npj Aging | (2025) 11:56.

doi.org

Potential of biomarkers of ageing in predicting severity of influenza virus infection and vaccination efficacy

Jing Yang, Wei Ren, YiRen, Ting Yu, Liaqat Ali

Сезонные вирусы гриппа, циклически перемещающиеся между северным и южным полушариями, приводят к продолжительным инфекционным заболеваниям и эпидемиям, а также к экономическому бремени, поскольку поверхностный антигенный дрейф/сдвиг ускользает от уже существующего иммунитета, подготовленного предыдущей иммунобиографией гриппа (инфекцией или вакцинацией). Множество факторов сформировали непредсказуемые эпидемии сезонных вирусов гриппа, включая биологию вируса и характеристики инфекции внутри хозяина и в масштабе популяции. Исследования новых штаммов сезонного гриппа, ускользающих от уже существующего иммунитета, и идентификация биомаркеров иммунных реакций организма-хозяина проводятся с помощью различных инструментов обнаружения и систем вычислительного и математического моделирования. Быстрое обнаружение и точное субтипирование вируса гриппа на ранней стадии у индивидуума и эпидемии на уровне популяции необходимы для эффективного лечения, а также для сдерживания этой эпидемии. Новые диагностические методы, предназначенные непосредственно для обнаружения вируса гриппа, такие как метод коллоидного золота, анализ TRC (реакция согласованной транскрипции и обратной транскрипции), термоконтрастная амплификация и др., могут преодолеть существующие ограничения традиционных подходов. Дифференциальная и многомерная диагностика, связанная с гриппом, должна использоваться для лучшего ведения и лечения госпитализированных пациентов с лабораторно подтвержденным гриппом.

Среди доступных клинических диагностических тестов гриппа молекулярный анализ (ПЦР в реальном времени; полимеразная цепная реакция с обратной транскрипцией, RT-PCR) выявил высокую чувствительность и специфичность, что будет выступать в качестве более надежного метода для принятия клинических решений, чем быстрое тестирование на антигены (быстрые диагностические тесты на грипп, RIDTs) с недостаточной чувствительностью в 50–70%, например, экспресс-тест на грипп, основанный на методе коллоидного золота. В дополнение к этому чистая консолидация и плевральный выпот также были обнаружены на снимках компьютерной томографии (КТ) грудной клетки среди пациентов с пневмонией, инфицированных гриппом. Быстрые и точные диагностические тесты на грипп будут способствовать максимизации лечебной пользы противогриппозных препаратов, поскольку тип и подтип гриппозной инфекции подтверждаются на ранней стадии, за счет снижения продолжительности болезни и риска тяжелых осложнений. Однако серологическое тестирование на грипп не помогает в принятии клинических решений.

Эти клинические диагностические подходы могли бы выявить заражение человека вирусом гриппа, в то время как прогнозирование развития и прогрессирования заболеваний, вызванных гриппом, было бы жизненно важным для эффективного распределения медицинских ресурсов, что могло бы расширить доступ к ним для стареющих людей, у которых потенциально могут развиться тяжелые заболевания. Кроме того, молекулярные биомаркеры предсказали безопасность, иммуногенность и эффективность вакцинации против гриппа среди стареющего населения с высоким риском заболеваемости и смертности, связанных с гриппом, пролили бы свет на разработку персонализированных вакцин против гриппа, вызывающих соответствующие иммунные реакции для развития длительного иммунитета против инфекции гриппа. Для этой цели мы извлекли и собрали опубликованную литературу, сосредоточенную на биомаркерах с потенциалом предупреждения восприимчивости к вирусу гриппа, клинической картины, прогноза и эффективности вакцинации против гриппа.

Биомаркер (биологический маркер) в широком смысле определяется как «определенная характеристика, которая измеряется как показатель нормальных биологических процессов, патогенных процессов или реакции на воздействие или вмешательство». В соответствии с конкретными применениями биомаркеров это определение может быть дополнительно уточнено с помощью диагностических биомаркеров, мониторинговых биомаркеров, фармакодинамических/реакционных биомаркеров, предиктивных биомаркеров, прогностических биомаркеров, биомаркеров безопасности, биомаркеров восприимчивости/риска и др. Для повышения эффективности вакцины и лечения гриппа биомаркеры врожденного и адаптивного иммунитета были срочно необходимы.

Клинически большинство белковых биомаркеров, обнаруживаемых в сыворотке крови, за исключением образцов слюны и тканей, были получены из-за их чувствительности и простоты доступа, в то время как количественный анализ позволяет определить тяжесть и стадию прогрессирования инфекционных заболеваний, а также мишени для агонистов, обладающих адъювантностью, для повышения эффективности вакцины. С развитием биотехнологий и биоинформатики многие компоненты были идентифицированы как потенциально значимые с медицинской точки зрения биомаркеры.

Старение организма способствует не только повышению восприимчивости и тяжести течения гриппа, но и нарушению врожденных и адаптивных иммунных реакций на противогриппозные вакцины. Эти изменения иммунной системы считались связанными с иммуностарением, которое приписывалось хроническому воспалению, а также персистирующей вирусной инфекции (такой как вирус гриппа; вирус ветряной оспы, VZV). Основные механизмы иммуностарения, приводящие к восприимчивости к гриппу, тяжести, высокой смертности и низкой эффективности вакцины, изучены плохо и еще предстоит дополнительно определить компоненты иммунной системы, влияющие на старение, что прольет свет на возможность применения персонализированных вакцин у пожилого населения. Оценка ежегодного уровня смертности от гриппа в мире показала, что 67% смертей от респираторных заболеваний, связанных с гриппом, были среди пожилого населения в возрасте 65 лет и старше.

В этом обзоре мы извлекли и собрали ряд биомаркеров заболеваний, связанных с гриппом, и далее проанализировали, как с их помощью можно оценить прогрессирование и тяжесть течения гриппа, безопасность и эффективность вакцины против гриппа среди пожилого населения. А также могут ли они помочь в разработке терапевтических средств для лечения заболеваний, вызванных гриппом. Кроме того, мы исследовали корреляцию между старостью и немощью, собирая общедоступные литературные данные об изменениях доминирующего защитного механизма хозяина, которые будут играть решающую роль в прогнозировании дряхлости и траекторных признаков заболеваний гриппом. В конечном счете, мы предупредили об ограничении использования одного или более биомаркеров дряхлости и старения, которого может быть недостаточно для прогнозирования траектории гриппа, поскольку другие внешние факторы, такие как диета, физическая активность, психологический статус, добавки пробиотиков, а также индивидуальные иммунные характеристики защитного механизма могут оказывать все более заметное влияние на прогрессирование заболеваний гриппом и эффективность вакцины.

Заключение

Мы собрали и обобщили различные потенциальные биомаркеры заболеваний, связанных с заражением вирусом гриппа, старением и дряхлостью. Эти биомаркеры были вызваны воспалительными процессами, связанными с инфекцией, повреждениями тканей и старением иммунитета. Постоянная экспрессия биомаркеров, характерных для заболеваний гриппом, старения и дряхлостью, включая тропонин, прокальцитонин, С-реактивный белок, сывороточный амилоид А, интерлейкин-6 (IL-6), креатинкиназу, сурфактантный белок D и ферритин , может помочь отличить людей, которые страдают от тяжелого гриппа, плохих клинических исходов и даже смерти из-за гриппа, особенно среди пожилых и ослабленных людей. Эти биомаркеры должны быть надлежащим образом скомбинированы для оценки восприимчивости и риска тяжести заболевания гриппом у пациентов, поскольку каждый из них по отдельности отражает лишь отдельные аспекты, которые могут потенциально предсказать и охарактеризовать, насколько тяжело будут болеть инфицированные пациенты после постановки диагноза гриппа, что может быть использовано в клинической практике, принятии клинических решений для рационального распределения медицинских ресурсов в интересах пациентов с высокой предрасположенностью к прогрессированию тяжелых заболеваний гриппом или неожиданной смерти. В нашем литературном исследовании выявленные биомаркеры старения и слабости могут потенциально помочь предсказать тяжесть гриппозной инфекции, в то время как другие биомаркеры, связанные с преобладающими защитными механизмами организма, могут влиять на способность к лечению вируса гриппа и устойчивости к нему. В сочетании с вышеупомянутыми биомаркерами (старение/слабость/защитные механизмы организма) можно было бы более конкретно и точно прогнозировать и контролировать траектории заболеваний, связанных с гриппом у пациентов.