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# 健康科学# 感染症(HIV/AIDSを除く)

呼吸器感染が健康と経済に与える影響

この記事では、呼吸器感染が健康や経済的コストに与える影響について話してるよ。

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呼吸器感染:健康と経済呼吸器感染:健康と経済呼吸器感染の深刻な影響を調べる。
目次

COVID-19のパンデミック前、下気道感染症は世界的に4番目に多い死因で、毎年約260万人が亡くなってたんだ。ほとんどの死者は5歳未満の子供や70歳以上の高齢者だった。COVID-19が出現して状況は悪化し、総死者数が600万人以上増えた。COVID-19はすべての年齢層に影響を与えたけど、子供は高齢者に比べて重症化することが少なかったんだ。

呼吸器感染による健康問題や死者は個人だけじゃなく、経済にも影響があるんだ。これらのコストは主に直接か間接の2つの分野に分かれてる。直接コストは、医者の診察や薬代などの医療費を含む。間接コストには患者や介護者の仕事を休んだ日数が含まれる。EUだけでも、肺炎や急性下気道感染の総負担は年間250億ドルを超えるって推定されてる。世界全体では、この数字は年間約4000億ドルに達するかもしれない。COVID-19の影響を考えると、経済への負担は大きくて、世界のGDPが3.1%下がったことで、約2.4兆ドルにもなるんだ。

COVID-19のパンデミックは、深刻な呼吸器感染がどれだけ大きな経済的ダウンを引き起こすかを示したんだ。経済は回復してるけど、新しい感染症の脅威はまだ残ってる。呼吸器感染に関連する大きなコストは、この経済的負担を軽減するための様々な戦略の必要性を浮き彫りにしてるよ。

脆弱なグループと一般的なウイルス

特定のグループはウイルス性呼吸器感染の合併症のリスクが高いんだ。具体的には、幼い子供、高齢者、長期的な呼吸器疾患を抱える人、妊婦さんなどが挙げられる。呼吸器感染を引き起こす一般的なウイルスには、ライノウイルス、RSウイルス、インフルエンザA型とB型、そしてコロナウイルスがあるよ。ウイルスによって症状は軽い上気道の問題から入院が必要な重い状態まで幅広いんだ。

インフルエンザは呼吸器の問題による死亡の約2%を占めていて、年間約40万人が亡くなってる。ライノウイルスは普通は軽い病気を引き起こすけど、病院に行く回数や仕事を休む日が多くなってしまうんだ。地域によっては喘息の問題にも大きく関わってる。RSウイルスは5歳未満の子供に多く見られ、重い呼吸器の問題で入院することがよくあるよ。

これらのウイルスが体にどのように影響を及ぼし、人々が感染にどのように反応するかについてもっと学べれば、リスクのある患者を特定したり、健康問題や関連コストを減少させるための効果的な治療計画を作る手助けになるかもしれないね。

免疫システムの役割

体が呼吸器ウイルスに対して最初に防御するのは呼吸器粘膜で、これが先天的および適応的免疫反応の重要な役割を果たすんだ。先天的免疫システムはパターン認識受容体を使って病原体や傷ついた細胞を検出するよ。これらの受容体が有害な信号を認識すると、体の防御を強化するための遺伝子発現の特定のパターンを通じて一連の反応が引き起こされるんだ。

このプロセスは一般的に異なる呼吸器ウイルスに共通してるけど、応答は特定の病原体とその宿主の免疫防御を克服する戦略によって変わることがあるよ。この変動は、ウイルス自体を検出するだけではなく、診断や予後の指標を明らかにする手助けになるかもしれない。

呼吸器ウイルス感染に対する主要な免疫反応はインターフェロンの生成で、これは体の抗ウイルス反応を調整するのを助けるタンパク質なんだ。ウイルスが呼吸器系に感染すると、免疫システムはそれを認識してタイプIおよびIIIインターフェロンを生成し、様々な防護策を活性化するんだ。

これらのインターフェロンは、ウイルスのライフサイクルのさまざまな段階を阻止するのを助ける遺伝子を誘導する。感染の近くにいる細胞にウイルスの存在を知らせる信号として働くタンパク質もいくつかあるよ。インフルエンザウイルス感染中に放出される特定のタンパク質には、CXCL10、CXCL11、TNFSF10があるんだけど、これらはインターフェロンによって誘導されるんだ。

重要なタンパク質の理解

CXCL10、別名IP-10は、ウイルス感染に対する体の戦いにおいて重要な役割を果たしてるよ。研究によると、様々な呼吸器ウイルスの感染中にCXCL10のレベルは大きく変動することが分かってる。CXCL10の高いレベルは、COVID-19患者の悪化に関連してるって。

CXCL11はCXCL10と一緒に働いて、免疫細胞を感染場所に引き寄せるんだ。これもSARS-CoV-2感染中にレベルが上昇することが分かってる。TNFSF10は、TNFSF10遺伝子から生成され、感染した細胞の死を引き起こすのを助けて、体からウイルスを排除する重要な役割を果たすよ。

COVID-19のパンデミックにより、迅速で効果的な診断手段の必要性が高まったんだ。従来の医療現場の外で行える迅速検査が人気を集めていて、即座に結果が出るけど、ラボ検査ほど正確じゃないこともあるよ。初期スクリーニングには特に役立つけど、より正確な検査による確認が必要になることが多いんだ。

バイオマーカーの重要性が高まる

呼吸器感染の文脈では、特定の免疫タンパク質のレベルを測定することで、感染の存在や重症度の指標として役立つかもしれないんだ。CXCL10、CXCL11、TNFSF10のタンパク質は、ウイルス性疾患から重い合併症を経験するリスクのある患者を特定するのに役立つかもね。

ある研究では、ライノウイルス、インフルエンザA、RSV、SARS-CoV-2など、異なる呼吸器ウイルスに感染した患者のサンプル中のこれらのタンパク質の発現を調べたんだ。その結果、特にCOVID-19患者ではCXCL10とCXCL11のレベルが一貫して高いことがわかったよ。両方のタンパク質は、重いウイルス病にかかる可能性がある人とそうでない人を区別するのに役立つかもしれない。

様々な患者のサンプルを詳しく分析することで、これらのタンパク質が呼吸器感染の重症度の信頼できる指標になり得るかを探る研究が進んでるんだ。研究結果は、呼吸器サンプル中のCXCL10のレベルが感染の重症度とともに増加することを示していて、バイオマーカーとしての可能性が期待されるよ。

唾液における検査と検証

使いやすい検査手法の必要性がパンデミック中に注目を集めてきたんだ。唾液サンプルは非侵襲的で簡単に集められるから、テスト目的で価値が高まってるよ。従来は、呼吸器系の深い部位からのサンプルは医療手続きで集められてて、常に便利とは限らなかった。唾液検査は特に資源が限られた環境で実用的な解決策になるかもしれないね。

研究によると、健康な人は唾液中にCXCL10が非常に低いか、検出できないことがわかってる。対照的に、SARS-CoV-2に感染した人はこのタンパク質の顕著なレベルを示していて、CXCL10が感染を特定するマーカーとして役立つことを支持してるよ。

これを促進するために、科学者たちは唾液中のCXCL10を検出するためのラテラルフローアッセイ(LFA)を開発したんだ。このテストは簡単に実施できるように設計されていて、家庭やアクセスしやすい場所で呼吸器感染の可能性を自分でテストできるようになるよ。

CXCL10を検出するために開発されたプロトタイプのテストは、感度と特異性が良好で、臨床現場での使用に向けた有望なツールとなるかもしれない。呼吸器感染に関連するタンパク質を非侵襲的に検出する能力は、公共の健康を監視・管理する上で重要な一歩を示しているんだ。

今後の方向性

COVID-19のパンデミックは、呼吸器感染を迅速に特定し、対応することの重要性を浮き彫りにしたよ。新しいウイルス株が次々と現れる中で、バイオマーカーの役割は治療や介入戦略を調整する上で重要になるだろう。

今後の研究では、CXCL10や関連タンパク質がCOVID-19だけでなく、他の呼吸器感染のバイオマーカーとしてどれだけ効果的かを探る予定なんだ。これらのバイオマーカーが病気の進行中にどのように変化するかを理解することで、臨床現場での意思決定が改善され、特に集中治療が必要な患者を特定するのに役立つかもしれないね。

さらに、家庭用検査キットの正確性と信頼性を向上させることは、アウトブレイクの管理にとって重要になるだろう。技術が進化するにつれて、特別なトレーニングなしで家庭で行えるより洗練された検査の可能性も広がっていくはずだ。

最終的には、呼吸器感染に対する定期的な検査にバイオマーカーを統合することで、ウイルスのアウトブレイクに対する対応力を高め、世界中の公共の健康や経済に対する影響を減少させることができるかもしれない。研究が続き、技術が改善されていく中で、呼吸器感染の管理の未来は明るいと思うよ。

オリジナルソース

タイトル: Characterization of CXCL10 as a biomarker of respiratory tract infections detectable by open-source lateral flow immunoassay

概要: Understanding core mechanisms common to respiratory tract viral pathogenesis and host-responses to infections may provide biomarkers for at-risk patient populations that guide interventions aimed at reducing morbidity, mortality, and economic costs. Secreted interferon stimulated gene protein products including CXCL10, CXCL11, and TNFSF10 could provide early biomarker signals that are prognostic for respiratory tract viral infections. In the present study, we had the overarching goal of defining the expression patterns of CXCL10, CXCL11, and TNFSF10 in clinical respiratory mucosal samples for multiple respiratory tract infections including respiratory syncytial virus, rhinovirus, influenza A and SARS-CoV-2 to inform the development of a host-biomarker point of care lateral flow immunoassay tool. Gene expression levels from upper airway samples suggested that CXCL10 and CXCL11 elevations were consistent across multiple viruses, correlated with higher SARS-CoV-2 viral load, and had a lower variance over the course of COVID-19 infection compared to TNFSF10. Deep proteomic profiling using mass-spectrometry revealed CXCL10 protein was not detectable in oral samples from healthy individuals. CXCL10 levels were measured from the saliva of SARS-CoV-2 infected individuals and showed significant elevations in CXCL10 protein concentration. A prototype lateral flow immunoassay for detecting CXCL10 protein with a sensitivity of 2ng/mL in human saliva is presented. Our work provides a foundation for further exploration of CXCL10 as a host biomarker relevant in respiratory tract viral infections. Leveraging lateral flow immunoassay technology for detection of biomarkers prognostic of respiratory tract infection may provide opportunities to intervene selectively and aggressively in those most at risk of poor outcomes.

著者: Jeremy A. Hirota, D. Mikkelsen, J. A. Aguiar, B. J.-M. Tremblay, M. S. Hunjan, U. Eckhard, J. Gilchrist, D. Bulir, M. Smieja, S. Mubareka, C. Lambert, K. Tram, A. C. Doxey

最終更新: 2024-01-17 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.01.12.24301261

ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.01.12.24301261.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

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