Люди, инфицированные вирусом Западного Нила, могут иметь широкий спектр заболеваний. У некоторых развиваются опасные коды для жизни инфекции мозга. Другие вообще не проявляют никаких признаков инфекции. Одна из причин различных результатов может заключаться в сообществе микробов, населяющих их кишечные тракты.
Исследование Медицинской школы Вашингтонского университета в Санкт-Петербурге. Луи показывает, что мыши более восприимчивы к тяжелой болезни Западного Нила, если они недавно принимали антибиотики, которые меняют состав бактериального сообщества их кишечника.
“Иммунная система активируется по-другому, если в кишечнике нет здорового микробиома,” сказал старший автор Майкл С. Даймонд, MD, Ph.D., Герберт С. Гассер, профессор медицины. “Если кто-то заболел бактериальной инфекцией, ему обязательно следует принимать антибиотики. Но важно помнить, что могут быть побочные эффекты. Возможно, вы влияете на свой иммунный ответ на определенные вирусные инфекции.”
Исследование опубликовано 27 марта в Cell Reports.
Вирус Западного Нила не является необычным в своей способности вызывать заболевания от легких до тяжелых. Многие вирусные инфекции не вызывают симптомов у большинства людей, у некоторых заболевание от легкой до умеренной, а у некоторых – тяжелое.
Но почему люди так по-разному реагируют на один и тот же организм, никогда не было полностью понятно. Генетика человека не объясняет всего, как и генетический состав самого микроба, хотя оба играют роль.
Даймонд, первый автор Лариса Текрей, Ph.D., доцент медицины и коллеги из Вашингтонского университета решили определить, может ли использование антибиотиков помочь объяснить, почему одни люди сильно болеют, а другие нет. Антибиотики убивают представителей нормального бактериального сообщества и позволяют некоторым потенциально опасным бактериям разрастаться. По их мнению, поскольку здоровая иммунная система зависит от здорового микробиома кишечника, антибиотики могут затруднять работу иммунной системы, делая организм неготовым к борьбе с последующей вирусной инфекцией.
Исследователи давали мышам плацебо или коктейль из четырех антибиотиков – ванкомицин, неомицин, ампициллин и метронидазол – в течение двух недель перед заражением мышей вирусом Западного Нила. Около 80 процентов мышей, которые не получали антибиотики, пережили инфекцию, в то время как только 20 процентов мышей, леченных антибиотиками, выжили.
Последующие эксперименты показали, что мыши оставались в группе высокого риска более недели после окончания лечения антибиотиками, и всего трех дней лечения антибиотиками было достаточно, чтобы повысить риск смерти мышей от инфекции Западного Нила.
Чтобы выяснить, связана ли повышенная восприимчивость к вирусной инфекции с изменениями кишечных бактерий, исследователи протестировали четыре антибиотика по отдельности и в комбинации. Лечение только ампициллином или ванкомицином увеличивало вероятность смерти мышей в Западном Ниле, в то время как неомицин – нет. Метронидазол не имел никакого эффекта, но усиливал эффект ампициллина или ванкомицина. Кроме того, различные виды лечения антибиотиками привели к изменениям в бактериальном сообществе кишечника, что коррелировало с уязвимостью к вирусной инфекции.
“Как только вы нанесете удар по микробному сообществу, происходят неожиданные вещи,” Текрей сказал. “Некоторые группы бактерий истощаются, и появляются разные виды. Таким образом, повышенная восприимчивость может быть связана как с потерей нормального сигнала, который способствует хорошему иммунитету, так и с усилением тормозящего сигнала.”
Исследователи протестировали иммунные клетки мышей, получавших антибиотики, и обнаружили, что у них мало важных иммунных клеток, известных как Т-клетки-киллеры. Обычно во время инфекции Т-клетки, распознающие вторгшийся вирус, размножаются до большого количества и играют решающую роль в борьбе с инфекцией. Мыши, получавшие антибиотики, вырабатывали меньше таких Т-лимфоцитов.
“Вполне вероятно, что использование антибиотиков может повысить восприимчивость к любому вирусу, который контролируется Т-клеточным иммунитетом, и это многие из них,” Текрей сказал.
Слабый Т-клеточный ответ, вероятно, является побочным продуктом изменений в бактериальных популяциях, вызванных антибиотиками, а не прямым действием лекарств на иммунные клетки. Во-первых, у мышей все еще были проблемы с отражением вирусной инфекции через неделю или более после прекращения приема антибиотиков. С другой стороны, перенос кишечных бактерий от мышей, получавших антибиотики, к другим мышам, получавшим антибиотики, сделал реципиентов еще более уязвимыми для вирусной инфекции, предполагая, что что-то в бактериях подрывало иммунный ответ мышей.
По словам исследователей, исследование проводилось на мышах и должно быть подтверждено на людях, чья микробиота обычно содержит другой набор бактерий, чем мышей. Тем не менее, результаты показывают, что необоснованный прием антибиотиков может быть неразумным.
“Есть много людей, которые болеют, некоторые чаще, чем другие, по причинам, которых мы не понимаем,” сказал Даймонд, который также является профессором молекулярной микробиологии, патологии и иммунологии. “Если ваша иммунная система не активируется из-за того, что ваш микробиом нарушен антибиотиками или чем-то еще – диетой, другими инфекциями, сопутствующими заболеваниями, – вы можете подвергаться более высокому риску тяжелого вирусного заболевания.”