Scurt istoric al pandemiilor: de la variolă, la noul tip de coronavirus | Grigore Mihăescu

Maladia infecțioasă prezintă următoarele caracteristici:

• este produsă de virusuri, microorganisme vii sau de toxine ale microorganismelor;
• poate realiza o imunitate specifică de durată variabilă;
• organismul bolnav sau purtătorii asimptomatici pot deveni sursa de îmbolnăvire a indivizilor sănătoși;
• este specifică, în sensul în care aceeași maladie este produsă întotdeauna de același agent cauzal, deși sub formă clinică se poate prezenta sub aspecte variate.

Din punct de vedere epidemiologic, maladia infecțioasă poate evolua pe mai multe niveluri de extindere spațio-temporală și incidentală:

• evoluția sporadică semnifică apariția cazurilor izolate de îmbolnăvire, atât în timp, cât și în spațiu;
• evoluția endemică este definită prin apariția cazurilor relativ rare de infecție, care se mențin numeric constante într-o colectivitate și care apar cu relativă regularitate, de obicei sezonier, la intervale variabile de timp. Majoritatea indivizilor populației sunt imunizați și, deci, indemni față de agentul infecțios;
• evoluția epidemică, caracterizează evoluția rapidă a unei infecții într-un interval scurt de timp, cu un număr mare de cazuri clinice într-o colectivitate (cămin, cazarmă, sat, zonă, țară, regiune). Sunt cunoscute și studiate epidemiile de ciumă, gripă, rujeolă, scarlatină;
• evoluția pandemică este aceea în care maladia infecțioasă se extinde foarte rapid pe un teritoriu foarte larg (țări, continente), cu un număr foarte mare de cazuri clinice. Este caracteristică infecției gripale și este favorizată de mijloacele de deplasare rapidă, la distanțe foarte mari.

Față de un agent patogen, absent în mod obișnuit dintr-un areal, populația poate fi foarte susceptibilă. La primul contact cu populația receptivă, agentul patogen declanșează o epidemie explozivă, dar odată cu instalarea stării de imunitate specifică, incidența maladiei scade.

Dacă agentul patogen își modifică specificitatea antigenică, epidemia evoluează și într-o populație imunizată, deoarece, față de noile variante antigenice, populația nu posedă anticorpi specifici.

Epidemiile sunt condiționate de standardul de viață al comunității. În ultimii 100 de ani, după introducerea terapiei cu antibiotice (mijlocul anilor ’40), nu s-au mai înregistrat epidemii bacteriene, dar cele virale au continuat să se succeadă la intervale de câteva decenii.

Pandemiile virale

Epi(pan)demiile virale parcurg următoarea dinamică: încep brusc, ating un maxim la 2-3 săptămâni, durează 5-8 săptămâni și cuprind, de regulă, grupa de vârstă lipsită de protecție imunitară sau cu imunitate scăzută. Epidemiile variază ca severitate (virulență), dar produc, de obicei, mortalitate în rândul vârstnicilor.

Pandemia este un proces infecțios ce apare într-o regiune geografică specială, se răspândește pe areale foarte largi și infectează un procent mare al populației, fiind produsă de o tulpină a agentului infecțios față de care populația nu are experiență antigenică.

 Pandemia virală nu apare prin mutație din tulpinile circulante anterior, ci este produsă de un virus nou, în al cărui genom  s-a produs o modificare amplă, prin recombinare (la virusurile cu genom unitar) sau prin reasortare genomică, la cele cu genom segmentat.

Pandemia de variolă 1870-1874

Agentul infecțios este un poxvirus. Variola produsă de virusul sălbatic produce o erupție (rash) sistemică, febrilă, după o perioadă de incubație de 10-14 zile. După incubație, în 1-2 zile se produce erupția tegumentară sistemică cu distribuție centrifugă: pe mucoasa bucală, față, extremități și mai puțin pe trunchi. Erupția este maculară, dar evoluează în forma pustulară și veziculară. Leziunile fac crustă și cad la 14 zile.

Puține infecții sunt subclinice. Variola majoră are o mortalitate de 30%, iar cea minoră, de 1%. Mai mult de jumătate dintre supraviețuitori rămân cu cicatrice pe tegumentul feței. Pandemiile de variolă au făcut de-a lungul timpului circa 300 milioane de victime. Variola este prima viroză controlată prin vaccinare globală. Primul vaccin pentru imunizarea antivariolică s-a recoltat din leziunile pustulare de pe ugerul vacii. Proprietățile protectoare ale virusului cowpox au fost intuite și utilizate de fermierul englez Benjamin Jesty (1774), dar o adevărată conjurație a tăcerii a atribuit prioritatea vaccinării medicului veterinar E. Jenner (1796). Inscripția de pe monumentul funerar stă mărturie a priorității lui Jesty. Variola este singura eradicată, deoarece nu există rezervor animal natural!

Pandemiile gripale sunt produse de virusuri care au noi variante antigenice de hemaglutinină (HA) sau de HA și NA (neuraminidază). Genomul virusurilor gripale este segmentat (8 segmente pentru cele de tip A și B, și 7 segmente pentru cele de tip C). Pandemiile de gripă sunt produse numai de subtipurile de virus A (pentru că au rezervor animal), al căror genom se reasortează cu genomul virusurilor infecțioase pentru păsări. Condiția reasortării genomice este ca cele 2 tulpini virale (umană și aviară) să infecteze simultan aceeași celulă. Creuzetul reasortării este reprezentat de celulele tractului respirator al porcului, infectat concomitent de virusurile umane și aviare.

Pandemia gripală din 1889-1891 a fost determinată de un virus asemănător H₃. A început în Siberia și Kazahstan și s-a propagat pe ruta Moscova – Finlanda – Polonia – restul Europei. În 1890 a ajuns în America de Nord și în Africa (360 000 de victime).  Cele 3 pandemii majore ale sec. XX produse de virusul gripal de tip A au fost:

• gripa spaniolă (1918), originară din China, adusă de muncitorii chinezi în Europa, a fost produsă de H₁N₁, un virus al cărui genom s-a reasortat cu genomul unui virus aviar. Serviciile de telefonie din Spania au raportat-o în 1918 și de aici i s-a atribuit numele de “gripa spaniolă”. A fost cea mai severă, cu un mare număr de victime (40-50 milioane, mai ales adulți tineri). Numărul victimelor a fost mult mai mare, fiindcă multe țări nu au înregistrat victimele (URSS postrevoluționară). În Africa subsahariană au murit circa 1,5 milioane de persoane, iar în India a dispărut o generație întreagă.
• gripa asiatică (1957), cauzată de H₂N₂ a început în Hong Kong și s-a răspândit în China – SUA – Anglia (14000 de morți). Al doilea val al pandemiei (1958) a provocat 1,1 milioane de decese. Noul virus H₂N₂ a rezultat prin reasortare genomică: a dobândit 3 segmente genomice (PB₁, HA, NA) de la virusul gripal aviar și a păstrat 5 gene de la virusul uman, iar virusul din ’68 a dobândit 2 gene (PB₁ și HA) de la virusul aviar_;
• gripa aviară, produsă de un virus patogen aviar (H₅N₁), care a infectat în intervalul 1997 – 2007 milioane de păsări domestice, 278 de persoane, dintre care 168 de decese. Este un exemplu tipic de pandemie provocată de un virus infecțios pentru păsări, care a trecut la om, dar fiind lipsit de contagiozitate, a avut o arie limitată de diseminare. Patologia pneumoniei produsă de H₅N₁ este un alt exemplu de răspuns imun înnăscut scăpat de sub control, amplificat de citokinele eliberate de celulele imunitare nespecifice (macrofage și celulele dendritice).

Pandemiile de gripă din 1918, 1957, 1968 au fost produse de virusuri al căror genom a rezultat prin fenomenul de reasortare.

La păsări, virusurile se multiplică preferențial în celulele tractului intestinal, dar și în tractul respirator, fără semne clinice și sunt eliminate la titru înalt, prin fecale și prin ciclul fecal-oral, ajungând la mamifere. Virusurile aviare nu infectează eficient primatele, datorită, în primul rând, specificităților de receptor: virusurile gripale umane se leagă de acidul sialic (AS) legat α2-6 de galactoză, iar virusul gripal aviar are afinitate pentru AS legat de galactoză prin legătură α2-3. Celulele epiteliale ale tractului respirator inferior uman au receptori de AS legat de galactoză α2-6.

Epidemia HIV/SIDA, 1981

Sunt cunoscute două variante serologice (subtipuri): HIV-1 și HIV-2, diferențiate prin gradul de virulență.

HIV 1 pare să aibă originea în SIV infecțios pentru cimpanzeu (Pan troglodytes), iar HIV 2 ar proveni din SIV care infectează Cercocebus atys. Cimpanzeii infectați cu HIV 1 sau cu SIV-cpz nu fac maladie SIDA, deși omul și cimpanzeul au asemănare a genelor în proporție de 98%. Se crede că SIV-cpz a infectat cimpanzeul cu circa 10 000 de ani în urmă, timp în care interacțiunea a evoluat prin selecția unor tulpini virale care nu omoară gazda. SIV-cpz a trecut la gazda umană, devenind HIV 1, recent, când omul a distrus jungla africană, mediul de viață al cimpanzeului. Probele de sânge uman recoltate și înghețate în 1959 și analizate după descoperirea virusului au fost pozitive pentru Ac anti-HIV. HIV a evoluat din SIV-cpz la începutul anilor ’50, un interval scurt care n-a permis selecția unor tulpini mai puțin patogene. Virusurile HIV au făcut 25 milioane de victime.

Transmiterea HIV se realizează prin contact sexual, sânge și derivatele lui, ace și seringi contaminate, în special la cei care își injectează droguri intravenos, pe verticală, de la mamă la făt în timpul vieții intrauterine, la naștere sau după naștere prin secreția lactată. Mai puțin de 20% dintre copiii născuți de mame HIV pozitive se nasc HIV pozitivi. Anticorpii materni anti-HIV traversează placenta, iar testul pozitiv la un copil nu indică infecția. Virusul nu are rezervor natural.

Epidemia EBOLA 2014-2016

EBOLA– agentul febrei hemoragice are tropism înalt pentru celulele nespecifice ale sistemului imunitar (monocite, macrofage și celule dendritice) dar infectează și fibroblastele, hepatocitele, celulele endoteliale.

Primul succes în izolarea virusului a avut loc la Marburg (1967), ca rezultat a 3 episoade infecțioase simultane la personalul de laborator din Marburg, Frankfurt și Belgrad, după importul maimuței verzi africane (Cercopithecus aethiops) din Uganda. Au fost infectate 31 de persoane (7 decese) care au avut contact direct cu animalele, cu țesuturile infectate sau cu sângele infectat. Virusul a fost denumit Ebola (râu în Congo – fostă Zair). În Africa de vest (Zair), ZEBOV (Zaire ebolavirus) infectează maimuțele și omul. Mortalitatea este de circa 80%. În ‘76 și ’79 au apărut noi epidemii în Sudan, produse de un virus înrudit, dar distinct: SEBOV (Sudan ebolavirus). SEBOV se transmite prin contact direct, poate pătrunde prin mucoase sau prin leziunile tegumentare și este mai puțin virulent, mortalitatea fiind de 60%.

Maimuțele nu constituie un rezervor de virus, pentru că infecția este letală și, astfel, virusul nu se poate transmite. Probabil că virusurile Marburg și Ebola au ca rezervor un rozător sau un liliac și se transmit accidental la om.

Pojarul (rujeola)

Agentul etiologic este un paramixivirus. În absența vaccinării, epidemiile sunt frecvente. Infecția produce o imunitate solidă, dar la copiii cu imunodeficiență celulară, infecția evoluează persistent. În faza viremiei secundare, virusul pătrunde în sistemul nervos central și poate determina infecții persistente ale neuronilor asociate cu maladii neurologice: encefalita post-infecțioasă acută demielinizantă, asociată cu reacția autoimună față de mielină, cu corpi de incluzie și rareori, panencefalita sclerozantă subacută (PESS). Virusul nu are rezervor natural.

Numărul victimelor, de-a lungul diferitelor pandemii, se evaluează la 200 milioane. Pentru controlul infecțiilor cu virusul rujeolei se administrează vaccinul atenuat, pe cale orală. Vaccinul induce sinteza de anticorpi protectori, din clasa IgA din secreții (sIgA).

Tifosul exantematic (1914-1922) are ca agent etiologic bacteria intracelulară Rickettsia prowazeki, transmisă de păduchele de corp, care a produs în Europa de Est și în SUA câteva milioane de victime, iar în România, 300 000. Celulele rickettsiene inoculate prin înțepătura păduchelui se multiplică la nivelul celulelor endoteliale ale vaselor mici de sânge și produc vasculita. Celulele își măresc volumul, se necrozează și determină un proces inflamator cu formarea trombilor și obstrucția circulației sângelui. Maladia a fost eradicată.

Un rol important în combaterea agenților infecțioși l-au avut și îl au vaccinurile. Vaccinurile sunt produse biologice care conțin bacterii vii cu virulență atenuată, bacterii omorâte, toxine modificate (anatoxine), virusuri infecțioase dar cu virulență atenuată, respectiv virusuri inactivate și care, introduse pe o cale adecvată în organismul uman sau animal, stimulează reactivitatea imunitară, generând o stare de protecție temporară față de agentul infecțios din care au fost preparate.

Preparatul vaccinal trebuie să fie eficient, adică să inducă un răspuns imun protector, a cărui memorie să se păstreze în timp și, pe de altă parte, să prezinte un grad înalt de siguranță, adică să nu determine efecte secundare defavorabile.

Administrarea unui vaccin se face pe baza unei strategii bine definite. Scopul vaccinării poate fi eradicarea, eliminarea sau limitarea unui proces infecțios.

• Eradicarea semnifică dispariția agentului patogen, consecutiv acțiunii de vaccinare.
• Eliminarea corespunde dispariției manifestărilor patologice, deși agentul patogen se păstrează în populația umană sau animală.
• Limitarea semnifică posibilitatea controlului unei maladii infecțioase până la un nivel la care nu mai reprezintă o problemă de sănătate publică.

Articol semnat de prof. univ. dr. Grigore Mihăescu, cadru didactic al Departamentului de Botanică şi Microbiologie al Facultății de Biologie a UB.

Profesor titular al disciplinelor Microbiologie generală, Imunobiologie, Imunologie clinică și Virologie medicală, prof. Mihăescu este autorul a numeroase studii cunoscute la nivel internațional. Doctor în Științe Biologice, prof. Grigore Mihăescu are drept interese de cercetare studiul celulelor neurosecretoare ale nucleilor hipotalamici şi al reactivităţii splenice în condiţii experimentale, studiul intracţiunilor virus-celulă animală in vitro, obţinerea şi regenerarea protoplaştilor bacterieni, studiul procesului fixării biologice a N2 sau rolul opsoninelor în medierea interacţiunii unor bacterii patogene cu substratul celular sau studiul mecanismelor de rezistenţă bacteriană la acţiunea antibioticelor şi a unor Agenţi chimioterapeutici.

Bibliografie:

Carmen Mariana Chifiriuc, Gr. Mihăescu, Veronica Lazăr – Microbiologie și Virologie medicală, 2011, Ed. Universității din București.

Gr. Mihăescu, Carmen Mariana Chifiriuc – Imunologie și Imunopatologie, 2015, Ed. Medicală București.

D. Rolleston – The Smallpox Pandemia of 1870-1874- Proceedings of the Royal Society of Medicine, Section of Epidemiology and State Medicine.