กลไกการเกิดโรคของไวรัส

การเกิดโรคคือลำดับเหตุการณ์ที่การติดเชื้อไวรัสก่อให้เกิดโรค ซึ่งไม่เพียงขึ้นอยู่กับว่าไวรัสเพิ่มจำนวนอย่างไร แต่ยังขึ้นอยู่กับว่าไวรัสเข้าถึงเซลล์และเนื้อเยื่อใด แพร่กระจายไปทั่วร่างกายอย่างไร สร้างความเสียหายโดยตรงมากน้อยเพียงใด และการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของโฮสต์ ซึ่งบางครั้งก็ป้องกัน บางครั้งก็เป็นอันตราย กำหนดผลลัพธ์อย่างไร

Definition

การเกิดโรคของไวรัสคือกระบวนการที่ไวรัสและการตอบสนองของโฮสต์ต่อไวรัสมีปฏิสัมพันธ์กันเพื่อก่อให้เกิดโรค ครอบคลุมถึงการเข้าสู่โฮสต์ การแพร่กระจาย ทรอปิซึม การทำลายเซลล์และเนื้อเยื่อ และปัจจัยกำหนดความรุนแรงและผลลัพธ์ของโรค

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงทรอปิซึมและเส้นทางการแพร่กระจาย กลไกการทำลายเซลล์และเนื้อเยื่อ (ผลกระทบโดยตรงต่อเซลล์และการทำลายที่เกิดจากภูมิคุ้มกัน) ปัจจัยกำหนดความรุนแรงของโรค สเปกตรัมตั้งแต่การติดเชื้อเฉียบพลันไปจนถึงการติดเชื้อเรื้อรัง และความสมดุลระหว่างโฮสต์กับไวรัสที่ตัดสินว่าการติดเชื้อจะถูกกำจัดหรือก่อให้เกิดโรค นี่คือเอกสารอ้างอิงและสื่อการศึกษา และไม่ใช่แนวทางทางคลินิก การวินิจฉัย หรือการรักษาอย่างชัดเจน

Core questions

• ทรอปิซึมและเส้นทางการแพร่กระจายกำหนดได้อย่างไรว่าไวรัสทำลายเนื้อเยื่อใดบ้าง?
• โรคเกิดจากผลกระทบโดยตรงต่อเซลล์ของไวรัสเมื่อใด และเกิดจากการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของโฮสต์เมื่อใด?
• อะไรเป็นตัวกำหนดว่าการติดเชื้อจะถูกกำจัด กลายเป็นเรื้อรัง หรือถึงแก่ชีวิต?

Key concepts

• ทรอปิซึมและการกำหนดเป้าหมายเนื้อเยื่อ
• เส้นทางการเข้าและแพร่กระจาย (เฉพาะที่, ผ่านกระแสเลือด, ผ่านเส้นประสาท)
• ผลกระทบโดยตรงต่อเซลล์ (cytopathic effect)
• พยาธิสภาพทางภูมิคุ้มกัน (immunopathology) (การทำลายเนื้อเยื่อที่เกิดจากภูมิคุ้มกัน)
• ปัจจัยกำหนดความรุนแรงของโรค
• การติดเชื้อเฉียบพลัน, แฝง, และเรื้อรัง (คงอยู่)
• การหลบเลี่ยงภูมิคุ้มกันและการแฝงตัว
• ความสมดุลระหว่างโฮสต์กับไวรัสและผลลัพธ์
• การอุบัติขึ้นจากสัตว์สู่คนและช่วงโฮสต์

Mechanisms

หลังจากเข้าสู่ร่างกายที่พื้นผิว ไวรัสจะแพร่กระจายในบริเวณนั้นและอาจแพร่กระจายผ่านกระแสเลือด หรือสำหรับไวรัสบางชนิด อาจแพร่กระจายไปตามเส้นประสาทเพื่อเข้าถึงอวัยวะเป้าหมาย ทรอปิซึมเป็นตัวกำหนดว่าเนื้อเยื่อใดได้รับผลกระทบ และดังนั้นจึงกำหนดรูปแบบของโรค ความเสียหายเกิดขึ้นได้จากสองเส้นทางหลัก: ผลกระทบโดยตรงต่อเซลล์ (cytopathic effect) ซึ่งการเพิ่มจำนวนของไวรัสทำให้เซลล์ที่ติดเชื้อตายหรือทำงานผิดปกติ และพยาธิสภาพทางภูมิคุ้มกัน (immunopathology) ซึ่งการตอบสนองของโฮสต์ต่อไวรัสทำลายเนื้อเยื่อ การดำเนินของการติดเชื้อแตกต่างกันไปตั้งแต่การเจ็บป่วยเฉียบพลันที่หายเองได้ ไปจนถึงการติดเชื้อเรื้อรัง ซึ่งอย่างหลังนี้คงอยู่ได้ด้วยการหลบเลี่ยงภูมิคุ้มกัน การแฝงตัว หรือความอ่อนล้าของการตอบสนองต่อไวรัส ความรุนแรงของโรคสะท้อนถึงปัจจัยเฉพาะของไวรัสร่วมกับปัจจัยของโฮสต์ และความสมดุลระหว่างการแพร่กระจายของไวรัสกับการป้องกันของโฮสต์เป็นตัวกำหนดว่าการติดเชื้อจะถูกกำจัด ควบคุม หรือถึงแก่ชีวิต โรคใหม่ในมนุษย์มักเกิดขึ้นเมื่อไวรัสข้ามจากแหล่งรังโรคในสัตว์และปรับตัวเข้ากับโฮสต์ใหม่

Clinical relevance

กลไกการเกิดโรคอธิบายว่าทำไมไวรัสต่างชนิดกันจึงก่อให้เกิดอาการเจ็บป่วยที่แตกต่างกัน ทำไมการติดเชื้อบางชนิดจึงคงอยู่ และทำไมผลลัพธ์จึงขึ้นอยู่กับโฮสต์มากพอๆ กับไวรัส ข้อมูลนี้เป็นข้อมูลอ้างอิงเชิงแนวคิดเพื่อทำความเข้าใจว่าโรคจากไวรัสเกิดขึ้นได้อย่างไร ไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัย การพยากรณ์โรค หรือการรักษาบุคคลใดบุคคลหนึ่ง

Epidemiology

ไวรัสเป็นสาเหตุหลักของโรคติดเชื้อในมนุษย์จำนวนมาก รวมถึงการติดเชื้ออุบัติใหม่หลายชนิดที่บันทึกไว้ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา ซึ่งส่วนใหญ่มีต้นกำเนิดจากสัตว์สู่คน ไวรัสที่มีแนวโน้มก่อให้เกิดโรคระบาดใหญ่ เช่น ไข้หวัดใหญ่ แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงช่วงโฮสต์และความรุนแรงของโรคในระดับกลไกการเกิดโรคส่งผลกระทบต่อสาธารณสุขในวงกว้างได้อย่างไร

History

ความเข้าใจเกี่ยวกับโรคจากไวรัสได้พัฒนาจากแนวคิดแรกเริ่มที่ว่าไวรัสเพียงแค่ฆ่าเซลล์ที่ติดเชื้อ ไปสู่มุมมองที่กว้างขึ้นซึ่งรวมถึงทรอปิซึม การแพร่กระจายภายในโฮสต์ การทำลายที่เกิดจากภูมิคุ้มกัน และการคงอยู่ การศึกษาการติดเชื้อเรื้อรังและการติดเชื้อแฝง การหลบเลี่ยงภูมิคุ้มกันและความอ่อนล้า และการอุบัติขึ้นจากสัตว์สู่คน ได้ปรับกรอบการเกิดโรคใหม่ให้เป็นผลผลิตของความสัมพันธ์แบบพลวัตระหว่างโฮสต์กับไวรัส ไม่ใช่เพียงแค่การเพิ่มจำนวนของไวรัสเท่านั้น

Debates

โรคจากไวรัสส่วนใหญ่เกิดจากการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันมากกว่าตัวไวรัสเองมากน้อยเพียงใด?

สำหรับการติดเชื้อไวรัสหลายชนิด ความเสียหายของเนื้อเยื่อส่วนใหญ่เกิดจากการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของโฮสต์ต่อไวรัส (พยาธิสภาพทางภูมิคุ้มกัน) มากกว่าการทำลายโดยตรงจากไวรัส และการมีส่วนร่วมสัมพัทธ์ของแต่ละส่วนเป็นคำถามสำคัญที่เฉพาะเจาะจงกับการติดเชื้อในการเกิดโรค

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

อาการของการติดเชื้อไวรัสเกิดจากไวรัสหรือระบบภูมิคุ้มกัน?

ขึ้นอยู่กับการติดเชื้อ ไวรัสบางชนิดก่อให้เกิดโรคส่วนใหญ่โดยการทำลายเซลล์ที่ติดเชื้อโดยตรง ในขณะที่ไวรัสอื่นๆ อาการเจ็บป่วยส่วนใหญ่มาจากการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่เกิดขึ้นต่อไวรัส การติดเชื้อหลายชนิดเกี่ยวข้องกับทั้งสองอย่าง

ทำไมการติดเชื้อไวรัสบางชนิดจึงกลายเป็นเรื้อรัง?

การติดเชื้อเรื้อรังคงอยู่ได้เมื่อไวรัสหลบเลี่ยงหรืออยู่รอดจากการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน เช่น โดยการสร้างการแฝงตัว ซ่อนตัวจากตัวรับรู้ภูมิคุ้มกัน หรือทำให้การตอบสนองต่อไวรัสอ่อนล้า ดังนั้นไวรัสจึงไม่ถูกกำจัดออกไปอย่างสมบูรณ์