コロナウイルスのパンデミックにおける適者生存は何を意味しますか?

コロナウイルスのパンデミックにおける適者生存は何を意味しますか? ダーウィンはコロナウイルスから保護するための最良の適応を何と考えますか? Rolbos

チャールズダーウィンは、適者生存の概念を、生命の進化を促進する自然淘汰の基礎となるメカニズムとして広めました。 環境により適した遺伝子を持つ生物が生存のために選択され、それらを次世代に受け渡します。

したがって、世界がこれまでに見たことのない新しい感染症が発生すると、自然淘汰のプロセスが再び始まります。

コロナウイルスのパンデミックに関して、「適者」は誰ですか?

これは難しい質問です。 だが 免疫学として 研究者 サウスカロライナ大学では、XNUMXつのことは明らかです。効果的な治療オプションがない場合、コロナウイルス感染に対する生存率は、患者の免疫応答に完全に依存します。


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私たちは免疫応答の方法に取り組んできました は両刃の剣であり、一方では宿主が感染と戦うのを助け、他方では自己免疫疾患の形で重大な損傷を引き起こします。

コロナウイルスのパンデミックにおける適者生存は何を意味しますか? ダーウィンは、島に存在する特定の食料源に適応したくちばしを持つフィンチが生き残り、遺伝子を次世代に伝える可能性が高いことを認識しました。 右のくちばしを持つ鳥は、適者として定義されました。 Photos.com

免疫反応のXNUMXつの段階

免疫反応は車のようなものです。 安全に目的地に到達するには、適切に機能しているアクセル(フェーズ1)とブレーキ(フェーズ2)の両方が必要です。 どちらかが失敗すると、重大な結果が生じる可能性があります。

感染因子に対する効果的な免疫反応は、1つの作用段階の微妙なバランスにあります。 感染性因子が攻撃すると、身体はフェーズXNUMXを開始します。これは炎症を促進します。この状態では、さまざまな免疫細胞が感染部位に集まり、病原体を破壊します。

この後にフェーズ2が続きます。このフェーズでは、制御性T細胞と呼ばれる免疫細胞が炎症を抑制し、感染した組織が完全に治癒します。 第XNUMX段階の欠乏は、ウイルスやバクテリアなどの感染因子の制御されない増殖を可能にする可能性があります。 第XNUMXフェーズの欠陥は、大規模な炎症、組織の損傷、死を引き起こします。

コロナウイルスは、アンジオテンシン変換酵素2(ACE2)、これは気道や心血管系を含む、全身の多くの組織に存在します。 この感染はフェーズ1の免疫応答を引き起こし、抗体産生B細胞がウイルスに結合してACE2への付着を妨げる中和抗体を送り出します。 これはウイルスがより多くの細胞に感染するのを阻害します。

フェーズ1の間、免疫細胞はまた作り出します サイトカイン、他の免疫細胞を動員するだけでなく、感染と戦うタンパク質のグループ。 また、ウイルスに感染した細胞を破壊し、ウイルスの複製を妨げるキラーT細胞も戦っています。

フェーズ1の間に免疫系が危険にさらされてうまく機能しない場合、ウイルスは急速に複製できます。 免疫系が損なわれている人々には、高齢者、臓器移植レシピエント、自己免疫疾患の患者、化学療法を受けている癌患者、および免疫不全疾患で生まれた個人が含まれます。 これらの個人の多くは、ウイルスに対抗するのに十分な抗体またはキラーT細胞を産生しない可能性があり、ウイルスがチェックされずに増殖して深刻な感染症を引き起こす可能性があります。

コロナウイルスのパンデミックにおける適者生存は何を意味しますか? 人間の細胞のアンジオテンシン変換酵素2(ACE2)受容体(青)にバインドされたコロナウイルススパイク(S)タンパク質(赤)の分子モデル。 ウイルスは細胞内に入ると、細胞の機械を使用して、自身のコピーをさらに作成します。 JUAN GAERTNER / SCIENCE PHOTO LIBRARY

炎症による肺損傷

SARS-CoV-2の複製の増加は、肺や他の臓器の追加の合併症を引き起こします。

通常、有害で良性の両方の微生物が肺に調和して生息しています。 ただし、コロナウイルスが拡散すると、感染とそれに続く炎症によってこのバランスが崩れ、肺に存在する有害な細菌が優勢になる可能性があります。 これが肺炎の発症につながり、肺胞と呼ばれる肺の気嚢が液体や膿で満たされ、呼吸が困難になります。

コロナウイルスのパンデミックにおける適者生存は何を意味しますか? 酸素が吸収され二酸化炭素が排出される場所である肺胞が液体で満たされると、酸素を吸収するスペースが少なくなります。 ttsz /ゲッティイメージズ

これは肺に追加の炎症を引き起こし、急性呼吸窮迫症候群(ARDS)を引き起こします。 COVID-19患者のXNUMX分のXNUMXに見られる。 免疫系は、ウイルス感染やその他の肺の新興病原菌を制御できず、「サイトカインストーム」として知られる状態であるサイトカインをさらに放出することにより、さらに強い炎症反応を引き起こします。

この段階では、炎症の抑制を目的とした第2相免疫反応が失敗し、サイトカインストームを制御できない可能性もあります。 このようなサイトカインストームは友好的な火を引き起こす可能性があります。破壊的な腐食性化学物質は、肺や他の臓器に深刻な損傷をもたらす可能性のある、体の免疫細胞から放出される感染細胞を破壊するためのものです。

また、ACE2は全身に存在するため、フェーズ1のキラーT細胞は複数の臓器にまたがるウイルス感染細胞を破壊し、より広範な破壊を引き起こす可能性があります。 したがって、過剰なサイトカインとT細胞を産生する患者は、肺だけでなく、心臓や腎臓などの他の臓器への損傷により死亡する可能性があります。

免疫システムのバランスをとる行為

上記のシナリオは、COVID-19の予防と治療に関するいくつかの問題を提起します。 なぜなら 大多数の人々はコロナウイルス感染から回復します、中和抗体とT細胞を誘発してウイルスが細胞内に侵入して複製するのを阻止するワクチンが成功すると思われます。 効果的なワクチンの鍵は、過剰な炎症を引き起こさないことです。

さらに、ARDSやサイトカインストームなどの致命的であることが多い、より重篤な形態に移行する患者では、新規薬の緊急の必要性があります。 抗炎症薬。 これらの薬剤は、免疫応答を過度に抑制することなくサイトカインストームを広範囲に抑制できるため、患者は肺や他の組織に損傷を与えることなくコロナウイルスを除去できます。

これらの免疫抑制剤を効果的に使用できる期間は狭いかもしれない。 そのような薬剤は、患者が感染と戦うために免疫系を必要とする感染の初期段階で開始されるべきではありませんが、大規模な炎症が制御できない場合、それはARDS発症後遅すぎてはなりません。 抗炎症治療のこのウィンドウは、患者の抗体とサイトカインのレベルを監視することによって決定できます。

COVID-19の場合、「適者」とは、正常なフェーズ1とフェーズ2の免疫応答を開始する個人です。 これは、フェーズ1で強力な免疫応答が発生し、コロナウイルスの一次感染を解消し、肺への感染を抑制することを意味します。 次に、「サイトカインストーム」の形で過剰な炎症を防ぐために、最適な第2相反応が続きます。

ワクチンと抗炎症治療は、成功するためにこの繊細なバランスをとる行為を注意深く管理する必要があります。

このコロナウイルスでは、適任者が誰であるかを知るのは簡単ではありません。 このコロナウイルスでの生存が保証されているのは、必ずしも最年少、最強、または最も運動能力の高い個人ではありません。 適者は、致命的である可能性のある過度の炎症を起こすことなく、感染を迅速に取り除くことができる「正しい」免疫応答を持つ人です。

著者について

Prakash Nagarkatti、研究担当副社長、Carolina著名教授、 サウスカロライナ大学 そして、SmartState寄付センター、キャロライナ創薬発見センターの会長であり、病理学、微生物学および免疫学の部長であるMitzi NagarkattiとMitzi Nagarkattiは、 サウスカロライナ大学

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

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