Immunopatologia wysoce zjadliwych patogenów: spostrzeżenia na przykładzie wirusa Ebola

Wirus Ebola jest otoczkowym wirusem RNA o ujemnej nici łańcucha z rodziny Filoviridae, grupy wirusów zdolnych do wywoływania ciężkiego zespołu gorączki krwotocznej u ludzi i naczelnych. Wirus został po raz pierwszy rozpoznany w 1976 r. podczas wybuchu epidemii w dolinie rzeki Ebola w Zairze (obecnie Demokratyczna Republika Konga) w Afryce. Drugie ognisko wywołane przez odrębny, ale spokrewniony wirus wystąpiło w Sudanie w tym samym roku1,2. Od czasu odkrycia wirusa w środkowej Afryce, w ciągu ostatnich 30 lat pojawiło się kilka ognisk choroby, w tym obecnie potwierdzone ognisko (11 września 2007 r.) w Demokratycznej Republice Konga (http://www.who.int/csr/don/2007_09_11/en/index.html). Chociaż rezerwuar wirusa w przyrodzie i zakres żywicieli pośrednich nie są w pełni poznane, ostatnie badania wykazały, że nietoperze owocożerne mogą wspomagać replikację wirusa Ebola, co wskazuje, że zwierzęta te mogą być zaangażowane w cykl życiowy wirusa3. Jednak naturalny gospodarz wirusa Ebola przy braku aktywnych ognisk, wraz z ważnym pytaniem, w jaki sposób jest on przenoszony między różnymi gatunkami, stanowi ciągły przedmiot badań.

Zakażenia u ludzi występują zwykle po bezpośrednim kontakcie z wirusem u martwych lub zakażonych ludzi lub dzikich zwierząt, z następczym przeniesieniem z osoby na osobę. Filowirusy dostają się do organizmu przez powierzchnie błon śluzowych, otarcia skóry lub przez użycie skażonych igieł4 (ryc. 1a). Początek choroby wywołanej wirusem Ebola jest nagły, a okres inkubacji wynosi od 4 do 10 dni. Pacjenci początkowo wykazują niespecyficzne objawy grypopodobne, takie jak gorączka, dreszcze, złe samopoczucie, bóle mięśni i bóle głowy. Następnie mogą pojawić się bóle brzucha, nudności i wymioty, a także kaszel, ból gardła i biegunka. Około piątego dnia często pojawia się wysypka, która jest charakterystyczną cechą infekcji filowirusowej. Objawy ogólnoustrojowe, żołądkowo-jelitowe, oddechowe, naczyniowe i neurologiczne są wynikiem rozległej replikacji wirusa, a martwica jest widoczna w wielu narządach, w tym w wątrobie, śledzionie, nerkach i gonadach5. Końcowe stadium choroby charakteryzuje się zaburzeniami krzepnięcia, takimi jak rozsiane wykrzepianie wewnątrznaczyniowe, problemy z dystrybucją płynów, niedociśnienie i krwotoki spowodowane zapaleniem i uszkodzeniem wątroby, uszkodzeniem tkanek i załamaniem funkcji bariery śródbłonka, co prowadzi do zwiększonej przepuszczalności naczyń krwionośnych. W przypadkach śmiertelnych śmierć następuje zwykle między 7 a 16 dniem od zakażenia, w wyniku niewydolności wielonarządowej i wystąpienia zespołu przypominającego ciężki wstrząs septyczny6. Obecnie nie ma leków przeciwwirusowych do leczenia zakażenia, a śmiertelność w przypadku bardziej zjadliwych gatunków wirusa Zair i Sudan wynosi od 40-90%7.

Odpowiedź immunologiczna gospodarza na śmiertelne zakażenie wirusem Ebola

Niekontrolowana wirusowa replikacja wirusa Ebola jest kluczowa dla jego patogenezy, zarówno ze względu na jego efekty cytopatyczne, jak i dlatego, że indukuje wybitną dysregulację odpowiedzi immunologicznej gospodarza. Wywołane wirusem upośledzenie układu odpornościowego zachodzi poprzez różne mechanizmy. Badania na ssakach naczelnych oraz świnkach morskich wskazują na możliwość, że monocyty, makrofagi i komórki dendrytyczne są wczesnymi i preferowanymi miejscami replikacji wirusa8,9, chociaż nadal możliwe jest, że wirus jest obecny na tych komórkach poprzez wiązanie się z receptorami lektyn, a nie aktywną replikację in vivo. Zasugerowano, że komórki te działają jako nośniki dla transportu wirusa przez limfaty10. Następuje dalsza replikacja wirusa, a następnie ogólnoustrojowe rozprzestrzenianie się do innych narządów i tkanek (Rys. 1b). Chociaż wirus jest obserwowany w układzie siateczkowo-śródbłonkowym, w przebiegu zakażenia obserwuje się niewielki stan zapalny w obrębie limfatycznym lub w zakażonych tkankach.

Zakażenie monocytów i makrofagów prowadzi do uwolnienia cytokin i chemokin prozapalnych, w tym czynnika martwicy nowotworów, interleukiny-1β, białka zapalnego makrofagów-1α oraz reaktywnych form tlenu i azotu11,12. Ekspresja tych mediatorów prawdopodobnie przyciąga więcej monocytów i makrofagów do miejsc zakażenia, a także może przyciągać neutrofile. Chociaż ostatnie dane sugerują, że nie są one produktywnie zakażone, ludzkie neutrofile poddane działaniu filowirusa in vitro wykazują szybką aktywację receptora wyzwalającego wyrażonego na komórkach mieloidalnych-1 (TREM-1)13; powoduje to uwalnianie dalszych cytokin zapalnych i chemokin, które przyczyniają się do rozszerzenia naczyń i zwiększonej przepuszczalności naczyń. Ponadto zakażone monocyty i makrofagi wykazują ekspresję czynnika tkankowego na powierzchni komórki, który może być zaangażowany w rozwój koagulopatii14. Po produktywnym zakażeniu makrofagi w dużej liczbie ulegają lizie i apoptozie15; dlatego wydaje się, że aktywowane monocyty i makrofagi nie powstrzymują rozprzestrzeniania się wirusa. Mogą one raczej przyczyniać się do rozprzestrzeniania poprzez wspieranie replikacji wirusa lub transport wirusa związanego z białkami wiążącymi lektyny na powierzchni komórek w obrębie układu limfatycznego. I podobnie jak neutrofile, monocyty i makrofagi mogą również wydzielać rozpuszczalne czynniki, które nasilają patogenne objawy choroby13.

Podobnie jak monocyty i makrofagi, niedojrzałe komórki dendrytyczne (DCs) są „celem” wirusa Ebola, albo poprzez przyłączenie cząstek wirusowych poprzez interakcje z DC-ekspresją lektyny typu C DC-SIGN, albo poprzez infekcję poprzez interakcje z innymi receptorami powierzchni komórkowej DC-ekspresją (ryc. 1c). Komórki dendrytyczne należą do najskuteczniejszych komórek prezentujących antygen w układzie odpornościowym i wydzielają interleukiny i cytokiny o krytycznym znaczeniu, które stanowią ogniwo łączące wrodzoną i adaptacyjną odpowiedź immunologiczną na wiele patogenów; DC zakażone wirusem Ebola są poważnie upośledzone w tych krytycznych funkcjach. Ludzkie mieloidalne DC zainfekowane żywym wirusem in vitro, na przykład, nie wydzielają normalnego profilu cytokin prozapalnych i cząsteczek kostymulujących. Komórki te nie stają się dojrzałe ani aktywowane i nie są w stanie wyregulować cząsteczek głównego układu zgodności tkankowej (MHC), a tym samym stymulować limfocytów T16,17. W przeciwieństwie do tego, traktowanie niezakaźnymi cząstkami podobnymi do wirusa Ebola (VLP) aktywuje DC i stymuluje silną odpowiedź zapalną18, a efekt ten zależy od mucynopodobnej domeny glikoproteiny otoczki19. Hamowanie funkcji DC żywym lub inaktywowanym wirusem, ale nie VLPs, wskazuje, że tłumienie funkcji i dojrzewania DC jest prawdopodobnie spowodowane obecnością białek wirusowych lub materiału genomowego, który nie jest obecny w VLPs. Konieczne są dalsze badania w celu wyjaśnienia szkodliwego wpływu zakażenia wirusem Ebola na inne subpopulacje DC, w szczególności na plazmacytoidalne DC, które są ważne w przeciwwirusowej odpowiedzi interferonowej. Konsekwencje niefunkcjonalnych DCs obejmują zmniejszoną zdolność do stymulowania humoralnych lub komórkowych odpowiedzi immunologicznych, co może przyczyniać się do braku kontroli replikacji wirusa.

Co zaskakujące, pacjenci, którzy ulegają zakażeniu wirusem Ebola, wykazują niewiele dowodów na aktywowaną adaptacyjną odpowiedź immunologiczną. Adaptacyjna odporność jest poważnie upośledzona nie tylko z powodu braku funkcjonalnych DCs i innych ważnych komórek prezentujących antygen, ale również dlatego, że limfocyty ulegają masowej apoptozie u zakażonych ludzi i zwierząt naczelnych15,30,31. Chociaż limfocyty nie są celem wirusa, znaczna ich liczba – z wyjątkiem komórek B – ulega apoptozie podczas choroby32; w wyniku tego liczba limfocytów T CD4+ i CD8+ jest znacznie zmniejszona w śmiertelnych zakażeniach u ludzi i zwierząt naczelnych przed śmiercią30,31,33. Apoptoza limfocytów jest również częstym objawem innych wirusowych gorączek krwotocznych i jest często obserwowana podczas wstrząsu septycznego34.

Badania z limfocytami in vitro wskazują, że kilka cząsteczek zaangażowanych w wyzwalanie apoptozy jest obecnych w tych populacjach komórek, w tym TRAIL i Fas-FasL15. Jednak mechanizmy odpowiedzialne za tę apoptozę „bystander” są wciąż przedmiotem badań. Być może mediatory zapalne i inne czynniki, takie jak proapoptotyczny rozpuszczalny czynnik tlenek azotu (NO) wydzielany przez zainfekowane makrofagi, są w stanie indukować obserwowaną apoptozę limfocytów. Alternatywnie, upośledzona funkcja DC i ogólny stan immunosupresyjny mogą przyczyniać się do tego zjawiska31. Jeszcze inną możliwością jest to, że śmierć komórek jest aktywnie wyzwalana przez bezpośrednie interakcje między limfocytami a wirusem Ebola lub rozpuszczalnymi produktami genowymi. Znaczenie wczesnej odpowiedzi obejmującej komórki wrodzonego układu odpornościowego i/lub szybkiej adaptacyjnej odpowiedzi przeciwciał podkreślają ostatnie badania wykazujące ochronę naczelnych po podaniu szczepionki poekspozycyjnej35.

Mimo że filowirusy należą do najbardziej zjadliwych i śmiertelnych znanych patogenów, niektórzy pacjenci zakażeni wirusem Ebola wracają do zdrowia po zakażeniu. Identyfikacja różnic w odpowiedzi immunologicznej pomiędzy przypadkami śmiertelnymi i nieśmiertelnymi jest ważna dla przyszłego rozwoju skutecznych terapii i szczepionek. Zauważono specyficzne różnice w obrazie klinicznym i odpowiedzi immunologicznej u tych, którzy ulegają zakażeniu, w porównaniu z tymi, którzy wracają do zdrowia po zakażeniu wirusem Ebola (Tabela 1). Porównanie to jasno pokazuje, że rozwój antygenowo swoistej odpowiedzi immunologicznej na poziomie komórkowym koreluje z usunięciem wirusa. Badania wykazujące antygenowo-swoistą komórkową odpowiedź immunologiczną u zaszczepionych zwierząt naczelnych, które przeżyły zakażenie wirusem Ebola36,37,38 potwierdzają to odkrycie. Ponadto stwierdzono, że indukcja odpowiedzi humoralnej i komórek T CD8+ jest wymagana do ochrony u myszy zakażonych śmiertelnym zakażeniem wirusem Ebola39. Jednakże ochronna rola immunoglobulin pozostaje niepewna, ponieważ ostatnie doniesienie wskazuje, że bierny transfer neutralizującego ludzkiego przeciwciała monoklonalnego KZ52 nie jest w stanie kontrolować infekcji w modelu makaka40. Na podstawie tych rozważań staje się coraz bardziej oczywiste, że wczesna i silna, ale przejściowa, wrodzona odpowiedź immunologiczna i następująca po niej aktywacja adaptacyjnej odpowiedzi immunologicznej są niezbędne do ochrony przed śmiertelną infekcją. Jeśli taka odpowiedź immunologiczna gospodarza nie zostanie wytworzona, wirus wymyka się spod kontroli immunologicznej, a infekcja postępuje aż do schyłku choroby.

Patogeneza zakażenia

Zmiany patologiczne obserwowane u pacjentów umierających z powodu zakażenia wirusem Ebola obejmują zaburzenia krzepnięcia, przepuszczalność naczyń krwionośnych, krwotoki oraz martwicę i niewydolność narządów. Aktualna hipoteza głosi, że podstawowym mechanizmem patogenezy wirusa Ebola jest uszkodzenie i zniszczenie naczyń krwionośnych wtórne do zaburzeń krzepnięcia i zwiększonej przepuszczalności naczyń, spowodowane uwalnianiem cytokin zapalnych i chemokin przez zakażone i aktywowane monocyty i makrofagi oraz bezpośrednim uszkodzeniem komórek śródbłonka w wyniku późnej replikacji wirusa41,42. Oczywiste jest, że oprócz „burzy cytokinowej” sam wirus może również wywoływać immunosupresję i bezpośrednio uszkadzać komórki gospodarza4,43,44. Tak więc szkodliwe objawy zakażenia wynikają częściowo z czynników wydzielanych przez dysfunkcyjne komórki układu odpornościowego, a częściowo z indukowanego przez wirusy uszkodzenia tkanek i narządów gospodarza.

Wirus Ebola wykazuje tropizm in vitro dla komórek wrodzonego układu odpornościowego, a także komórek śródbłonka, komórek dendrytycznych i kilku typów komórek nabłonkowych. Replikacja zachodzi z niezwykle dużą szybkością w zakażonych komórkach. Zdolność wirusa do replikacji w różnych typach komórek jest gorzej scharakteryzowana in vivo. Ponadto, wiremia u zakażonych pacjentów jest na ogół trudna do określenia ilościowego6; jednakże, w co najmniej jednym ognisku Ebola gatunku Zaire odnotowano wiremię przekraczającą 106 jednostek tworzących płytki na mililitr surowicy (PFU/ml)45. Wiremia u zakażonych ssaków naczelnych może osiągać do 107 PFU/ml46. U ludzi z infekcją śmiertelną występuje do 1010 kopii wirusowego RNA na mililitr, podczas gdy znacznie mniej (107 kopii/ml) znajduje się w surowicy osób, które przeżyły infekcję wirusem Ebola (patrz Tabela 1)47. Wysokie tempo replikacji wirusa prowadzi do lizy i martwicy komórek wielu narządów, w tym wątroby, śledziony, nerek i gonad. Duża część obserwowanej martwicy jest wywołana przez wirusy, ponieważ infiltracja w obrębie zakażonych tkanek jest niewielka, a w szczątkach nekrotycznych obecna jest nadzwyczajna liczba cząstek wirusowych. Ponadto, mikroskopowe badanie zakażonych tkanek ludzkich wykazuje korelację pomiędzy uszkodzeniem tkanki a obecnością antygenów wirusowych, kwasu nukleinowego i miejsc replikacji wirusowej4,43,44. Obserwacja ta wskazuje, że bezpośrednie wirusowe uszkodzenie tkanek i narządów może prowadzić do niewydolności narządów i wstrząsu.

Infekcja pewnych typów komórek odgrywa ważną rolę w patogenezie wirusa Ebola. Uważa się, że zakażenie wrodzonych komórek odpornościowych ma zasadnicze znaczenie dla ogólnoustrojowego rozprzestrzeniania się wirusa podczas zakażenia u ludzi8,10. Zakażone monocyty i makrofagi wędrują z miejsca zakażenia do węzłów chłonnych, gdzie rekrutuje się więcej monocytów i makrofagów, które następnie stają się celem zakażenia. Zakażenie tych komórek prowadzi do dalszego wzmocnienia i rozprzestrzeniania się wirusa poprzez układ limfatyczny12. Ponadto zakażenie i martwica hepatocytów powoduje upośledzenie funkcji wątroby. Enzymy wątrobowe są podwyższone w większości zakażeń filowirusowych48,49,50, a zmniejszona czynność wątroby może odpowiadać za zmniejszoną syntezę czynników krzepnięcia i rozwój zaburzeń krzepnięcia widocznych podczas śmiertelnego zakażenia. Wreszcie, rozwój wstrząsu w późniejszych stadiach choroby jest wieloczynnikowy i wraz z krwotokiem może być spowodowany częściowo zakażeniem i wynikającą z niego martwicą komórek kory nadnerczy50, ponieważ komórki te są ważne w regulacji ciśnienia krwi.

Upośledzenie naczyń krwionośnych i glikoproteiny Ebola

Uszkodzenie śródbłonka jest wybitną cechą gorączki krwotocznej Ebola. Utrata integralności naczyniowej jest często obserwowana u ludzi i naczelnych w późnych stadiach choroby i wiąże się z krwawieniem i brakiem równowagi płynów między przestrzeniami tkankowymi. Pełne mechanizmy prowadzące do przepuszczalności śródbłonka nie zostały wyjaśnione. W kilku badaniach wykazano, że indukowane wirusem uwalnianie mediatorów zapalnych zwiększa przepuszczalność naczyń in vitro11,51. Jednakże komórki śródbłonka są celem infekcji w późniejszych stadiach choroby i nie można wykluczyć bezpośredniej cytotoksyczności komórek śródbłonka wywołanej przez wirusa jako mechanizmu przyczyniającego się do nasilenia objawów krwotocznych. Rzeczywiście, wirusowa glikoproteina otoczki GP została uznana za jeden z głównych czynników determinujących uszkodzenie komórek naczyniowych.

GP jest jednym z najczęściej badanych białek wirusa Ebola ze względu na jego znaczenie we wnikaniu wirusa i potencjał jako cel dla rozwoju szczepionki. Jak wspomniano, jest ono również przedmiotem intensywnych badań ze względu na jego możliwą rolę w patogenezie. Glikoproteina ta jest odpowiedzialna za kierowanie wirusa do komórek istotnych dla patogenezy. GP prawdopodobnie odgrywa rolę w supresji immunologicznej poprzez wpływ na obniżenie regulacji białek powierzchni komórkowej istotnych dla adhezji limfocytów i prezentacji antygenów52,53. Chociaż niektórzy sugerują, że rozpuszczalna GP może konkurować o przeciwciała neutralizujące, które w przeciwnym razie mogłyby być skierowane przeciwko wirusom lub zakażonym komórkom54,55, nie wykazano ochronnej roli takich przeciwciał, a biochemia i reaktywność przeciwciał rozpuszczalnej GP różnią się od tych związanych z błoną kolców trimeru56,57. Rozpuszczalny GP hamuje aktywację neutrofili57 , zapewniając kolejny mechanizm, za pomocą którego odporność wirusowa może wpływać na wrodzoną odpowiedź zapalną. Wejście wirusa Ebola zależy również od endosomalnych katepsyn, enzymów krytycznych dla prezentacji antygenów58,59, a uwolnienie katepsyn może przyczynić się do uszkodzenia komórek wywołanego wirusem60.

Kilka grup wykazało, że GP ma bezpośrednie działanie cytotoksyczne. Yang i współpracownicy stwierdzili, że spośród siedmiu produktów genowych wirusa, GP był odpowiedzialny za zaokrąglanie i odrywanie się komórek w komórkach śródbłonka zarówno in vitro, jak i ex vivo oraz że może to prowadzić do znacznego wzrostu przepuszczalności naczyń61. Ekspresja GP ze wszystkich czterech gatunków wirusa Ebola indukuje różne stopnie cytotoksyczności w liniach komórkowych i komórkach pierwotnych in vitro, które charakteryzują się zaokrąglaniem i odrywaniem komórek, a następnie ich śmiercią61. W efektach tych pośredniczy silnie glikozylowana, podobna do mucyny domena glikoproteiny. Chociaż istnieje pewna dyskusja na temat roli cytotoksyczności GP podczas żywej infekcji wirusowej62, różnice w cytotoksyczności indukowanej przez GP są skorelowane ze wskaźnikami śmiertelności różnych gatunków wirusów52,61, co sugeruje, że ten produkt genowy jest ważny w patogenezie choroby. Ekspresja GP związanego z błoną wydaje się być precyzyjnie kontrolowana podczas replikacji wirusowej poprzez mechanizm obejmujący edycję transkrypcji przez polimerazę wirusową63. Wskazuje to, że glikoproteina może być kluczowym wirusowym czynnikiem determinującym patogenność podczas infekcji.

W ten sposób czynniki wywołane przez wirusa i gospodarza łączą się w destrukcyjną ścieżkę, w której śmiertelna odpowiedź na zakażenie wirusem Ebola niezmiennie koreluje z supresją odporności zarówno komórek B, jak i T. Pacjenci, którzy nie wracają do zdrowia, praktycznie nie mają przeciwciał swoistych dla antygenu wirusa. Niskie ilości swoistej immunoglobuliny Ms są obecne tylko u 30% śmiertelnie zakażonych pacjentów, a swoista immunoglobulina Gs nie jest wykrywana30,64,65. Wydaje się, że inicjacja odpowiedzi cytotoksycznych komórek T lub pomocniczych komórek T CD4+ jest ograniczona, najprawdopodobniej z powodu ich wyczerpania w przypadkach śmiertelnych. Zubożenie limfocytów prawdopodobnie nasila niekontrolowaną replikację wirusa w makrofagach i innych komórkach zapalnych. Dlatego śmiertelne zakażenie wirusem Ebola charakteryzuje się szeroką immunosupresją charakteryzującą się rozwojem nieprawidłowej nieswoistej i szkodliwej wrodzonej odpowiedzi immunologicznej i niewielką lub żadną stymulacją antygenowo-swoistej odpowiedzi adaptacyjnej. Ten brak odpowiedzi prowadzi do przytłaczającego obciążenia wirusowego i wynikającej z tego patologii wywołanej przez wirusy i odporność.

Znaczenie dla innych wysoce śmiertelnych patogenów i przyszłych badań

Cenny wgląd w krytyczne cechy układu odpornościowego gospodarza można uzyskać z badania odpowiedzi immunologicznej na wysoce zjadliwe patogeny, takie jak wirus Ebola. Jedną z tendencji, która wydaje się wyłaniać, jest to, że śmiertelne, ostre patogeny mają tendencję do szybkiego zabijania, zanim rozwinie się adaptacyjna odpowiedź immunologiczna, podczas gdy przewlekłe patogeny mogą przetrwać i replikować się pomimo adaptacyjnej odpowiedzi immunologicznej. W tym względzie istnieją interesujące podobieństwa między zakażeniem wirusem Ebola a wysoce patogennym wirusem grypy z 1918 roku (patrz towarzyszący mu przegląd autorstwa Ahmeda i współpracowników66). Na przykład Kobasa i współpracownicy odkryli, że odtworzony szczep grypy z 1918 r. wykazuje wysoki poziom replikacji wirusowej, co koreluje ze zmianami makroskopowymi w tkance płucnej zakażonych makaków cynomolgus67. Infekcja w tym modelu zwierzęcym kończyła się ostrą niewydolnością oddechową i przeważnie śmiercią. Co ciekawe, zakażone zwierzęta były w stanie wytworzyć odpowiedź immunologiczną, która pod wieloma względami była podobna do odpowiedzi obserwowanych podczas zakażenia wirusem Ebola u ssaków naczelnych. Odpowiedź immunologiczna na grypę z 1918 roku charakteryzowała się nieprawidłową odpowiedzią interferonową oraz ekspresją nienormalnie wysokich poziomów cytokin i chemokin. Autorzy doszli do wniosku, że wysoką śmiertelność szczepu grypy z 1918 roku można częściowo przypisać wytworzeniu nietypowej i szkodliwej wrodzonej odpowiedzi immunologicznej, która jest niewystarczająca do ochrony.

Porównanie odpowiedzi immunologicznych na wirusy grypy Ebola i grypy z 1918 roku wskazuje, że wysoka śmiertelność tych wirusów może wynikać z połączenia szkodliwych efektów wysokiego miana wirusa i bezpośredniego uszkodzenia wirusa oraz nieswoistej i nieprawidłowo podtrzymywanej wrodzonej odpowiedzi immunologicznej. Podobny obraz nadmiernej wiremii, braku kontroli ze strony wrodzonej odpowiedzi immunologicznej i niepowodzenia w rozwoju odporności adaptacyjnej zaobserwowano również w przypadku innych wysoce śmiercionośnych wirusów, w tym koronawirusa ciężkiego ostrego zespołu oddechowego (SARS), wirusa Marburga, wirusa gorączki Lassa i innych. W każdym z tych przypadków wydaje się, że wirus powoduje śmiertelną infekcję poprzez nadmierną replikację, chociaż specyficzne receptory, tropizmy komórkowe i organiczne, mechanizmy unikania zapalenia i odporności oraz naturalny rezerwuar mogą się różnić.

Wiele pytań pozostaje nierozwiązanych w odniesieniu do mechanizmów i pełnego zakresu dysregulacji immunologicznej wywołanej wirusem. Na przykład, nieznany jest mechanizm apoptozy limfocytów. Wirus Ebola nie atakuje bezpośrednio tych komórek, a jednak ich liczba szybko się wyczerpuje, gdy miano wirusa jest mierzalne u gospodarza. Czy komórki te przechodzą w stan anergicznego terminalnego różnicowania z powodu miejscowych zaburzeń równowagi cytokinowej, czy też dochodzi do nieprawidłowego niszczenia celów przez inne komórki odpornościowe? Nie wiadomo również, czy wirus Ebola wykazuje tropizm dla konkretnego DC, co może sprzyjać unikaniu odpowiedzi przeciwwirusowej. Nie jest znany mechanizm, w którym dochodzi do upośledzenia prezentacji antygenów przez DC. Rola katepsyn w immunopatogenezie również nie jest do końca poznana; ponieważ katepsyny biorą również udział w przetwarzaniu antygenów, możliwe jest, że wpływają również na adaptacyjną odpowiedź immunologiczną. Podobne pytania pozostają w odniesieniu do szczegółów replikacji wirusa in vivo. Chociaż wirus Ebola może być wykryty przez barwienie immunologiczne różnych typów komórek, w tym makrofagów, DC i komórek śródbłonka, wirus wiąże się z wszechobecnymi receptorami lektyn na wielu z tych komórek; dlatego nie jest jasne, czy obecność wirusa w danej komórce oznacza aktywną replikację, czy tylko wiązanie się z powierzchnią komórki. Wreszcie, rola burzy cytokinowej w porównaniu z bezpośrednią wirusową cytotoksycznością dla komórek śródbłonka pozostaje przedmiotem wielu spekulacji, ale, niestety, bardzo mało danych.

Ostatecznie wiele z tych pytań, w tym role specyficznych części układu odpornościowego w ochronie, mogą być rozwiązane z badaniami, które używają deplecji przeciwciał in vivo przeciwko cytokinom, receptorom cytokinowym i podzbiorom limfocytów w modelach infekcji u zwierząt naczelnych. Dopóki te ważne kwestie nie zostaną rozwiązane, obecne hipotezy wyjaśniają patofizjologię wywołaną wirusem Ebola w szerokim ujęciu: kombinacja czynników, w tym niekontrolowane i nieswoiste reakcje zapalne, immunosupresja wywołana wirusem i bezpośrednie wirusowe zniszczenie kilku typów komórek, wspólnie przyczyniają się do załamania układu naczyniowego, niewydolności wielonarządowej i zespołu podobnego do wstrząsu śmiertelnego zakażenia wirusem Ebola.

.