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Pourquoi ne développons-nous pas une immunité contre le rhume ?

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Nous souffrons tous du rhume, et cela, fréquemment. Pourquoi n'avons-nous pas développé d'immunité contre elle jusqu'à maintenant ? Par immunité, j'entends l'immunité en tant qu'espèce.


L'immunité de longue durée est obtenue au moyen du système immunitaire adaptatif et implique principalement le développement d'anticorps qui identifient des parties spécifiques (épitopes) des protéines de l'agent pathogène. Le rhume est généralement causé par un type de virus appelé rhinovirus. Les virus ont des taux de mutation très élevés, qui altèrent la séquence des protéines virales, modifiant leurs propriétés antigéniques. Cela modifie par conséquent la capacité des anticorps à reconnaître un antigène particulier.

En d'autres termes, nous faire développer une immunité durable contre le virus qui nous cause un rhume aujourd'hui, mais le virus qui nous cause un rhume quelques mois plus tard est quelque peu différent, et le système immunitaire adaptatif doit repartir de zéro.


Tout d'abord, je tiens à noter que ddiez a une bonne réponse, mais j'ai pensé que c'était une bonne question pour avoir une réponse plus étendue sur l'immunologie et la pathogenèse.

La première chose que nous devons établir ce qu'est un "rhume".

Le rhume le plus courant est le rhinovirus (HRV), mais le deuxième titulaire est un peu plus difficile à définir. Par exemple, le virus respiratoire syncytial (VRS) s'est avéré presque omniprésent à l'âge de deux ans. En fait, je ne suis pas d'accord avec l'article du Wiki sur le rhume qui place les coronavirus (au pluriel, ce qui n'est pas clair dans l'article) à la deuxième place. Par exemple, si vous examinez les rapports de session des hôpitaux, vous constaterez que le VRS et la grippe sont les plus courants. Maintenant, cela sélectionne ceux qui étaient suffisamment malades pour se faire soigner à l'hôpital, mais si vous regardez une étude récente plus approfondie menée dans des cliniques de santé, vous trouverez à nouveau le coronavirus dans une proportion beaucoup plus faible :

[Note éditoriale, si quelqu'un veut prendre le temps de MathJax cette table, s'il vous plaît allez-y. Il semblait trop grand pour insérer le tableau sous forme de texte. Voici l'original.]

Ainsi, un rhume est une infection causée par l'un des virus ci-dessus, un rhume courant étant probablement le VRC ou le VRS. Mais la façon dont le corps réagit à chacun d'eux est différente.

Deuxièmement, comment monter une réponse immunitaire à un rhume ?

Il existe deux types de réponses immunitaires chez l'homme : innée ou adaptative. (pour ne pas devenir technique, vous pouvez trouver des réponses en dehors de celles-ci). Les deux réponses sont extrêmement complexes et nécessaires pour combattre un rhume. Le système immunitaire inné est conçu pour gérer les réactions initiales aux agents pathogènes, mais c'est souvent le système immunitaire adaptatif qui « efface » (la clairance virale étant l'élimination de l'infection) l'infection totalement. Dans une nouvelle infection, le système immunitaire adaptatif met quelques jours à se développer, c'est pourquoi un rhume peut durer de quelques jours à deux semaines. C'est à ce moment que vous obtenez des cellules B produisant suffisamment d'anticorps pour éliminer l'infection. Ensuite, la prochaine fois que vous serez infecté par quelque chose du même sérotype, vous aurez un réservoir de cellules déjà amorcées pour produire une réponse immunitaire, et cela se produira plus rapidement. C'est du moins ce que le corps humain essaie de faire. Les virus essaient de "se soustraire" au système immunitaire et de proliférer (en reconnaissant bien sûr que c'est une personnification des virus, et qu'ils "n'essayent" pas de faire quoi que ce soit).

Le mot clé de la réponse adaptative est « roman ». Si l'agent pathogène est suffisamment différent, c'est-à-dire que les épitopes sont suffisamment différents, le système immunitaire ne le reconnaîtra pas. C'est la principale stratégie utilisée par HRV. Selon la personne à qui vous demandez, il existe entre 96 et 120 sérotypes de VRC, donc l'utilisation d'un nombre d'environ 100 semble raisonnable (120 est un nombre beaucoup plus récent et l'augmentation est largement corrélée à de meilleurs outils de diagnostic). Il ne semble pas y avoir de stéréotypes supplémentaires qui se développent/mutent rapidement (bien qu'ils le puissent probablement), donc au lieu d'être infecté par une version mutée du rhume que vous avez eu l'année dernière, vous obtenez une souche/sérotype différent qui était déjà en circulation. Ainsi, si vous avez une infection HRV différente une fois par an, vous avez environ 100 ans de rhume à virus Rihno (quand vous devenez réellement vieux, vous avez des problèmes de sénescence dans le système immunitaire).

RSV est une autre histoire. Vous ne développez pas une réponse immunitaire durable au virus en premier lieu :

(Tableau 10.6. Domaines Virologie; 6e édition. LWW 2013)

En fait, je connais un chercheur qui infecterait les membres de son laboratoire avec exactement la même souche de VRS tous les 6 mois pendant des années (avant que les gens n'arrêtent une telle chose… ). Pourquoi le VRS ne provoque pas une immunité durable - et en fait une immunité notablement plus courte - fait l'objet de recherches actuelles.

Comme vous pouvez le voir dans le tableau 10.6, les réponses muqueuses ne durent généralement pas aussi longtemps que les infections systémiques. Cela peut avoir du sens d'un point de vue macro-le mucus a réussi à empêcher l'agent pathogène de se propager au reste des tissus du corps, il n'est donc pas aussi critique de réagir. À un niveau plus spécifique, nous savons que davantage d'IgA sont produites et que les cytokines peuvent être différentes. Mais le RSV semble spécifiquement réduit. Une idée maîtresse est que deux des protéines produites par le virus, NS1 et NS2, provoquent une réponse immunitaire mal montée. En d'autres termes, le virus fabrique des matériaux qui interfèrent délibérément avec la réponse immunitaire adaptative. Un article intéressant qui vient de sortir aborde cette idée d'un candidat vaccin potentiel.


Pourquoi certaines personnes évitent les rhumes et d'autres pas

Lors d'un récent voyage à travers le pays, j'ai attrapé un rhume grave qui m'a empêché de travailler pendant une semaine. Ma mère de 85 ans, par contre, est restée en bonne santé. J'aurais peut-être pensé qu'à son âge, ma mère était plus fragile et donc plus susceptible de tomber malade. Je me suis trompé.

Un passager d'une compagnie aérienne porte un masque pour se protéger des virus. Les passagers risquent d'être infectés dans la cabine de l'avion, comme ils le seraient dans n'importe quel espace confiné et surpeuplé. Eitan Abramovitch/AFP via Getty Images masquer la légende

Un passager d'une compagnie aérienne porte un masque pour se protéger des virus. Les passagers risquent d'être infectés dans la cabine de l'avion, comme ils le seraient dans n'importe quel espace confiné et surpeuplé.

Eitan Abramovitch/AFP via Getty Images

Il illustre ce que de nombreux experts du froid appellent la question à un million de dollars : pourquoi certaines personnes tombent-elles malades et d'autres non ?

Il n'y a pas de remède ou de traitement efficace contre le rhume. Les remèdes en vente libre peuvent contrôler les symptômes, mais ils ne les guérissent pas.

S'il est certainement vrai que notre environnement peut augmenter notre risque d'infections, les chercheurs soupçonnent qu'une grande partie de notre vulnérabilité est liée à nos gènes. Pour le virus du rhume lui-même, certains d'entre nous, les humains, sont plus faciles à infecter que nos homologues plus robustes.

Ainsi, dans les laboratoires de maladies infectieuses à travers le pays, les chercheurs tentent de déchiffrer le code génétique du froid et d'identifier les mécanismes exacts qui permettent aux virus du rhume de nous rendre malades ainsi que les spécificités de la façon dont notre système immunitaire inné répond – ou non répondre — aux mécanismes viraux qui font de certains d'entre nous des cibles plus faciles.

Renforcer l'immunité

Gregory Poland, directeur du groupe de recherche sur les vaccins de la Mayo Clinic et professeur de médecine et de maladies infectieuses, dit que l'âge de ma mère était en fait son "arme secrète". La Pologne dit qu'elle a été confrontée à beaucoup plus de virus au cours de plusieurs décennies que moi. Le virus qui m'a infecté dans l'avion, dit-il, était probablement l'un d'entre eux. De toute évidence, elle a "un certain niveau d'immunité" contre ce virus du rhume particulier.

Une fois exposés, dit la Pologne, la plupart des gens ont une immunité à vie – mais seulement contre ce virus du rhume particulier. Et comme il existe des centaines de virus du rhume différents, il y a aussi la question du hasard. Êtes-vous au mauvais endroit au mauvais moment ?

Il semble que je l'étais. Parce que les virus du rhume sont en suspension dans l'air, une toux ou un éternuement à quelques rangées de là aurait pu faire exploser des millions de virus microscopiques dans ma direction. Et si j'avais allumé mon petit ventilateur suspendu, j'aurais pu sans le savoir faire exploser ces virus encore plus rapidement vers moi. Tout ce que j'avais à faire après ça, c'était de me toucher les yeux, le nez ou la bouche et... voila ! Infection.

Liaison dangereuse

D'autre part, la liaison dangereuse aurait pu se dérouler plus subrepticement. La Pologne dit que j'étais peut-être allé aux toilettes, que j'avais ouvert la porte et touché la poignée après qu'un passager enrhumé ait fait la même chose. Les virus du rhume, bien sûr, voyagent également par contact et nous infectent via un objet comme une poignée de porte.

Prenons l'exemple de n'importe quel rassemblement public, dit la Pologne. Supposons que vous soyez dans un théâtre, un auditorium ou une église. « Quittez un instant le haut-parleur des yeux et regardez les gens autour de vous », dit Poland. "Et ce que vous constaterez, c'est qu'environ toutes les minutes ou deux, les gens ont la main sur le visage, un certain nombre d'entre eux ont les doigts dans le nez, un certain nombre d'entre eux toussent ou éternuent dans leur main, puis ce qu'ils Je ferai, c'est de se retourner et de vous tendre la main."

C'est un exemple de ne pas pratiquer ce que la Pologne décrit comme « l'étiquette respiratoire ». Il dit qu'il semble que de nombreux adultes aient manqué le message que les enfants reçoivent à l'école : éternuez ou toussez dans le creux de votre coude, pas en l'air ni dans votre main.


Pourquoi développons-nous une immunité à vie contre certaines maladies, mais pas d'autres ?

Notre immunité au COVID-19 sera-t-elle à vie ou de courte durée ?

Certaines maladies, comme la rougeole, nous infectent une fois et nous confèrent généralement une immunité à vie. Pour d'autres, comme la grippe, nous devons nous faire vacciner année après année.

Alors pourquoi développons-nous une immunité à vie contre certaines maladies mais pas contre d'autres ? Et où se situe le nouveau coronavirus dans tout cela ?

Que nous développions ou non une immunité contre une maladie dépend souvent de notre anticorps, qui sont des protéines que nous produisons en réponse à une infection. Les anticorps sont l'une des défenses les plus connues de l'organisme : ils recouvrent les cellules envahissantes et, dans le meilleur des cas, empêchent ces envahisseurs de détourner nos cellules et de se répliquer. Après avoir éliminé une infection, les niveaux d'anticorps diminuent souvent, mais au moins quelques-uns restent, prêts à augmenter à nouveau la production si cette même maladie attaque à nouveau. C'est pourquoi un test d'anticorps peut vous dire si vous avez été infecté dans le passé. C'est aussi ce qui nous empêche de tomber malade une deuxième fois et généralement.

"Le corps n'oublie pas vraiment", a déclaré Marc Jenkins, immunologiste à la faculté de médecine de l'Université du Minnesota. Habituellement, lorsque nous sommes réinfectés par une maladie, ce n'est pas parce que notre corps a perdu son immunité. Nous sommes réinfectés soit parce que l'agent pathogène a muté et que notre système immunitaire ne le reconnaît plus, soit parce que notre corps a tendance à développer une réponse immunitaire beaucoup plus faible, a-t-il déclaré.

Prends la grippe. C'est un virus qui peut facilement modifier ses gènes, a déclaré Jenkins. Tout comme notre systèmes immunitaires tuer une version du virus, une autre émerge que notre système immunitaire ne reconnaît pas. Tous les virus ne mutent pas aussi facilement. Par exemple, le virus de la polio ne peut pas facilement changer son génome, a déclaré Jenkins. C'est pourquoi nous avons si bien réussi à l'éradiquer (presque).

Le rhume et d'autres virus qui ne traversent généralement pas nos voies respiratoires supérieures, ne nous réinfectent pas nécessairement parce qu'ils mutent rapidement, mais parce que notre corps ne produit généralement pas beaucoup d'anticorps contre ces agents pathogènes en premier lieu, a déclaré Mark Slifka. , immunologiste au Centre national de recherche sur les primates de l'Oregon. "Nos corps ne s'inquiètent pas pour les voies respiratoires supérieures", a-t-il déclaré. C'est ce que nous constatons avec les cas bénins de COVID-19. Le virus adhère aux voies respiratoires supérieures, où le corps ne le traite pas comme une menace. Dans une étude de préimpression 2020 (ce qui signifie qu'elle n'a pas encore été évaluée par des pairs) publiée dans la base de données MedRxiv, 10 patients sur 175 qui présentaient des symptômes légers se sont rétablis du COVID-19 sans développer d'anticorps détectables.

Pour les maladies qui n'appartiennent à aucune de ces catégories &mdash, ce qui signifie qu'elles ne mutent pas rapidement et qu'elles provoquent généralement une forte réponse immunitaire &mdash, l'immunité a tendance à durer beaucoup plus longtemps. Une étude de 2007 publiée dans le Journal de médecine de la Nouvelle-Angleterre constaté qu'il faudrait plus de 200 ans pour que même la moitié de vos anticorps disparaissent après un rougeole ou un oreillons infection. La même étude a trouvé des résultats similaires pour le virus d'Epstein-Barr, qui provoque mono. Pourtant, les réponses en anticorps ne durent pas toujours toute une vie. Cette même étude a révélé qu'il faut environ 50 ans pour perdre la moitié de nos anticorps contre la varicelle et 11 ans pour perdre la moitié de nos anticorps antitétaniques. Cela signifie que sans injection de rappel, vous pourriez théoriquement être infecté par l'une de ces maladies à l'âge adulte.

Les scientifiques ne savent toujours pas pourquoi nous maintenons nos réponses en anticorps plus longtemps pour certaines maladies que pour d'autres. Il est possible que certaines de ces maladies les plus courantes, telles que la varicelle et la mono, nous réinfectent en fait plus fréquemment que nous ne le pensons, mais que les anticorps que nous avons écrasent l'infection avant que nous ne le remarquions, a déclaré Jenkins. Et dans ces cas, le système immunitaire serait à pleine capacité encore et encore à cause des réinfections. "Cela maintient notre immunité vigilante", a-t-il noté. En revanche, "avec le tétanos, nous sommes probablement très rarement exposés, nous ne marchons pas très souvent sur un ongle [sale]".

D'autres scientifiques soulignent que le système immunitaire humain est formé pour cibler les agents pathogènes qui "ont l'air" d'une certaine manière, a déclaré Slifka. Bactéries et les virus ont tendance à être symétriques avec un motif répétitif de protéines sur leurs surfaces. (Pensez à COVID-19 et c'est une balle avec des pointes uniformément espacées partout.) Une théorie suggère que nous montons une réponse immunitaire plus importante et plus durable à des agents pathogènes d'apparence plus répétitive. Par exemple, les anticorps que nous produisons contre la variole, les anticorps hautement répétitifs virus de la variole, dure toute la vie. Le tétanos, cependant, n'est pas du tout répétitif. C'est la toxine produite par la bactérie du tétanos, et non la bactérie elle-même, qui nous rend malade. Sur la base de cette théorie, il est possible que notre corps ne soit pas aussi bien entraîné pour cibler cette seule protéine asymétrique, a déclaré Slifka.

Alors, l'immunité au nouveau coronavirus &mdash que cela provienne d'une infection ou d'un vaccin &mdash soit aussi durable que notre immunité contre la variole, ou aurons-nous besoin d'un nouveau vaccin chaque année ? S'il est vrai que certaines personnes ne développent pas de réponses d'anticorps importantes, Jenkins a toujours de l'espoir pour les premiers. Toutes les preuves provenant à la fois d'infections naturelles et d'essais de vaccins suggèrent que la plupart des gens fabriquent des anticorps neutralisants, la variété qui empêche les virus d'entrer dans nos cellules, a déclaré Jenkins. Et contrairement à la grippe, le SRAS-CoV-2, le virus qui cause le COVID-19, ne mute pas rapidement, a noté Jenkins.

"Ce virus a les caractéristiques des virus contre lesquels nous avons réussi à nous vacciner", a déclaré Jenkins.


Suivi des infections

Une étude espérant faire la lumière sur l'immunité après une infection à coronavirus, publiée sur medRxiv en juin et pas encore évalué par des pairs, a utilisé des échantillons de sang de sujets témoins sains dans le cadre d'un projet VIH en cours qui a débuté en 1985. [Mise à jour : cette étude a maintenant été évaluée par des pairs et a été publiée dans Médecine naturelle le 14 septembre.] Des chercheurs basés au Centre médical universitaire d'Amsterdam (UMC) et leurs collègues d'autres institutions ont analysé des échantillons stockés de 10 sujets dont le sang a été prélevé tous les trois à six mois pendant au moins 10 ans, à la recherche d'anticorps contre les protéines de les quatre coronavirus connus responsables du rhume qui indiqueraient une infection virale récente.

Voir « Une brève histoire des coronavirus humains »

L'équipe de recherche était au courant de l'étude précédente sur la réinfection du 229E, elle n'a donc pas été surprise de voir plusieurs infections au 229E chez les mêmes sujets apparaître dans leurs propres données, comme le révèlent les augmentations des niveaux d'anticorps, explique Arthur Edridge, médecin et Amsterdam UMC. étudiant diplômé qui est le premier auteur de l'article. « Ce qui était surprenant pour nous, c'est que [la réinfection] semblait en fait être une caractéristique commune à tous les coronavirus saisonniers que nous avons étudiés », dit-il. Tous les sujets de l'étude, sauf un, avaient été infectés par un coronavirus particulier à plusieurs reprises au cours de la période de l'étude, et dans certains cas, le délai entre les infections par le même virus n'était que de six mois à un an, ce qui indique une "durée alarmante de immunité protectrice », écrivent les auteurs dans leur article.

Edridge prévient qu'il n'est pas clair si le SRAS-CoV-2 suivra le même schéma que ces coronavirus plus familiers - mais si c'est le cas, alors l'idée que permettre au virus de se propager afin d'obtenir une immunité collective ne serait pas une stratégie réussie , il ajoute.

Une autre étude récente pour trouver des preuves de réinfection par le coronavirus était une analyse des données d'un programme de surveillance des virus respiratoires mené entre 2016 et 2018. Cette étude, qui comprenait 214 enfants et adultes à New York et s'appuyait sur des auto-déclarations de symptômes et d'ARN viral. écouvillonnés du fond de la gorge, ont trouvé 12 cas de réinfection par le même coronavirus, bien que neuf d'entre eux concernaient des enfants, dont le système immunitaire est moins développé que celui des adultes. Des réinfections ont été trouvées pour trois des quatre coronavirus responsables du rhume (OC43, HKU1 et 229E).

Il n'est pas clair si le SRAS-CoV-2 suivra le même schéma que ces coronavirus plus familiers, mais si c'est le cas, alors l'idée que permettre au virus de se propager afin d'obtenir une immunité collective ne serait pas une stratégie efficace.

Marta Galanti, postdoctorante à l'Université de Columbia et premier auteur de l'étude, note que les réinfections se répartissent en deux groupes en termes de chronologie : quatre à huit semaines après l'infection initiale et 8 à 10 mois après l'infection initiale. Elle et son coauteur n'ont pas été en mesure d'exclure la possibilité que les réinfections antérieures étaient en fait des premières infections persistantes, dit-elle, bien qu'ils y travaillent dans une étude de suivi.

Comme Edridge, Galanti est clair que les résultats de la réinfection ne s'appliquent pas nécessairement au SRAS-CoV-2. Mais, dit-elle, ils indiquent que « nous devons être préparés [pour] la possibilité que les multiples infections ultérieures puissent se produire » avec le nouveau coronavirus.

"Peut-être qu'il est possible que si vous ne présentez que ces symptômes respiratoires légers [avec une infection par le SRAS-CoV-2], vous ne développiez pas une réponse immunitaire vraiment forte et vous pourriez être réinfecté", explique Rachel Roper, immunologiste à East Carolina. Université qui n'a participé à aucune des études. Mais elle pense toujours qu'il existe une incertitude quant à savoir si des réinfections se produisent avec des coronavirus endémiques, et elle ajoute que l'infection par le virus de l'hépatite murine, un coronavirus qui provoque une maladie grave chez la souris, confère une immunité à vie, comme elle le soupçonne de cas plus graves de COVID-19. « Si vous avez eu une infection grave la première fois, tout indique que vous avez une réponse immunitaire plus forte », et que vous seriez soit immunisé contre une deuxième infection, soit ne ressentiriez que des symptômes bénins la deuxième fois.


Contenu

Les symptômes typiques d'un rhume comprennent la toux, l'écoulement nasal, les éternuements, la congestion nasale et un mal de gorge, parfois accompagnés de douleurs musculaires, de fatigue, de maux de tête et de perte d'appétit. [20] Un mal de gorge est présent dans environ 40% des cas et une toux dans environ 50%, [8] tandis que des douleurs musculaires surviennent dans environ la moitié des cas. [4] Chez les adultes, la fièvre est généralement absente, mais elle est fréquente chez les nourrissons et les jeunes enfants. [4] La toux est généralement légère par rapport à la grippe qui l'accompagne. [4] Alors qu'une toux et une fièvre indiquent une probabilité plus élevée de grippe chez les adultes, il existe une grande similitude entre ces deux conditions. [21] Un certain nombre de virus qui causent le rhume peuvent également entraîner des infections asymptomatiques. [22] [23]

La couleur du mucus ou des sécrétions nasales peut varier du clair au jaune au vert et n'indique pas la classe d'agent causant l'infection. [24]

Progression

Un rhume commence généralement par de la fatigue, une sensation de froid, des éternuements et des maux de tête, suivis quelques jours plus tard d'un écoulement nasal et d'une toux. [20] Les symptômes peuvent commencer dans les seize heures suivant l'exposition [25] et culminer généralement deux à quatre jours après le début. [4] [26] Ils disparaissent généralement en sept à dix jours, mais certains peuvent durer jusqu'à trois semaines. [7] La ​​durée moyenne de la toux est de dix-huit jours [27] et dans certains cas, les personnes développent une toux post-virale qui peut persister après la disparition de l'infection. [28] Chez l'enfant, la toux dure plus de dix jours dans 35 à 40 % des cas et persiste plus de 25 jours dans 10 %. [29]

Virus

Le rhume est une infection des voies respiratoires supérieures qui peut être causée par de nombreux virus différents. Le plus souvent impliqué est un rhinovirus (30-80%), un type de picornavirus avec 99 sérotypes connus. [30] D'autres virus couramment impliqués comprennent les coronavirus humains (≈ 15 %), [31] [32] les virus de la grippe (10-15 %), [33] [34] [35] les adénovirus (5 %), [33] humains le virus respiratoire syncytial (VRS), les entérovirus autres que les rhinovirus, les virus parainfluenza humains et le métapneumovirus humain. [36] Fréquemment plus d'un virus est présent. [37] Au total, plus de 200 types viraux sont associés au rhume. [4]

Transmission

Le virus du rhume est généralement transmis par des gouttelettes en suspension dans l'air (aérosols), un contact direct avec des sécrétions nasales infectées ou des vecteurs passifs (objets contaminés). [8] [38] Lequel de ces itinéraires est d'importance primordiale n'a pas été déterminé. [39] Les virus peuvent survivre pendant des périodes prolongées dans l'environnement (plus de 18 heures pour les rhinovirus) et peuvent être attrapés par les mains des personnes et ensuite transportés vers leurs yeux ou leur nez où l'infection se produit. [38] La transmission par des animaux est considérée comme hautement improbable. Une épidémie documentée dans une base scientifique britannique sur l'île d'Adélaïde après dix-sept semaines d'isolement aurait été causée par la transmission d'un objet contaminé ou d'un porteur humain asymptomatique, plutôt que des chiens husky qui étaient également présents à la base. [40]

La transmission est courante à la garderie et à l'école en raison de la proximité de nombreux enfants peu immunisés et souvent mal hygiéniques. [41] Ces infections sont ensuite rapportées à d'autres membres de la famille. [41] Il n'y a aucune preuve que l'air recirculé pendant les vols commerciaux est une méthode de transmission. [38] Les personnes assises à proximité semblent être plus à risque d'infection. [39]

Les rhumes causés par les rhinovirus sont les plus contagieux pendant les trois premiers jours des symptômes, ils sont beaucoup moins contagieux par la suite. [42]

Temps

Une idée fausse commune est que l'on peut « attraper un rhume » simplement par une exposition prolongée au froid. [43] Bien que l'on sache maintenant que les rhumes sont des infections virales, la prévalence de nombreux virus de ce type est en effet saisonnière, se produisant plus fréquemment par temps froid. [44] La raison de la saisonnalité n'a pas été déterminée de façon concluante. [45] Les explications possibles peuvent inclure des changements dans le système respiratoire induits par la température froide, [46] une diminution de la réponse immunitaire, [47] et une faible humidité provoquant une augmentation des taux de transmission virale, peut-être en raison de l'air sec permettant aux petites gouttelettes virales de se disperser plus loin et rester en l'air plus longtemps. [48]

La saisonnalité apparente peut également être due à des facteurs sociaux, tels que les personnes passant plus de temps à l'intérieur, à proximité de personnes infectées [46] et en particulier les enfants à l'école. [41] [45] Bien qu'une exposition normale au froid n'augmente pas le risque d'infection, une exposition sévère entraînant une réduction significative de la température corporelle (hypothermie) peut exposer une personne à un risque accru de rhume bien que controversée, la majorité des preuves suggèrent qu'il peut augmenter la susceptibilité à l'infection. [47]

Autre

L'immunité collective, générée par une exposition antérieure aux virus du rhume, joue un rôle important dans la limitation de la propagation virale, comme on le voit avec les populations plus jeunes qui ont des taux plus élevés d'infections respiratoires. [49] Une mauvaise fonction immunitaire est un facteur de risque de maladie. [49] [50] Un sommeil insuffisant et la malnutrition ont été associés à un plus grand risque de développer une infection suite à une exposition au rhinovirus, cela serait dû à leurs effets sur la fonction immunitaire. [51] [52] L'allaitement diminue le risque d'otite moyenne aiguë et d'infections des voies respiratoires inférieures parmi d'autres maladies, [53] et il est recommandé de poursuivre l'allaitement lorsqu'un nourrisson a un rhume. [54] Dans le monde développé, l'allaitement maternel peut ne pas être protecteur contre le rhume en soi. [55]

On pense que les symptômes du rhume sont principalement liés à la réponse immunitaire au virus. [14] Le mécanisme de cette réponse immunitaire est spécifique au virus. Par exemple, le rhinovirus est typiquement acquis par contact direct, il se lie aux humains via les récepteurs ICAM-1 et le récepteur CDHR3 par des mécanismes inconnus pour déclencher la libération de médiateurs inflammatoires. [14] Ces médiateurs inflammatoires produisent alors les symptômes. [14] Il ne cause généralement pas de dommages à l'épithélium nasal. [4] Le virus respiratoire syncytial (VRS), quant à lui, est contracté par contact direct et par gouttelettes en suspension dans l'air. Il se réplique ensuite dans le nez et la gorge avant de se propager fréquemment aux voies respiratoires inférieures. [56] Le VRS cause des dommages à l'épithélium. [56] Le virus parainfluenza humain entraîne généralement une inflammation du nez, de la gorge et des bronches. [57] Chez les jeunes enfants, lorsqu'il affecte la trachée, il peut produire les symptômes du croup en raison de la petite taille de leurs voies respiratoires. [57]

La distinction entre les infections virales des voies respiratoires supérieures est vaguement basée sur la localisation des symptômes, le rhume touchant principalement le nez (rhinite), la gorge (pharyngite) et les poumons (bronchite). [8] Il peut y avoir un chevauchement important et plus d'un domaine peut être affecté. [8] L'autodiagnostic est fréquent. [4] L'isolement de l'agent viral impliqué est rarement réalisé, [58] et il n'est généralement pas possible d'identifier le type de virus à travers les symptômes. [4]

Les seuls moyens utiles de réduire la propagation des virus du rhume sont des mesures physiques [9] telles que l'utilisation d'une technique de lavage des mains correcte et des masques faciaux dans l'environnement de soins de santé, des blouses et des gants jetables sont également utilisés. [9] L'isolement ou la quarantaine n'est pas utilisé car la maladie est très répandue et les symptômes ne sont pas spécifiques. Il n'existe pas de vaccin pour se protéger du rhume. [59] La vaccination s'est avérée difficile car de nombreux virus sont impliqués et ils mutent rapidement. [9] [60] La création d'un vaccin largement efficace est donc hautement improbable. [61]

Le lavage régulier des mains semble être efficace pour réduire la transmission des virus du rhume, en particulier chez les enfants. [62] On ne sait pas si l'ajout d'antiviraux ou d'antibactériens au lavage normal des mains procure un plus grand avantage. [62] Le port de masques faciaux à proximité de personnes infectées peut être bénéfique, mais les preuves sont insuffisantes pour maintenir une plus grande distance sociale. [62]

On ne sait pas si les suppléments de zinc affectent la probabilité de contracter un rhume. [63] Les suppléments de vitamine C de routine ne réduisent pas le risque ou la gravité du rhume, bien qu'ils puissent en réduire la durée. [64] Se gargariser avec de l'eau s'est avéré utile dans un petit essai. [65]

Les traitements du rhume impliquent principalement des médicaments et d'autres thérapies pour le soulagement des symptômes. [12] Se reposer suffisamment, boire des liquides pour maintenir l'hydratation et se gargariser avec de l'eau salée tiède sont des mesures conservatrices raisonnables. [36] Une grande partie du bénéfice du traitement symptomatique est cependant attribuée à l'effet placebo. [66] En 2010, [mise à jour] aucun médicament ou remède à base de plantes médicinales n'avait été démontré de manière concluante pour raccourcir la durée de l'infection. [67]

Symptomatique

Les traitements qui peuvent aider à soulager les symptômes comprennent des analgésiques simples et des médicaments contre la fièvre tels que l'ibuprofène [11] et l'acétaminophène (paracétamol). [68] Cependant, il n'est pas clair si l'acétaminophène aide à soulager les symptômes. [69] On ne sait pas si les médicaments contre la toux en vente libre sont efficaces pour traiter une toux aiguë. [70] Les médicaments contre la toux ne sont pas recommandés pour une utilisation chez les enfants en raison d'un manque de preuves soutenant l'efficacité et le potentiel de préjudice. [71] [72] En 2009, le Canada a restreint l'utilisation de médicaments contre la toux et le rhume en vente libre chez les enfants de six ans et moins en raison de préoccupations concernant les risques et les avantages non prouvés. [71] L'abus de dextrométhorphane (un médicament contre la toux en vente libre) a conduit à son interdiction dans un certain nombre de pays. [73] Les corticostéroïdes intranasaux ne se sont pas révélés utiles. [74]

Chez les adultes, l'utilisation à court terme de décongestionnants nasaux peut avoir un petit avantage. [75] Les antihistaminiques peuvent améliorer les symptômes dès le premier jour ou les deux premiers jours, cependant, il n'y a pas d'avantage à plus long terme et ils ont des effets indésirables tels que la somnolence. [76] D'autres décongestionnants tels que la pseudoéphédrine semblent efficaces chez les adultes. [77] [75] Les analgésiques oraux combinés, les antihistaminiques et les décongestionnants sont généralement efficaces pour les enfants plus âgés et les adultes. [78] Le spray nasal à l'ipratropium peut réduire les symptômes d'un écoulement nasal, mais a peu d'effet sur la congestion. [79] L'ipratropium peut également aider contre la toux chez les adultes. [80] La sécurité et l'efficacité de l'utilisation de décongestionnant nasal chez les enfants ne sont pas claires. [75]

En raison du manque d'études, on ne sait pas si l'augmentation de l'apport hydrique améliore les symptômes ou raccourcit les maladies respiratoires. [81] À partir de 2017, l'air chauffé et humidifié, comme via RhinoTherm, n'a pas d'avantage clair. [82] Une étude a montré que le frottement des vapeurs thoraciques soulageait la toux nocturne, la congestion et les troubles du sommeil. [83]

Certains conseillent d'éviter l'exercice physique en cas de symptômes tels que fièvre, courbatures généralisées ou fatigue. [84] [85] Il est considéré comme sûr d'effectuer un exercice modéré si les symptômes sont limités à la tête, y compris l'écoulement nasal, la congestion nasale, les éternuements ou un mal de gorge mineur. [84] [85] Il existe un vieux conte de femmes selon lequel une boisson chaude peut aider à soulager les symptômes du rhume, mais les preuves à l'appui sont très limitées. [86]

Antibiotiques et antiviraux

Les antibiotiques n'ont aucun effet contre les infections virales, y compris le rhume. [87] En raison de leurs effets secondaires, les antibiotiques causent des dommages globaux mais sont encore fréquemment prescrits. [87] [88] Certaines des raisons pour lesquelles les antibiotiques sont si couramment prescrits comprennent les attentes des gens à leur égard, le désir des médecins d'aider et la difficulté d'exclure les complications qui peuvent être dues aux antibiotiques. [89] Il n'existe aucun médicament antiviral efficace contre le rhume, même si certaines recherches préliminaires ont montré des avantages. [12] [90]

Les suppléments de zinc peuvent raccourcir la durée du rhume jusqu'à 33 % et réduire la gravité des symptômes si la supplémentation commence dans les 24 heures suivant l'apparition des symptômes. [10] [63] [91] [92] [93] Certains remèdes à base de zinc appliqués directement à l'intérieur du nez ont entraîné la perte de l'odorat. [10] [94] Une revue de 2017 n'a pas recommandé l'utilisation de zinc pour le rhume pour diverses raisons [17] alors qu'une revue de 2017 et 2018 ont toutes deux recommandé l'utilisation de zinc, mais ont également préconisé de nouvelles recherches sur le sujet. [91] [92]

Médecine douce

Bien qu'il existe de nombreuses médecines alternatives et plantes médicinales chinoises censées traiter le rhume, les preuves scientifiques sont insuffisantes pour étayer leur utilisation. [12] [95] As of 2015, there is weak evidence to support nasal irrigation with saline. [96] There is no firm evidence that Echinacea products or garlic provide any meaningful benefit in treating or preventing colds. [97] [98]

Vitamins C and D

Vitamin C supplementation does not affect the incidence of the common cold, but may reduce its duration. [64] There is no conclusive evidence that vitamin D supplementation is efficacious in the prevention or treatment of respiratory tract infections. [99]

The common cold is generally mild and self-limiting with most symptoms generally improving in a week. [8] In children, half of cases go away in 10 days and 90% in 15 days. [100] Severe complications, if they occur, are usually in the very old, the very young, or those who are immunosuppressed. [18] Secondary bacterial infections may occur resulting in sinusitis, pharyngitis, or an ear infection. [101] It is estimated that sinusitis occurs in 8% and ear infection in 30% of cases. [102]

The common cold is the most common human disease [18] and affects people all over the globe. [41] Adults typically have two to three infections annually, [8] and children may have six to ten colds a year (and up to twelve colds a year for school children). [12] Rates of symptomatic infections increase in the elderly due to declining immunity. [49]

Native Americans and Inuit are more likely to be infected with colds and develop complications such as otitis media than Caucasians. [33] This may be explained as much by issues such as poverty and overcrowding as by ethnicity. [33]

While the cause of the common cold was identified in the 1950s, the disease appears to have been with humanity since its early history. [19] Its symptoms and treatment are described in the Egyptian Ebers papyrus, the oldest existing medical text, written before the 16th century BCE. [104] The name "cold" came into use in the 16th century, due to the similarity between its symptoms and those of exposure to cold weather. [105]

In the United Kingdom, the Common Cold Unit was set up by the Medical Research Council in 1946 and it was where the rhinovirus was discovered in 1956. [106] In the 1970s, the CCU demonstrated that treatment with interferon during the incubation phase of rhinovirus infection protects somewhat against the disease, [107] but no practical treatment could be developed. The unit was closed in 1989, two years after it completed research of zinc gluconate lozenges in the prevention and treatment of rhinovirus colds, the only successful treatment in the history of the unit. [108]

Antivirals have been tested for effectiveness in the common cold as of 2009, none had been both found effective and licensed for use. [90] There are ongoing trials of the anti-viral drug pleconaril which shows promise against picornaviruses as well as trials of BTA-798. [109] The oral form of pleconaril had safety issues and an aerosol form is being studied. [109] Double-stranded RNA activated caspase oligomerizer (DRACO), a broad-spectrum antiviral therapy, has shown preliminary effectiveness in treating rhinovirus, as well as other infectious viruses. [110]

The genomes of all known human rhinovirus strains have been sequenced. [111]

The economic impact of the common cold is not well understood in much of the world. [102] In the United States, the common cold leads to 75–100 million physician visits annually at a conservative cost estimate of $7.7 billion per year. Americans spend $2.9 billion on over-the-counter drugs and another $400 million on prescription medicines for symptom relief. [112] More than one-third of people who saw a doctor received an antibiotic prescription, which has implications for antibiotic resistance. [112] An estimated 22–189 million school days are missed annually due to a cold. As a result, parents missed 126 million workdays to stay home to care for their children. When added to the 150 million workdays missed by employees suffering from a cold, the total economic impact of cold-related work loss exceeds $20 billion per year. [36] [112] This accounts for 40% of time lost from work in the United States. [113]


Why can’t we cure the common cold?

T he common cold has the twin distinction of being both the world’s most widespread infectious disease and one of the most elusive. The name is a problem, for starters. In almost every Indo-European language, one of the words for the disease relates to low temperature, yet experiments have shown that low temperature neither increases the likelihood of catching a cold, nor the severity of symptoms. Then there is the “common” part, which seems to imply that there is a single, indiscriminate pathogen at large. In reality, more than 200 viruses provoke cold-like illness, each one deploying its own peculiar chemical and genetic strategy to evade the body’s defences.

It is hard to think of another disease that inspires the same level of collective resignation. The common cold slinks through homes and schools, towns and cities, making people miserable for a few days without warranting much afterthought. Adults suffer an average of between two and four colds each year, and children up to 10, and we have come to accept this as an inevitable part of life.

Public understanding remains a jumble of folklore and false assumption. In 1984, researchers at the University of Wisconsin-Madison decided to investigate one of the best-known ways of catching a cold. They infected volunteers with a cold virus and instructed them to kiss healthy test subjects on the mouth for at least one minute. (The instruction for participants was to use whichever technique was “most natural”.) Sixteen healthy volunteers were kissed by people with colds. The result: just one confirmed infection.

The most common beliefs about how to treat the disease have turned out to be false. Dubious efficacy has done little to deter humankind from formulating remedies. The Ebers Papyrus, a medical document from ancient Egypt dated to 1550BC, advises a cold sufferer to recite an incantation, “in association with the administration of milk of one who has borne a male child, and fragrant gum”. In 1924, US President Calvin Coolidge sat down in an airtight chlorine chamber and inhaled the pungent, noxious gas for almost an hour on the advice of his physicians, who were certain that his cold would be cured quickly. (It wasn’t.)

Today, “winter remedy” sales in the UK reach £300m each year, though most over-the-counter products have not actually been proven to work. Some contain paracetamol, an effective analgesic, but the dosage is often sub-optimal. Taking vitamin C in regular doses does little to ward off disease. Hot toddies, medicated tissues and immune system “boosts” of echinacea or ginger are ineffective. Antibiotics do nothing for colds. The only failsafe means of avoiding a cold is to live in complete isolation from the rest of humanity.

Although modern science has changed the way medicine is practised in almost every field, it has so far failed to produce any radically new treatments for colds. The difficulty is that while all colds feel much the same, from a biological perspective the only common feature of the various viruses that cause colds is that they have adapted to enter and damage the cells that line the respiratory tract. Otherwise, they belong to quite different categories of organisms, each with a distinct way of infecting our cells. This makes a catch-all treatment extremely tricky to formulate.

Scientists today identify seven virus families that cause the majority of colds: rhinovirus, coronavirus, influenza and parainfluenza virus, adenovirus, respiratory syncytial virus (RSV) and, finally, metapneumovirus, which was first isolated in 2001. Each has a branch of sub-viruses, known as serotypes, of which there are about 200. Rhinovirus, the smallest cold pathogen by size, is by far the most prevalent, causing up to three-quarters of colds in adults. To vanquish the cold we will need to tackle all of these different families of virus at some stage. But, for now, rhinovirus is the biggest player.

Scientists first attempted to make a rhinovirus vaccine in the 1950s. They used a reliable method, pioneered by French biologist Louis Pasteur in the 1880s, in which a small amount of virus is introduced to a host in order to provoke a defensive immunological reaction that then protects the body from subsequent infection. Even so, those who had been vaccinated caught colds just as easily as those who had not.

Over the next decade, as the techniques for isolating cold viruses were refined, it became clear that there were many more rhinoviruses than first predicted. Researchers realised it would not be possible to make a vaccine in the traditional way. Producing dozens of single-serotype vaccines, each one targeting a different strain, would be impractical. The consensus that a rhinovirus vaccine was not possible deepened. The last human clinical trial took place in 1975.

Then, in January last year, an editorial appeared in the Expert Review of Vaccines that once again raised the prospect of a vaccine. The article was co-authored by a group of the world’s leading respiratory disease specialists based at Imperial College London. It was worded cautiously, yet the claim it made was striking. “Perhaps the quest for an RV [rhinovirus] vaccine has been dismissed as too difficult or even impossible,” it said, “but new developments suggest that it may be feasible to generate a significant breadth of immune protection.” The scientists were claiming to be on the way to solving a riddle that has stumped virologists for decades. One virologist told me it was as if a door that had been closed for many, many years had been re-opened.

Part of the Imperial scientists’ motivation was the notion that since we now have vaccines for many of the most dangerous viruses (measles, polio, yellow fever, cholera, influenza, and so on), it is time to tackle the disease that afflicts us most often. “Rhinovirus is by far the most common cause of illness,” says Sebastian Johnston, a professor at Imperial and one of the authors of the editorial. “Look at what people spend on ineffective over-the-counter medications. If you had a safe and effective treatment, you’d take it.”

I asked Johnston if he was optimistic. He pointed out that because their studies so far have only been in mice, they are not sure that the vaccine will work in humans. “The data is limited,” he says. “But it’s encouraging.” It was not the resounding triumphalism that I was expecting, but then cold scientists learned long ago to be careful about making grand proclamations. Theirs is an undertaking that, more than anything, has been defined by consistent disappointment.

T he first scientist to try and fail to make a rhinovirus vaccine was also the first scientist to distinguish it from the jumble of other cold viruses. In 1953, an epidemiologist called Winston Price was working at Johns Hopkins University in Baltimore when a group of nurses in his department came down with a mild fever, a cough, sore throat and runny nose – symptoms that suggested the flu. Price took nasal washings from the nurses and grew their virus in a cell culture. What he found was too small to be influenza virus. In a 1957 paper, “The isolation of a new virus associated with respiratory clinical disease in humans”, Price initially named his discovery “JH virus”, after his employer.

Price decided to try to develop a vaccine using a bit of dead rhinovirus. When the immune system encounters an invading virus – even a dead or weakened virus – it sets out to expel it. One defence is the production of antibodies, small proteins that hang around in the blood system long after the virus is gone. If the virus is encountered a second time, the antibodies will swiftly recognise it and raise the alarm, giving the immune system the upper hand.

At first, Price was encouraged. In a trial that involved several hundred people, those vaccinated with JH virus had eight times fewer colds than the unvaccinated. Newspapers across the US wanted to know: had the common cold been cured? “The telephone by my bed kept ringing until 3 o’clock in the morning,” Price told the New York Times in November 1957. The celebration would be short-lived. Though Price’s vaccine was effective against his particular “JH” rhinovirus strain, in subsequent experiments it did nothing. This indicated that more than one rhinovirus was out there.

By the late 1960s, dozens of rhinoviruses had been discovered. Even in the alien menagerie of respiratory disease, this level of variation in one species was unusual there are just three or four influenza viruses circulating at any one time. Scientists at the University of Virginia decided to try a different tactic. Instead of inoculating patients with a single strain of rhinovirus, they combined 10 different serotypes in one injection. But after this, too, failed to shield participants from infection, they were out of ideas.

As hope for a vaccine receded, scientists began investigating other ways to combat colds. From 1946 until it closed in 1990, most research into respiratory viruses in the UK was undertaken at the Common Cold Unit (CCU), a facility backed by the Medical Research Council that occupied a former wartime military hospital in the countryside near Salisbury. In its four decades of operation, some 20,000 volunteers passed through the doors of the CCU, many to be willingly infected with cold virus in the name of scientific progress.

An early experiment at the CCU involved a group of volunteers being made to take a bath and then to stand dripping wet and shivering in a corridor for 30 minutes. After they were allowed to get dressed, they had to wear wet socks for several hours. Despite a drop in body temperature, the group did not get any more colds than a control group of volunteers who had been kept cosy.

Illustration: Nathalie Lees

The CCU began focusing on cold treatments in the 1960s and 70s, when research into a substance produced by the human body called interferon was gaining momentum. Interferons are proteins that are secreted by cells when they are attacked by a virus. They act as messengers, alerting nearby cells to the invader. These cells in turn produce an antiviral protein that inhibits, or interferes with, the virus’s ability to spread, hence the name.

In 1972, researchers at the CCU decided to investigate whether interferon could be used as a treatment for colds. They infected 32 volunteers with rhinovirus and then sprayed either interferon or placebo up their noses. Of the 16 given a placebo, 13 came down with colds. But of the 16 given interferon, only three got ill. The findings, published in The Lancet, made the front page of the New York Times (below a story on Watergate). A rush of interferon research got underway. But, once again, the excitement was premature. A review by the CCU in the 1980s uncovered a fatal flaw: interferon only worked when it was given to the patient at the same time as the virus. But in real life – that is, outside the lab – a rhinovirus enters the nose between eight and 48 hours before the onset of cold symptoms. By the time you feel a cold coming on, it is already too late.

As the 20th century drew to a close, attempts to find a cure grew more desperate. At the CCU, molecules that were found in traditional Chinese medicine, Japanese tea and oranges were all seriously interrogated. In 1990, the CCU closed. The centre had done much to advance our understanding of the virology of the cold, yet it had also exposed the enormity of the task of defeating it.

In the 1990s, as many virologists focused on HIV and Aids, research into the cold tailed off. “Common acute respiratory infections were seen as less important compared with this threat of a worldwide, lethal plague,” writes David Tyrrell, the former director of the CCU, in his 2002 book Cold Wars. A cure seemed more remote than ever.

S ebastian Johnston’s lab is on the third floor of the School of Medicine, part of Imperial College’s St Mary’s Hospital campus in Paddington, west London. Opened in 1851, the original hospital building is red-brick, with high ceilings, arched colonnades and turrets, but numerous extensions, each progressively more box-like, now hem it in. A round blue plaque on the facade states that Sir Alexander Fleming (1881-1955) discovered penicillin in a second-storey room. Entry to a recreation of Fleming’s lab is £4.

Johnston, a professor of respiratory medicine and an asthma specialist, is 58 and bespectacled, with a mop of grey curls that form a peak on his forehead. As a PhD student in 1989, he was dispatched to the CCU, not long before it closed down, to study virus detection methods. “I spent six months there,” Johnston said. “It was a strange place, basically a bunch of nissen huts connected by wooden runways, with lots of rabbits.”

For his PhD on asthma, Johnston developed a technique called polymerase chain reaction, which magnifies DNA so that viruses can be identified more precisely. To his amazement, Johnston discovered that viruses were behind 85% of asthma attacks in children about half of those were rhinoviruses. Previously, most studies had detected viruses in fewer than 20% of asthma attacks. Johnston went on to find that rhinovirus also exacerbates symptoms in 95% of cases of smoker’s cough (formally known as chronic obstructive pulmonary disease, or COPD).

It wasn’t until the 1990s that scientists fighting rhinovirus properly understood what they were up against. By that time, electron microscopy had advanced and it was possible to see the organism up close. For a pathogen so spectacularly good at infecting our nasal passages – the “rhin” of the name is from the Greek for “nose” – rhinoviruses are astonishingly simple, being little more than strands of ribonucleic acid (RNA) surrounded by a shell: “a piece of bad news wrapped in a protein coat”, as the Nobel Prize-winning biologist Peter Medawar once observed. Under an electron microscope, they are spherical with a shaggy surface like the bobble on a knitted hat.

Though all the rhinoviruses are pretty much the same internally, a subtle alteration to the pattern of proteins on their outer shell means that, to the immune system, they all look different. It’s a cloak-and-dagger strategy, and the reason why early vaccines such as Winston Price’s failed. Antibodies produced for one rhinovirus serotype do not detect the rest. Until recently, it was believed that there were around 100 different strains, and these were grouped into the “A” and “B” families. Then, in 2007, a new cache of viruses was discovered, the “C” group, making the total more like 160.

A computer-generated image of the human rhinovirus. Photograph: Alamy

In 2003, Johnston, who was then working at Imperial, contacted Jeffrey Almond, a former professor of virology at Reading University who had been recently appointed as head of vaccine development at the pharmaceutical giant Sanofi. The company was already manufacturing a jab for influenza and was interested in tackling the common cold. Having bumped into Johnston at academic conferences, Almond felt that their ambitions were aligned. “I said: ‘Let’s think about whether we can do something dramatic,’” Almond told me. “Let’s think about how we can make a vaccine against rhino.”

For doctors, vaccines are preferable to drugs because they shield the host from invasive organisms before they cause any damage. For pharmaceutical companies, vaccines are significantly less attractive. Not only do they take years and hundreds of millions of dollars to develop, even if that process is successful – which it often isn’t – it can still be hard to make much money. Vaccines are usually injections administered on a single occasion, while drugs are taken for prolonged periods. And people don’t want to pay much for vaccines. “Everybody wants vaccines for pennies rather than pounds because you get them when you’re healthy,” Almond said. “Nobody wants to pay anything when they’re healthy. It’s like car insurance, right? But when you’re sick you will empty your wallet, whatever it takes.”

Still, Almond thought there might be a commercial case for a rhinovirus vaccine. Totting up the days off school and work, plus the secondary infections such as sinusitis that require supplementary treatment and even hospitalisation, rhinovirus places a huge burden on health systems. Last year, in the UK, coughs and colds accounted for almost a quarter of the total number of days lost to sickness, about 34m. In the US, a survey carried out in 2002 calculated that each cold experienced by an adult causes an average loss of 8.7 working hours, while a further 1.2 hours are lost attending to cold-ridden children, making the total cost of lost productivity almost $25bn (£19bn) each year. Almond convinced his bosses that, if it were possible to make one, a rhinovirus vaccination would be financially viable. “Our back-of-the-envelope calculations on what we could charge, and what the numbers of sales could be, mean that it’s likely to be quite profitable and quite interesting for a company to develop,” Almond says.

Reviewing the approaches taken in the 1960s and 70s, Almond and Johnston dismissed the idea of a mega-vaccine of all the 160 rhinovirus serotypes, believing it would be too heavy, too complex and too expensive to make. They wondered instead if there was a tiny part of the structure of viruses that is identical, or “conserved”, across the entire species that could form the basis of what is called a subunit vaccine, an approach that has had success with hepatitis B and the human papilloma virus, or HPV.

After comparing the genetic sequences of the different rhinovirus serotypes, the researchers honed in on a particular protein on the virus shell that seemed to recur across many of the serotypes. They took a piece of the conserved shell from a single rhinovirus, number 16, and mixed it with an adjuvant – a stimulus that mimics the danger signals that trigger an immune response – and injected it into mice as a vaccine. The hope was that the immune system would be jolted into recognising the shell protein as an invasive pathogen, conferring immunity against the entire rhinovirus family.

In petri dishes, the scientists mixed the immunised mouse blood with three other rhinovirus serotypes, numbers 1, 14 and 29. An immunological response to rhinovirus 1 was likely because its genetic sequence is similar to 16, but serotypes 14 and 29 are unalike. The mice’s white blood cells responded vigorously against all three strains. “Seeing responses against those two [different serotypes] was very encouraging,” Johnston said. This gave hope that the vaccine might protect against the full gamut of rhinoviruses.

The scientists gathered a group of respiratory medicine specialists to review the findings. The reviewers agreed that the results looked promising. But just as the scientists were ready to take the vaccine forward, there was a setback at Sanofi. “There was a change of direction, a change of guys at the top,” Almond said. “I took early retirement for different reasons. My boss retired as well.”

In 2013, the new management decided that the company’s priorities were elsewhere, handing back to Imperial College the patent that protects the vaccine idea from being developed by other groups. Imperial did not have the resources to develop the vaccine without outside investment. For Johnston, it was frustrating – years of research and toil in the lab had seemed to be finally yielding results. But there was little he could do. The vaccine was shelved.

A cross the Atlantic, as Imperial began to search for new backers, Martin Moore, a paediatrician at Emory University in Atlanta, was working on a rival approach to the same problem. A specialist in children’s respiratory disease, for the past three years Moore has been working on a solution so straightforward that when he presented the results of his paper, published in Nature Communications last year, his colleagues struggled to accept them. “But if I pushed them, I couldn’t get a good reason for that other than, just: it hadn’t been done before,” he says.

Moore first resolved to do something about the common cold in 2014, while on holiday with his family in Florida. Shortly after they had arrived, his son, then a toddler, came down with a cold. “He wanted me to hold him day and night,” Moore said. The pair hunkered down in the hotel room watching movies while the rest of the family went to the beach. “It was frustrating because, as a virologist, we can go into the lab and slice and dice these viruses. But what are we really doing about them?”

Moore reviewed the papers from the 1960s and 70s that described the early attempts at a vaccine. He saw that the scientists had demonstrated that if they took one rhinovirus, killed it and then injected it, it would protect people against that same strain. “People actually made decent vaccines against rhinovirus in the 1960s,” Moore told me. What scientists did not account for at the time was that there were so many different serotypes. But where the scientists of the past had seen defeat, Moore saw promise. Why not simply make a vaccine made up of all the rhinoviruses? There was nothing to suggest that it would not work. The problem was not with the science, but with logistics. “I thought, the only thing between us and doing this is manufacturing and economics.”


What about just trying to defeat all viruses, colds included?

Numerous researchers are working on something called broad-spectrum antivirals, which would target a wide variety of viruses. While much of this research is still in very early phases, it may offer the best hope for an eventual cold cure — though vaccine efforts may well pan out first.

Todd Rider, formerly a senior staff scientist at MIT Lincoln Laboratory and a researcher at Draper Laboratory in Cambridge, developed one broad-spectrum antiviral compound, called DRACO.

It generated a lot of media buzz when it was first announced in 2011, but Rider has struggled to move the research forward since then. That means there's not much yet to hang our hopes on, in terms of possible applications in humans.

DRACO, Rider tells us, "is designed to treat or prevent infections by a broad spectrum of viruses, just as existing antibiotics can treat or prevent infections by a broad spectrum of bacteria."

The compound has so far been effective against 15 different viruses in cells and in mice. It works by entering all cells and then destroying those in which it detects a viral infection. "For the common cold in particular, DRACO was shown in human cells to be effective against all four rhinovirus strains tested," Rider says, "and to completely eliminate rhinoviruses without harming uninfected cells."

While DRACO and other related research, like that led by Leo James at Cambridge University's Laboratory of Molecular Biology, seem very promising, much more testing over many years is needed to see whether this approach will be effective and safe in humans.


Why Do We Develop Lifelong Immunity to Some Diseases But Not Others?

Some diseases, like the measles, infect us once and usually grant us immunity for life. For others, like the flu, we have to get vaccinated year after year.

So why do we develop lifelong immunity to some diseases but not others? And where does the novel coronavirus fit into all this?

Whether or not we develop immunity to a disease often depends on our antibodies, which are proteins we produce in response to infection. Antibodies are one of the body’s most well-known defenses: They coat invading cells and, in the best case, prevent those invaders from hijacking our cells and replicating. After we clear an infection, antibody levels often wane, but at least a few stick around, ready to ramp up production again if that same disease attacks again. That's why an antibody test can tell you if you were infected in the past. It's also what keeps us from getting sick a second time — usually.

"The body doesn't really forget," said Marc Jenkins, an immunologist at the University of Minnesota Medical School. Usually, when we get reinfected with a disease, it's not because our body has lost immunity. We get reinfected either because the pathogen mutated and our immune system no longer recognizes it, or because our bodies tend to mount a much lower immune response, he said.

Take the flu. This is a virus that can change its genes easily, Jenkins said. Just as our immune systems kill off one version of the virus, another emerges that our immune systems don't recognize. Not all viruses mutate so readily. For example, the polio virus can't easily change its genome, Jenkins said. That's why we've been so successful at (almost) eradicating it.

The common cold, and other viruses that don’t typically get past our upper respiratory tract, reinfect us not necessarily because they mutate rapidly, but because our body doesn't usually produce many antibodies against these pathogens in the first place, said Mark Slifka, an immunologist at the Oregon National Primate Research Center. "Our bodies are not worried about the upper respiratory tract," he said. That's what we're seeing with mild cases of COVID-19. The virus sticks to the upper respiratory tract, where the body does not treat it like a threat. In a 2020 preprint study (meaning it hasn't been peer reviewed yet) published in the database MedRxiv, 10 out of 175 patients who had mild symptoms recovered from COVID-19 without developing detectable antibodies.

For diseases that don't fall into either of these categories — meaning they don’t mutate rapidly and they generally prompt a strong immune response — immunity tends to last much longer. A 2007 study published in the New England Journal of Medicine found that it would take more than 200 years for even half of your antibodies to disappear after a measles or a mumps infection. The same study found similar results for Epstein-Barr virus, which causes mono. Still, antibody responses don't always last a lifetime. That same study found that it takes around 50 years to lose half of our chickenpox antibodies, and 11 years to lose half of our tetanus antibodies. That means that without a booster shot, you could theoretically become infected with one of these diseases as an adult.

Scientists still aren't sure why we maintain our antibody responses longer for some diseases compared with others. It's possible that some of these more common diseases, such as chickenpox and mono, actually are reinfecting us more frequently than we realize, but that the antibodies we do have crush the infection before we notice, Jenkins said. And in those cases, the immune system would be at full capacity again and again because of the reinfections. "It keeps our immunity vigilant," he noted. In contrast, "with tetanus, we're probably very rarely getting exposed, we're not stepping on a [dirty] nail very often."

Other scientists point out that the human immune system is trained to target pathogens that "look" a certain way, Slifka said. Bacteria and viruses tend to be symmetrical with a repetitive pattern of proteins across their surfaces. (Think about COVID-19 — it's a ball with evenly spaced spikes all over it.) One theory suggests that we mount a larger and longer-lasting immune response to more repetitive-looking pathogens. For example, the antibodies we produce against variola, the highly repetitively-structured smallpox virus, last a lifetime. Tetanus, however, isn't repetitive at all. It's the toxin produced by tetanus bacteria, not the bacteria itself, that makes us sick. Based on this theory, it's possible that our bodies aren't as well-trained to target this single, asymmetrical protein, Slifka said.

So, will immunity to the new coronavirus — whether that comes from infection or a vaccine — be as long-lived as our immunity to smallpox, or will we need a new vaccine every year? While it’s true that some people aren’t mounting large antibody responses, Jenkins is still hopeful for the former. All the evidence both from natural infections and from vaccine trials suggest that most people are making neutralizing antibodies, the variety which prevents viruses from entering our cells, Jenkins said. And unlike the flu, SARS-CoV-2, the virus that causes COVID-19, isn't mutating quickly, Jenkins noted.

"This virus has the features of viruses that we've been very successful in vaccinating against," Jenkins said.


Common cold combats COVID-19, study finds

Exposure to the rhinovirus, the most frequent cause of the common cold, can protect against infection by the virus which causes COVID-19, Yale researchers have found.

In a new study, the researchers found that the common respiratory virus jump-starts the activity of interferon-stimulated genes, early-response molecules in the immune system which can halt replication of the SARS-CoV-2 virus within airway tissues infected with the cold.

Triggering these defenses early in the course of COVID-19 infection holds promise to prevent or treat the infection, said Ellen Foxman, assistant professor of laboratory medicine and immunobiology at the Yale School of Medicine and senior author of the study. One way to do this is by treating patients with interferons, an immune system protein which is also available as a drug.

"But it all depends upon the timing," Foxman said.

The results were published June 15th in the Journal of Experimental Medicine.

Previous work showed that at the later stages of COVID-19, high interferon levels correlate with worse disease and may fuel overactive immune responses. But recent genetic studies show that interferon-stimulated genes can also be protective in cases of COVID-19 infection.

Foxman's lab wanted to study this defense system early in the course of COVID-19 infection.

Since earlier studies by Foxman's lab showed that common cold viruses may protect against influenza, they decided to study whether rhinoviruses would have the same beneficial impact against the COVID-19 virus. For the study, her team infected lab-grown human airway tissue with SARS-CoV-2 and found that for the first three days, viral load in the tissue doubled about every six hours. However, replication of the COVID-19 virus was completely stopped in tissue which had been exposed to rhinovirus. If antiviral defenses were blocked, the SARS-CoV-2 could replicate in airway tissue previously exposed to rhinovirus.

The same defenses slowed down SARS-CoV-2 infection even without rhinovirus, but only if the infectious dose was low, suggesting that the viral load at the time of exposure makes a difference in whether the body can effectively fight the infection.

The researchers also studied nasal swab samples from patients diagnosed close to the start of infection. They found evidence of rapid growth of SARS-CoV-2 in the first few days of infection, followed by activation of the body's defenses. According to their findings, the virus typically increased rapidly for the first few days of infection, before host defenses kicked in, doubling about every six hours as seen in the lab in some patients the virus grew even faster.

"There appears to be a viral sweet spot at the beginning of COVID-19, during which the virus replicates exponentially before it triggers a strong defense response," Foxman said.

Interferon treatment holds promise but it could be tricky, she said, because it would be mostly effective in the days immediately after infection, when many people exhibit no symptoms. In theory, interferon treatment could be used prophylactically in people at high risk who have been in close contact with others diagnosed with COVID-19. Trials of interferon in COVID-19 are underway, and so far show a possible benefit early in infection, but not when given later.

These findings may help explain why at times of year when colds are common, rates of infections with other viruses such as influenza tend to be lower, Foxman said. There are concerns that as social distancing measures ease, common cold and flu viruses -- which have been dormant over the past year -- will come back in greater force. Interference among respiratory viruses could be a mitigating factor, creating an "upper limit" on the degree to which respiratory viruses co-circulate, she said.

"There are hidden interactions between viruses that we don't quite understand, and these findings are a piece of the puzzle we are just now looking at," Foxman said.

Nagarjuna R. Cheemarla, a postdoctoral associate in Foxman's lab, was first author of the study, which was carried out by a team of Yale scientists in the Departments of Laboratory Medicine, Immunobiology, and Genetics.

Other Yale authors included Timothy Watkins, Valia Mihaylova, Bao Wang, Marie Landry, Dejian Zhao, and Guilin Wang.



Commentaires:

  1. Malagar

    Tout à fait exact ! J'aime votre idée. Je propose de fixer le sujet.

  2. Najin

    C'est tout simplement une réponse remarquable

  3. Balin

    Il ne le pensait pas

  4. Dairn

    Le taux actuel est faible))



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