Articles

Proč jsou někteří lidé strašně nemocní z COVID-19

Můžete si odfrknout a je hotovo. Můžete mít horečku s kašlem a neutišitelnou únavou po dobu pěti dnů – nebo deseti. Nebo můžete skončit v nemocnici, dýchat vzduch do ucpaných plic a v těle vám zuří imunologická bouře. A možná se z COVID-19 nedostanete živí.

Co rozhoduje o tom, že někdo zoufale onemocní nemocí, která si razí cestu napříč planetou? Pravděpodobně znáte široké kategorie lidí, kteří jsou vystaveni většímu riziku: starší osoby, muži, ti, kteří trpí určitými chronickými onemocněními, a – zejména v USA a Anglii – lidé barevné pleti. Výzkumníci se však těmito skupinami zabývají hlouběji, aby zjistili základní biologické i sociální příčiny jejich zranitelnosti. Vyšetřovatelé například dávají riziko související s věkem do souvislosti s tím, jak se v průběhu let mění imunitní systém, a zkoumají rozdíly v imunitních reakcích mezi muži a ženami. Někteří vědci zkoumají genetické odchylky, které mohou zvyšovat náchylnost. Jiní upozorňují na sociální, environmentální a ekonomické faktory, které zvyšují riziko, včetně rasismu.

U daného jedince se prvky rizika vrství jako vrstvy ruské panenky. Nejvnitřnější jádro zahrnuje geny, biologické pohlaví a věk. Buněčné a hormonální faktory, které tyto charakteristiky doprovázejí, ovlivňují zranitelnost vůči infekčním mikrobům, včetně SARS-CoV-2, koronaviru způsobujícího pandemii. Druhou vrstvu tvoří nemoci a chronické stavy získané v průběhu času, z nichž mnohé usnadňují viru vstup do buněk nebo ztěžují tělu účinný boj s ním. Vnější vrstva odráží nahromaděné zářezy a vrypy vnějších okolností: bytové a pracovní podmínky, špatný přístup ke zdravotní péči, stav výživy a vystavení toxinům a znečištění. U lidí barevné pleti tyto sociální a ekonomické aspekty zahrnují kumulovaný stres ze systémového rasismu a diskriminace.

Tyto vrstvy nejsou nezávislé. Se stárnutím například přichází více chronických onemocnění a příliš často i zhoršení životních podmínek, jako je bydlení, sociální podpora a potravinové zabezpečení. U infekce, která se objevila před necelými osmi měsíci, nejsou známy ani všechny rizikové faktory, které k ní přispívají. Přesto lze podle vědců použitím stávajících vědeckých poznatků na nově se objevující údaje o vlastnostech, které tyto vrstvy tvoří, začít chápat dramatický rozsah závažnosti COVID-19.

Jak věk ovlivňuje imunitu

Věk je pravděpodobně největším faktorem určujícím, jak moc někdo onemocní koronavirem. V Číně, kde pandemie začala, měl průměrný člověk s potvrzenou infekcí 2,3% šanci, že zemře. U lidí mezi 70 a 79 lety to však bylo 8 procent a u osob starších 80 let 14,8 procenta. V New Yorku téměř polovina potvrzených úmrtí připadala na starší osoby ve věku 75 let a více a další čtvrtina na osoby ve věku 65 až 74 let. Analýza 17 milionů lidí v Anglii, publikovaná v červenci v časopise Nature, dospěla k závěru, že u pacientů starších 80 let byla pravděpodobnost úmrtí na infekci nejméně 20krát vyšší než u padesátníků.

„Věk byl naším největším prediktorem výsledku,“ říká Mangala Narasimhan, regionální ředitel oddělení kritické péče společnosti Northwell Health, největšího poskytovatele zdravotní péče v oblasti New Yorku, a spoluautor zprávy v časopise JAMA o charakteristikách 5700 hospitalizovaných pacientů s COVID-19. „Věk byl naším největším prediktorem výsledku,“ říká Mangala Narasimhan. Hustá koncentrace starších lidí v domovech pro seniory, kde se infekce mohou rychle šířit a prevence je často nedostatečná, je zjevně jedním z důvodů této korelace. Dalším faktorem je však biologie, zejména stárnutí imunitního systému.

S přibývajícími desetiletími se lidský organismus stává méně účinným v boji proti infekcím. Tento pokles je jedním z důvodů, proč zhruba 90 % úmrtí na chřipku v USA připadá na osoby starší 65 let a proč vakcíny u starších osob méně chrání. Naše obranné buňky se v podstatě ztenčují co do počtu a rozmanitosti. A stejně jako staří bojovníci se více zaměřují na boj se včerejšími bitvami se známými nepřáteli, než aby se vypořádaly s něčím novým, jako je nejnovější kmen chřipky nebo nový koronavirus.

S přibývajícím věkem se v kostní dřeni, respektive brzlíku, přestávají ve velkém množství vytvářet buňky B, které vytvářejí protilátky, a buňky T, z nichž některé přímo zabíjejí infikované buňky a některé na ně upozorňují. Nakonec se produkce téměř zastaví. „Z požární hadice v osmi letech se stane děravý, kapající kohoutek, když je vám 80 let,“ vysvětluje imunolog Kenneth Dorshkind, profesor patologie a laboratorní medicíny na Kalifornské univerzitě v Los Angeles. Starší lidé si udržují populace těchto základních imunitních buněk v lymfatických uzlinách a slezině, ale „s věkem se u nich objevují defekty, takže nefungují tak dobře,“ říká.

S věkem se například kmen i ramena molekuly protilátek ve tvaru písmene Y stávají méně pružnými. To omezuje schopnost těla upravit je tak, aby odpovídaly neznámému útočníkovi. V důsledku toho se protilátky nemusí tak účinně uzamknout. T-lymfocyty mezitím ztrácejí velkou část rozmanitých receptorů, které jim umožňují reagovat na různé patogeny, a mohou postrádat sílu k rychlému množení v reakci na infekci, říká Jörg Goronzy, imunolog, který studuje stárnutí T-lymfocytů na Stanfordově univerzitě. „Zdraví staří lidé ztratili nejméně 75 % svého repertoáru T buněčných receptorů,“ odhaduje. „V určitém okamžiku nám mohou chybět receptory, které se optimálně hodí“ pro napadající mikroby.

Starší lidé jsou také mnohem náchylnější k chronickým onemocněním, která zahrnují nízký stupeň zánětu, což zřejmě dále ohrožuje imunitní systém. Podle Goronzyho není jasné, zda se geriatrický imunitní systém uchyluje k většímu zánětu, aby tělo ochránil, nebo zda zánět přichází jako první a oslabuje obranyschopnost. Má podezření, že jde o kombinaci obou těchto faktorů. On i Dorshkind předpovídají, že pokud bude k dispozici vakcína proti koronavirům, bude pravděpodobně méně chránit staré lidi. Stejně jako v případě očkování proti chřipce bude možná nutná extra silná dávka nebo nějaký druh posilující vakcíny.

Proč muži dopadají hůře

K závažnosti COVID-19 přispívá také pohlaví: muži mají zhruba dvakrát větší pravděpodobnost, že na infekci zemřou, než ženy, i když rozdíl mezi pohlavími se v jednotlivých místech poněkud liší. Například v Itálii tvořili muži 70 % osob, které zemřely letos na jaře, v USA to bylo 59 %. Zda se muži také častěji nakazí, není jasné kvůli předpojatosti a rozdílům mezi jednotlivými zeměmi v tom, kdo se nechává na virus testovat. Celosvětově jsou však „údaje o úmrtnosti robustnější a konzistentnější“, říká molekulární bioložka Sabra Kleinová, spoluředitelka Centra pro výzkum zdraví žen, pohlaví a genderu Johnse Hopkinse.

Kleinová vidí tři pravděpodobné biologické faktory relativního přežití žen. Za prvé, ženský imunitní systém je jednoduše silnější téměř na všech úrovních, částečně proto, že ženské estrogenové hormony mají tendenci imunitní systém posilovat, zatímco mužské androgenové hormony mají tendenci jej tlumit. (Nadměrná obranyschopnost je pro ženy dvojsečná zbraň, za kterou platí vyšším rizikem autoimunitních onemocnění.)

„Když ženský imunitní systém spatří virus, máme tendenci reagovat mnohem rychleji a reakce je často větší,“ říká Klein. Tato výhoda, která zahrnuje protilátkovou odpověď, byla prokázána u jiných infekcí a reakcí na vakcíny a u myších modelů dřívějšího koronaviru SARS, který také zabíjel více mužů než žen. Je možné, že se u žen vyvinul silnější imunitní systém, který umožňuje přenos protilátek, mezibuněčných signálů zvaných cytokiny a dalších obranných mechanismů na jejich děti v děloze a prostřednictvím mateřského mléka.

Druhým faktorem rozdílu mezi pohlavími je podle Kleina to, že „s nástupem padesátky a šedesátky mají muži více základních onemocnění – srdečních chorob, hypertenze, cukrovky“ – které zhoršují následky koronavirů. U žen se tato onemocnění objevují poněkud později, což by mohlo pomoci vysvětlit, proč se zdá, že rozdíl mezi úmrtností mužů a žen v USA je největší ve věkovém rozmezí 45-64 let.

Třetím možným faktorem, který k tomu přispívá, jsou rozdíly mezi geny na ženském pohlavním chromozomu X a mužském pohlavním chromozomu Y. „Ukazuje se, že na chromozomu X je více než 60 genů spojených s imunitními funkcemi,“ říká Klein. Některé z nich se podílejí na produkci interferonů, klíčových modulátorů reakce organismu na viry. „Moje skupina a další ukázali, že ženy vykazují větší expresi některých z těchto genů než muži,“ dodává Klein, „a to může mít funkční význam.“

Na vyšší úmrtnosti mužů se může podílet i chování. V mnoha kulturách muži častěji kouří – tento zlozvyk je spojován s horší prognózou. Ženy naopak inklinují k ochranářštějšímu chování. Podle metaanalýzy z roku 2016, kterou provedly Kelly Moranová a Sara Del Valleová z Národní laboratoře v Los Alamos, měly asi o 50 % vyšší pravděpodobnost než muži, že budou nosit obličejovou masku, mýt si ruce a vyhýbat se veřejné dopravě během dřívějších epidemií respiračních onemocnění, jako byla ptačí chřipka a SARS. Podle průzkumu, který v březnu a dubnu provedl Národní úřad pro ekonomický výzkum, tyto rozdíly v postojích a chování mužů a žen přetrvávají i během současné pandemie. Z odpovědí 21 649 lidí v osmi vyspělých zemích vyplynulo, že ženy s větší pravděpodobností berou COVID-19 vážně a souhlasí s dodržováním veřejných bezpečnostních opatření.

Genetická zranitelnost

Na zranitelnost vůči COVID-19 mohou mít vliv i jiné geny než ty na pohlavních chromozomech. Andrea Ganna a Mark Daly, oba z Ústavu molekulární medicíny Finské univerzity v Helsinkách, zorganizovali celosvětové konsorcium nazvané COVID-19 Host Genetics Initiative, jehož cílem je hledat genetické varianty, které by mohly lidi vystavit vyššímu nebo nižšímu riziku vážného onemocnění. (Většina variant ovlivňuje geny nepatrným způsobem, aniž by zasahovala do jejich hlavních funkcí). Některá z nejzajímavějších zjištění zatím pocházejí ze studie na 1 980 pacientech v Itálii a Španělsku, která byla publikována v časopise New England Journal of Medicine. Vědci identifikovali shluk variant na chromozomu 3, které jsou u pacientů s COVID-19 spojeny s těžkým onemocněním a respiračním selháním. Několik z těchto genů kóduje klíčové molekuly imunitního systému zvané cytokiny. Další z nich kóduje protein, který interaguje s molekulární bránou, kterou virus využívá ke vstupu do buněk: povrchový enzym zvaný angiotenzin-konvertující enzym 2 neboli ACE2.

Ještě předběžněji badatelé zjistili, že geny na chromozomu 9, které určují krevní skupinu, by mohly souviset s rizikem, takže lidé s krevní skupinou A jsou o něco více ohroženi těžkým onemocněním. Ganna říká, že „toto zjištění je zatím ve hvězdách“, protože rozsáhlejší analýza ho nepotvrdila. „Ale signál na chromozomu 3 je skutečný a byl spolehlivě replikován. Je spojen se závažností COVID.“

Druhá genetická iniciativa, kterou vedou Jean-Laurent Casanova z Rockefellerovy univerzity a Helen Su z Národního institutu pro alergie a infekční choroby, hledá geny, které by mohly pomoci vysvětlit dva typy pandemických odchylek. První skupinu tvoří mladí, jinak zdraví jedinci, u nichž se vyvine těžká forma COVID-19, neboli, jak říká Casanova, „člověk, který v roce 2019 uběhne maraton a pak leží na jednotce intenzivní péče a je intubován“. Druhou skupinu tvoří lidé, kteří i přes extrémní expozici zůstávají nenakaženi, například virus negativní manžel/ka nemocného pacienta. „Budeme testovat hypotézu, že někteří z nich jsou nositeli jednogenových variací, které je činí přirozeně odolnými vůči vstupu viru,“ říká Casanova. Takový gen, pokud existuje, by byl analogický genu objevenému v roce 1996 s názvem CCR5 delta 32, který propůjčuje odolnost vůči HIV.

Identifikace genů zajišťujících imunitu nebo zvyšujících zranitelnost, i když je jejich vliv malý, by mohla nabídnout užitečné vodítko pro vývoj léků proti COVID-19, říkají Ganna a Casanova.

Jak základní onemocnění zvyšují riziko

Od prvních dnů pandemie bylo jasné, že pacienti s určitými chronickými onemocněními jsou SARS-CoV-2 obzvláště ohroženi. Zpráva časopisu JAMA o 5 700 pacientech, kteří byli hospitalizováni kvůli COVID-19 v New Yorku a okolí, zjistila, že 94 % z nich trpělo alespoň jedním chronickým onemocněním a 88 % jich mělo více než jedno.

V polovině června zveřejnilo americké Centrum pro kontrolu a prevenci nemocí analýzu 287 320 potvrzených případů, u nichž byly hlášeny doprovodné choroby. Z ní vyplynulo, že nejčastějšími z nich byly kardiovaskulární onemocnění (u 32 % pacientů), cukrovka (30 %) a chronické plicní onemocnění (18 %). Lidé s COVID-19, kteří měli tato chronická onemocnění, byli šestkrát častěji hospitalizováni a dvanáctkrát častěji umírali než ti, kteří je neměli.

Vysoce rizikové stavy mají několik společných rysů. Za prvé, většina z nich je spojena s chronickým zánětem nízkého stupně, který ohrožuje funkci imunitního systému. Ačkoli přesné mechanismy, kterými tak zánět činí, nejsou jasné, existuje několik hlavních podezřelých. Jedním z nich, přinejmenším u lidí s výraznou nadváhou, je aktivita tukových buněk, které chrlí řadu zánětlivých látek, jako je například interleukin-6. „Lidé s nadbytkem tukové tkáně mohou mít dysregulovanou imunitní reakci a nejsou schopni čelit závažné infekci,“ říká Erin D. Michosová, kardioložka a epidemioložka z Johns Hopkins University School of Medicine.

Diabetes, hypertenze, kardiovaskulární onemocnění a obezita mají ještě něco společného, poznamenává Narasimhan: „U všech dochází k upregulaci ACE2.“ Zvýšená exprese tohoto proteinu u těchto stavů může případně poskytnout viru více vstupních bodů do celého těla. Lékaři již vědí, že virus SARS-CoV-2 proniká do hostitele dýchacími cestami a napadá plíce. Další důkazy však naznačují, že se může přesunout do dalších tkání bohatých na ACE2, jako jsou srdce a ledviny. Když zasáhne tyto orgány, může dojít k poškození – ať už samotným virem nebo bojem organismu o jeho zadržení – k tvorbě krevních sraženin a mrtvici, poškození ledvin, infarktu, srdečnímu selhání a arytmii.

Michos říká, že již existující chronická onemocnění ohrožují pacienty s COVID-19 více způsoby. Na nejelementárnější úrovni mají lidé s těmito onemocněními menší „kardiopulmonální rezervu“, kterou mohou využít, když tělo bojuje s masivní respirační infekcí. Nedostatek kyslíku z přetížených plic nutí srdce pracovat tak intenzivně, že může selhat – zejména pokud je jeho kapacita již omezena zúženými tepnami nebo srdečním onemocněním. „Je to jako obrovský zátěžový test,“ říká Michos. Další cestou k nebezpečí jsou dnes již nechvalně známé výkyvy imunitního systému známé jako cytokinové bouře, které mohou ještě více poškodit již tak křehké orgány.

Nebezpečí nerovnosti a rasismu

Kromě vnitřních vrstev ovlivňuje zranitelnost vůči viru, jako je SARS-CoV-2, také celá řada vnějších stresorů. Vzhledem k tomu, že pandemie zachvátila obyvatelstvo USA, vybrala si nerovnoměrnou daň. Analýza CDC z poloviny června se zabývala 599 636 případy v USA, u nichž byla uvedena rasa a etnická příslušnost. Zjistila, že 33 % případů se vyskytlo u osob latinskoamerického původu a 22 % u černochů, přestože tyto skupiny tvoří pouze 18 %, resp. 13 % americké populace. Některé indiánské skupiny, jako například Navahové, jsou také nesmírně zasaženy. Neúměrně vysoká je i úmrtnost: Černošští Američané umírají celkově více než dvakrát častěji než běloši. V některých státech dochází k jejich úmrtí čtyřikrát až pětkrát častěji.

K tomuto nadměrnému počtu úmrtí přispívá mnoho faktorů, které však pramení z předpojatých postojů a jednání americké společnosti, nikoli z biologie černých Američanů, říká epidemioložka a rodinná lékařka Camara Phyllis Jonesová z Morehouse School of Medicine. „Rasa neznamená vyšší riziko. Rasismus vás vystavuje vyššímu riziku,“ říká Jonesová, která je bývalou prezidentkou Americké asociace veřejného zdraví. „Rasismus vás vystavuje vyššímu riziku prostřednictvím dvou mechanismů: jsme více nakaženi, protože jsme více vystaveni a méně chráněni, a pak, jakmile se nakazíme, máme větší pravděpodobnost, že budeme mít velmi těžký průběh a zemřeme.“

Vyšší riziko nákazy virem přichází jak v zaměstnání, tak doma. Analýza provedená pro agenturu Bloomberg například zjistila, že pouze 19,7 % černošských pracovníků mohlo během výluk pracovat na dálku, na rozdíl od 29,9 % bílých pracovníků. Větší část pracovních míst, která zastávají barevní, jsou zásadní, ale špatně placená. Jedná se o pozice, jako je pomocná síla v domácnosti, pracovník v obchodě s potravinami, balič masa, pracovník rozvážkové služby a nemocniční sanitář – tedy pozice, které vyžadují neustálý kontakt s veřejností nebo stísněné podmínky se spolupracovníky, což obojí vede k vysoké expozici koronaviru. Tato zaměstnání nemají takovou ochranu, jako je práce na dálku, kterou mají zaměstnanci na lépe placených pozicích. Jonesová říká, že pro tyto pracovníky „osobní ochranné prostředky přicházejí velmi pomalu“.

Podle jejích slov navíc mnoho barevných lidí žije ve čtvrtích s vysokou hustotou obyvatelstva a nižšími příjmy. „Bydlíte v jednopokojovém bytě, kde žije pět lidí a jeden z nich je vaše babička,“ vypráví Jones. „Nemůžete se bezpečně izolovat, takže lidé jsou více vystaveni nákaze ze strany rodinných příslušníků, kteří jsou pracovníky v první linii, kteří odešli ven a pak infekci přinesli domů.“ Kromě toho je ve srovnání s bílými Američany vyšší podíl příslušníků menšinových skupin držen ve věznicích a přespává v útulcích pro bezdomovce, kde se infekce rychle šíří.

Když se barevní lidé nakazí koronavirem, jsou více ohroženi vážným onemocněním, protože na jejich bedrech leží větší zátěž chronických onemocnění, kvůli kterým může být COVID-19 smrtelnější. Černošští Američané například trpí o 40 % častěji hypertenzí a o 60 % častěji cukrovkou než bílí Američané. U původních obyvatel Ameriky je zase dvakrát vyšší pravděpodobnost, že budou mít cukrovku, než u bílých Američanů. K této zvýšené míře onemocnění přispívají strukturální nerovnosti – například čtvrti s nedostatkem kvalitních potravin, absence bezpečných míst a volného času pro pohyb a špatná kvalita ovzduší, upozornila Sherita Hill Goldenová, endokrinoložka z Johns Hopkins Medicine, na květnovém semináři o rasových rozdílech a COVID-19.

K této zátěži přispívá horší přístup k lékařské péči a diskriminace v rámci systému zdravotní péče. Když se pandemie na začátku jara zhoršila, mnoho barevných lidí mělo problém nechat se na COVID-19 otestovat. „Testovací místa se často nacházela v bohatších čtvrtích,“ říká Jones. „Nebo se tam testovalo autem. A co když nemáte auto?“

Golden poukazuje na to, že strach z imigračních úřadů a obavy z nového pravidla Trumpovy administrativy o veřejných poplatcích – které ztěžuje lidem využívajícím Medicaid získání legálního imigračního statusu – mohou vést k tomu, že se osoby bez dokladů „vyhýbají využívání služeb, které by jinak mohly využít“.

Epidemiologové, kteří studují nerovnosti v oblasti zdraví, zjistili, že celoživotní stresory spojené s rasovou a etnickou diskriminací se přímo podepisují na zdraví. Předpokládá se, že trvale zvýšená hladina stresových hormonů, jako je kortizol a katecholaminy, zprostředkovává toto opotřebení a zhoršuje poškození tkání. V důsledku toho se u Američanů černé pleti dříve než u bělochů objevuje hypertenze, glaukom a některé další poruchy související se stárnutím. Arline Geronimusová, profesorka veřejného zdraví na Michiganské univerzitě, označila tento jev jako „zvětrávání“. Její výzkum naznačuje, že toto předčasné stárnutí nelze vysvětlit chudobou, a předpokládá, že je přímým důsledkem rasové nespravedlnosti a předsudků.

Jak se tyto a další rizikové faktory COVID-19 stávají jasnějšími, musí podle lékařů a vědců zdravotnické orgány přesunout zdroje a zintenzivnit ochranu komunit, skupin a jednotlivců, kteří jsou nejzranitelnější. Tato snaha se začala projevovat například v pečovatelských domech – i když až po obrovských ztrátách na životech. Jedním z těchto zdrojů je diagnostické testování viru. „Víme, že existují komunity s vyšším rizikem, a tam bychom měli provádět více testů,“ říká Jones. A to znamená vyšetřovat lidi bez příznaků, kteří mohou virus šířit, aniž by věděli, že jsou nakaženi. „Pokud se omezíme pouze na testování lidí, kteří mají příznaky,“ varuje, „budeme pouze dokumentovat průběh pandemie, ale ztratíme možnost průběh pandemie změnit.“

Na individuální úrovni musí lidé zhodnotit všechny vrstvy své vlastní zranitelnosti, od biologické po společenskou, a udělat vše, co mohou, aby zmírnili nebezpečí prostřednictvím specifických pandemických praktik, jako je společenský odstup, nošení masek a vyhýbání se davům. (Důležité je také snažit se udržovat zdravé návyky, jako je správná strava a pravidelný pohyb, i když to současné okolnosti mohou ztěžovat.) Zároveň je dobré mít na paměti, že analýzy rizikových skupin odrážejí průměrné hodnoty. Jednotlivec nemusí mít žádné zjevné rizikové faktory, a přesto může skončit zoufale nemocný nebo mrtvý. „Jediným úkolem tohoto viru je replikovat se,“ upozorňuje Jones. „Prorazí si cestu přes všechny vnímavé osoby, které najde.“

Přečtěte si více o epidemii koronaviru z časopisu Scientific American zde. A přečtěte si zpravodajství z naší mezinárodní sítě časopisů zde.

Leave a Reply

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.