Механизмы вирусного патогенеза

Патогенез — это цепь событий, посредством которых вирусная инфекция вызывает заболевание. Он зависит не только от того, как вирус реплицируется, но и от того, какие клетки и ткани он поражает, как он распространяется по организму, какой прямой ущерб он наносит, и как иммунный ответ хозяина — иногда защитный, иногда вредоносный — формирует исход.

Definition

Вирусный патогенез — это процесс, посредством которого вирус и ответ хозяина на него взаимодействуют, вызывая заболевание, включая проникновение в организм хозяина, распространение, тропизм, повреждение клеток и тканей, а также детерминанты вирулентности и исхода.

Scope

Эта тема охватывает тропизм и пути распространения, механизмы повреждения клеток и тканей (прямой цитопатический эффект и иммуноопосредованное повреждение), детерминанты вирулентности, спектр от острой до персистирующей инфекции, а также баланс между хозяином и вирусом, который определяет, будет ли инфекция элиминирована или вызовет заболевание. Это справочный и образовательный материал, который не является клиническим, диагностическим или лечебным руководством.

Core questions

• Как тропизм и пути распространения определяют, какие ткани повреждает вирус?
• Когда заболевание вызвано прямым цитопатическим эффектом вируса, а когда — иммунным ответом хозяина?
• Что определяет, будет ли инфекция элиминирована, станет персистирующей или окажется смертельной?

Key concepts

• Тропизм и поражение тканей
• Пути проникновения и распространения (локальное, гематогенное, нейрогенное)
• Прямой цитопатический эффект
• Иммунопатология (иммуноопосредованное повреждение тканей)
• Детерминанты вирулентности
• Острая, латентная и хроническая (персистирующая) инфекция
• Уклонение от иммунного ответа и латентность
• Баланс между хозяином и вирусом и исход
• Зоонозное происхождение и круг хозяев

Mechanisms

После проникновения через поверхность тела вирус распространяется локально и может диссеминировать через кровь или, для некоторых вирусов, по нервам, достигая органов-мишеней; тропизм определяет, какие ткани поражаются, и, таким образом, характер заболевания. Повреждение возникает двумя основными путями: прямой цитопатический эффект, при котором репликация убивает или нарушает функцию инфицированной клетки, и иммунопатология, при которой ответ хозяина на вирус повреждает ткани. Течение инфекции варьируется от острого, самокупирующегося заболевания до персистирующей инфекции, последняя поддерживается уклонением от иммунного ответа, латентностью или истощением противовирусного ответа. Вирулентность отражает специфические вирусные детерминанты наряду с факторами хозяина, а баланс между распространением вируса и защитой хозяина определяет, будет ли инфекция элиминирована, контролируема или смертельна. Новые заболевания человека часто возникают, когда вирусы переходят из животных резервуаров и адаптируются к новому хозяину.

Clinical relevance

Механизмы патогенеза объясняют, почему разные вирусы вызывают характерные заболевания, почему некоторые инфекции персистируют и почему исход зависит от хозяина не меньше, чем от вируса. Эта статья является концептуальным справочником для понимания того, как возникает вирусное заболевание; она не является основой для диагностики, прогноза или лечения какого-либо отдельного человека.

Epidemiology

Вирусы ответственны за значительную долю инфекционных заболеваний человека, включая многие из возникающих инфекций, зарегистрированных в последние десятилетия, высокая доля которых имеет зоонозное происхождение. Пандемические вирусы, такие как вирус гриппа, иллюстрируют, как изменения в круге хозяев и вирулентности на уровне патогенеза приводят к крупномасштабному воздействию на общественное здравоохранение.

History

Понимание вирусных заболеваний эволюционировало от раннего представления о том, что вирусы просто убивают инфицированные ими клетки, к более широкому взгляду, включающему тропизм, распространение внутри хозяина, иммуноопосредованное повреждение и персистенцию. Изучение хронической и латентной инфекции, уклонения от иммунного ответа и его истощения, а также зоонозного происхождения переосмыслило патогенез как результат динамических взаимоотношений между хозяином и вирусом, а не только как вирусную репликацию.

Debates

Какая часть вирусного заболевания вызвана иммунным ответом, а не самим вирусом?

При некоторых вирусных инфекциях большая часть повреждения тканей является результатом иммунного ответа хозяина на вирус (иммунопатология), а не прямого вирусного поражения, и относительный вклад каждого из них является центральным, специфичным для инфекции вопросом в патогенезе.

Key figures

• Herbert W. Virgin
• Rafi Ahmed
• Lynn Enquist
• Peter Daszak
• Yoshihiro Kawaoka

Seminal works

• virgin-2009
• jones-2008
• koyuncu-2013

Frequently asked questions

Вирус или иммунная система вызывают симптомы вирусной инфекции?

Это зависит от инфекции. Некоторые вирусы вызывают заболевание в основном путем прямого повреждения инфицированных ими клеток, в то время как при других большая часть заболевания возникает из-за иммунного ответа, направленного против вируса; многие инфекции включают оба механизма.

Почему некоторые вирусные инфекции становятся хроническими?

Персистирующие инфекции поддерживаются, когда вирус уклоняется от иммунного ответа или переживает его — например, путем установления латентности, скрываясь от иммунных сенсоров или истощая противовирусный ответ — так что вирус не полностью элиминируется.