Hantavirusuri și un determinant de mediu neglijat
Abstract
1. Introducere
Virușii familiei Bunyaviridae (bunyavirusurile) au mai multe caracteristici moleculare. Pe baza diferențelor lor, acestea au fost clasificate în cinci genuri: Orthobunyavirus, Hantavirus, Nairovirus, Flebovirus și Tospovirus [1]. În cadrul bunyavirusurilor, genul Hantavirus conține cei mai importanți agenți patogeni zoonotici ai oamenilor, atrăgând studii la nivel mondial. Acești viruși ARN sunt asociați cu mai multe specii de rozătoare, șopârle, alunițe și lilieci [2]. Hantavirusurile sunt agenții etiologici ai febrei hemoragice cu sindrom renal (HFRS) în Europa și Asia și a sindromului pulmonar Hantavirus (HPS)/Sindromul cardiopulmonar Hantavirus (HCPS) în America [3], [4]. Hantavirusurile reprezintă o amenințare globală emergentă pentru sănătatea publică, afectând anual aproximativ 30.000 de oameni [4].
Primul focar HFRS a fost raportat în S.U.A. soldații desfășurați pentru a lupta în războiul coreean din anii 1950 și au fost învinuiți de nivelul ridicat de contact dintre rozătoarele purtătoare și soldații care locuiau în aer liber [5], [6]. La mai bine de 60 de ani de la primul focar raportat de boli umane, infecțiile cu hantavirus au fost raportate în multe țări din Europa/Asia, cu un număr de cazuri anual foarte variabil. În perioada 2000-2009, probabil peste 300.000-400.000 de cazuri de boli umane au apărut în țările europene și asiatice [7], [8], [9], [10]. Izbucnirea infecțiilor cu hantavirus în America de Nord și apariția ulterioară a HPS/HCPS în America de Sud a fost o mare provocare după descoperirea HFRS cauzată de hantavirusurile din Lumea Veche. În America, diversitatea și distribuția hantavirusurilor sunt extrem de complexe, cu peste 40 de genotipuri de hantavirus descrise, aproape jumătate dintre ele fiind patogene pentru oameni [11]. Până la 2013 au fost raportate peste 4000 de cazuri de HPS/HCPS în America de Sud, cu rapoarte mari de caz-fatalitate pentru cele mai frecvente genotipuri virale (între 30% și 40%) [12].
Spre deosebire de ceilalți membri ai Bunyaviridae, hantavirusurile nu sunt transmise prin vectori, ci se transmit în schimb între gazdele lor vertebrate prin interacțiuni agresive sau prin inhalarea de excreții [3]. Rozătoarele, musarelile, alunițele și liliecii acționează ca gazde rezervoare ale hantavirusurilor, iar infecția lor este cronică și aproape asimptomatică [13], [14], [15]. Cu toate acestea, sa demonstrat că infecția cu hantavirus afectează supraviețuirea unor animale din rezervor [16], [17]. Prin urmare, nu este surprinzător faptul că ecologia și distribuția geografică a hantavirusurilor sunt legate de distribuția speciilor lor de rezervor natural. Un număr tot mai mare de focare și posibilitatea ca cazurile să se răspândească peste granițele internaționale a condus la un interes crescut pentru aceste viruși și factorii determinanți de mediu care facilitează transmiterea. Studiile ecologice care evaluează factorii de risc pentru infecția umană contribuie semnificativ la înțelegerea dinamicii transmiterii hantavirusului.
2. Determinanti de mediu
2.1. Peisaj și climă
Ecologia și factorii care determină apariția hantavirusului vor fi probabil modificați de diferitele schimbări care au loc pe planetă. Oscilația sudică El Niño (ENSO), oscilația decadenilor din Pacific (DOP) și oscilația Atlanticului de Nord (NAO) sunt trei cicluri climatice cheie care ar putea avea impact asupra interacțiunilor hantavirus-rezervor. Aceste cicluri influențează productivitatea plantelor, reproducerea mamiferelor mici și activitatea prădătorilor vertebratelor [31]. Rozătoarele, musarelile, alunițele și liliecii, care acționează ca gazde de rezervor pentru hantavirusuri, sunt vulnerabile la impactul schimbărilor climatice și al perturbării habitatului. Prin urmare, persistența virusului în afara rezervorului depinde de temperatură și umiditate, așa cum se schimbă regimurile de temperatură, la fel și abundența mediului înconjurătoare a virușilor [21], [32].
Aceste studii se referă doar la biomi de foioase, în care evenimentele de catarg induse de vreme conduc banca preferă fluctuații și, în consecință, epidemiologia HFRS indusă de PUUV. În Europa temperată, populațiile de aruncătoare prezintă fluctuații sezoniere și erupții neregulate ocazionale, cauzate de mastare, adică o recoltă grea de semințe de stejar și fag [48]. Masturarea a fost legată de epidemiile de nefropatie umană, probabil cauzate de creșterea populației locale de campanilor [48], [49], [50]. Cu toate acestea, o proporție considerabilă de HFRS în Europa apare în nordul Europei (nordul Suediei, Finlanda, nordul Rusiei) în zona taiga boreală de conifere, unde nu apar efecte de mastare. În pădurile boreale din nordul Europei, arborii de foioase nu suferă evenimente de mastare și preferă ciclurile de abundență a populației de 3 până la 5 ani, se presupune că sunt conduse de prădători [51], [52]. Această dihotomie, în cadrul căreia în cadrul unui sistem gazdă-virus (cum ar fi volva băncii și PUUV) există epidemiologii specifice biomului, este bine stabilită. Chiar dacă aceste fluctuații ale volei pot arăta superficial similar în nordul și centrul Europei, cauzele lor fundamentale sunt total diferite. Ciclurile din nord sunt un proces de sus în jos, în timp ce fluctuațiile din zona temperată sunt un proces de jos în sus [53], [54].
2.2. Efect de diluare
Activitățile umane, schimbarea utilizării terenurilor și distrugerea habitatului contribuie la reducerea biodiversității și perturbarea proceselor naturale [55], [56]. Biodiversitatea, inclusiv numărul, abundența și compoziția genotipurilor, populațiilor, speciilor, tipurilor funcționale, comunităților și unităților peisajului, influențează puternic frecvența și severitatea infecțiilor patogene la om [57], [58], [59], [ 60], [61]. Dinamica agenților patogeni zoonotici poate fi afectată de diversitatea genetică în cadrul populațiilor gazdă, diversitatea speciilor în cadrul comunităților gazdă și diversitatea între comunități. În principiu, diversitatea poate crește sau reduce riscul de transmitere a patogenilor și de boală. Efectul de diluare sugerează că, în cazul în care speciile variază în sensibilitatea la infecție cu un agent patogen, diversitatea mai mare duce adesea la un risc redus de boală. Ideea de bază din spatele ipotezei efectului de diluare este că biodiversitatea (măsurată în mod obișnuit prin bogăția speciilor sau numărul de specii diferite prezente într-o anumită localitate definită spațial) protejează împotriva infecției cu agenți patogeni zoonotici. Adică, diversitatea mare a gazdei „diluează” riscul de boală [62], [63], [64].
3. Prădarea ca factor determinant de mediu neglijat
Hantavirusurile și alți agenți patogeni responsabili de bolile zoonotice folosesc aceleași căi de bază pentru a se răspândi în populațiile gazdă pe care le folosesc pentru a infecta oamenii. Ieșesc dintr-o gazdă din rezervor, fie în excreții (fecale, urină sau salivă), fie prin mușcătură, și intră într-o nouă gazdă - rozătoare sau umană - prin inhalare, înghițire sau puncții ale pielii [19], [21], [32], [72], [73]. Pare logic să presupunem că cu cât abundența rezervoarelor este mai mare, cu atât este mai mare rata potențială de infecție a agenților patogeni și, prin urmare, cu atât riscul va fi mai mare de a contracta boala [74]. Dacă acest lucru este adevărat, atunci orice factor care influențează densitatea rezervorului ar trebui să ajute la diminuarea sau creșterea incidenței bolilor zoonotice, cum ar fi cele cauzate de hantavirusuri (Fig. 1).