вирус, который может превратиться во взрослый Т-клеточный лейкоз у примерно 1-5% инфицированных людей. Янсен и Убеда специально сравнили, как часто инфекции приводили к лейкемии среди мужчин и женщин в Карибском бассейне по сравнению с Японией, без учета культурных или возрастных факторов.
Согласно данным Всемирной организации здравоохранения, в Японии женщины, как правило, кормят грудью своих детей в среднем на несколько месяцев чаще, чем женщины в Карибском бассейне. Похоже, это является ключевым отличием, которое привело к снижению смертности вируса среди женщин в Японии. По словам Янсена, показатели развития лейкемии от инфекции примерно равны среди мужчин и женщин в Карибском бассейне, в то время как у женщин в Японии вероятность развития лейкемии от вируса примерно в три раза ниже. Взрослая Т-клеточная лейкемия или лимфома убивает от 50 до 90 процентов людей, у которых она развивается в течение 4-5 лет.
Янсен говорит, что женщины в Японии кормят грудью дольше, что дает вирусу больше возможностей для распространения от матери к ребенку. Таким образом, было бы выгодно, чтобы вирус был менее смертоносным для женщин и заразил следующее поколение. «Что я не оценил, так это то, что, хотя мужские и женские тела работают одинаково, с точки зрения патогена могут быть большие различия», - говорит Янсен. «Тот факт, что женщины могут передавать своим детям, а мужчины - нет, является одним из таких отличий».
Данные о передаче вируса в Японии, кажется, подтверждают модель Янсена: там больше случаев заражения вирусом и лейкемией, передаваемых в семьях, говорит он.
Янсен надеется, что его исследование поможет стимулировать дальнейшее изучение того, как именно вирусы способны изменять свое воздействие на разные полы. Он говорит, что это может привести к методам «обмана» патогена, заставляя его думать, что он заразил женщину, возможно, путем манипулирования любым фактором, который патоген использует для выявления пола человека, чтобы уменьшить его воздействие. «Это очень хороший пример того, как можно использовать дарвиновскую медицину», - говорит Янсен.
Сабра Кляйн, биолог из Университета Джонса Хопкинса, которая не участвовала в этом исследовании, говорит, что она ценит, что авторы по-новому взглянули на эволюцию и заражение, основываясь на самом вирусе. Тем не менее, она говорит, что их модель игнорирует многие другие факторы, от культуры до возраста, которые могут влиять на воздействие патогена на пол.
«Приятно осознавать, что патогены могут вызывать различную вирулентность в зависимости от того, размножаются ли они у хозяев мужского или женского пола», - говорит Кляйн, который опубликовал множество публикаций о различных иммунных реакциях мужчин и женщин. Тем не менее, она говорит: «Я думаю, что их название должно было лучше отражать пределы модели, потому что из названия и даже из резюме предполагалось, что эта модель объясняет все инфекционные заболевания, специфичные для пола». (Название статьи «Эволюция вирулентности по половому признаку при инфекционных заболеваниях».)
Кляйн указывает, что другие вирусы с пол-специфическими характеристиками могут передавать и размножаться совсем не так, как вирус лейкемии. Например, она ссылается на вирус Зика, который передается не только от человека к человеку при половом контакте и от матери к ребенку, но и от комаров. «В случае вируса Зика женщины, даже небеременные женщины, страдают более тяжелым заболеванием (и имеют более высокую заболеваемость), чем мужчины в Пуэрто-Рико», - говорит Кляйн. «Как бы их модель объяснила [это]?»
Биолог из Университета Среднего Теннесси Эрин Макклелланд соглашается с критикой Кляйна, а также с утверждением Янсена и Убеды о том, что необходимо проводить дополнительные исследования процесса заражения с точки зрения патогена, а не только хозяина. «Если мы сможем распутать обе стороны уравнения», - говорит Макклелланд, - «мы действительно можем начать работу над гендерно-специфической терапией для патогенных микроорганизмов, демонстрирующих сексуальную предвзятость». Эта терапия может включать в себя адаптацию схем приема лекарств для лучшей работы у мужчин по сравнению с женщинами, добавляет она.
Другими словами, пришло время вынуть страницу из книги патогена.
