A fertőző betegségek evolúciója: megszelídülnek-e a halálos járványok?

Hasonló dokumentumok
Általános háttér: a kórokozók evolúciója. Torzított mintavétel

Röst Gergely (Bolyai Intézet) járványok és matematika December 7, / 30

A HIV-fertőzés rendszerben

Pusztító járványok: múlt, jelen, jövő

A HIV-fertőzés rendszerben

A HIV-fertőzés alapmodellje. Vírusdinamika = a szervezeten belüli folyamatok modellezése

Dr. Váczy Kálmán Zoltán. Eszterházy Károly Főiskola Regionális Egyetemi Tudásközpont

Trópusi övezet meleg mérsékelt öv Legforróbb kontinens : Trópusi övezet mindhárom öve megtalálható:

Központi Statisztikai Hivatal

Adatok statisztikai értékelésének főbb lehetőségei

HÁZI DOLGOZAT. Érmefeldobások eredményei és statisztikája. ELTE-TTK Kémia BSc Tantárgy: Kémia felzárkóztató (A kémia alapjai)

Hidraulikus hálózatok robusztusságának növelése

Dr. Béres Emese - Szemánné Vincze Erzsébet ÁNTSZ BAZ Megyei Intézete Egészségfejlesztési Osztály január 18.

Mit nyerünk a gyógyulással? Dr.Werling Klára VIMOR Elnöke Semmelweis Egyetem II. sz Belgyógyászati Klinika

HIV prevenció. A magyarországi HIV/AIDS helyzet Bagyinszky Ferenc

Populáció A populációk szerkezete

Ha nem akarsz mellé-nyúl-ni, használj Nobivac Myxo-RHD-t! MSDay-MOM park, dr. Schweickhardt Eszter

17.2. ábra Az immunválasz kialakulása és lezajlása patogén hatására

Zoonózisok és élelmiszer eredetű események Európában az EFSA és az ECDC 2012 évi zoonózis jelentése alapján

EGER DEMOGRÁFIAI FOLYAMATAINAK ELEMZÉSE ÉS ELŐREJELZÉSE (összegzés)

Virulencia és szelekció

Statisztikai csalások és paradoxonok. Matematikai statisztika Gazdaságinformatikus MSc november 26. 1/31

Miért kell a nyuszimat vakcinázni?

Csupán átmeneti romlás, vagy trendváltozás?

4/24/12. Regresszióanalízis. Legkisebb négyzetek elve. Regresszióanalízis

A D45948 OTKA posztdoktori pályázat szakmai zárójelentése

A HIV eredete(i) Több független átugrás 4 sikeres csoport: HIV-1 M és O csoportja. HIV-2 A és B csoportja Több sikertelen csoport

A NAGYMAMA, AKI LEHOZOTT MINKET A FÁRÓL: A menopauza evolúciója és következményei

Dengue-láz. Dr. Szabó György Pócsmegyer

Zárójelentés. Dr. Müller Viktor. In silico virológia és immunológia: modellezés, szimuláció és adatelemzés

Többváltozós lineáris regressziós modell feltételeinek

Területi statisztikai elemzések

Mire jó a modellalkotás? Jelenségek megmagyarázásának eszköze.

3. Munkaerő-piaci státus és iskolai végzettség ( )

Magyarország növekedési kilátásai A magyarországi vállalatok lehetőségei és problémái MTA KRTK KTI workshop

A LABORBAN ELÉRHETŐ GYORSTESZTEK ÉRTELMEZÉSE

6. Előadás. Vereb György, DE OEC BSI, október 12.

Élő metapneumovírus vakcina fejlesztése tojóállományok részére: ártalmatlansági és hatékonysági vizsgálatok. Hajdúszoboszló, június 2-3.

STATISZTIKA. A maradék független a kezelés és blokk hatástól. Maradékok leíró statisztikája. 4. A modell érvényességének ellenőrzése

Exponenciális kisimítás. Üzleti tervezés statisztikai alapjai

ÖREGEDÉS ÉLETTARTAM, EGÉSZSÉGES ÖREGEDÉS

Az infekciók diagnosztikája

FEGYVERNEKI SÁNDOR, Valószínűség-sZÁMÍTÁs És MATEMATIKAI

Többváltozós lineáris regressziós modell feltételeinek tesztelése I.

Ingatlanpiac és elemzése óra Ingatlanpiaci előrejelzés

Tartalomjegyzék I. RÉSZ: KÍSÉRLETEK MEGTERVEZÉSE

Influenzaszerű megbetegedések részaránya korcsoportonként, Baranya megye, 2017/2018.

Klímaváltozás és klímaadaptáció helyi léptékben Egy kutatási projekt tapasztalatai a hazai társadalmi-gazdasági folyamatok modellezésében

REGIONÁLIS KLÍMAMODELLEZÉS AZ OMSZ-NÁL. Magyar Tudományos Akadémia szeptember 15. 1

Makroökonómia. 5. szeminárium

Biomatematika 2 Orvosi biometria

Khi-négyzet eloszlás. Statisztika II., 3. alkalom

Bevezetés a biológiába. Környezettan Bsc. Szakos hallgatóknak

A gazdaspecifitás és a virulencia változásai a klímaváltozás hatására

ALÁÍRÁS NÉLKÜL A TESZT ÉRVÉNYTELEN!

KLÍMAVÁLTOZÁS ÉS MALÁRIA A

ORVOSI STATISZTIKA. Az orvosi statisztika helye. Egyéb példák. Példa: test hőmérséklet. Lehet kérdés? Statisztika. Élettan Anatómia Kémia. Kérdések!

Dobzhansky: In Biology nothing makes sense except in the light of Evolution.

Természetes népmozgalom

EURÓPAI PARLAMENT Környezetvédelmi, Közegészségügyi és Élelmiszer-biztonsági Bizottság VÉLEMÉNYTERVEZET

A kórokozók ellen kialakuló immunválasz jellemzői; vírusok, baktériumok

Általános tudnivalók külföldi utazással kapcsolatban

A rotavírus a gyomor és a belek fertőzését előidéző vírus, amely súlyos gyomor-bélhurutot okozhat.

Tájékoztató az influenza figyelőszolgálat adatairól Magyarország hét. Lassabban terjed az influenza

Az SPC (statisztikai folyamatszabályozás) ingadozásai

Túlélés elemzés október 27.

HA SZERENCSÉD VAN, A NYARALÁS SZÉP EMLÉKKÉ VÁLIK Tévhitek a hepatitis A és B vírusról

Utazás közben fellépő megbetegedések Acut megbetegedések az utazás célhelyén I. Fertőző megbetegedések

AZ EGÉSZSÉGESEN ÉS A FOGYATÉKOSSÁG NÉLKÜL LEÉLT ÉVEK VÁRHATÓ SZÁMA MAGYARORSZÁGON

HUMAN IMMUNDEFICIENCIA VÍRUS (HIV) ÉS AIDS

Elérte hazánkat az influenzajárvány

A legújabb adatok összefoglalása az antibiotikum rezisztenciáról az Európai Unióban

LOGIT-REGRESSZIÓ a függő változó: névleges vagy sorrendi skála

National Food Chain Safety Office. Dr. Abonyi Tamás NÉBIH Mátraháza, november 24.

[Biomatematika 2] Orvosi biometria

TÁJÉKOZTATÓ BÉKÉS MEGYE NÉPEGÉSZSÉGÜGYI HELYZETÉRŐL

A közlekedésbiztonság helyzete Magyarországon

A magyar teljesítménytúra-naptár fejlődése,

Antibiotikumok a kutyapraxisban

Módszertani Intézeti Tanszéki Osztály. A megoldás részletes mellékszámítások hiányában nem értékelhető!

Bakteriális identifikáció 16S rrns gén szekvencia alapján

STATISZTIKA. Egymintás u-próba. H 0 : Kefir zsírtartalma 3% Próbafüggvény, alfa=0,05. Egymintás u-próba vagy z-próba

Dózis Gyógyszerforma Alkalmazási mód Tartalom (koncentráció) megnevezés. engedély jogosultja

Molekuláris biológiai módszerek alkalmazása a maláriát okozó paraziták elterjedésének és prevalenciájának vizsgálatában

Heti tájékoztató hazai járványügyi helyzetről hét

Intenzíven terjed az influenza

Regionális egyenlőtlenségek: szakadatlan polarizálódás, vagy?

LINEÁRIS REGRESSZIÓ (I. MODELL) ÉS KORRELÁCIÓ FELADATOK

FEGYVERNEKI SÁNDOR, Valószínűség-sZÁMÍTÁs És MATEMATIKAI

A lakáspiac jelene és jövője

Statisztikai módszerek a skálafüggetlen hálózatok

Árupiac. Munkapiac. Tőkepiac. KF piaca. Pénzpiac. kibocsátás. fogyasztás, beruházás. munkakínálat. munkakereslet. tőkekereslet (tőkekínálat) beruházás

GERIÁTRIA. Fertőző betegségek SEMSEI IMRE. Debreceni Egyetem Orvos- és Egészségtudományi Centrum Egészségügyi Kar

HOLSTEIN-FRÍZ KERESZTEZETT TEHÉNÁLLOMÁNYOK KÜLLEMI TULAJDONSÁGAINAK ALAKULÁSA

Biomatematika 13. Varianciaanaĺızis (ANOVA)

Sugárbiológiai ismeretek: LNT modell. Sztochasztikus hatások. Daganat epidemiológia. Dr. Sáfrány Géza OKK - OSSKI

Hipotézis STATISZTIKA. Kétmintás hipotézisek. Munkahipotézis (H a ) Tematika. Tudományos hipotézis. 1. Előadás. Hipotézisvizsgálatok

Összefoglalás és gyakorlás

[Biomatematika 2] Orvosi biometria

Lalonde jelentés * : Health field model Az egészségi állapotot befolyásoló tényezők

Átírás:

A fertőző betegségek evolúciója: megszelídülnek-e a halálos járványok? Müller Viktor MTA-ELTE Elméleti Biológiai és Evolúciós Ökológiai Kutatócsoport http://ramet.elte.hu/~viktor

A történelem tömeggyilkosai! A mezőgazdasági forradalomtól a huszadik századik a vezető halálok (Afrikában még ma is).! Időnként pusztító járványok. USA, 1900, a 10 vezető halálok

Aktualitás Ebola HIV Legionárius betegség sertés - és madár influenza

A virulencia evolúciója! Virulencia = a gazdaszervezetnek okozott károsodás.! Az evolúció feltétele: a kórokozó terjedését befolyásoló örökletes tulajdonságok.! A virulencia evolválódhat, ha! a kórokozó virulenciát befolyásoló génjei variábilisak, és! a virulencia és a terjedés összefüggenek.! Gyakorlatilag mindig teljesül. A fertőző betegségek nem statikusak, megváltozhatnak!

A hagyományos nézet! Elegendő idő alatt minden gazda-parazita kapcsolat békés együttéléssé szelídül.! Indoklás: jobban terjed a betegség, ha tovább életben marad a gazda.! Folyomány: a virulens fertőzések fiatal evolúciós múltra tekintenek vissza, azaz nemrég terjedt át a kórokozó az új gazdára.

Ebola vírus Példák: virulens és fiatal Legionella baktérium SARS koronavírus

Ellenpéldák: virulens, bár öreg Malária (falciparum) Kanyaró Feketehimlő

A hagyományos nézet! Elegendő idő alatt minden gazda-parazita kapcsolat békés együttéléssé szelídül.! Indoklás: jobban terjed a betegség, ha tovább életben marad a gazda.! Folyomány: a virulens fertőzések fiatal evolúciós múltra tekintenek vissza, azaz nemrég terjedt át a kórokozó az új gazdára.! Példák: HIV, Ebola, Legionella, SARS stb.! Ellenpéldák: kanyaró (~1000 év), feketehimlő (>3000 év), malária (>10000 év), fügedarazsak fonálféreg parazitái (több millió év) stb. Torzított mintavétel

A kórokozók evolúciója: csereviszony! trade-off = cserearány v. csereviszony! virulencia és fertőzőképesség általában összefüggenek gyorsabb replikáció a hordozók fertőzőképessége * a fertőző időszak hossza előny hátrány a kimenetel a pontos paraméterektől függ

A kórokozók evolúciója: csereviszony! Levezethető: ha a fertőzőképesség a virulenciával lineárisnál lassabban nő, akkor a kórokozó átvitele a virulencia valamilyen köztes értékénél maximális.! A biológiában rendszerint a csökkenő hozam elve érvényesül " lineárisnál lassabb növekedés, optimális (nem nulla, nem végtelen) virulencia.

Esettanulmány: myxomatózis! a vírust 1950-ben vitték be Ausztráliába a vészesen szaporodó nyulak ellen! eredeti gazdaszervezetében enyhe betegséget okoz, a nyulakban kezdetben rendkívül virulens volt (99,8% mortalitás!)! a 60-as évekre stabilizálódott a virulencia, de még mindig magas! azóta nem csökken a virulencia! (a gazdaszervezet is alkalmazkodott) Forrás: Fenner, Proc. Roy. Soc., 1983

Esettanulmány: szifilisz! Első szifiliszjárvány: Nápoly, 1494/95.! Kezdetben nagyon magas halálozási ráta! Great pox és smallpox.! Néhány évtized alatt több millió áldozat.! Eleinte gyorsan szelídült, de stabilan virulens maradt.

Esettanulmány: HIV

Az evolúció feltételei! Evolúciósan fiatal gazdaváltás! Nagy evolúciós potenciál! Örökletes variabilitás a virulenciában Anup Shah / naturepl.com

A betegség lefolyása

HIV: a csereviszony becslése Vírusszint szerint sztratifikált kohorsz: magasabb vírusszint rövidebb túlélést jósol. Az átadódás éves valószínűsége HIV-diszkordáns párokban, és a várható élettartam a vírusszint függvényében. Magasabb vírusszint nagyobb fertőzőképességgel és rövidebb élettartammal párosul: csereviszony Forrás: Fraser et al. PNAS 2007

HIV: az optimális virulencia becslése! Folytonos vonal: transzmissziós potenciál a vírusszint függvényében (modellbecslés).! Oszlopok: a vírusszint eloszlása (hisztogram) Amszterdamban (fekete) és Zambiában (fehér). Forrás: Fraser et al. PNAS 2007 A jelenlegi vírusszint nagyon közel van a vírus számára optimális értékhez! Becsült konvergencia: 100-150 év alatt. (Shirreff, PLoS Comp Biol 2011)

Adatelemzés: megfigyelhető-e trend?! Változott-e a dokumentált járványokban a ténylegesen megfigyelhető virulencia?! Swiss HIV Cohort Study SHCS! >13000 beteg! adatok 1983-tól! MASTER kohorsz (Olaszország)! >17000 páciens! adatok 1981-től! Számszerűsíteni kell a virulenciát.

A virulencia számszerűsítése CD4 fogyási ráta vírusszint

A virulencia számszerűsítése! a CD4+ T sejtek fogyási rátája! a lappangási periódus vírusszintje ( setpoint )! adatszelekció:! sosem kezelt! fehér! lappangási időszak! (minőségellenőrzés)

Időbeli trend tesztelése! A fertőzések datálása: legkorábbi pozitív teszt! Statisztika: többváltozós lineáris regresszió! dátum! nem! rizikócsoport (HET, IDU, MSM)! életkor! kezdeti CD4 sejtszám! (mixed-effect models)

A Svájci HIV Kohorsz (SHCS)! >13000 beteg! adatok 1983-tól! CD4 fogyás (n=817)! vírusszint (n=549) Nem találtunk időbeli tendenciát. AIDS 2006, 20:889 894

SHCS: csúszóablakos átlag Rövid távú ingadozások hosszú távú tendencia nélkül

Az olasz MASTER kohorsz! >17000 páciens! adatok 1981-től! CD4 fogyás (n=1423), vírusszint (n=785) Szignifikáns trend növekvő virulencia felé.! Kb. 30 év alatt felére rövidülhet a lappangási időszak.! A vírusszint évi 15%-kal emelkedik.! Különbségek a rizikócsoportok között. Müller et al. (2009). PLoS Pathog 5(5), e1000454

MASTER: csúszóablakos átlag CD4 fogyás rátája vírusszint IDU HET MSM

Konklúzió! A HIV virulenciája az egyes járványokban eltérő trendeket mutathat.! Más vizsgálatokban csökkenő, stabil és növekvő virulencia egyaránt előfordul.! Metaanalízisre van szükség. Herbeck, Müller et al. (2012) AIDS 26(2):193-205.

A virulencia számszerűsítése CD4 fogyási ráta kezdeti CD4 sejtszám vírusszint

Vizsgálatok száma! Kezdeti CD4 sejtszám:! 12 vizsgálat! 21052 beteg! Vírusszint:! 8 vizsgálat! 10785 beteg! Időtáv: 1984-2010! SHCS és MASTER adatok frissítve 2010-ig.

Metaanalízis (CD4 sejtszám) Összegzett hatás: -4.93 CD4+ T sejt/ul/év (CI: -6.56, -3.34) Random effects meta-analysis; varianciákkal súlyozva.

Metaanalízis (vírusszint) Összegzett hatás: +0.013 log10 RNS kópia/ml/év (CI: -0.001, +0.03) Random effects meta-analysis; varianciákkal súlyozva.

Lassuló trendek

Következtetés! A HIV virulenciája növekedett Európában és Észak-Amerikában! kezdeti vírusszint: kb. -150 CD4 sejt/µl; vírusszint: ~0,4 log10 RNS kópia/ml 30 év alatt.! Konvergencia stabil(?) szinthez.! Egybevág a modellezéssel!! Halvány fogalmunk sincs, mi történik Afrikában.

Megjósolható-e a távolabbi jövő?

SIV: nempatogén fertőzések! SIV: majom (simian) immundeficiencia vírus! A természetes SIV-fertőzések (koadaptált afrikai majmokban) nem okoznak betegséget.! Magas vírusszint!! Nincs krónikus (szisztémás) immunaktiváció.

A természetes SIV-fertőzések tanulságai! Elképzelhető, hogy nem a vírusok szelídültek meg, hanem a gazdafajok alkalmazkodtak ( tolerancia ).! Az evolúció megváltoztathatja a virulencia csereviszony-görbéit.! Létezhetnek a replikáció gyorsaságától független virulenciafaktorok.

Virulenciafaktorok, szándékos tünetek! Koleratoxin / hasmenés.! Malária, dengi-láz: a vektoros átvitelt segíti.! STD-k / terméketlenség: a promiszkuitást növeli?! Diftériatoxin! Ezekben az esetekben a virulencia segíti a kórokozó terjedését, ezért nem fog megszelídülni.

Parazitoidok Az átvitel feltétele a gazda halála, ezért nem csökkenhet a virulencia.

Megszelídül-e az Ebola?! Ha sikerül eradikálni, akkor biztos nem.! az új átugrások mindig magas virulenciával kezdődnek.! Ha nem sikerül eradikálni, akkor! a fertőzőképessége jó eséllyel nőhet (adaptáció az új gazdafajhoz)! a virulencia akkor csökkenhet, ha a hosszabb túléléssel többet nyer a vírus, mint amennyit a csökkent fertőzőképességgel veszít.! Nem lehet tudni, hogy jobban terjed-e, mint a korábbi változatok.! de a diagnózis nehezebb (kevesebb vérzés).

Emberi beavatkozások és evolúció! Csatornázás: kevésbé virulens kolera.! Tünetek enyhítése: az alapvirulencia kompenzációs evolúcióval nőhet.! Virulenciaellenes oltások és gyógyszerek! Lassabb rezisztencia.! Az alapvirulencia csökkenhet (de nőhet is).

Összefoglalás! A kórokozók nem feltétlenül szelídülnek meg:! Egy új kórokozó virulenciája nőhet is, csökkenhet is.! A régi betegségek virulenciája már elérte az egyensúlyi szintet! ezért nem változik,! viszont az emberi beavatkozások eltolhatják az egyensúlyt kedvező vagy kedvezőtlen irányba.

Köszönöm a figyelmet! Müller Viktor MTA-ELTE Elméleti Biológiai és Evolúciós Ökológiai Kutatócsoport http://ramet.elte.hu/~viktor