Гельминты способствуют распространению респираторной инфекции

Индивидуальные особенности в передаче патогенов могут увеличить основное репродуктивное число (R₀) микроорганизмов и повлиять на их распространение. Некоторые носители распространяют намного больше патогенов и в течение более длительного времени, их называют суперраспространители (supershedders). Есть свидетельства того, что на появление таких суперраспространителей влияет коинфекция.

В новой работе ученые из США исследовали на кроликах, как заражение гельминтами (Trichostrongylus retortaeformis и Graphidium strigosum) влияет на распространение респираторной бактерии Bordetella bronchiseptica. Всего было четыре экспериментальные группы — кролики, зараженные только бактерией, бактерией и G. strigosum, бактерией и T. retortaeformis, бактерией и обоими гельминтами.

B. bronchiseptica — очень заразная бактерия, которая инфицирует многих млекопитающих, а иногда и людей, но обычно тех, у кого ослаблена иммунная система. Тем не менее, эта бактерия родственна B. pertussis и B. parapertussis, опасным патогенам человека, так что использование B. bronchiseptica в качестве модели оправдано.

Для того, чтобы оценить распространение бактерии, кроликам позволяли контактировать с чашкой Петри с кровяным агаром в течение 10 минут. Чашку убирали раньше, если кролик начинал жевать ее или агар. После инкубации подсчитывалось число колоний. Метод имитировал естественную передачу патогена в природе. По техническим причинам не удалось оценить распространение инфекции в первые десять дней после заражения.

Уровни распространения бактерии инфицированными животными сильно различались во всех группах. Те животные, которые не распространяли патоген вовсе, исключались из анализа. В некоторых случае распространение бактерии продолжалось дольше 60 дней после инфекции. Тем не менее, было очевидно, что кролики, зараженные B. bronchiseptica и гельминтами, распространяют патоген сильнее, чем зараженные только бактерий. При этом не было разницы в том, какой гельминт использовали.

В экспериментальных группах были выявлены также и суперраспространители, причем обычно в первые 4–5 недель после инфекции. Авторы использовали несколько подходов к определению того, кого же считать суперраспространителем, но тренд был понятен — совместная инфекция бактерией и гельминтами повышала риски таких событий.

Авторы разработали математическую модель, чтобы симулировать иммунный ответ кроликов во всех четырех группах, а также оценить, как этот ответ влиял на уровень и время распространения бактерий. Они также построили динамическую модель, чтобы понять, влияла ли на распространение бактерии интенсивность инфекции в респираторном тракте и иммунный ответ организма-хозяина.

Стимуляция подтвердила, что распространение B. bronchiseptica достигало более высокого уровня и длилось дольше при коинфекции, и эти изменения были ассоциированы с ростом бактерии в респираторном тракте.

Репликация бактерии в организме кролика повышает число нейтрофилов и специфичных антител IgA и IgG. При коинфекции меняется относительный вклад этих элементов, что может объяснить изменения в динамике инфекции, а также в уровне распространения бактерии. Однако это не объясняет быстрые изменения в уровне распространения, которые наблюдаются у большинства кроликов.

Авторы надеются, что их работа в будущем поможет детектировать суперраспространителей и, в идеале, контролировать распространение инфекций. Это особенно важно, если учитывать, что четверть населения Земли инфицирована гельминтами, а респираторные инфекции — в десятке самых распространенных причин смерти от инфекций.

Треть жителей средневековой Европы страдала от глистов