Zakażenie - Infection

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Zakażenie
Malaria.jpg
Fałszywie kolorowe obrazy z mikroskopu elektronowego pokazującym malarii sporozoitów przechodzącymi przez jelita środkowego nabłonka z szczura
Specjalność Choroba zakaźna
Przyczyny bakteryjne , wirusowe , pasożytnicze , grzybicze , prionowe

Zakażenie jest inwazja do ciała organizmu na tkankach od czynników powodujących choroby , ich namnażania, a reakcja gospodarza tkanki z czynników zakaźnych i toksyn , które produkują. Choroby zakaźne , znany również jako zakaźnej choroby lub choroby zakaźnej , to choroby wynikające z zakażenia.

Infekcje mogą być wywoływane przez wiele różnych patogenów, w szczególności bakterie i wirusy . Gospodarze mogą zwalczać infekcje za pomocą swojego układu odpornościowego . Ssaki żywiciele reagują na infekcje wrodzoną odpowiedzią, często obejmującą stan zapalny , po którym następuje odpowiedź adaptacyjna .

Specyficzne leki stosowane w leczeniu infekcji obejmują antybiotyki , leki przeciwwirusowe , przeciwgrzybicze , przeciwpierwotniacze i przeciw robakom . Choroby zakaźne spowodowały 9,2 mln zgonów w 2013 r. (Około 17% wszystkich zgonów). Gałąź medycyny, która koncentruje się na infekcjach, określana jest jako choroba zakaźna .

Rodzaje

Infekcje są wywoływane przez czynniki zakaźne ( patogeny ), w tym:

Klasyfikacja

Subkliniczne versus kliniczne (utajone versus pozorne)

Infekcje objawowe są widoczne i kliniczne , podczas gdy infekcję, która jest aktywna, ale nie wywołuje zauważalnych objawów, można nazwać niewidoczną, cichą, subkliniczną lub utajoną . Infekcja nieaktywna lub uśpiona nazywana jest infekcją utajoną . Przykładem utajonej infekcji bakteryjnej jest utajona gruźlica . Niektóre infekcje wirusowe mogą być również utajone, przykładami utajonych infekcji wirusowych infekcje z rodziny Herpesviridae .

Słowo zakażenie może oznaczać jakąkolwiek obecność określonego patogenu w ogóle (bez względu na to, jak mało), ale często jest również używane w znaczeniu wskazującym na klinicznie jawną infekcję (innymi słowy, przypadek choroby zakaźnej). Fakt ten czasami stwarza niejasności lub skłania do dyskusji na temat użytkowania ; Aby obejść ten problem, pracownicy służby zdrowia często mówią o kolonizacji (zamiast infekcji ), gdy mają na myśli, że niektóre patogeny są obecne, ale nie ma klinicznie widocznej infekcji (żadnej choroby).

Do opisania infekcji używa się różnych terminów. Pierwsza to ostra infekcja. Ostra infekcja to taka, w której objawy szybko się rozwijają; jej przebieg może być szybki lub długotrwały. Następna to przewlekła infekcja. Infekcja przewlekła występuje wtedy, gdy objawy rozwijają się stopniowo, w ciągu tygodni lub miesięcy, i ustępują powoli. Infekcja podostra to taka, w której objawy rozwijają się dłużej niż w przypadku ostrej infekcji, ale pojawiają się szybciej niż infekcja przewlekła. Utajona infekcja to rodzaj infekcji, który może wystąpić po ostrym epizodzie; organizm jest obecny, ale objawy nie występują; po pewnym czasie choroba może się ponownie pojawić. Ogniskową infekcję definiuje się jako początkowe miejsce infekcji, z którego organizmy przemieszczają się przez krwioobieg do innego obszaru ciała.

Podstawowe a oportunistyczne

Spośród wielu odmian mikroorganizmów stosunkowo niewiele powoduje choroby u zdrowych osobników. Choroba zakaźna jest wynikiem wzajemnego oddziaływania tych kilku patogenów i mechanizmów obronnych zarażonych żywicieli. Wygląd i nasilenie choroby wynikającej z jakiegokolwiek patogenu zależą od zdolności tego patogenu do uszkodzenia żywiciela, jak również od zdolności żywiciela do przeciwstawienia się patogenowi. Jednak układ odpornościowy gospodarza może również spowodować uszkodzenie samego żywiciela, próbując opanować infekcję. Dlatego klinicyści klasyfikują zakaźne mikroorganizmy lub drobnoustroje zgodnie ze stanem mechanizmów obronnych żywiciela - jako patogeny pierwotne lub patogeny oportunistyczne :

Pierwotne patogeny

Pierwotne patogeny wywołują chorobę w wyniku ich obecności lub aktywności w normalnym, zdrowym żywicielu, a ich wewnętrzna zjadliwość (nasilenie wywoływanej przez nie choroby) jest po części konieczną konsekwencją ich potrzeby rozmnażania się i rozprzestrzeniania. Wiele z najpowszechniejszych pierwotnych patogenów ludzi infekuje tylko ludzi, jednak wiele poważnych chorób jest wywoływanych przez organizmy nabyte ze środowiska lub zakażających żywicieli innych niż ludzie.

Patogeny oportunistyczne

Patogeny oportunistyczne mogą powodować chorobę zakaźną u żywiciela z obniżoną odpornością ( niedobór odporności ) lub jeśli mają nietypowy dostęp do wnętrza organizmu (na przykład w wyniku urazu ). Infekcja oportunistyczna może być wywoływana przez drobnoustroje, które zwykle stykają się z żywicielem, takie jak bakterie chorobotwórcze lub grzyby przewodu pokarmowego lub górnych dróg oddechowych , a także mogą wynikać z (skądinąd nieszkodliwych) drobnoustrojów pozyskanych od innych żywicieli (np. Zapalenie okrężnicy wywołane przez Clostridium difficile ) lub ze środowiska w wyniku traumatycznego wprowadzenia (np. w zakażeniach ran chirurgicznych lub złożonych złamaniach ). Choroba oportunistyczna wymaga osłabienia mechanizmów obronnych żywiciela, które mogą wystąpić w wyniku wad genetycznych (takich jak przewlekła choroba ziarniniakowa ), narażenia na leki przeciwbakteryjne lub chemikalia immunosupresyjne (co może wystąpić po zatruciu lub chemioterapii przeciwnowotworowej ), narażeniu na promieniowanie jonizujące lub w wyniku choroby zakaźnej o działaniu immunosupresyjnym (takiej jak odra , malaria lub choroba HIV ). Pierwotne patogeny mogą również powodować cięższą chorobę u gospodarza z obniżoną odpornością, niż normalnie występowałyby u gospodarza z wystarczającą odpornością.

Wtórna infekcja

Podczas gdy pierwotna infekcja może być praktycznie postrzegana jako podstawowa przyczyna obecnego problemu zdrowotnego danej osoby, infekcja wtórna jest następstwem lub powikłaniem tej pierwotnej przyczyny. Na przykład infekcja spowodowana oparzeniem lub urazem penetrującym (główna przyczyna) jest infekcją wtórną. Pierwotne patogeny często powodują pierwotną infekcję i często powodują wtórną infekcję. Zwykle infekcje oportunistyczne są postrzegane jako infekcje wtórne (ponieważ niedobór odporności lub uraz był czynnikiem predysponującym).

Inne rodzaje infekcji

Inne rodzaje infekcji obejmują infekcje mieszane, jatrogenne, szpitalne i pozaszpitalne. Infekcja mieszana to infekcja wywoływana przez dwa lub więcej patogenów. Przykładem tego jest zapalenie wyrostka robaczkowego , które jest wywoływane przez Bacteroides fragilis i Escherichia coli. Druga to infekcja jatrogenna. Ten typ infekcji to infekcja przenoszona z pracownika służby zdrowia na pacjenta. Infekcja szpitalna to także infekcja, która występuje w placówkach opieki zdrowotnej. Zakażenia szpitalne to te, które są nabywane podczas pobytu w szpitalu. Wreszcie infekcja nabyta przez społeczność to taka, w której infekcja pochodzi od całej społeczności.

Zakaźny czy nie

Jednym ze sposobów udowodnienia, że ​​dana choroba jest zakaźna, jest spełnienie postulatów Kocha (po raz pierwszy zaproponowanych przez Roberta Kocha ), które wymagają, aby po pierwsze, czynnik zakaźny był identyfikowalny tylko u pacjentów, którzy chorują, a nie u osób zdrowych, a po drugie , że u pacjentów, którzy są zarażeni czynnikiem zakaźnym, choroba również się rozwija. Te postulaty zostały po raz pierwszy wykorzystane do odkrycia, że gatunki Mycobacteria wywołują gruźlicę .

Jednak postulaty Kocha zwykle nie mogą być sprawdzane we współczesnej praktyce ze względów etycznych. Udowodnienie ich wymagałoby eksperymentalnego zakażenia zdrowego osobnika patogenem produkowanym w postaci czystej kultury. I odwrotnie, nawet choroby zakaźne nie zawsze spełniają kryteria zakaźności; na przykład Treponema pallidum , sprawczy krętek z kiły , nie mogą być hodowane in vitro, - jednak organizm może być hodowany w królikach jąder . Jest mniej oczywiste, że czysta kultura pochodzi ze źródła zwierzęcego służącego jako żywiciel, niż gdy pochodzi z drobnoustrojów pochodzących z hodowli płytkowej.

Epidemiologia , czyli badanie i analiza tego, kto, dlaczego i gdzie występuje choroba oraz co decyduje o tym, czy w różnych populacjach występuje choroba, jest kolejnym ważnym narzędziem służącym do zrozumienia chorób zakaźnych. Epidemiolodzy mogą określić różnice między grupami w populacji, na przykład to, czy w niektórych grupach wiekowych wskaźnik zakażeń jest większy, czy mniejszy; czy grupy mieszkające w różnych dzielnicach są bardziej narażone na infekcję; oraz inne czynniki, takie jak płeć i rasa. Badacze mogą również ocenić, czy wybuch choroby jest sporadyczny, czy tylko sporadyczny; endemiczne , ze stałym poziomem regularnych przypadków występujących w regionie; epidemia , szybko pojawiająca się i niezwykle wysoka liczba przypadków w regionie; lub pandemia , która jest globalną epidemią. Jeśli przyczyna choroby zakaźnej jest nieznana, epidemiologię można wykorzystać do wyśledzenia źródeł infekcji.

Zaraźliwość

Choroby zakaźne są czasami nazywane chorobami zakaźnymi, gdy łatwo przenoszą się przez kontakt z chorym lub jego wydzieliną (np. Grypa ). Zatem choroba zakaźna jest podzbiorem chorób zakaźnych, które są szczególnie zakaźne lub łatwo przenoszone. Inne rodzaje chorób zakaźnych, zakaźnych lub zakaźnych o bardziej wyspecjalizowanych drogach zakażenia, takie jak przenoszenie nosicieli lub przenoszenie drogą płciową, zwykle nie są uważane za „zaraźliwe” i często nie wymagają izolacji medycznej (czasami luźno nazywanej kwarantanną ) ofiar. Jednak ta specjalistyczna konotacja słów „zaraźliwa” i „zaraźliwa choroba” (łatwość przenoszenia) nie zawsze jest szanowana w popularnym użyciu. Choroby zakaźne są często przenoszone z człowieka na człowieka poprzez bezpośredni kontakt. Rodzaje kontaktu obejmują kontakt osobisty i rozprzestrzenianie się kropelek. Pośredni kontakt, taki jak przenoszenie drogą powietrzną, skażone przedmioty, żywność i woda pitna, kontakt ze zwierzętami, zbiorniki zwierząt, ukąszenia owadów i zbiorniki środowiskowe to kolejny sposób przenoszenia chorób zakaźnych.

Według lokalizacji anatomicznej

Infekcje można sklasyfikować według lokalizacji anatomicznej lub zakażenia układu narządów , w tym:

Ponadto miejsca zapalenia, w których zakażenie jest najczęstszą przyczyną, obejmują zapalenie płuc , zapalenie opon mózgowo - rdzeniowych i zapalenie jajowodu .

objawy i symptomy

Objawy infekcji zależą od rodzaju choroby. Niektóre objawy infekcji wpływają ogólnie na całe ciało, takie jak zmęczenie , utrata apetytu, utrata masy ciała, gorączka , nocne poty, dreszcze, bóle i bóle. Inne są specyficzne dla poszczególnych części ciała, na przykład wysypki skórne , kaszel lub katar .

W niektórych przypadkach choroby zakaźne mogą przebiegać bezobjawowo przez większość lub nawet przez cały przebieg u danego gospodarza. W tym drugim przypadku chorobę można zdefiniować jako „chorobę” (co z definicji oznacza chorobę) u gospodarza, który wtórnie zachoruje po kontakcie z bezobjawowym nosicielem. Infekcja nie jest równoznaczna z chorobą zakaźną, ponieważ niektóre infekcje nie powodują choroby u gospodarza.

Bakteryjne lub wirusowe

Ponieważ zarówno infekcje bakteryjne, jak i wirusowe mogą powodować te same objawy, odróżnienie przyczyny określonej infekcji może być trudne. Rozróżnienie tych dwóch jest ważne, ponieważ infekcji wirusowych nie można wyleczyć antybiotykami, podczas gdy infekcje bakteryjne mogą.

Porównanie infekcji wirusowej i bakteryjnej
Charakterystyka Infekcja wirusowa Infekcja bakteryjna
Typowe objawy Ogólnie infekcje wirusowe mają charakter ogólnoustrojowy. Oznacza to, że obejmują wiele różnych części ciała lub więcej niż jeden układ ciała w tym samym czasie; tj. katar, przekrwienie zatok, kaszel, bóle ciała itp. Mogą one czasami być miejscowe, jak przy wirusowym zapaleniu spojówek lub „różowym oku” i opryszczce. Tylko kilka infekcji wirusowych jest bolesnych, takich jak opryszczka. Ból związany z infekcjami wirusowymi jest często opisywany jako swędzenie lub pieczenie. Klasyczne objawy infekcji bakteryjnej to miejscowe zaczerwienienie, gorąco, obrzęk i ból. Jedną z cech infekcji bakteryjnej jest ból miejscowy, ból występujący w określonej części ciała. Na przykład, jeśli dojdzie do skaleczenia i zostanie zakażone bakteriami, w miejscu zakażenia pojawi się ból. Bakteryjny ból gardła często charakteryzuje się większym bólem po jednej stronie gardła. Infekcja ucha jest bardziej prawdopodobne, aby być zdiagnozowane jako bakteryjne, jeśli ból występuje tylko w jednym uchu. Cięcie, które wytwarza ropę i mleczny płyn, jest najprawdopodobniej zakażone.
Przyczyna Wirusy chorobotwórcze Bakterie chorobotwórcze

Patofizjologia

Istnieje ogólny ciąg zdarzeń, który dotyczy infekcji. Łańcuch zdarzeń obejmuje kilka etapów - które obejmują czynnik zakaźny, rezerwuar, wejście do podatnego gospodarza, wyjście i przeniesienie do nowych gospodarzy. Aby infekcja mogła się rozwinąć, każde z łączy musi występować w porządku chronologicznym. Zrozumienie tych kroków pomaga pracownikom służby zdrowia zwalczać infekcję i zapobiegać jej wystąpieniu.

Kolonizacja

Infekcja wrastającego paznokcia ; pojawia się ropa (żółta) i wynikający z niej stan zapalny (zaczerwienienie i obrzęk wokół paznokcia).

Infekcja zaczyna się, gdy organizm z powodzeniem dostanie się do organizmu, rośnie i rozmnaża się. Nazywa się to kolonizacją. Większość ludzi nie jest łatwo zarażonych. Osoby z upośledzonym lub osłabionym układem odpornościowym mają zwiększoną podatność na przewlekłe lub uporczywe infekcje. Osoby z osłabionym układem odpornościowym są szczególnie podatne na infekcje oportunistyczne . Wejście do żywiciela na granicy żywiciela -patogenu następuje na ogół przez błonę śluzową otworów, takich jak jama ustna , nos, oczy, genitalia, odbyt lub drobnoustrój może dostać się przez otwarte rany. Podczas gdy kilka organizmów może rosnąć w początkowym miejscu wejścia, wiele z nich migruje i powoduje ogólnoustrojowe zakażenie różnych narządów. Niektóre patogeny rosną w komórkach gospodarza (wewnątrzkomórkowe), podczas gdy inne rosną swobodnie w płynach ustrojowych.

Kolonizacja rany odnosi się do niereplikujących się mikroorganizmów w ranie, podczas gdy w ranach zakażonych istnieją organizmy replikujące się i tkanka jest uszkodzona. Wszystkie organizmy wielokomórkowe są w pewnym stopniu skolonizowane przez organizmy zewnętrzne, a zdecydowana większość z nich istnieje w relacji wzajemnej lub komensalnej z żywicielem. Przykładem pierwszego są gatunki bakterii beztlenowych , które kolonizują okrężnicę ssaków , a drugim różne gatunki gronkowców występujących na ludzkiej skórze . Żadna z tych kolonizacji nie jest uważana za infekcję. Różnica między infekcją a kolonizacją jest często tylko kwestią okoliczności. Organizmy niepatogenne mogą stać się chorobotwórcze w określonych warunkach, a nawet najbardziej zjadliwy organizm wymaga pewnych okoliczności, aby spowodować kompromitującą infekcję. Niektóre bakterie kolonizujące, takie jak Corynebacteria sp. i viridans paciorkowce , zapobiegają adhezji i kolonizacji patogennych bakterii, a tym samym mają symbiotyczny związek z żywicielem, zapobiegając infekcji i przyspieszając gojenie się ran .

Ten obraz przedstawia etapy infekcji chorobotwórczej.

Zmienne zaangażowane w wynik zaszczepienia żywiciela przez patogen i ostateczny wynik obejmują:

  • droga przedostania się patogenu i dostęp do regionów żywicielskich, które uzyskuje
  • wewnętrzna zjadliwość danego organizmu
  • ilość lub ładunek początkowego modyfikatora
  • immunologiczny status gospodarza kolonizacji

Na przykład kilka gatunków gronkowców pozostaje nieszkodliwych dla skóry, ale gdy są obecne w normalnie sterylnej przestrzeni, takiej jak torebka stawu lub otrzewna , rozmnażają się bez oporu i powodują szkody.

Interesującym faktem, że chromatografia gazowa - spektrometria mas , analiza rybosomalnego RNA 16S , omiki i inne zaawansowane technologie stały się bardziej widoczne dla ludzi w ostatnich dziesięcioleciach, jest to, że kolonizacja drobnoustrojów jest bardzo powszechna, nawet w środowiskach, które ludzie uważają za prawie sterylne . Ponieważ kolonizacja bakteryjna jest czymś normalnym, trudno jest stwierdzić, które rany przewlekłe można zaklasyfikować jako zakażone i jakie istnieje ryzyko progresji. Pomimo ogromnej liczby ran obserwowanych w praktyce klinicznej, istnieją ograniczone dane dotyczące jakości ocenianych objawów podmiotowych i przedmiotowych. Przegląd ran przewlekłych opublikowany w czasopiśmie „Rational Clinical Examination Series” w czasopiśmie „Rational Clinical Examination Series” w czasopiśmie „Rational Clinical Examination Series” w czasopiśmie „Rational Clinical Examination Series” w czasopiśmie „Journal of the American Medical Association” określa ilościowo znaczenie nasilonego bólu jako wskaźnika infekcji. Przegląd wykazał, że najbardziej użytecznym odkryciem jest wzrost poziomu bólu [zakres wskaźnika prawdopodobieństwa (LR), 11–20] znacznie zwiększa prawdopodobieństwo zakażenia, ale brak bólu (zakres ujemnego współczynnika prawdopodobieństwa 0,64–0,88) nie nie wyklucza infekcji (podsumowanie LR 0,64–0,88).

Choroba

Choroba może powstać, jeśli ochronne mechanizmy odpornościowe żywiciela są osłabione, a organizm wyrządza gospodarzowi szkody. Mikroorganizmy mogą powodować uszkodzenie tkanek, uwalniając różne toksyny lub niszczące enzymy. Na przykład Clostridium tetani uwalnia toksynę, która paraliżuje mięśnie, a gronkowiec uwalnia toksyny, które powodują wstrząs i posocznicę. Nie wszystkie czynniki zakaźne powodują choroby u wszystkich żywicieli. Na przykład u mniej niż 5% osób zakażonych polio rozwija się choroba. Z drugiej strony niektóre czynniki zakaźne są wysoce zjadliwe. Priony powodujące chorobę szalonych krów i choroba Creutzfeldta-Jakoba niezmiennie zabija wszystkie zwierzęta i ludzi, które są zakażone.

Utrzymujące się infekcje występują, ponieważ organizm nie jest w stanie oczyścić organizmu po początkowej infekcji. Trwałe infekcje charakteryzują się ciągłą obecnością organizmu zakaźnego, często w postaci utajonej infekcji ze sporadycznymi nawrotami aktywnej infekcji. Istnieją wirusy, które mogą utrzymywać trwałą infekcję, infekując różne komórki organizmu. Niektóre raz nabyte wirusy nigdy nie opuszczają organizmu. Typowym przykładem jest wirus opryszczki, który ma tendencję do ukrywania się w nerwach i reaktywacji w określonych okolicznościach.

Utrzymujące się infekcje każdego roku powodują miliony zgonów na całym świecie. Przewlekłe zakażenia pasożytami są przyczyną wysokiej zachorowalności i śmiertelności w wielu słabo rozwiniętych krajach.

Przenoszenie

Komar domowy ( Culex quinquefasciatus ) jest wektorem przenoszącym patogeny, które powodują między innymi gorączkę Zachodniego Nilu i malarię ptaków .

Aby organizmy zakażające przetrwały i powtórzyły cykl infekcji u innych żywicieli, muszą one (lub ich potomstwo) opuścić istniejący rezerwuar i spowodować zakażenie w innym miejscu. Przenoszenie infekcji może odbywać się wieloma potencjalnymi drogami:

Związek między zjadliwością a zdolnością przenoszenia jest złożony; jeśli choroba szybko kończy się śmiercią, żywiciel może umrzeć, zanim drobnoustrój zostanie przekazany innemu żywicielowi.

Diagnoza

Rozpoznanie choroby zakaźnej czasami obejmuje identyfikację czynnika zakaźnego, bezpośrednio lub pośrednio. W praktyce większość drobnych chorób zakaźnych, takich jak brodawki , ropnie skórne , infekcje dróg oddechowych i choroby biegunkowe, jest diagnozowana na podstawie ich obrazu klinicznego i leczona bez znajomości konkretnego czynnika sprawczego. Wnioski dotyczące przyczyny choroby opierają się na prawdopodobieństwie zetknięcia się pacjenta z konkretnym czynnikiem, obecności drobnoustroju w środowisku i innych względach epidemiologicznych. Przy odpowiednim wysiłku można dokładnie zidentyfikować wszystkie znane czynniki zakaźne. Jednak korzyści z identyfikacji często znacznie przewyższają koszty, ponieważ często nie ma określonego leczenia, przyczyna jest oczywista lub wynik infekcji jest łagodny .

Rozpoznanie choroby zakaźnej prawie zawsze rozpoczyna się na podstawie wywiadu medycznego i badania fizykalnego. Bardziej szczegółowe techniki identyfikacji obejmują hodowlę czynników zakaźnych wyizolowanych od pacjenta. Kultura umożliwia identyfikację organizmów zakaźnych poprzez badanie ich mikroskopijnych cech, wykrywanie obecności substancji wytwarzanych przez patogeny oraz bezpośrednią identyfikację organizmu na podstawie jego genotypu. Innymi technikami (takimi jak promieniowanie rentgenowskie , skanowanie CAT , skanowanie PET lub NMR ) stosuje się do obrazów mogą powstać nieprawidłowości wewnętrznych wynikających z rozwoju czynnika zakaźnego. Obrazy są przydatne do wykrywania np. Ropnia kości lub gąbczastej encefalopatii wywoływanej przez prion .

Diagnostyka objawowa

Diagnoza jest wspomagana przez objawy występujące u każdej osoby z chorobą zakaźną, ale zwykle wymaga to dodatkowych technik diagnostycznych, aby potwierdzić podejrzenie. Niektóre objawy są specyficzne i wskazują na chorobę i nazywane są objawami patognomonicznymi ; ale te są rzadkie. Nie wszystkie infekcje są objawowe.

U dzieci występowanie sinicy , przyspieszonego oddechu, słabej perfuzji obwodowej lub wysypki wybroczynowej zwiększa ryzyko poważnego zakażenia ponad 5-krotnie. Inne ważne wskaźniki obejmują obawy rodziców, instynkt kliniczny i temperaturę powyżej 40 ° C.

Kultura drobnoustrojów

Cztery odżywcze płytki
agarowe rosnące kolonie pospolitych bakterii Gram-ujemnych .

Kultura mikrobiologiczna jest głównym narzędziem służącym do diagnozowania chorób zakaźnych. W hodowli drobnoustrojów pożywka wzrostowa jest dostarczana dla określonego czynnika. Próbka pobrana z potencjalnie chorej tkanki lub płynu jest następnie testowana na obecność czynnika zakaźnego zdolnego do wzrostu w tym podłożu. Większość bakterii chorobotwórczych łatwo rośnie na agarze odżywczym , formie stałego podłoża, które dostarcza węglowodanów i białek niezbędnych do wzrostu bakterii , wraz z dużą ilością wody. Pojedyncza bakteria wyrośnie w widoczny kopiec na powierzchni płytki zwany kolonią , który można oddzielić od innych kolonii lub połączyć w „trawnik”. Wielkość, kolor, kształt i forma kolonii jest charakterystyczna dla gatunku bakterii, jej specyficznej struktury genetycznej (jej szczepu ) oraz środowiska sprzyjającego jej rozwojowi. Do płytki często dodawane są inne składniki w celu ułatwienia identyfikacji. Płytki mogą zawierać substancje, które umożliwiają rozwój niektórych bakterii, a innym nie, lub które zmieniają kolor w odpowiedzi na niektóre bakterie, a inne nie. Płytki bakteriologiczne, takie jak te, są powszechnie stosowane w klinicznej identyfikacji bakterii zakaźnych. Hodowla drobnoustrojów może być również wykorzystana do identyfikacji wirusów : pożywka, w tym przypadku, będąca komórkami hodowanymi w hodowli, którą wirus może zainfekować, a następnie zmienić lub zabić. W przypadku identyfikacji wirusa, obszar martwych komórek jest wynikiem wzrostu wirusa i nazywany jest „płytką”. Pasożyty eukariotyczne mogą być również hodowane w kulturze jako sposób na identyfikację konkretnego czynnika.

W przypadku braku odpowiednich technik hodowli płytkowych, niektóre drobnoustroje wymagają hodowli w żywych zwierzętach. Bakterie takie jak Mycobacterium leprae i Treponema pallidum można hodować na zwierzętach, chociaż techniki serologiczne i mikroskopowe sprawiają, że wykorzystywanie żywych zwierząt jest zbędne. Wirusy są również zwykle identyfikowane za pomocą alternatyw dla wzrostu w kulturze lub zwierzętach. Niektóre wirusy mogą rosnąć w jajach z zarodkami . Inną przydatną metodą identyfikacji jest Xenodiagnosis, czyli zastosowanie wektora do wspomagania wzrostu czynnika zakaźnego. Najbardziej znaczącym przykładem jest choroba Chagasa , ponieważ trudno jest bezpośrednio wykazać obecność czynnika sprawczego Trypanosoma cruzi u pacjenta, co utrudnia ostateczne rozpoznanie. W tym przypadku, xenodiagnosis obejmuje korzystanie z wektorem z Chagasa Agent T. cruzi , niezakażonych triatomine bug, który odbywa się posiłkiem krwi od osoby podejrzanej o które zostały zainfekowane. Zaraza jest później badana pod kątem wzrostu T. cruzi w jego jelitach.

Mikroskopia

Kolejnym podstawowym narzędziem diagnostycznym chorób zakaźnych jest mikroskopia . Praktycznie wszystkie techniki hodowli omówione powyżej opierają się w pewnym momencie na badaniu mikroskopowym w celu ostatecznej identyfikacji czynnika zakaźnego. Mikroskopię można przeprowadzić za pomocą prostych instrumentów, takich jak złożony mikroskop świetlny lub przyrządów tak złożonych, jak mikroskop elektronowy . Próbki pobrane od pacjentów można oglądać bezpośrednio pod mikroskopem świetlnym i często mogą szybko prowadzić do identyfikacji. Mikroskopia jest również często stosowana w połączeniu z technikami barwienia biochemicznego i może być wyjątkowo specyficzna, gdy jest stosowana w połączeniu z technikami opartymi na przeciwciałach . Na przykład, użycie przeciwciał wytworzonych sztucznie fluorescencyjnie (przeciwciała znakowane fluorescencyjnie) może być nakierowane na wiązanie się i identyfikację specyficznych antygenów obecnych na patogenie. Mikroskop fluorescencyjny jest wówczas stosowana do wykrywania znakowanych fluorescencyjnie przeciwciał związanych z zinternalizowane antygenów w próbkach klinicznych z hodowli komórkowej. Technika ta jest szczególnie przydatna w diagnostyce chorób wirusowych, w których mikroskop świetlny nie jest w stanie bezpośrednio zidentyfikować wirusa.

Inne procedury mikroskopowe mogą również pomóc w identyfikacji czynników zakaźnych. Prawie wszystkie komórki łatwo barwią się wieloma podstawowymi barwnikami ze względu na przyciąganie elektrostatyczne między ujemnie naładowanymi cząsteczkami komórkowymi i dodatnim ładunkiem barwnika. Komórka jest zwykle przezroczysta pod mikroskopem, a użycie barwienia zwiększa kontrast komórki z jej tłem. Barwienie komórki barwnikiem, takim jak barwienie Giemsa lub fiolet krystaliczny, pozwala mikroskopowi opisać jej rozmiar, kształt, składniki wewnętrzne i zewnętrzne oraz powiązania z innymi komórkami. Reakcja bakterii na różne procedury barwienia jest również wykorzystywana w taksonomicznej klasyfikacji drobnoustrojów. Dwie metody, barwienie Grama i barwienie kwasoodporne , są standardowymi podejściami stosowanymi do klasyfikacji bakterii i diagnozy choroby. Barwienie metodą Grama identyfikuje grupy bakterii Firmicutes i Actinobacteria , z których obie zawierają wiele znaczących ludzkich patogenów. Procedura barwienia kwasoodpornego identyfikuje rodzaje Actinobacterial Mycobacterium i Nocardia .

Testy biochemiczne

Testy biochemiczne stosowane w identyfikacji czynników zakaźnych obejmują wykrywanie produktów metabolicznych lub enzymatycznych charakterystycznych dla danego czynnika zakaźnego. Ponieważ bakterie fermentują węglowodany według wzorców charakterystycznych dla ich rodzaju i gatunku , do identyfikacji bakterii powszechnie stosuje się wykrywanie produktów fermentacji . Kwasy , alkohole i gazy są zwykle wykrywane w tych testach, gdy bakterie rosną w selektywnych płynnych lub stałych pożywkach.

Izolacja enzymów z zakażonej tkanki może również stanowić podstawę biochemicznej diagnozy choroby zakaźnej. Na przykład ludzie nie mogą wytwarzać replikaz RNA ani odwrotnej transkryptazy , a obecność tych enzymów jest charakterystyczna dla określonych typów infekcji wirusowych. Zdolność wirusowego białka hemaglutyniny do wiązania razem czerwonych krwinek w wykrywalną macierz można również scharakteryzować jako test biochemiczny na zakażenie wirusowe, chociaż ściśle mówiąc hemaglutynina nie jest enzymem i nie pełni funkcji metabolicznej.

Metody serologiczne są bardzo czułymi, swoistymi i często niezwykle szybkimi testami używanymi do identyfikacji mikroorganizmów. Testy te opierają się na zdolności przeciwciała do swoistego wiązania się z antygenem. Antygen, zwykle białko lub węglowodan wytworzony przez czynnik zakaźny, jest wiązany przez przeciwciało. To wiązanie uruchamia następnie łańcuch zdarzeń, które mogą być widoczne na różne sposoby, w zależności od testu. Na przykład „ paciorkowiec gardła ” jest często diagnozowany w ciągu kilku minut i opiera się na pojawieniu się antygenów wytwarzanych przez czynnik sprawczy, S. pyogenes , który jest pobierany z gardła pacjenta za pomocą wacika. Testy serologiczne, jeśli są dostępne, są zwykle preferowaną drogą identyfikacji, jednak testy są kosztowne w opracowaniu, a odczynniki używane w teście często wymagają przechowywania w lodówce . Niektóre metody serologiczne są niezwykle kosztowne, chociaż powszechnie stosowane, jak np. „Test na paciorkowiec”, mogą być niedrogie.

Złożone techniki serologiczne zostały rozwinięte w tak zwane testy immunologiczne . Testy immunologiczne mogą wykorzystywać podstawowe przeciwciało - wiązanie antygenu jako podstawę do wytworzenia sygnału promieniowania elektromagnetycznego lub cząsteczkowego, który można wykryć za pomocą jakiejś formy oprzyrządowania. Sygnał niewiadomych można porównać ze standardami umożliwiającymi ilościowe oznaczenie docelowego antygenu. Aby pomóc w diagnozowaniu chorób zakaźnych, testy immunologiczne mogą wykrywać lub mierzyć antygeny czynników zakaźnych lub białek wytwarzanych przez zakażony organizm w odpowiedzi na czynnik obcy. Na przykład test immunologiczny A może wykryć obecność białka powierzchniowego z cząsteczki wirusa. Z drugiej strony test immunologiczny B może wykryć lub zmierzyć przeciwciała wytwarzane przez układ odpornościowy organizmu, które mają neutralizować i umożliwiać zniszczenie wirusa.

Oprzyrządowanie może służyć do odczytywania bardzo małych sygnałów wytwarzanych przez reakcje wtórne związane z wiązaniem przeciwciało - antygen. Oprzyrządowanie może kontrolować pobieranie próbek, użycie odczynników, czasy reakcji, wykrywanie sygnałów, obliczanie wyników i zarządzanie danymi w celu uzyskania opłacalnego zautomatyzowanego procesu diagnozowania chorób zakaźnych.

Diagnostyka oparta na PCR

Technologie oparte na metodzie reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR) staną się niemal wszechobecnym złotym standardem diagnostyki najbliższej przyszłości z kilku powodów. Po pierwsze, katalog czynników zakaźnych rozrósł się do tego stopnia, że ​​zidentyfikowano praktycznie wszystkie znaczące czynniki zakaźne w populacji ludzkiej. Po drugie, czynnik zakaźny musi wzrastać w ludzkim ciele, aby wywołać chorobę; zasadniczo musi amplifikować własne kwasy nukleinowe, aby wywołać chorobę. Ta amplifikacja kwasu nukleinowego w zakażonej tkance daje możliwość wykrycia czynnika zakaźnego za pomocą PCR. Po trzecie, podstawowe narzędzia do kierowania PCR, startery , pochodzą z genomów czynników zakaźnych iz czasem te genomy będą znane, jeśli jeszcze nie są.

Tak więc technologiczna zdolność do szybkiego i specyficznego wykrywania dowolnego czynnika zakaźnego jest obecnie dostępna. Jedynymi przeszkodami, które pozostają do wykorzystania PCR jako standardowego narzędzia diagnostycznego, są jego koszt i zastosowanie, z których żadna nie jest nie do pokonania. Opracowanie metod PCR nie przyniesie korzyści w diagnostyce kilku chorób, takich jak niektóre choroby Clostridium ( tężec i botulizm ). Choroby te są zasadniczo biologicznymi zatruciami wywołanymi przez stosunkowo małą liczbę zakaźnych bakterii, które wytwarzają niezwykle silne neurotoksyny . Nie występuje znacząca proliferacja czynnika zakaźnego, co ogranicza zdolność PCR do wykrywania obecności jakichkolwiek bakterii.

Sekwencjonowanie metagenomiczne

Biorąc pod uwagę szeroką gamę patogenów bakteryjnych, wirusowych, grzybiczych, pierwotniakowych i robaków pasożytniczych, które powodują wyniszczające i zagrażające życiu choroby, możliwość szybkiego zidentyfikowania przyczyny infekcji jest ważna, ale często stanowi wyzwanie. Na przykład ponad połowa przypadków zapalenia mózgu , ciężkiej choroby mózgu, pozostaje nierozpoznanych, pomimo szeroko zakrojonych badań z wykorzystaniem standardowej opieki ( posiew mikrobiologiczny ) i najnowocześniejszych klinicznych metod laboratoryjnych. Obecnie opracowywane są testy diagnostyczne oparte na sekwencjonowaniu metagenomicznym do użytku klinicznego i obiecujące jako czuły, specyficzny i szybki sposób diagnozowania infekcji za pomocą pojedynczego, wszechstronnego testu. Ten test jest podobny do obecnych testów PCR; jednakże stosowana jest nieukierunkowana amplifikacja całego genomu zamiast starterów dla konkretnego czynnika zakaźnego. Po tym etapie amplifikacji następuje sekwencjonowanie nowej generacji lub sekwencjonowanie trzeciej generacji , porównania dopasowania i klasyfikacja taksonomiczna z wykorzystaniem dużych baz danych tysięcy patogenów i komensalnych genomów referencyjnych . Jednocześnie geny oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe w genomach patogenów i plazmidów są sekwencjonowane i dopasowywane do taksonomicznie sklasyfikowanych genomów patogenów w celu wygenerowania profilu oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe - analogicznego do testów wrażliwości na antybiotyki - w celu ułatwienia zarządzania środkami przeciwdrobnoustrojowymi i umożliwienia optymalizacji leczenia przy użyciu najskuteczniejszych leków na infekcję pacjenta.

Sekwencjonowanie metagenomiczne może okazać się szczególnie przydatne w diagnostyce pacjentów z obniżoną odpornością . Coraz szerszy wachlarz czynników zakaźnych może powodować poważne szkody u osób z immunosupresją, dlatego badania kliniczne muszą często mieć szerszy zakres. Dodatkowo ekspresja objawów jest często nietypowa, co utrudnia rozpoznanie kliniczne na podstawie prezentacji. Po trzecie, metody diagnostyczne, które opierają się na wykrywaniu przeciwciał, są bardziej narażone na niepowodzenie. Dlatego wysoce pożądany jest szybki, czuły, specyficzny i nieukierunkowany test na wszystkie znane ludzkie patogeny, który wykrywa raczej obecność DNA organizmu niż przeciwciał.

Wskazanie testów

Zwykle wskazanie do specyficznej identyfikacji czynnika zakaźnego istnieje tylko wtedy, gdy taka identyfikacja może pomóc w leczeniu lub zapobieganiu chorobie lub w celu pogłębienia wiedzy o przebiegu choroby przed opracowaniem skutecznych środków terapeutycznych lub zapobiegawczych. Na przykład na początku lat 80. XX wieku, przed pojawieniem się AZT w leczeniu AIDS , przebieg choroby był uważnie śledzony przez monitorowanie składu próbek krwi pacjentów, mimo że wynik nie dawał pacjentowi żadnych dalszych opcji leczenia. . Po części te badania nad pojawieniem się wirusa HIV w określonych społecznościach pozwoliły na rozwinięcie hipotez dotyczących drogi przenoszenia wirusa. Dzięki zrozumieniu, w jaki sposób choroba była przenoszona, można by skierować zasoby do społeczności najbardziej zagrożonych w kampaniach mających na celu zmniejszenie liczby nowych zakażeń. Specyficzna serologiczna identyfikacja diagnostyczna, a później genotypowa lub molekularna identyfikacja wirusa HIV umożliwiła również opracowanie hipotez dotyczących czasowego i geograficznego pochodzenia wirusa, a także niezliczonych innych hipotez. Rozwój narzędzi do diagnostyki molekularnej umożliwił lekarzom i badaczom monitorowanie skuteczności leczenia lekami przeciwretrowirusowymi . Diagnostyka molekularna jest obecnie powszechnie stosowana do identyfikacji wirusa HIV u zdrowych ludzi na długo przed początkiem choroby i została wykorzystana do wykazania istnienia osób genetycznie opornych na zakażenie wirusem HIV. Tak więc, chociaż nadal nie ma lekarstwa na AIDS, identyfikacja wirusa i monitorowanie poziomu wirusa we krwi zakażonych osób, zarówno dla pacjenta, jak i dla całej społeczności, przynosi ogromne korzyści terapeutyczne i predykcyjne.

Zapobieganie

Mycie rąk, jako forma higieny , jest skutecznym sposobem zapobiegania rozprzestrzenianiu się chorób zakaźnych.

Techniki takie jak mycie rąk, noszenie fartuchów i noszenie masek na twarz mogą zapobiegać przenoszeniu infekcji z jednej osoby na drugą. Technika aseptyczna została wprowadzona do medycyny i chirurgii pod koniec XIX wieku i znacznie zmniejszyła częstość infekcji spowodowanych operacją. Częste mycie rąk pozostaje najważniejszą ochroną przed rozprzestrzenianiem się niepożądanych organizmów. Istnieją inne formy profilaktyki, takie jak unikanie używania nielegalnych narkotyków, używanie prezerwatywy , noszenie rękawiczek oraz prowadzenie zdrowego stylu życia ze zbilansowaną dietą i regularnymi ćwiczeniami. Ważne jest również dobre gotowanie i unikanie produktów, które pozostawały na zewnątrz przez długi czas.

Substancje przeciwdrobnoustrojowe stosowane w celu zapobiegania przenoszeniu infekcji obejmują:

  • środki antyseptyczne , które są stosowane na żywą tkankę / skórę
  • środki dezynfekujące , które niszczą mikroorganizmy znajdujące się na obiektach nieożywionych.
  • antybiotyki , zwane profilaktycznymi, gdy są podawane raczej jako profilaktyka, a raczej w leczeniu infekcji. Jednak długotrwałe stosowanie antybiotyków prowadzi do oporności bakterii. Chociaż ludzie nie stają się odporni na antybiotyki, bakterie tak. Zatem unikanie stosowania antybiotyków dłużej niż to konieczne pomaga zapobiegać tworzeniu się mutacji bakteryjnych wspomagających oporność na antybiotyki.

Jednym ze sposobów zapobiegania lub spowalniania przenoszenia chorób zakaźnych jest rozpoznanie różnych cech różnych chorób. Niektóre krytyczne cechy choroby, które należy ocenić, obejmują zjadliwość , odległość pokonywaną przez ofiary i poziom zaraźliwości. Na przykład ludzkie szczepy wirusa Ebola niezwykle szybko obezwładniają ofiary i niedługo potem zabijają. W rezultacie ofiary tej choroby nie mają możliwości podróżowania bardzo daleko od początkowej strefy zakażenia. Wirus ten musi również rozprzestrzeniać się przez zmiany skórne lub przepuszczalne błony, takie jak oko. Tak więc początkowy etap Eboli nie jest bardzo zaraźliwy, ponieważ jego ofiary doświadczają jedynie krwotoku wewnętrznego. W wyniku powyższych cech rozprzestrzenianie się wirusa Ebola jest bardzo szybkie i zwykle utrzymuje się na stosunkowo ograniczonym obszarze geograficznym. W przeciwieństwie do tego, ludzki wirus niedoboru odporności ( HIV ) bardzo powoli zabija swoje ofiary, atakując ich układ odpornościowy. W rezultacie wiele ofiar przenosi wirusa na inne osoby, zanim nawet zorientuje się, że są nosicielami choroby. Ponadto stosunkowo niska zjadliwość pozwala ofiarom podróżować na duże odległości, co zwiększa prawdopodobieństwo epidemii .

Innym skutecznym sposobem zmniejszenia szybkości przenoszenia chorób zakaźnych jest rozpoznanie skutków małych sieci światowych . W przypadku epidemii często występują rozległe interakcje w ośrodkach lub grupach zakażonych osób oraz inne interakcje w dyskretnych ośrodkach osób podatnych. Pomimo niewielkiej interakcji między oddzielnymi węzłami choroba może przeskakiwać i rozprzestrzeniać się w podatnym ośrodku poprzez jedną lub kilka interakcji z zainfekowanym centrum. W związku z tym wskaźniki infekcji w małych sieciach światowych można nieco zmniejszyć, jeśli wyeliminowane zostaną interakcje między osobami w zainfekowanych centrach (Rysunek 1). Jednak wskaźniki infekcji można drastycznie zmniejszyć, jeśli główny nacisk zostanie położony na zapobieganie skokom transmisji między węzłami. Zastosowanie programów wymiany igieł na obszarach o dużym zagęszczeniu osób zażywających narkotyki z HIV jest przykładem udanego wdrożenia tej metody leczenia. [6] Innym przykładem jest stosowanie eliminacji pierścieniowej lub szczepień potencjalnie podatnych zwierząt gospodarskich w sąsiednich gospodarstwach w celu zapobieżenia rozprzestrzenianiu się wirusa pryszczycy w 2001 r.

Ogólną metodą zapobiegania przenoszeniu patogenów przenoszonych przez wektory jest zwalczanie szkodników .

W przypadkach, gdy istnieje jedynie podejrzenie zakażenia, osobniki można poddawać kwarantannie do czasu zakończenia okresu inkubacji i pojawienia się choroby lub zachowania zdrowia. Grupy mogą zostać poddane kwarantannie lub, w przypadku społeczności, można nałożyć kordon sanitarny, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się infekcji poza społeczność lub w przypadku sekwestracji ochronnej na społeczność. Władze ds. Zdrowia publicznego mogą wdrożyć inne formy dystansowania społecznego , takie jak zamykanie szkół, w celu opanowania epidemii.

Odporność

Mary Mallon (aka Tyfus Mary) była bezobjawową nosicielką duru brzusznego . W trakcie swojej kariery kucharskiej zaraziła 53 osoby, z których trzy zmarły.

Zakażenie większością patogenów nie prowadzi do śmierci żywiciela, a organizm atakujący jest ostatecznie usuwany po ustąpieniu objawów choroby. Proces ten wymaga mechanizmów odpornościowych, aby zabić lub dezaktywować inokulum patogenu. Szczególne nabyta odporność przeciw chorobom zakaźnym mogą pośredniczyć przeciwciał i / lub limfocytów T . Odporność, w której pośredniczą te dwa czynniki, może objawiać się:

  • bezpośredni wpływ na patogen, taki jak zależna od dopełniacza bakterioliza inicjowana przez przeciwciała , opsonoizacja , fagocytoza i zabijanie, jak ma to miejsce w przypadku niektórych bakterii,
  • neutralizacja wirusów, aby organizmy te nie mogły dostać się do komórek,
  • lub limfocyty T, które zabijają komórkę, na której pasożytuje drobnoustrój.

Odpowiedź układu odpornościowego na drobnoustrój często powoduje objawy, takie jak wysoka gorączka i stan zapalny , i może być bardziej niszczycielska niż bezpośrednie uszkodzenie spowodowane przez drobnoustrój.

Oporność na infekcję ( odporność ) można nabyć w następstwie choroby, bezobjawowym przenoszeniem patogenu, siedliskiem organizmu o podobnej budowie (reakcja krzyżowa) lub przez szczepienie . Znajomość antygenów ochronnych i specyficznych nabytych czynników odpornościowych gospodarza jest pełniejsza w przypadku patogenów pierwotnych niż patogenów oportunistycznych . Istnieje również zjawisko odporności stadnej, które zapewnia pewną ochronę osobom w inny sposób podatnym na zagrożenia, gdy dostatecznie duża część populacji uzyskała odporność na określone infekcje.

Odporność immunologiczna na chorobę zakaźną wymaga krytycznego poziomu przeciwciał specyficznych dla antygenu i / lub komórek T, gdy gospodarz napotyka patogen. Niektóre osoby wytwarzają naturalne przeciwciała w surowicy przeciwko polisacharydom powierzchniowym niektórych czynników, chociaż miały one niewielki lub żaden kontakt z tym czynnikiem, te naturalne przeciwciała zapewniają specyficzną ochronę dorosłym i są biernie przenoszone na noworodki.

Czynniki genetyczne gospodarza

Organizm będący celem działania infekcyjnego określonego czynnika zakaźnego nazywany jest żywicielem. Żywiciel będący nosicielem czynnika będącego w fazie dojrzałej lub aktywnej seksualnie nazywany jest żywicielem ostatecznym. Żywiciel pośredni wchodzi w kontakt na etapie larw. Gospodarzem może być wszystko, co żyje i może osiągnąć rozmnażanie bezpłciowe i seksualne. Klirens patogenów, wywołany leczeniem lub spontaniczny, może zależeć od wariantów genetycznych przenoszonych przez poszczególnych pacjentów. Na przykład w przypadku wirusowego zapalenia wątroby typu C genotypu 1 leczonego pegylowanym interferonem-alfa-2a lub pegylowanym interferonem-alfa-2b (nazwy firmowe Pegasys lub PEG-Intron) w połączeniu z rybawiryną , wykazano, że polimorfizmy genetyczne w pobliżu ludzkiego genu IL28B, kodujące interferon lambda 3, są związane z istotnymi różnicami w klirensie wirusa wywołanym leczeniem. To odkrycie, pierwotnie opisane w Nature, pokazało, że pacjenci z wirusowym zapaleniem wątroby typu C o genotypie 1, noszący pewne warianty alleli genetycznych w pobliżu genu IL28B, mają większe szanse na osiągnięcie trwałej odpowiedzi wirusologicznej po leczeniu niż inni. Późniejszy raport z Nature wykazał, że te same warianty genetyczne są również związane z naturalnym usuwaniem wirusa zapalenia wątroby typu C o genotypie 1.

Zabiegi

Kiedy infekcja atakuje organizm, leki przeciwinfekcyjne mogą ją stłumić. Istnieje kilka szerokich rodzajów leków przeciwinfekcyjnych, w zależności od typu organizmu, do którego są one przeznaczone; obejmują środki przeciwbakteryjne ( antybiotyki ; w tym przeciwgruźlicze ), przeciwwirusowe , przeciwgrzybicze i przeciwpasożytnicze (w tym przeciwpierwotniacze i przeciw robakom ). W zależności od ciężkości i rodzaju zakażenia antybiotyk może być podawany doustnie lub we wstrzyknięciu lub miejscowo . Ciężkie infekcje mózgu leczy się zwykle dożylnymi antybiotykami. Czasami stosuje się wiele antybiotyków w przypadku oporności na jeden antybiotyk. Antybiotyki działają tylko na bakterie i nie wpływają na wirusy. Antybiotyki działają poprzez spowolnienie namnażania się bakterii lub ich zabijanie. Do najczęściej stosowanych w medycynie klas antybiotyków należą penicyliny , cefalosporyny , aminoglikozydy , makrolidy , chinolony i tetracykliny .

Nie wszystkie infekcje wymagają leczenia, aw przypadku wielu samoograniczających się infekcji leczenie może powodować więcej skutków ubocznych niż korzyści. Zarządzanie środkami przeciwdrobnoustrojowymi to koncepcja, zgodnie z którą pracownicy służby zdrowia powinni leczyć infekcję środkiem przeciwdrobnoustrojowym, który działa dobrze na docelowy patogen przez najkrótszy czas i leczyć tylko wtedy, gdy istnieje znany lub wysoce podejrzewany patogen, który zareaguje na lek.

Epidemiologia

Zgony z powodu chorób zakaźnych i pasożytniczych na milion osób w 2012 roku
   28–81
   82–114
   115-171
   172–212
   213–283
   284–516
   517–1,193
   1,194–2,476
   2,477–3,954
   3,955–6,812
Rok życia skorygowany o niepełnosprawność w odniesieniu do chorób zakaźnych i pasożytniczych na 100 000 mieszkańców w 2004 r.
   brak danych
   ≤250
   250–500
   500–1000
   1000–2000
   2000–3000
   3000–4000
   4000–5000
   5000–6250
   6250-12,500
   12,500–25 000
   25 000–50 000
   ≥50 000

W 2010 roku około 10 milionów ludzi zmarło z powodu chorób zakaźnych.

Światowa Organizacja Zdrowia zbiera informacje dotyczące zgonów według Międzynarodowej Klasyfikacji Chorób (ICD z kategorii kodowych) . W poniższej tabeli wymieniono najczęstsze choroby zakaźne według liczby zgonów w 2002 r. Dane z 1993 r. Są dołączone do porównania.

Światowa śmiertelność z powodu chorób zakaźnych
Ranga Przyczyną śmierci Zgony 2002
(w milionach)
Odsetek
wszystkich zgonów
Zgony 1993
(w milionach)
Pozycja 1993
Nie dotyczy Wszystkie choroby zakaźne 14.7 25,9% 16.4 32, 2%
1 Infekcje dolnych dróg oddechowych 3.9 6,9% 4.1 1
2 HIV / AIDS 2.8 4,9% 0,7 7
3 Choroby biegunkowe 1.8 3,2% 3.0 2
4 Gruźlica (TB) 1.6 2,7% 2.7 3
5 Malaria 1.3 2,2% 2.0 4
6 Odra 0.6 1,1% 1.1 5
7 Krztusiec 0.29 0,5% 0.36 7
8 Tężec 0.21 0,4% 0,15 12
9 Zapalenie opon mózgowych 0,17 0,3% 0,25 8
10 Syfilis 0.16 0,3% 0.19 11
11 Zapalenie wątroby typu B 0.10 0,2% 0.93 6
12-17 Choroby tropikalne (6) 0.13 0,2% 0.53 9, 10, 16–18
Uwaga: Inne przyczyny zgonów to stany matki i okołoporodowe (5,2%), niedobory żywieniowe (0,9%),
stany niezakaźne (58,8%) i urazy (9,1%).

Trzy najczęstsze zabójcy poszczególnych czynników / chorób to HIV / AIDS , gruźlica i malaria . Podczas gdy liczba zgonów z powodu prawie każdej choroby spadła, zgony z powodu HIV / AIDS wzrosły czterokrotnie. Choroby wieku dziecięcego obejmują krztusiec , polio , błonicę , odrę i tężec . Dzieci stanowią również duży odsetek zgonów z dolnych dróg oddechowych i biegunek. W 2012 roku około 3,1 miliona ludzi zmarło z powodu infekcji dolnych dróg oddechowych, co czyni go czwartą główną przyczyną zgonów na świecie.

Historyczne pandemie

Wielka zaraza Marsylii w 1720 roku zabiła 100 000 ludzi w mieście i okolicznych prowincjach

Ze względu na potencjał nieprzewidywalnych i wybuchowych skutków choroby zakaźne odegrały główną rolę w historii ludzkości . Pandemia (lub globalna epidemia ) to choroba, która dotyka ludzi na rozległym obszarze geograficznym. Na przykład:

  • Plaga Justyniana , od 541 do 542, zabiła od 50% do 60% populacji Europy.
  • Black Death od 1347 do 1352 roku zginęło 25 milionów w Europie w ciągu 5 lat. Zaraza zmniejszyła populację starego świata z około 450 milionów do 350 - 375 milionów w XIV wieku.
  • Wprowadzenie ospy , odry i tyfusu na obszary Ameryki Środkowej i Południowej przez europejskich odkrywców w XV i XVI wieku wywołało pandemie wśród rdzennych mieszkańców. Mówi się, że między 1518 a 1568 rokiem pandemie chorób spowodowały spadek populacji Meksyku z 20 do 3 milionów.
  • Pierwsza europejska epidemia grypy wystąpiła między 1556 a 1560 rokiem, a szacowany wskaźnik śmiertelności wynosił 20%.
  • W XVIII wieku ospa ospa zabiła około 60 milionów Europejczyków (około 400 000 rocznie). Do 30% zakażonych, w tym 80% dzieci poniżej 5 roku życia, zmarło z powodu choroby, a jedna trzecia ocalałych straciła wzrok.
  • W XIX wieku gruźlica zabiła około jednej czwartej dorosłej populacji Europy; do 1918 r. co szósty zgon we Francji był nadal spowodowany gruźlicą.
  • Pandemia grypy z 1918 r. (Lub hiszpańska grypa ) zabiła 25–50 milionów ludzi (około 2% światowej populacji liczącej 1,7 miliarda). Obecnie grypa zabija każdego roku od 250 000 do 500 000 na całym świecie.

Pojawiające się choroby

W większości przypadków mikroorganizmy żyją w harmonii ze swoimi żywicielami poprzez wzajemne lub komensalne interakcje. Choroby mogą pojawić się, gdy istniejące pasożyty staną się chorobotwórcze lub gdy nowe patogenne pasożyty dostaną się do nowego żywiciela.

  1. Koewolucja pomiędzy pasożytem a żywicielem może prowadzić do uodpornienia się żywiciela na pasożyty lub pasożyty mogą rozwinąć większą wirulencję , prowadząc do choroby immunopatologicznej .
  2. Działalność człowieka wiąże się z wieloma pojawiającymi się chorobami zakaźnymi , takimi jak zmiana środowiska umożliwiająca pasożytowi zajęcie nowych nisz . Kiedy tak się dzieje, patogen , który był ograniczony do odległego siedliska, ma szersze rozpowszechnienie i prawdopodobnie nowy organizm żywiciela . Pasożyty przeskakujące z żywiciela innego niż człowiek są znane jako zoonozy . W przypadku inwazji choroby, gdy pasożyt atakuje nowy gatunek żywiciela, może stać się patogenny dla nowego żywiciela.

Szereg działań człowieka doprowadziło do pojawienia się zoonotycznych ludzkich patogenów, w tym wirusów, bakterii, pierwotniaków i riketsji, oraz do rozprzestrzeniania się chorób przenoszonych przez wektory , patrz także globalizacja i choroby oraz choroby dzikich zwierząt :

  • Naruszanie siedlisk dzikich zwierząt . Budowa nowych wiosek i osiedli mieszkaniowych na obszarach wiejskich zmusza zwierzęta do życia w gęstych populacjach, stwarzając możliwość mutacji i pojawienia się drobnoustrojów.
  • Zmiany w rolnictwie . Wprowadzenie nowych upraw przyciąga nowe szkodniki upraw i przenoszone przez nie drobnoustroje do społeczności rolniczych, narażając ludzi na nieznane choroby.
  • Zniszczenie lasów deszczowych . Gdy kraje wykorzystują swoje lasy deszczowe, budując drogi przez lasy i oczyszczając obszary pod osadnictwo lub przedsięwzięcia handlowe, ludzie napotykają owady i inne zwierzęta, które są siedliskiem nieznanych wcześniej mikroorganizmów.
  • Niekontrolowana urbanizacja . Szybki rozwój miast w wielu krajach rozwijających się ma tendencję do gromadzenia dużej liczby ludzi w zatłoczonych obszarach o złych warunkach sanitarnych. Warunki te sprzyjają przenoszeniu chorób zakaźnych.
  • Nowoczesny transport . Statki i inni przewoźnicy towarowi często przewożą niezamierzonych „pasażerów”, którzy mogą przenosić choroby do odległych miejsc. Podczas międzynarodowych podróży samolotem odrzutowym ludzie zarażeni chorobą mogą przenieść ją do odległych krajów lub do domu rodzinnego, zanim pojawią się pierwsze objawy.

Teoria zarazków choroby

Wschodnioniemieckie znaczki pocztowe przedstawiające cztery zabytkowe mikroskopy . Postępy w mikroskopii były kluczowe dla wczesnych badań chorób zakaźnych.

W starożytności , grecki historyk Tukidydes (c 460 -. C. 400 pne) był pierwszą osobą, do pisania, w jego rachunek plagi Aten , że choroby może rozprzestrzenić się z osobą zakażoną innym. W swoim „ O różnych typach gorączki” (ok. 175 r.) Grecko-rzymski lekarz Galen spekulował, że zarazę przenoszą „pewne nasiona dżumy” obecne w powietrzu. W Sushruta Samhita , starożytny indyjski lekarz Sushruta wysunął teorię: „Trąd, gorączka, konsumpcja, choroby oczu i inne choroby zakaźne przenoszone z jednej osoby na drugą przez zjednoczenie seksualne, kontakt fizyczny, wspólne jedzenie, spanie, siedzenie razem, i używanie tych samych ubrań, girland i past. " Ta książka została datowana na około VI wiek pne.

Podstawową formę teorii zarażenia zaproponował perski lekarz Ibn Sina (w Europie znany jako Awicenna) w The Canon of Medicine (1025), który później stał się najbardziej autorytatywnym podręcznikiem medycznym w Europie aż do XVI wieku. W IV Księdze Kanonu Ibn Sina omówił epidemie , zarysowując klasyczną teorię miazmy i próbując połączyć ją z własną wczesną teorią zarażenia. Wspomniał, że ludzie mogą przenosić choroby na innych poprzez oddech, zauważył zakażenie gruźlicą i omówił przenoszenie chorób przez wodę i brud. Koncepcja niewidzialnej zarażenia została później omówiona przez kilku islamskich uczonych w sułtanacie Ajjubidów, którzy określali je jako najasat („nieczyste substancje”). Fiqh uczony Ibn al-Haj al-Abdari (ok. 1250-1336), podczas omawiania islamskiego dietę i higienę , wydał ostrzeżenia o tym, jak zaraza może zanieczyścić wodę, żywność i odzież, i może rozprzestrzeniać się za pośrednictwem sieci wodociągowej i może mieć domniemano, że zarażenie jest niewidocznymi cząstkami.

Kiedy dżuma czarnej śmierci dotarła do Al-Andalus w XIV wieku, arabscy ​​lekarze Ibn Khatima (ok. 1369) i Ibn al-Khatib (1313–1374) postawili hipotezę, że choroby zakaźne są wywoływane przez „drobne ciała” i opisali, w jaki sposób mogą być przenoszone przez odzież, naczynia i kolczyki. Idee zarażenia stały się bardziej popularne w Europie w okresie renesansu , zwłaszcza dzięki pismu włoskiego lekarza Girolamo Fracastoro . Anton van Leeuwenhoek (1632–1723) rozwinął naukę o mikroskopii , będąc pierwszym, który obserwował mikroorganizmy, umożliwiając łatwą wizualizację bakterii.

W połowie XIX wieku John Snow i William Budd wykonali ważną pracę, demonstrując zaraźliwość tyfusu i cholery poprzez skażoną wodę. Obydwu przypisuje się zmniejszanie epidemii cholery w swoich miastach poprzez wdrażanie środków zapobiegających skażeniu wody. Louis Pasteur udowodnił ponad wszelką wątpliwość, że niektóre choroby są wywoływane przez czynniki zakaźne i opracował szczepionkę na wściekliznę . Robert Koch dostarczył badania chorób zakaźnych na podstawie naukowej znanej jako postulaty Kocha . Edward Jenner , Jonas Salk i Albert Sabin opracowali skuteczne szczepionki przeciwko ospie prawdziwej i polio , które później doprowadziły do ​​odpowiednio wykorzenienia i prawie całkowitego wyeliminowania tych chorób. Alexander Fleming odkrył pierwszy na świecie antybiotyk , penicylinę , który następnie opracowali Florey i Chain. Gerhard Domagk opracował sulfonamidy , pierwsze syntetyczne leki przeciwbakteryjne o szerokim spektrum działania.

Specjaliści medyczni

Leczenia chorób zakaźnych wpada w dziedzinie medycyny z zakaźnej choroby , a w niektórych przypadkach w badaniu dotyczy propagacji dziedzinie Epidemiology . Na ogół infekcje są początkowo diagnozowane przez lekarzy podstawowej opieki zdrowotnej lub internistów . Na przykład „niepowikłane” zapalenie płuc będzie na ogół leczone przez internistę lub pulmonologa (lekarza płuc). Praca specjalisty chorób zakaźnych wiąże się zatem z pracą zarówno z pacjentami, jak i lekarzami pierwszego kontaktu, a także naukowcami laboratoryjnymi , immunologami , bakteriologami i innymi specjalistami.

Zespół chorób zakaźnych może zostać ostrzeżony, gdy:

Społeczeństwo i kultura

W kilku badaniach opisano związek między obciążeniem patogenem na danym obszarze a zachowaniem człowieka. Wyższe obciążenie patogenami wiąże się ze zmniejszeniem liczebności grup etnicznych i religijnych na danym obszarze. Może to być spowodowane dużym ładunkiem patogenów sprzyjającym unikaniu innych grup, co może ograniczać przenoszenie patogenów lub dużym ładunkiem patogenów uniemożliwiającym tworzenie dużych osad i armii, które narzucają wspólną kulturę. Wyższe obciążenie patogenami wiąże się również z bardziej ograniczonymi zachowaniami seksualnymi, co może zmniejszyć przenoszenie patogenów. Wiązało się to również z wyższymi preferencjami zdrowotnymi i atrakcyjnością u partnerów. Wyższe wskaźniki dzietności i krótsza lub mniejsza opieka rodzicielska na dziecko to kolejny związek, który może być rekompensatą za wyższą śmiertelność. Istnieje również związek z poligynią, która może być spowodowana wyższym ładunkiem patogenów, przez co selekcja samców o wysokiej oporności genetycznej staje się coraz ważniejsza. Wyższe obciążenie patogenami wiąże się również z większym kolektywizmem i mniejszym indywidualizmem, co może ograniczać kontakty z grupami zewnętrznymi i infekcje. Istnieją alternatywne wyjaśnienia co najmniej niektórych skojarzeń, chociaż niektóre z tych wyjaśnień mogą ostatecznie wynikać z obciążenia patogenem. Zatem poligamia może być również spowodowana niższym stosunkiem liczby mężczyzn do kobiet na tych obszarach, ale ostatecznie może to być spowodowane zwiększoną śmiertelnością niemowląt płci męskiej z powodu chorób zakaźnych. Innym przykładem jest to, że słabe czynniki społeczno-ekonomiczne mogą ostatecznie częściowo wynikać z wysokiego ładunku patogenów, który uniemożliwia rozwój gospodarczy.

Zapis kopalny

Czaszka dinozaura z długimi szczękami i zębami.
Czaszka
Herrerasaurusa .

Dowody zakażenia szczątków kopalnych są przedmiotem zainteresowania paleopatologów , naukowców badających występowanie urazów i chorób w wymarłych formach życia. W kościach mięsożernych dinozaurów odkryto oznaki infekcji. Jednak, gdy są obecne, wydaje się, że te infekcje ograniczają się tylko do małych obszarów ciała. Czaszka przypisywana wczesnemu mięsożernemu dinozaurowi Herrerasaurus ischigualastensis wykazuje rany przypominające jamę, otoczone spuchniętą i porowatą kością. Niezwykła tekstura kości wokół ran sugeruje, że były dotknięte krótkotrwałą, nieśmiercionośną infekcją. Naukowcy, którzy badali czaszkę, spekulowali, że ślady ugryzień otrzymano w walce z innym Herrerasaurusem . Inne mięsożerne dinozaury z udokumentowanymi dowodami infekcji to akrokantozaur , allozaur , tyranozaur i tyranozaur z formacji Kirtland . Infekcje obu tyranozaurów były przyjmowane przez ugryzienie podczas walki, podobnie jak okaz Herrerasaurus .

Przestrzeń kosmiczna

Eksperyment promu kosmicznego z 2006 roku wykazał, że Salmonella typhimurium , bakteria, która może powodować zatrucie pokarmowe , stała się bardziej zjadliwa podczas uprawy w kosmosie. W dniu 29 kwietnia 2013 roku, naukowcy z Rensselaer Polytechnic Institute, finansowanego przez NASA , poinformował, że podczas lotów kosmicznych na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej , mikroby wydają przystosować się do środowiska kosmicznego w sposób „nie obserwowane na Ziemi” oraz w sposób, który „może prowadzić wzrost i zjadliwość ”. Niedawno, w 2017 roku, stwierdzono , że bakterie są bardziej odporne na antybiotyki i rozwijają się w niemal nieważkiej przestrzeni kosmicznej. Zaobserwowano, że mikroorganizmy przetrwały próżnię kosmosu.

Zobacz też

Bibliografia

Linki zewnętrzne

Klasyfikacja