A fertőző betegségek biológiai invázióknak is tekinthetők, állítja egy, a BioScience folyóiratban megjelent friss tanulmány. Az invázióbiológia olyan fajokkal foglalkozik, amelyek emberi közvetítéssel, eredeti elterjedési területüket elhagyva, új területeken telepednek meg, és jelentős hatást gyakorolnak a biodiverzitásra, az ökoszisztéma-szolgáltatásokra és az emberi jóllétre. Az invazív fajok egy része hordozója a különböző fertőző betegségeknek, de globalizált világunkban ez utóbbiak is biológiai invázióknak tekinthetők. A humán patogének és a makroszkopikus, „szabadon” élő invazív fajok között jelentős különbségek lehetnek a gazdaspecificitás, az immunitás, és az interakciók idő- és térléptékének kérdései tekintetében. Ezek ellenére azonban érdemes a párhuzamot jobban felfejteni – ennek részletes megvalósítása ez idáig váratott magára. A Viewing Emerging Human Infectious Epidemics through the Lens of Invasion Biology című tanulmány az inváziók és a fertőző betegségek terjedésének párhuzamait, eltéréseit és a két témakör összekapcsolásának előnyeit foglalja össze.

A globalizációval mind a humán patogének, mind az invazív fajok száma emelkedik, és nem látszik a telítődés jele. Az invazív fajokat – beleértve a patogéneket – ugyanazok a globális hálózatok szállítják keresztül-kasul a világban, amelyek termékeket és embereket visznek távoli helyekre, tehát az útvonalaik hasonlók. E helyeken nagy eséllyel olyan naiv ökológiai és emberi közösségekkel találkoznak, amelyekkel korábban sosem.

Az idegenhonos, agresszíven terjedő fajok és a fertőző betegségek terjedése lényegileg azonos fázisokat és hasonló dinamikákat mutat: a szállítás vagy kitettség (transport, exposure) a megfertőződés vagy behurcolás (introduction, infection), a megtelepedés vagy átadás (establishment, transmission), illetve a terjedés vagy epidémiák (spread, epidemics) fázisait. Ugyanakkor nagy különbségek tapasztalhatók például a terjedés ütemében. Epidémiák esetén a humán patogének terjedése jellemzően messze felülmúlja a szabadon élő makroszkopikus élőlényekét. Az eltérés akár két-három nagyságrend is lehet, azaz százszor, ezerszer gyorsabb a humán patogének terjedése, mint az invazív makroszkopikus fajoké vagy akár a növényi patogéneké. Ennek oka a rövid generációs idejük, a magas mutációs rátájuk és a nagyságrendekkel nagyobb effektív populációméretük. A két csoport terjedésére egyaránt jellemző a késleltetési idő. Invazív fajok esetében az invázió fázisai között, valamint a behurcolás és a terjedés ideje között, míg patogének esetén a megfertőződés és a tünetek megjelenése között eltelt időt szokás vizsgálni. Invazív fajoknál a késleltetés sok évtized is lehet, patogének esetén ez néhány naptól (például SARS-CoV) néhány évig terjed (például HIV). Mindezeknek alapvető jelentőségük van arra nézve, hogy milyen módon érdemes megelőzni és kezelni az inváziókat és a járványokat.

A magyarázó hipotézisek elemzése is gyümölcsöző lehet. Az inváziókat számos tényező befolyásolja, amelyek öt fő tényezőhöz kötődnek. Összjátékuk és fontosságuk erősen kontextusfüggő, és befolyásolja a vizsgált lépték.

Az egyik ilyen tényező a propagulumnyomás: minél több alkalommal és minél nagyobb számban kerül be egy faj (illetve terjesztőképletei), annál nagyobb eséllyel válik invazívvá. Ez megfelel a patogének kapcsán ismert dózis-válasz görbének.

Az entitás (élőlény vagy vírus) tulajdonságai is jelentősek, különösen, amelyek a növekedéssel, szaporodással és terjedési sebességgel kapcsolatosak. Ezek jórészt magyarázatot nyújtanak arra, hogy egyes idegenhonos fajok miért viselkednek erősebben invazív módon. A patogének fitneszét két fő tényező, a virulencia és az átadhatóság (transmissibility) határozza meg, de a gazdaspecificitásnak is nagy jelentősége van. Az egy-egy konkrét gazdafajhoz nem kötődő generalisták nagyobb eséllyel válnak zoonotikus átadások alanyaivá.

A biotikus interakciók alapvető módon befolyásolják a jövevény sikerét. Vannak fajok, amelyek egy ökoszisztémában invazívként viselkednek, egy másikban viszont nem, ami aláhúzza az őshonos és idegenhonos fajok közötti interakciók fontosságát. Az új helyen mutatott siker mögött álló egyik legismertebb jelenség, hogy az új környezetben felszabadul a jövevény a korábban őt korlátozó ellenségek (patogének, paraziták, ragadozók) nyomása alól. A fertőző betegségek világából itt említhető példa, hogy a más állatról emberre ugró patogéneket az emberi mikrobióta virofágjai és bakteriofágjai nagy valószínűséggel nem azonosítják és nem lépnek fel ellenük. Az is ide tartozik, hogy megfertőződés (például HIV) esetén az ember gyakran fogékonyabbá válik az újabb betegségekre.

Az élőlények ökológiai-evolúciós tapasztalatai mindkét jelenségnél szintén meghatározóak. Invázió során azok a fajok, amelyeknél az új helyen hiányoznak a hozzájuk funkcionálisan vagy filogenetikailag közel álló fajok, nagyobb zavarokat okozhatnak az  életközösségekben. Fertőző betegségek kapcsán a malária hozható fel példaként: azok az embercsoportok, amelyek régebb óta és jobban ki voltak téve ennek a betegségnek, kevésbé fogékonyak rá, és megfertőződés esetén enyhébbek a tüneteik. Újonnan megjelenő betegségek terjedésénél az emberi népességen belül a megfertőzött emberek arányának növekedésével csökken a naivitás.

Az ötödik fontos tényezőt a befogadó rendszer jellegzetességei jelentik. Az érintetlenebb, biodiverzebb ökológiai rendszerek jobban ellenállnak az invázióknak, és nehezítik a betegségek terjedését (mivel a patogén kisebb eséllyel találkozik újabb gazdával). Emberekben a patogének előtt álló akadályok egyike a mikrobióta. Ezen életközösség összetételének, változatosságának a baktériumokkal szembeni ellenálló képességünkkel való összefüggése fontos kutatási terület.

A biológiai inváziók és a járványok előrejelzése egyaránt jelentős kihívás, a két terület azonban segítheti egymást. A tanulmány számos példával, meglátással mutatja be, hogy az adatok, indikátorok, modellek, tényezők és megközelítések terén milyen szinergiák lehetnek a két jelenség kutatásában, illetve milyen tanulságokat szolgáltathatnak egymásnak. Ilyen például a közös adatbázisok működtetése, de módszertani, gyakorlati és elméleti szempontból is van lehetőség az egymástól való tanulásra.

Bár a két témakör igen különböző tudományterületeken alapul, a céljuk lényegileg azonos: biológiai kockázatok csökkentésére törekednek. A szerzők kiemelik, hogy nagy szükség van az olyan integratív megközelítésekre, amelyek egyszerre foglalkoznak a fertőző betegségekkel és a biológiai inváziókkal, hiszen ezek számos módon összekapcsolódnak. A globális környezeti problémák közötti, összetett kapcsolatrendszer mindkét jelenséggel összefügg, ami további érv az olyan átfogó megközelítések mellett, mint amilyen például az úgynevezett One Biosecurity koncepció.

Szemlézte:

Pribéli Levente

Eredeti közlemény:

VilÀ, M., Dunn, A. M., Essl, F., GÓmez-DÍaz, E., Hulme, P. E., Jeschke, J. M., ... & Gallardo, B. (2021). Viewing emerging human infectious epidemics through the lens of invasion biology. BioScience, 71(7), 722-740.