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H5N1 Vogelgrippe Pandemiepotential enthüllt

Zwei Papiere, die diese Woche veröffentlicht wurden, und ein letzter Monat, zeigen die Pandemiepotenzial von H5N1 "Vogelgrippe". Man identifiziert vier, ein anderes identifiziert fünf, genetische Veränderungen, die das Virus durchmachen müsste, bevor es sich leicht in Menschen ausbreiten könnte, und das dritte Papier legt nahe, dass einige dieser Veränderungen bereits in zirkulierenden Stämmen sichtbar sind.
Die Papiere wurden letztes Jahr geschrieben, wurden aber wegen internationaler Bedenken zurückgehalten, dass die Veröffentlichung solcher Daten den Terroristen die Herstellung von Biowaffen erleichtern würde.
Update, 7. Juni 2013 - Forscher vom MIT haben in der Zeitschrift berichtet Zelle (Juni 2013), dass die Vogelgrippeviren H5N1 und H7N9 nur eine oder wenige genetische Mutationen benötigen, um leicht vom Menschen übertragbar zu sein, was die Wahrscheinlichkeit einer Grippepandemie erhöhen würde.

H5N1 derzeit nicht pandemisch bei Menschen

H5N1oder "Vogelgrippe", ist ein Subtyp des Influenza-A-Virus, der bei Menschen und vielen anderen Tieren Krankheiten verursachen kann. Es hat Dutzende von Millionen von Vögeln getötet und das Aussortieren von Hunderten von Millionen von anderen angespornt, um zu verhindern, dass es sich ausbreitet.
Seit 2003 haben mehr als die Hälfte der 606 Fälle von H5N1-Infektionen beim Menschen, die weltweit der Weltgesundheitsorganisation gemeldet wurden, zum Tod geführt. Die meisten Fälle bei Menschen scheinen als Folge von Kontakt mit infizierten Vögeln aufgetreten zu sein.
Bisher hat H5N1 beim Menschen keine Pandemie ausgelöst, weil es sich unter Säugetieren nicht so leicht ausbreitet, und einige Wissenschaftler glauben, dass dies niemals der Fall sein wird. Um sich leicht von einer Person auf die andere zu verteilen, müsste das Virus in die Luft gelangen, dh es würde sich die Fähigkeit entwickeln, sich über winzige Tröpfchen auszubreiten, die Menschen beim Husten und Niesen aus ihren Mündern und Nasen sprühen. So haben sich andere Grippeviren wie die H1N1, die "Schweinegrippe", die 2009 eine leichte Pandemie ausgelöst hat, ausgebreitet.
Viren wie H5N1 und H1N1 mutieren ständig. Wenn H5N1 zufällig einige der Eigenschaften von H1N1 erwerben würde, würde es sich leichter in Säugetieren ausbreiten. Eine Möglichkeit besteht darin, zufällige Mutationen zu akkumulieren, ein anderer Weg besteht darin, Gene mit anderen Viren auszutauschen, beispielsweise bei der Koinfektion eines Zwischenwirts (genetisches "Reassortment").
Ein Großteil des Fokus der H5N1-Forschung liegt in der Besorgnis über das Bioterrorismus-Risiko, um zu untersuchen, wie leicht es für H5N1 sein könnte, in eine leicht übertragbare Form zu mutieren, und wenn ja, welche Gene beteiligt wären. Diese Informationen sind nützlich für die Überwachung, so dass die Forscher wissen, auf welche Änderungen sich bei der Bewertung von Pandemierisiken in aufstrebenden Stämmen zu achten ist.

Eine Handvoll Mutationen wäre genug

Die in dieser und im letzten Monat veröffentlichten Arbeiten zeigen, dass es etwa vier oder fünf genetische Veränderungen für H5N1 erfordern würde, zu einer Form zu mutieren, die eine Pandemie beim Menschen auslösen könnte, und dass einige dieser Mutationen bereits in der Natur aufgetreten sind.


Eingefärbte Transmissionselektronenmikroskopische Aufnahme von Aviären Influenza A H5N1-VirenIm Wissenschaft Diese Woche beschreibt ein Artikel, wie der Virologe Ron Fouchier von Erasmus MC in Rotterdam und den Niederlanden die genetische Struktur von H5N1 mit Grippeviren verglichen hat, die menschliche Pandemien verursacht und einige Kandidatengene identifiziert haben.
Fouchiers Team führte die Kandidatengene einzeln in einen tatsächlichen Stamm von H5N1 ein, der von einem indonesischen Patienten isoliert wurde, und testete die künstlich mutierten Stämme bei Frettchen, um zu sehen, wie leicht sie sich ausbreiten würden (Frettchen sind ein beliebtes Modell für die Grippesuche). Sie folgern, dass H5N1 nur fünf genetische Veränderungen benötigt, um es in eine Form zu verwandeln, die sich leicht ausbreiten und eine menschliche Pandemie auslösen kann.
(Tatsächlich ist die "Schlussfolgerung" von fünf Mutationen nicht genau zutreffend, es ist eine Medienkurzschrift, die einen vernünftigen Kern einer komplizierteren Geschichte gibt. Fouchiers Team testete eine Anzahl von Stämmen und fand heraus, dass bis zu neun Mutationen in jedem übertragbaren Stamm relevant waren , aber sie hatten alle fünf gemeinsame Mutationen, so dass die Zahl fünf entstanden ist. Aber es besteht immer noch die Möglichkeit, dass einige der anderen Mutationen eine Rolle spielen könnten.)
Fouchier und seine Kollegen schließen auch, dass das Virus die Fähigkeit zur luftgetragenen Übertragung zwischen Säugetieren erwerben kann, ohne Gene mit einem anderen Grippevirus austauschen zu müssen, während ein Zwischenwirt co-infiziert wird (dh durch Anhäufung innerhalb des Stammes ohne die Hilfe von genetischem Reassortment).
Im Natur Im letzten Monat beschreibt ein anderer Artikel aus einer Gruppe, die von Yoshihiro Kawaoka von der Universität von Wisconsin, Madison in den USA und der Universität von Tokio in Japan geleitet wird, mit einem anderen Ansatz als Fouchiers Team, wie es nur vier genetische Veränderungen erfordern würde. um das Vogelgrippevirus in eine Luftbelastung zu verwandeln.
Statt eine tatsächliche H5N1-Belastung einzunehmen und dann Gene wie bei den Niederländern einzusetzen, erschuf Kawaokas Team einen Hybridstamm des Vogelgrippevirus und des bereits in der Luft schwebenden H1N1-Virus "Schweinegrippe". (Ein solcher Stamm könnte theoretisch durch "Reassortment" oder Gen-Swapping zwischen Viren entstehen).
Dann zeigten sie, auch unter Verwendung von Frettchen, dass die Hybride dank vier fein austarierten Mutationen stärker an Zellen von Säugetieren binden und sich in ausreichender Menge replizieren können, um sich über Atmungströpfchen ausbreiten zu können.
In dem anderen Wissenschaft In dieser Woche veröffentlichten Studie erklären Forscher (einschließlich Kawaoka und Fouchier) unter der Leitung des Mathematikers Derek Smith von der Universität Cambridge in Großbritannien, wie sie die Wahrscheinlichkeit der Entstehung eines pandemischen H5N1-Stammes untersucht haben und wie sie mithilfe von Überwachungsdaten gesucht haben Hinweise darauf, ob einige der in den Kawaoka und Fouchier Papieren beschriebenen Mutationen bereits in der Natur aufgetreten sind.
Sie haben das gefunden mehrere wilde Stämme von H5N1 sind drei Mutationen entfernt von den vier in Kawaokas Papier beschriebenen und den fünf in Fouchiers Arbeit. Und sie fanden auch ein paar seltene Fälle, in denen der Stamm nur zwei Mutationen entfernt ist.
Mit Hilfe einiger cleverer Mathe, die sie selbst entwickelten, schufen Smith und seine Kollegen ein Modell zur Simulation der viralen Evolution innerhalb des Wirts, um die Faktoren zu untersuchen, die die Wahrscheinlichkeit erhöhen oder verringern, dass ein Virus mit einigen der Mutationen die verbleibenden entwickeln kann es hatte einen Säugetierwirt infiziert.
Der erste Autor Colin Russell von der Universität von Cambridge, sagte in einem Kommentar in einer berichtet Wissenschaft News und Analyse Artikel, dass ein Virus, der nur drei Mutationen entfernt von der Fähigkeit ist, in der Luft zu sein, "wahrscheinlich" ist, dies zu tun, aber es gibt so viele Unbekannte, die sie nicht zahlen konnten. Der Hauptwert des Papiers ist, dass es andere in die richtige Richtung weist:
"Diese Faktoren, kombiniert mit dem Vorhandensein einiger dieser Substitutionen in zirkulierenden Stämmen, machen einen Virus in der Natur zu einer potenziell ernsthaften Bedrohung. Diese Ergebnisse heben kritische Bereiche hervor, in denen mehr Daten benötigt werden, um diese Bedrohung zu bewerten und möglicherweise zu verhindern." schreibe die Autoren.

Wie die Biosecurity verzögerte Veröffentlichung betrifft

Diese Papiere erschienen nach monatelanger internationaler Debatte darüber, ob diese Informationen veröffentlicht werden sollten und ob die Forscher die Experimente überhaupt durchgeführt haben sollten.
Im Dezember letzten Jahres empfahl das US-amerikanische National Science Advisory Board für Biosecurity (NSABB), dass die Kawaoka und Fouchier-Studien, weil sie so viele Details darüber offenbaren, wie die Mutationen eingeführt werden könnten, nicht vollständig veröffentlicht werden sollten. Die Besorgnis bestand darin, dass die Informationen von Terroristen zur Schaffung einer Biowaffe genutzt werden könnten, und dieses Risiko überwog die Vorteile für die öffentliche Gesundheit.
Einige Monate später änderte die NSABB nach Überprüfung der überarbeiteten Fassungen ihre Position und empfahl der US-Regierung, die Papiere vollständig zu veröffentlichen.
In einer Ende März veröffentlichten Erklärung sagte der Vorstand, obwohl die Papiere immer noch Informationen enthalten, die für diejenigen nützlich sein könnten, die sie nutzen würden, um Schaden anzurichten, veranlassten die neuen Informationen sie, ihre Risiko-Nutzen-Rechnung so zu ändern, dass die Vorteile überwiegen jetzt die Risiken.
Ein Expertengremium, das die Weltgesundheitsorganisation (WHO) beriet, hatte einen Monat zuvor eine ähnliche Schlussfolgerung gezogen.
Dies machte den Weg frei für Natur das Kawaoka-Papier letzten Monat zu veröffentlichen, und für Wissenschaft um die Fouchier-Studie diesen Monat zu veröffentlichen.
In der Zwischenzeit reagierten die Influenza- Wissenschaftler mit einem Moratorium auf sich selbst, wodurch einige Arten von H5N1-Forschung effektiv gestoppt wurden, und die US-Regierung brachte neue Gesetze ein, um staatlich finanzierte Studien mit gefährlichen Krankheitserregern zu kontrollieren.
Nach der ersten NSABB-Entscheidung versuchte die niederländische Regierung auch, die Veröffentlichung von Fouchiers Papier zu beschränken, indem er darauf bestand, dass er eine Exportlizenz beantragte, die er schließlich auch erhielt und erhielt.
Fouchier sagte diese Woche, dass die Veröffentlichung der Arbeit den Wissenschaftlern die bestmögliche Chance gibt, künftige Grippepandemien zu bekämpfen.
"Wir hoffen zu erfahren, welche Viren Pandemien verursachen können, und wissen, dass wir in der Lage sind, sie zu verhindern, indem wir strenge Tilgungsprogramme durchsetzen", sagte er BBC News.
Die Aktivitäten im Zusammenhang mit der Veröffentlichung dieser Papiere haben auch dazu beigetragen, die Aufmerksamkeit darauf zu lenken, was getan werden muss, um wirksamer mit der Forschung zu arbeiten, die missbraucht werden könnte, die so genannte "Dual-use-Forschung von Interesse" oder DURC.
Dr. Bruce Alberts, Wissenschaft ist Chefredakteur sagte in einer Erklärung der BBC, dass es so aussieht, als müssten wir ein "umfassendes internationales System zur Bewertung von DURC" entwickeln. Er sagte, ein solches System sollte es Menschen mit einem Bedürfnis ermöglichen, "Zugang zu Informationen" zu haben, die in einem veröffentlichten wissenschaftlichen Bericht nicht enthalten sind.
Aber Fouchier sagte, er bezweifle, dass ein solches System überhaupt praktikabel ist, egal was angemessen ist.
"Man kann keine Informationen mit so vielen Leuten teilen und sie vertraulich behandeln", sagte er der BBC.
Fouchier sagte, die allgemeine Regel sollte sein, Forschungsinformationen frei verfügbar zu machen, damit Wissenschaftler darauf aufbauen können.
Geschrieben von Catharine Paddock

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