Interactions hôte-pathogène et variation populationnelle

L'infection n'est pas une propriété fixe d'un microbe, mais le résultat d'une interaction entre un agent pathogène et un hôte, se déroulant au sein d'une population hétérogène. Une même exposition peut laisser une personne non infectée, provoquer une maladie bénigne et spontanément résolutive chez une autre, et en tuer une troisième. Ce domaine organise les facteurs liés à l'hôte (âge, statut immunitaire, comorbidité) et les facteurs liés à l'agent pathogène (virulence, souche) qui expliquent pourquoi l'apparition et la gravité de la maladie varient si largement entre les individus et les groupes.

Definition

L'interaction hôte-pathogène fait référence à la relation dynamique entre un micro-organisme infectieux et son hôte, où l'issue (absence d'infection, colonisation, maladie ou décès) dépend conjointement des caractéristiques de l'hôte et des attributs de l'agent pathogène ; la variation populationnelle est l'hétérogénéité résultante du risque d'infection et de la gravité de la maladie à travers les individus et les groupes.

Scope

Ce domaine rassemble les déterminants de l'infection et de la gravité de la maladie, abordés au niveau populationnel et conceptuel plutôt que sous l'angle de la gestion clinique. Ses sous-thèmes couvrent la susceptibilité et la gravité liées à l'âge, l'immunodépression et les populations spéciales, la virulence des agents pathogènes et la variation des souches, ainsi que la comorbidité et d'autres facteurs de risque d'infection. Il les présente comme des moteurs de la variation populationnelle du risque de maladies infectieuses, complétant ainsi les sujets de dynamique de transmission et de surveillance abordés ailleurs dans l'épidémiologie des maladies infectieuses.

Sub-topics

• Susceptibilité et sévérité liées à l'âge
• Comorbidité et facteurs de risque d'infection
• Immunodépression et populations spéciales
• Virulence des agents pathogènes et variation des souches

Core questions

• Pourquoi le même agent pathogène entraîne-t-il des issues très différentes chez différentes personnes ?
• Quels attributs de l'hôte (âge, compétence immunitaire, maladie coexistante) façonnent la susceptibilité et la gravité ?
• Comment la virulence de l'agent pathogène et les différences de souches contribuent-elles à cette variation ?
• Comment la contribution conjointe de l'hôte et de l'agent pathogène doit-elle être conceptualisée plutôt que d'être attribuée à une seule partie ?

Key concepts

• Susceptibilité
• Gravité de la maladie
• Virulence et pathogénicité
• Statut immunitaire de l'hôte
• Hétérogénéité populationnelle
• Facteurs de risque d'infection
• Dommages nets à l'hôte

Key theories

Cadre de la réponse aux dommages

Casadevall et Pirofski ont recadré la virulence et la susceptibilité de l'hôte comme étant relationnelles : l'issue de l'infection est le dommage net à l'hôte, qui peut provenir de l'agent pathogène, de la réponse immunitaire de l'hôte, ou des deux, et dépend de l'état de l'immunité de l'hôte plutôt que des seules propriétés microbiennes.

Coévolution hôte-parasite et la vision de la virulence comme compromis

Anderson et May ont modélisé l'hôte et le parasite comme un système couplé et coévolutif dans lequel la virulence d'un agent pathogène est façonnée par la sélection sur la transmission, fournissant le contexte de dynamique populationnelle expliquant pourquoi la virulence n'est ni maximale ni minimale.

Mechanisms

Le fait qu'une exposition conduise à une maladie reflète la rencontre entre les défenses de l'hôte et les attributs de l'agent pathogène. Du côté de l'hôte, la maturité et la compétence de l'immunité innée et adaptative, modulées par l'âge, l'immunosuppression et les maladies coexistantes, déterminent la susceptibilité et la capacité à limiter les dommages. Du côté de l'agent pathogène, les facteurs de virulence et les différences de souche régissent la capacité à envahir, à se répliquer et à provoquer ou à échapper à la réponse de l'hôte. Casadevall et Pirofski ont soutenu que les dommages résultants peuvent provenir du microbe ou de la propre réponse de l'hôte, de sorte que l'issue est mieux comprise comme une propriété de l'interaction plutôt que de l'une ou l'autre partie isolément. À l'échelle populationnelle, cette interaction est intégrée dans un système hôte-parasite coévolutif dont la dynamique façonne la distribution de la virulence et de la susceptibilité.

Clinical relevance

Reconnaître que l'issue de l'infection est déterminée conjointement par l'hôte et l'agent pathogène aide à expliquer les schémas populationnels de gravité de la maladie et éclaire la manière dont le risque est décrit pour des groupes tels que les nourrissons, les personnes âgées et les personnes immunodéprimées. Ce domaine est une référence conceptuelle pour interpréter l'hétérogénéité du risque de maladies infectieuses ; il décrit les déterminants de la variation et ne constitue pas une base pour les décisions diagnostiques ou thérapeutiques individuelles.

Epidemiology

La variation populationnelle de l'infection est omniprésente : l'incidence et la létalité de nombreuses infections augmentent fortement aux âges extrêmes et chez les personnes immunodéprimées ou atteintes de maladies chroniques, tandis que les différences de souches pathogènes contribuent à la variation de la gravité d'une épidémie à l'autre. Le gradient d'âge observé dans la maladie à coronavirus 2019, où le risque de décès augmentait fortement avec l'âge, est un exemple clair de variation de l'impact d'un seul agent pathogène, déterminée par l'hôte.

History

La microbiologie classique situait la virulence dans le microbe et la susceptibilité dans l'hôte comme des traits distincts et fixes. La modélisation coévolutive d'Anderson et May au début des années 1980 a intégré les deux dans la dynamique des populations, et les travaux de Casadevall et Pirofski au tournant du siècle ont recadré la pathogénicité et les dommages à l'hôte comme des propriétés émergentes de l'interaction hôte-pathogène. Ces changements ont fait passer le domaine du catalogage des traits microbiens ou de l'hôte à l'explication de la variation des résultats.

Key figures

• Arturo Casadevall
• Liise-anne Pirofski
• Roy Anderson
• Robert May

Seminal works

• casadevall-pirofski-1999
• casadevall-pirofski-2003
• anderson-may-1982

Frequently asked questions

Pourquoi la même infection affecte-t-elle les gens si différemment ?

Parce que l'issue dépend de l'interaction entre l'hôte et l'agent pathogène : les facteurs liés à l'hôte tels que l'âge, le statut immunitaire et les maladies coexistantes, ainsi que la virulence et la souche de l'agent pathogène, déterminent conjointement si l'exposition conduit à l'absence d'infection, à une maladie bénigne ou à une maladie grave.

La virulence est-elle une propriété fixe d'un microbe ?

Non, selon la vision moderne. Des cadres tels que le modèle de réponse aux dommages traitent le préjudice de l'infection comme relationnel, résultant de l'agent pathogène, de la réponse de l'hôte, ou des deux, et dépendant de l'état immunitaire de l'hôte plutôt que du seul microbe.