Infekcja - Infection

Infekcja
Malaria.jpg
Fałszywie kolorowe obrazy z mikroskopu elektronowego pokazującym malarii sporozoitów przechodzącymi przez jelita środkowego nabłonka z szczura
Specjalność Choroba zakaźna
Powoduje 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.

Zakażenia mogą być powodowane przez wiele różnych patogenów, przede wszystkim bakterie i wirusy . Gospodarze mogą zwalczać infekcje wykorzystując swój układ odpornościowy . Żywiciele ssaki reagują na infekcje reakcją wrodzoną , często obejmującą stan zapalny , po której następuje reakcja adaptacyjna .

Specyficzne leki stosowane w leczeniu infekcji obejmują antybiotyki , leki przeciwwirusowe , przeciwgrzybicze , przeciwpierwotniacze i przeciwrobacze . Choroby zakaźne spowodowały w 2013 r. 9,2 mln zgonów (około 17% wszystkich zgonów). Gałąź medycyny zajmująca się infekcjami określana jest jako choroba zakaźna .

Rodzaje

Zakażenia są powodowane przez czynniki zakaźne ( patogeny ), w tym:

Symptomy i objawy

Objawy infekcji zależą od rodzaju choroby. Niektóre oznaki infekcji dotyczą ogólnie całego ciała, 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 cały przebieg u danego gospodarza. W tym ostatnim przypadku chorobę można określić jako „choroba” (co z definicji oznacza chorobę) tylko u gospodarzy, którzy zachorowali wtórnie po kontakcie z bezobjawowym nosicielem. Infekcja nie jest równoznaczna z chorobą zakaźną, ponieważ niektóre infekcje nie powodują choroby u gospodarza.

Bakteryjne lub wirusowe

Ponieważ infekcje bakteryjne i wirusowe mogą powodować te same objawy, może być trudno odróżnić, która jest przyczyną konkretnej infekcji. 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 jednocześnie; np. katar, przekrwienie zatok, kaszel, bóle ciała itp. Mogą one czasami być miejscowe, jak w wirusowym zapaleniu spojówek lub „różowym oku” i opryszczce. Tylko kilka infekcji wirusowych jest bolesnych, takich jak opryszczka. Ból wywołany infekcjami wirusowymi jest często opisywany jako swędzenie lub pieczenie. Klasyczne objawy infekcji bakteryjnej to zlokalizowane zaczerwienienie, ciepło, obrzęk i ból. Jedną z cech charakterystycznych infekcji bakteryjnej jest miejscowy ból, ból w określonej części ciała. Na przykład, jeśli dojdzie do skaleczenia i jest zakażone bakteriami, w miejscu infekcji pojawia 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. Najprawdopodobniej zakażone jest cięcie, które wytwarza ropę i mleczną ciecz.
Przyczyna Wirusy chorobotwórcze Bakterie chorobotwórcze

Patofizjologia

Istnieje ogólny łańcuch zdarzeń, który dotyczy infekcji. Łańcuch zdarzeń obejmuje kilka etapów – obejmujących czynnik zakaźny, rezerwuar, wejście do podatnego gospodarza, wyjście i przeniesienie do nowego gospodarza. Każde z łączy musi być obecne w porządku chronologicznym, aby mogła się rozwinąć infekcja. Zrozumienie tych kroków pomaga pracownikom służby zdrowia w zwalczaniu infekcji i zapobieganiu jej występowaniu.

Kolonizacja

Zakażenie wrastającego paznokcia ; występuje ropa (żółty) i wynikający z niej stan zapalny (zaczerwienienie i obrzęk wokół paznokcia).

Infekcja zaczyna się, gdy organizm pomyślnie wnika do organizmu, rośnie i rozmnaża się. Nazywa się to kolonizacją. Większość ludzi nie jest łatwo zarażona. Osoby z osłabionym 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 styku gospodarz-patogen zwykle następuje przez błonę śluzową otworów, takich jak jama ustna , nos, oczy, narządy płciowe, odbyt lub drobnoustrój może przedostać się przez otwarte rany. Podczas gdy kilka organizmów może rosnąć w początkowym miejscu wniknięcia, wiele z nich migruje i powoduje infekcje ogólnoustrojowe w różnych narządach. Niektóre patogeny rosną w komórkach gospodarza (wewnątrzkomórkowe), podczas gdy inne rozwijają się swobodnie w płynach ustrojowych.

Kolonizacja rany odnosi się do niereplikujących się mikroorganizmów w obrębie rany, podczas gdy w ranach zakażonych istnieją organizmy replikujące, a tkanka jest uszkodzona. Wszystkie organizmy wielokomórkowe są do pewnego stopnia skolonizowane przez organizmy zewnętrzne, a ogromna większość z nich istnieje w relacji wzajemnej lub komensalnej z gospodarzem. Przykładem tych pierwszych jest gatunek bakterii beztlenowych , które kolonizują okrężnicę ssaków , a przykładem tych ostatnich są różne gatunki gronkowców, które występują 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 patogenne w określonych warunkach, a nawet najbardziej zjadliwy organizm wymaga pewnych okoliczności, aby wywołać kompromitującą infekcję. Niektóre bakterie kolonizujące, takie jak Corynebacteria sp. i viridans streptococci , zapobiegają adhezji i kolonizacji bakterii chorobotwórczych, a tym samym utrzymują symbiotyczną relację z gospodarzem, zapobiegając infekcji i przyspieszając gojenie się ran .

Ten obraz przedstawia etapy infekcji patogennej.

Zmienne zaangażowane w wynik zarażenia gospodarza przez patogen i ostateczny wynik obejmują:

  • droga wnikania patogenu i dostęp do regionów żywiciela, które uzyskuje
  • wrodzona zjadliwość danego organizmu
  • ilość lub ładunek początkowego modyfikatora
  • immunologiczny status gospodarza kolonizacji

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

Ciekawym faktem, że chromatografia gazowa – spektrometria mas , analiza rybosomalnego RNA 16S , omika 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 normalna, trudno jest stwierdzić, które rany przewlekłe można sklasyfikować jako zakażone i jakie jest ryzyko progresji. Pomimo ogromnej liczby ran obserwowanych w praktyce klinicznej, dane jakościowe dotyczące ocenianych objawów i oznak są ograniczone. Przegląd ran przewlekłych w „Rational Clinical Examination Series” Journal of the American Medical Association określił ilościowo znaczenie zwiększonego bólu jako wskaźnika infekcji. Przegląd wykazał, że najbardziej użytecznym odkryciem jest wzrost poziomu bólu [zakres prawdopodobieństwa (LR) 11–20] zwiększa prawdopodobieństwo zakażenia, ale brak bólu (zakres ilorazu wiarygodności ujemnego 0,64–0,88) nie nie wyklucza zakażenia (podsumowanie LR 0,64–0,88).

Choroba

Choroba może powstać, jeśli ochronne mechanizmy odpornościowe gospodarza są osłabione, a organizm wyrządza szkodę gospodarzowi. Mikroorganizmy mogą powodować uszkodzenia tkanek, uwalniając różne toksyny lub niszczące enzymy. Na przykład Clostridium tetani uwalnia toksynę, która paraliżuje mięśnie, a gronkowiec uwalnia toksyny, które wywołują wstrząs i sepsę. Nie wszystkie czynniki zakaźne powodują choroby u wszystkich gospodarzy. Na przykład, choroba rozwija się u mniej niż 5% osób zarażonych polio . 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.

Trwałe infekcje występują, ponieważ organizm nie jest w stanie oczyścić organizmu po początkowej infekcji. Infekcje uporczywe charakteryzują się ciągłą obecnością organizmu zakaźnego, często jako infekcja latentna z okazjonalnymi nawrotami aktywnej infekcji. Istnieje kilka wirusów, które mogą utrzymywać uporczywą infekcję, infekując różne komórki organizmu. Niektóre wirusy raz nabyte nigdy nie opuszczają organizmu. Typowym przykładem jest wirus opryszczki, który ma tendencję do ukrywania się w nerwach i reaktywacji w określonych okolicznościach.

Uporczywe infekcje powodują miliony zgonów każdego roku na całym świecie. Przewlekłe infekcje pasożytami odpowiadają za wysoką zachorowalność i śmiertelność w wielu słabo rozwiniętych krajach.

Przenoszenie

Komar domowy ( Culex quinquefasciatus ) jest wektorem, który przenosi patogeny wywołujące między innymi gorączkę Zachodniego Nilu i ptasią malarię .

Aby zakażone organizmy przeżyły i powtórzyły cykl infekcji u innych gospodarzy, muszą one (lub ich potomstwo) opuścić istniejący rezerwuar i wywołać infekcję gdzie indziej. Transmisja zakażenia może odbywać się wieloma potencjalnymi drogami:

Związek między zjadliwością a przenoszeniem jest złożony; jeśli choroba jest szybko śmiertelna, gospodarz może umrzeć, zanim drobnoustrój zostanie przeniesiony na innego gospodarza.

Diagnoza

Diagnoza choroby zakaźnej czasami obejmuje identyfikację czynnika zakaźnego bezpośrednio lub pośrednio. W praktyce większość drobnych chorób zakaźnych, takich jak brodawki , ropnie skórne , infekcje układu oddechowego i choroby biegunkowe, diagnozuje się na podstawie ich obrazu klinicznego i leczy bez znajomości konkretnego czynnika sprawczego. Wnioski dotyczące przyczyny choroby opierają się na prawdopodobieństwie kontaktu pacjenta z określonym czynnikiem, obecności drobnoustroju w społeczności i innych względach epidemiologicznych. Przy wystarczającym wysiłku wszystkie znane czynniki zakaźne mogą być konkretnie zidentyfikowane. Jednak korzyści z identyfikacji są często znacznie przewyższane przez koszty, ponieważ często nie ma konkretnego leczenia, przyczyna jest oczywista lub wynik infekcji jest łagodny .

Rozpoznanie choroby zakaźnej prawie zawsze rozpoczyna się od wywiadu lekarskiego i badania fizykalnego. Bardziej szczegółowe techniki identyfikacji obejmują hodowlę czynników zakaźnych wyizolowanych od pacjenta. Hodowla umożliwia identyfikację organizmów zakaźnych poprzez badanie ich cech mikroskopowych, wykrywanie obecności substancji wytwarzanych przez patogeny oraz bezpośrednią identyfikację organizmu na podstawie jego genotypu. Inne techniki (takie jak prześwietlenia rentgenowskie , tomografia komputerowa , skany PET lub NMR ) są wykorzystywane do tworzenia obrazów nieprawidłowości wewnętrznych wynikających ze wzrostu czynnika zakaźnego. Obrazy są przydatne w wykrywaniu np. ropnia kości lub gąbczastej encefalopatii wywołanej przez prion .

Diagnostyka objawowa

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

U dzieci obecność sinicy , przyspieszony oddech, słaba perfuzja obwodowa lub wysypka wybroczynowa zwiększają ponad 5-krotnie ryzyko poważnej infekcji. Inne ważne wskaźniki to troska rodziców, instynkt kliniczny i temperatura powyżej 40 °C.

Kultura drobnoustrojów

Cztery płytki z agarem odżywczym do hodowli kolonii pospolitych bakterii Gram-ujemnych .

Wiele metod diagnostycznych polega na hodowli mikrobiologicznej w celu wyizolowania patogenu z odpowiedniej próbki klinicznej. W hodowli drobnoustrojów zapewnia się pożywkę wzrostową dla określonego środka. Próbka pobrana z potencjalnie chorej tkanki lub płynu jest następnie testowana na obecność czynnika zakaźnego zdolnego do wzrostu w tym podłożu. Wiele bakterii chorobotwórczych łatwo rośnie na agarze odżywczym , formie stałej pożywki, która dostarcza węglowodany i białka niezbędne do wzrostu, wraz z dużą ilością wody. Pojedyncza bakteria wyrośnie w widoczny kopiec na powierzchni płytki zwany kolonią , który może zostać oddzielony od innych kolonii lub połączony w „trawnik”. Wielkość, kolor, kształt i forma kolonii są charakterystyczne dla gatunku bakterii, jego specyficznego składu genetycznego ( szczepu ) oraz środowiska sprzyjającego jej wzrostowi. Inne składniki są często dodawane do talerza, aby pomóc w identyfikacji. Płytki mogą zawierać substancje, które pozwalają na wzrost niektórych bakterii, a nie innych, lub które zmieniają kolor w odpowiedzi na pewne bakterie, a nie na inne. Płytki bakteriologiczne takie jak te są powszechnie stosowane w klinicznej identyfikacji bakterii zakaźnych. Hodowla drobnoustrojów może być również wykorzystana do identyfikacji wirusów : podłoże, w tym przypadku, to komórki wyhodowane w kulturze, które wirus może zainfekować, a następnie zmienić lub zabić. W przypadku identyfikacji wirusa, region martwych komórek powstaje w wyniku wzrostu wirusa i jest nazywany „płytką”. Pasożyty eukariotyczne mogą być również hodowane w kulturze jako środek identyfikacji konkretnego czynnika.

W przypadku braku odpowiednich technik hodowli na płytkach, niektóre drobnoustroje wymagają hodowli w żywych zwierzętach. Bakterie takie jak Mycobacterium leprae i Treponema pallidum mogą być hodowane na zwierzętach, chociaż techniki serologiczne i mikroskopowe sprawiają, że wykorzystanie żywych zwierząt nie jest konieczne. Wirusy są również zwykle identyfikowane za pomocą alternatyw dla wzrostu w kulturze lub zwierzętach. Niektóre wirusy mogą być hodowane w jajach z zarodkami . Inną przydatną metodą identyfikacji jest Xenodiagnosis, czyli użycie wektora do wspomagania wzrostu czynnika zakaźnego. Choroba Chagasa jest najbardziej znaczącym przykładem, ponieważ trudno jest bezpośrednio wykazać obecność czynnika sprawczego, Trypanosoma cruzi u pacjenta, co utrudnia ostateczne postawienie diagnozy. W tym przypadku ksenodiagnoza polega na użyciu wektora czynnika Chagasa T. cruzi , niezainfekowanego pluskwa triatominowego , który pobiera mączkę z krwi osoby podejrzanej o zakażenie. Błąd jest później sprawdzany pod kątem wzrostu T. cruzi w jego jelitach.

Mikroskopia

Innym głównym narzędziem w diagnostyce chorób zakaźnych jest mikroskopia . Praktycznie wszystkie omówione powyżej techniki hodowli opierają się w pewnym momencie na badaniu mikroskopowym w celu ostatecznej identyfikacji czynnika zakaźnego. Mikroskopię można wykonywać za pomocą prostych instrumentów, takich jak złożony mikroskop świetlny , lub za pomocą instrumentów tak złożonych, jak mikroskop elektronowy . Próbki pobrane od pacjentów mogą być oglądane 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 bardzo specyficzna, gdy jest stosowana w połączeniu z technikami opartymi na przeciwciałach . Na przykład, zastosowanie przeciwciał wytworzonych sztucznie fluorescencyjnie (przeciwciała znakowane fluorescencyjnie) może być ukierunkowane na wiązanie 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 kilkoma podstawowymi barwnikami ze względu na przyciąganie elektrostatyczne między ujemnie naładowanymi cząsteczkami komórkowymi a dodatnim ładunkiem barwnika. Komórka jest zwykle przezroczysta pod mikroskopem, a użycie barwnika zwiększa kontrast komórki z jej tłem. Barwienie komórki barwnikiem, takim jak barwnik Giemsa lub fiolet krystaliczny, pozwala mikroskopowi opisać jej wielkość, kształt, składniki wewnętrzne i zewnętrzne oraz powiązania z innymi komórkami. Odpowiedź bakterii na różne procedury barwienia jest również wykorzystywana w klasyfikacji taksonomicznej drobnoustrojów. Dwie metody, barwienie Grama i barwienie kwasooporne , to standardowe podejścia stosowane do klasyfikacji bakterii i diagnozowania choroby. Barwienie Grama identyfikuje grupy bakterii Firmicutes i Actinobacteria , które zawierają wiele znaczących ludzkich patogenów. Procedura barwienia kwasoodpornego identyfikuje Actinobacterium z rodzajów Mycobacterium i Nocardia .

Testy biochemiczne

Testy biochemiczne stosowane w identyfikacji czynników zakaźnych obejmują wykrywanie produktów metabolicznych lub enzymatycznych charakterystycznych dla konkretnego czynnika zakaźnego. Ponieważ bakterie fermentują węglowodany w sposób charakterystyczny dla ich rodzaju i gatunku , wykrywanie produktów fermentacji jest powszechnie stosowane w identyfikacji bakterii. Kwasy , alkohole i gazy są zwykle wykrywane w tych testach, gdy bakterie są hodowane w selektywnych podłożach płynnych lub stałych.

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

Metody serologiczne to bardzo czułe, specyficzne i często niezwykle szybkie testy stosowane do identyfikacji drobnoustrojów. Testy te opierają się na zdolności przeciwciała do specyficznego wiązania się z antygenem. Antygen, zwykle białko lub węglowodan wytworzony przez czynnik zakaźny, jest wiązany przez przeciwciało. To powiązanie następnie uruchamia 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 wytworzonych przez czynnik sprawczy, S. pyogenes , który jest pobierany z gardła pacjenta wacikiem. Testy serologiczne, jeśli są dostępne, są zazwyczaj preferowaną drogą identyfikacji, jednak ich opracowanie jest kosztowne, a odczynniki stosowane w teście często wymagają przechowywania w lodówce . Niektóre metody serologiczne są niezwykle kosztowne, chociaż powszechnie stosowane, np. w przypadku „testu paciorkowcowego”, mogą być niedrogie.

Złożone techniki serologiczne zostały opracowane w tak zwanych testach immunologicznych . Testy immunologiczne mogą wykorzystywać podstawowe przeciwciało – wiązanie antygenu jako podstawę do wytworzenia sygnału promieniowania elektromagnetycznego lub cząsteczkowego, który można wykryć za pomocą niektórych instrumentów. Sygnał niewiadomych można porównać ze standardami pozwalającymi na oznaczenie ilościowe antygenu docelowego. Aby pomóc w diagnozowaniu chorób zakaźnych, testy immunologiczne mogą wykrywać lub mierzyć antygeny z czynników zakaźnych lub białek wytwarzanych przez zakażony organizm w odpowiedzi na czynnik obcy. Na przykład test immunologiczny A może wykryć obecność białka powierzchniowego z cząstki wirusa. Z drugiej strony test immunologiczny B może wykryć lub zmierzyć przeciwciała wytwarzane przez układ odpornościowy organizmu, które mają na celu zneutralizowanie i umożliwienie zniszczenia wirusa.

Oprzyrządowanie można wykorzystać do odczytu bardzo małych sygnałów wytworzonych w wyniku reakcji wtórnych związanych z wiązaniem przeciwciało-antygen. Oprzyrządowanie może kontrolować pobieranie próbek, użycie odczynników, czasy reakcji, wykrywanie sygnału, obliczanie wyników i zarządzanie danymi, aby zapewnić opłacalny zautomatyzowany proces diagnozowania chorób zakaźnych.

Diagnostyka oparta na PCR

Technologie oparte na metodzie reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR) staną się niemal wszechobecnym złotym standardem diagnostyki w niedalekiej przyszłości z kilku powodów. Po pierwsze, katalog czynników zakaźnych urósł do tego stopnia, że ​​zidentyfikowano praktycznie wszystkie znaczące czynniki zakaźne populacji ludzkiej. Po drugie, czynnik zakaźny musi rosnąć 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 obecnie dostępne są możliwości technologiczne szybkiego i specyficznego wykrywania dowolnego czynnika zakaźnego. Jedyną przeszkodą w stosowaniu PCR jako standardowego narzędzia diagnostycznego są jego koszt i zastosowanie, z których żadna nie jest nie do pokonania. Rozwój metod PCR nie przyniesie korzyści dla diagnozy kilku chorób, takich jak niektóre choroby Clostridium ( tężec i zatrucie jadem kiełbasianym ). Choroby te to zasadniczo biologiczne zatrucia powodowane przez stosunkowo niewielką liczbę bakterii zakaźnych, które wytwarzają niezwykle silne neurotoksyny . Nie dochodzi do znaczącej proliferacji czynnika zakaźnego, co ogranicza zdolność PCR do wykrywania obecności jakichkolwiek bakterii.

Sekwencjonowanie metagenomiczne

Biorąc pod uwagę szeroki zakres patogenów bakteryjnych, wirusowych, grzybiczych, pierwotniakowych i pasożytniczych, które powodują wyniszczające i zagrażające życiu choroby, umiejętność szybkiego zidentyfikowania przyczyny infekcji jest ważna, ale często trudna. Na przykład ponad połowa przypadków zapalenia mózgu , ciężkiej choroby mózgu, pozostaje niezdiagnozowana, pomimo szeroko zakrojonych badań z wykorzystaniem standardowej opieki ( hodowla mikrobiologiczna ) i najnowocześniejszych klinicznych metod laboratoryjnych. Testy diagnostyczne oparte na sekwencjonowaniu metagenomicznym są obecnie opracowywane do użytku klinicznego i są obiecujące jako czuły, specyficzny i szybki sposób diagnozowania infekcji za pomocą jednego, całościowego testu. Ten test jest podobny do obecnych testów PCR; jednakże stosuje się nieukierunkowaną amplifikację całego genomu zamiast starterów dla konkretnego czynnika zakaźnego. Po tym etapie amplifikacji następuje sekwencjonowanie nowej generacji lub sekwencjonowanie trzeciej generacji , porównania wyrównania i klasyfikacja taksonomiczna przy użyciu 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 badania 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, gdy pacjent ma obniżoną odporność . Coraz szersza gama czynników zakaźnych może wyrządzić poważne szkody osobom z immunosupresją, dlatego kliniczne badania przesiewowe często muszą być szersze. Dodatkowo ekspresja objawów jest często nietypowa, co utrudnia diagnozę kliniczną na podstawie prezentacji. Po trzecie, metody diagnostyczne, które opierają się na wykrywaniu przeciwciał, są bardziej podatne na niepowodzenie. Dlatego wysoce pożądany jest szybki, czuły, swoisty i nieukierunkowany test na wszystkie znane ludzkie patogeny, który wykrywa raczej obecność DNA organizmu niż przeciwciał.

Wskazanie testów

Wskazania do konkretnej identyfikacji czynnika zakaźnego są zwykle tylko wtedy, gdy taka identyfikacja może pomóc w leczeniu lub zapobieganiu chorobie lub pogłębić wiedzę o przebiegu choroby przed opracowaniem skutecznych środków terapeutycznych lub zapobiegawczych. Na przykład na początku lat 80., przed pojawieniem się AZT w leczeniu AIDS , przebieg choroby był ściśle śledzony przez monitorowanie składu próbek krwi pacjenta, nawet jeśli wynik nie dawał pacjentowi żadnych dalszych opcji leczenia . Po części te badania nad występowaniem wirusa HIV w określonych społecznościach pozwoliły na postawienie hipotez dotyczących drogi przenoszenia wirusa. Dzięki zrozumieniu, w jaki sposób choroba była przenoszona, zasoby można by skierować do społeczności o największym ryzyku w kampaniach mających na celu zmniejszenie liczby nowych infekcji. Specyficzna serologiczna identyfikacja diagnostyczna, a później genotypowa lub molekularna identyfikacja wirusa HIV umożliwiła również sformułowanie hipotez dotyczących czasowego i geograficznego pochodzenia wirusa, a także niezliczonych innych hipotez. Rozwój narzędzi diagnostyki molekularnej umożliwił lekarzom i badaczom monitorowanie skuteczności leczenia lekami antyretrowirusowymi . Diagnostyka molekularna jest obecnie powszechnie stosowana do identyfikacji HIV u zdrowych ludzi na długo przed zachorowaniem i została wykorzystana do wykazania istnienia ludzi, którzy są genetycznie oporni na zakażenie wirusem HIV. Tak więc, chociaż wciąż nie ma lekarstwa na AIDS, identyfikacja wirusa i monitorowanie jego poziomu we krwi zakażonych osób przynosi ogromne korzyści terapeutyczne i predykcyjne, zarówno dla pacjenta, jak i dla całej społeczności.

Klasyfikacja

Subkliniczne kontra kliniczne (utajone kontra pozorne)

Zakażenia objawowe są widoczne i kliniczne , podczas gdy infekcję, która jest aktywna, ale nie daje zauważalnych objawów, można nazwać niewidoczną, niemą, subkliniczną lub ukrytą . Infekcja, która jest 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 są te z rodziny Herpesviridae .

Słowo infekcja może oznaczać jakąkolwiek obecność konkretnego patogenu w ogóle (bez względu na to, jak mało), ale również jest często używany w sensie którą wiąże się klinicznie widocznej infekcji (innymi słowy, że przypadek choroby zakaźnej). Fakt ten czasami tworzy pewną niejasność lub skłania do dyskusji na temat użycia ; aby obejść ten problem, pracownicy służby zdrowia często mówią o kolonizacji (zamiast infekcji ), kiedy mają na myśli, że niektóre patogeny są obecne, ale nie występuje klinicznie widoczna infekcja (brak choroby).

Przebieg infekcji

Różne terminy są używane do opisania, w jaki sposób i gdzie infekcje występują w czasie. W ostrej infekcji objawy rozwijają się szybko; jego przebieg może być szybki lub długotrwały. W przypadku przewlekłej infekcji objawy zwykle rozwijają się stopniowo w ciągu tygodni lub miesięcy i ustępują powoli. W infekcjach podostrych objawy rozwijają się dłużej niż w infekcjach ostrych, ale pojawiają się szybciej niż w przypadku infekcji przewlekłych. Ogniskowej infekcji początkowe miejsce zakażenia których organizmy podróży z krwi do innej części ciała.

Podstawowy kontra oportunistyczny

Wśród wielu odmian drobnoustrojów stosunkowo niewiele powoduje choroby u zdrowych osobników. Choroba zakaźna wynika z wzajemnego oddziaływania tych kilku patogenów i mechanizmów obronnych zarażonych przez nie gospodarzy. Pojawienie się i ciężkość choroby wynikającej z dowolnego patogenu zależą od zdolności tego patogenu do uszkadzania gospodarza, jak również od zdolności gospodarza do opierania się patogenowi. Jednak układ odpornościowy gospodarza może również spowodować uszkodzenie samego gospodarza, próbując kontrolować infekcję. Dlatego klinicyści klasyfikują drobnoustroje zakaźne lub drobnoustroje według statusu obrony gospodarza – albo jako patogeny pierwotne, albo jako patogeny oportunistyczne .

Pierwotne patogeny

Pierwotne patogeny wywołują chorobę w wyniku ich obecności lub aktywności w normalnym, zdrowym gospodarzu, a ich wrodzona zjadliwość (ciężkość choroby, którą wywołują) jest po części niezbędną konsekwencją ich potrzeby rozmnażania się i rozprzestrzeniania. Wiele z najczęstszych pierwotnych patogenów człowieka zakaża tylko ludzi, jednak wiele poważnych chorób jest powodowanych przez organizmy nabyte ze środowiska lub zarażające żywiciela innego niż człowiek.

Patogeny oportunistyczne

Patogeny oportunistyczne mogą powodować chorobę zakaźną u gospodarza z obniżoną odpornością ( niedobór odporności ) lub jeśli mają nietypowy dostęp do wnętrza organizmu (na przykład poprzez uraz ). Zakażenia oportunistyczne mogą być powodowane przez drobnoustroje zwykle mające kontakt z gospodarzem, takie jak bakterie chorobotwórcze lub grzyby w przewodzie pokarmowym lub górnych drogach oddechowych , a także mogą wynikać z (inaczej nieszkodliwych) drobnoustrojów nabytych od innych gospodarzy (jak w zapaleniu jelita grubego Clostridium difficile ) lub ze środowiska w wyniku urazowego wprowadzenia (jak w przypadku infekcji ran chirurgicznych lub złożonych złamań ). Choroba oportunistyczna wymaga osłabienia mechanizmów obronnych gospodarza, co może wystąpić w wyniku wad genetycznych (takich jak przewlekła choroba ziarniniakowa ), ekspozycji na leki przeciwdrobnoustrojowe lub chemikalia immunosupresyjne (co może wystąpić po zatruciu lub chemioterapii raka ), ekspozycji na promieniowanie jonizujące lub w wyniku choroby zakaźnej o działaniu immunosupresyjnym (takiej jak odra , malaria lub choroba HIV ). Pierwotne patogeny mogą również wywoływać cięższą chorobę u gospodarza z obniżoną odpornością niż normalnie występowałaby u gospodarza z wystarczającą odpornością.

Infekcja wtórna

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

Inne rodzaje infekcji

Inne typy infekcji obejmują infekcje mieszane, jatrogenne, szpitalne i pozaszpitalne. Infekcja mieszana to infekcja wywołana przez dwa lub więcej patogenów. Przykładem tego jest zapalenie wyrostka robaczkowego , wywoływane przez Bacteroides fragilis i Escherichia coli. Druga to infekcja jatrogenna. Ten rodzaj infekcji jest przenoszony z pracownika służby zdrowia na pacjenta. Infekcja szpitalna to również taka, która występuje w placówce opieki zdrowotnej. Zakażenia szpitalne to te, które powstają podczas pobytu w szpitalu. Wreszcie infekcja nabyta przez społeczność to taka, w której infekcja pochodzi z 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 identyfikowany tylko u pacjentów z chorobą, a nie u osób zdrowych, a po drugie , że u pacjentów, którzy zarażą się czynnikiem zakaźnym, rozwinie się również choroba. Postulaty te zostały po raz pierwszy wykorzystane przy odkryciu, że gatunki Mycobacteria wywołują gruźlicę .

Jednak postulaty Kocha zazwyczaj nie mogą być sprawdzone we współczesnej praktyce ze względów etycznych. Udowodnienie ich wymagałoby eksperymentalnego zakażenia zdrowego osobnika patogenem wytworzonym jako czysta kultura. I odwrotnie, nawet wyraźnie choroby zakaźne nie zawsze spełniają kryteria zakaźne; na przykład Treponema pallidum , sprawczy krętek z kiły , nie mogą być hodowane in vitro, - jednak organizm może być hodowany w królikach jąder . Mniej jasne jest, że czysta kultura pochodzi ze źródła zwierzęcego służącego jako gospodarz, 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 różne populacje są chore, to kolejne ważne narzędzie służące do zrozumienia chorób zakaźnych. Epidemiolodzy mogą określić różnice między grupami w obrębie populacji, np. czy niektóre grupy wiekowe mają większy czy mniejszy wskaźnik infekcji; czy grupy żyjące w różnych dzielnicach są bardziej podatne na zarażenie; oraz przez inne czynniki, takie jak płeć i rasa. Naukowcy mogą również ocenić, czy epidemia choroby jest sporadyczna, czy tylko sporadyczna; endemiczny , ze stałym poziomem regularnych przypadków występujących w regionie; epidemia , z szybko rosnącą i niezwykle wysoką liczbą przypadków w regionie; lub pandemia , która jest globalną epidemią. Jeśli przyczyna choroby zakaźnej jest nieznana, do pomocy w odnalezieniu źródeł infekcji można wykorzystać epidemiologię.

Zaraźliwość

Choroby zakaźne są czasami nazywane chorobami zakaźnymi, gdy łatwo przenoszą się przez kontakt z chorym lub jego wydzielinami (np. grypa ). Tak więc choroba zakaźna jest podgrupą chorób zakaźnych, które są szczególnie zakaźne lub łatwo przenoszone. Inne rodzaje chorób zakaźnych, zakaźnych lub zakaźnych o bardziej wyspecjalizowanych drogach zakażenia, takie jak przenoszenie przez wektory lub transmisje drogą płciową, zwykle nie są uważane za „zakaźne” i często nie wymagają izolacji medycznej (czasami luźno nazywanej kwarantanną ) ofiar. Jednak ta specjalistyczna konotacja słów „zakaźna” i „choroba zakaźna” (łatwa przenośność) nie zawsze jest szanowana w powszechnym użyciu. Choroby zakaźne są powszechnie przenoszone z człowieka na człowieka poprzez bezpośredni kontakt. Rodzaje kontaktu są za pośrednictwem osoby do osoby i rozprzestrzeniania się kropli. Kontakty pośrednie, takie 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

Zakażenia można klasyfikować według lokalizacji anatomicznej lub zainfekowanego układu narządów , w tym:

Ponadto miejsca zapalenia, w których infekcja jest najczęstszą przyczyną, obejmują zapalenie płuc , zapalenie opon mózgowych i zapalenie jajowodów .

Zapobieganie

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

Techniki takie jak mycie rąk, noszenie fartuchów i noszenie masek na twarz mogą pomóc w zapobieganiu przenoszeniu infekcji z jednej osoby na drugą. Technika aseptyczna została wprowadzona do medycyny i chirurgii pod koniec XIX wieku i znacznie zmniejszyła częstość występowania zakażeń chirurgicznych. Częste mycie rąk pozostaje najważniejszą obroną przed rozprzestrzenianiem się niepożądanych organizmów. Istnieją inne formy profilaktyki, takie jak unikanie zażywania narkotyków, używanie prezerwatyw , noszenie rękawiczek oraz prowadzenie zdrowego stylu życia ze zbilansowaną dietą i regularnymi ćwiczeniami. Ważne jest również dobre gotowanie potraw i unikanie produktów, które były pozostawione na zewnątrz przez długi czas.

Substancje przeciwdrobnoustrojowe stosowane w celu zapobiegania przenoszeniu infekcji obejmują:

  • środki antyseptyczne , które nakłada się na żywą tkankę / skórę
  • środki dezynfekujące , które niszczą mikroorganizmy znajdujące się na przedmiotach nieożywionych.
  • antybiotyki , zwane profilaktycznie, gdy są podawane jako profilaktyka, a nie leczenie infekcji. Jednak długotrwałe stosowanie antybiotyków prowadzi do oporności bakterii. Chociaż ludzie nie uodparniają się na antybiotyki, bakterie tak. Tak więc unikanie stosowania antybiotyków dłużej niż to konieczne pomaga zapobiegać tworzeniu się mutacji bakterii wspomagających oporność na antybiotyki.

Jednym ze sposobów zapobiegania lub spowolnienia przenoszenia chorób zakaźnych jest rozpoznanie różnych cech różnych chorób. Niektóre krytyczne cechy choroby, które należy ocenić, obejmują zjadliwość , odległość przebytą przez ofiary i poziom zakaźności. Na przykład ludzkie szczepy wirusa Ebola bardzo szybko obezwładniają swoje ofiary i wkrótce je zabijają. W rezultacie ofiary tej choroby nie mają możliwości podróżowania bardzo daleko od początkowej strefy infekcji. Ponadto wirus ten musi rozprzestrzeniać się przez zmiany skórne lub przepuszczalne błony, takie jak oko. Tak więc początkowy etap Eboli nie jest bardzo zaraźliwy, ponieważ ofiary doświadczają jedynie krwotoku wewnętrznego. W wyniku powyższych cech rozprzestrzenianie się wirusa Ebola jest bardzo szybkie i zwykle odbywa 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 zorientują się, że są nosicielami choroby. Ponadto stosunkowo niska zjadliwość pozwala jej ofiarom podróżować na duże odległości, zwiększając prawdopodobieństwo epidemii .

Innym skutecznym sposobem zmniejszenia szybkości przenoszenia chorób zakaźnych jest rozpoznanie skutków sieci małego świata . W przypadku epidemii często dochodzi do rozległych interakcji w ośrodkach lub grupach zarażonych osób oraz innych interakcji w odrębnych ośrodkach podatnych osób. Pomimo niewielkiej interakcji między odrębnymi ośrodkami choroba może przeskakiwać i rozprzestrzeniać się w podatnym ośrodku poprzez jedną lub kilka interakcji z zainfekowanym ośrodkiem. W ten sposób wskaźniki infekcji w sieciach typu small-world 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 koncentratorami. Wykorzystanie programów wymiany igieł na obszarach o dużym zagęszczeniu osób zażywających narkotyki zarażonych wirusem HIV jest przykładem udanego wdrożenia tej metody leczenia. [6] Innym przykładem jest stosowanie uboju pierścieni lub szczepienia potencjalnie podatnych zwierząt hodowlanych w sąsiednich gospodarstwach w celu zapobiegania rozprzestrzenianiu się wirusa pryszczycy w 2001 roku.

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

W przypadkach, gdy infekcja jest tylko podejrzeniem, osobniki mogą być poddane kwarantannie do czasu upływu okresu inkubacji i pojawienia się choroby lub gdy osoba pozostanie zdrowa. Grupy mogą podlegać kwarantannie lub, w przypadku społeczności, można nałożyć kordon sanitarny, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się infekcji poza społeczność lub, w przypadku ochronnej sekwestracji , do społeczności. Władze zdrowia publicznego mogą wprowadzić inne formy dystansu społecznego , takie jak zamykanie szkół, w celu opanowania epidemii.

Odporność

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

Zakażenie większością patogenów nie skutkuje śmiercią żywiciela, a zarażający organizm jest ostatecznie usuwany po ustąpieniu objawów choroby. Proces ten wymaga mechanizmów odpornościowych do zabicia lub inaktywacji inokulum patogenu. Specyficzna odporność nabyta przeciwko chorobom zakaźnym może być pośredniczona przez przeciwciała i/lub limfocyty T . Odporność pośredniczona przez te dwa czynniki może objawiać się:

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

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

Odporność na infekcje ( odporność ) można nabyć w następstwie choroby, poprzez bezobjawowe nosicielstwo patogenu, nosicielstwo organizmu o podobnej budowie (reakcje krzyżowe) lub poprzez szczepienie . Wiedza na temat ochronnych antygenów i specyficznych nabytych czynników odpornościowych gospodarza jest pełniejsza w przypadku patogenów pierwotnych niż w przypadku patogenów oportunistycznych . Istnieje również zjawisko odporności stadnej, która zapewnia pewną ochronę tym osobom, które w inny sposób są podatne na zagrożenia, gdy wystarczająco duża część populacji nabyła odporność na niektóre infekcje.

Odporność immunologiczna na chorobę zakaźną wymaga krytycznego poziomu przeciwciał swoistych dla antygenu i/lub limfocytów T, gdy gospodarz styka się z patogenem. Niektóre osoby wytwarzają naturalne przeciwciała surowicy przeciwko polisacharydom powierzchniowym niektórych czynników, chociaż miały niewielki lub żaden kontakt z czynnikiem, te naturalne przeciwciała zapewniają specyficzną ochronę dorosłym i są biernie przenoszone na noworodki.

Czynniki genetyczne gospodarza

Organizm będący celem zakaźnego działania określonego czynnika zakaźnego nazywany jest gospodarzem. Gospodarz niosący czynnik, który jest w fazie dojrzałej lub aktywnej seksualnie, nazywany jest żywicielem ostatecznym. Żywiciel pośredni wchodzi w kontakt podczas stadium larwalnego. Żywicielem może być wszystko, co żyje i może osiągnąć rozmnażanie bezpłciowe i płciowe. Na usuwanie patogenów, wywołane leczeniem lub spontaniczne, mogą mieć wpływ warianty genetyczne przenoszone przez poszczególnych pacjentów. Na przykład w przypadku zapalenia wątroby typu C o genotypie 1 leczonego pegylowanym interferonem-alfa-2a lub pegylowanym interferonem-alfa-2b (nazwy handlowe Pegasys lub PEG-Intron) w połączeniu z rybawiryną wykazano, że polimorfizmy genetyczne w pobliżu ludzkiego genu IL28B, kodującego interferon lambda 3, są związane z istotnymi różnicami w usuwaniu wirusa wywołanym przez leczenie. To odkrycie, pierwotnie zgłoszone w Nature, wykazało, że pacjenci z zapaleniem wątroby typu C o genotypie 1 niosący pewne warianty genetyczne alleli 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 genotypu 1.

Zabiegi

Kiedy infekcja atakuje organizm, leki przeciwinfekcyjne mogą hamować infekcję. Istnieje kilka szerokich typów leków przeciwinfekcyjnych, w zależności od typu docelowego organizmu; należą do nich środki przeciwbakteryjne ( antybiotyki ; w tym przeciwgruźlicze ), przeciwwirusowe , przeciwgrzybicze i przeciwpasożytnicze (w tym przeciwpierwotniacze i przeciw robakom ). W zależności od ciężkości i rodzaju zakażenia, antybiotyk można podawać doustnie, w zastrzykach lub miejscowo . Ciężkie infekcje mózgu zwykle leczy się antybiotykami dożylnymi . Czasami stosuje się wiele antybiotyków w przypadku oporności na jeden antybiotyk. Antybiotyki działają tylko na bakterie i nie wpływają na wirusy. Antybiotyki działają poprzez spowalnianie namnażania się bakterii lub zabijanie bakterii. Do najczęściej stosowanych klas antybiotyków stosowanych w medycynie należą penicylina , cefalosporyny , aminoglikozydy , makrolidy , chinolony i tetracykliny .

Nie wszystkie infekcje wymagają leczenia, a w przypadku wielu samoograniczających się infekcji leczenie może powodować więcej skutków ubocznych niż korzyści. Zarządzanie środkami przeciwdrobnoustrojowymi polega na tym, że pracownicy służby zdrowia powinni leczyć zakażenie 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 r.
  28–81
  82–114
  115–171
  172–212
  213–283
  284-516
  517–1193
  1194–2476
  2477–3954
  3955–6812
Rok życia skorygowany niepełnosprawnością z powodu 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
  6250-12500
  12500-25000
  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) . Poniższa tabela zawiera listę najczęstszych chorób zakaźnych według liczby zgonów w 2002 r. Dane z 1993 r. zostały uwzględnione dla porównania.

Ogólnoświatowa śmiertelność z powodu chorób zakaźnych
Ranga Przyczyną śmierci Zgony 2002
(w milionach)
Procent
wszystkich zgonów
Zgony 1993
(w milionach)
1993 Ranga
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 zgonu to stany matczyne i okołoporodowe (5,2%), niedobory żywieniowe (0,9%),
stany niezakaźne (58,8%) i urazy (9,1%).

Trzech największych zabójców pojedynczych agentów/choroby to HIV / AIDS , gruźlica i malaria . Podczas gdy liczba zgonów z powodu prawie każdej choroby spadła, liczba zgonów z powodu HIV/AIDS wzrosła czterokrotnie. Choroby wieku dziecięcego to krztusiec , poliomyelitis , błonica , odra i tężec . Dzieci również stanowią 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 ją numerem 4 wiodącą przyczyną zgonów na świecie.

Historyczne pandemie

Wielka Plaga Marsylii w 1720 r. zabiła 100 000 osób w mieście i okolicznych prowincjach

Ze względu na swój potencjał do nieprzewidywalnych i wybuchowych skutków choroby zakaźne były głównymi aktorami 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. Plaga zmniejszyła populację starego świata z około 450 milionów do 350-375 milionów w XIV wieku.
  • Wprowadzenie ospy , odry i tyfusu na tereny Ameryki Środkowej i Południowej przez europejskich odkrywców w XV i XVI wieku spowodowało pandemie wśród rdzennych mieszkańców. Mówi się, że w latach 1518-1568 pandemie chorób spowodowały spadek populacji Meksyku z 20 do 3 milionów.
  • Pierwsza europejska epidemia grypy miała miejsce w latach 1556-1560, z szacowaną śmiertelnością na poziomie 20%.
  • Szacuje się, że w XVIII wieku ospa zabiła 60 milionów Europejczyków (około 400 000 rocznie). Aż 30% zarażonych, w tym 80% dzieci poniżej 5 roku życia, zmarło z powodu choroby, a jedna trzecia ocalałych straciła wzrok.
  • Szacuje się, że w XIX wieku gruźlica zabiła jedną czwartą dorosłej populacji Europy; do roku 1918 jeden na sześć zgonów we Francji był nadal spowodowany gruźlicą.
  • Pandemia grypy z 1918 r. (lub hiszpanka ) zabiła 25-50 milionów ludzi (około 2% światowej populacji 1,7 miliarda). Dziś grypa zabija każdego roku około 250 000 do 500 000 na całym świecie.

Pojawiające się choroby

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

  1. Koewolucja między pasożytem a żywicielem może prowadzić do tego, że gospodarze stają się oporni na pasożyty lub pasożyty mogą wyewoluować większą zjadliwość , prowadząc do choroby immunopatologicznej .
  2. Działalność człowieka wiąże się z wieloma pojawiającymi się chorobami zakaźnymi , takimi jak zmiany środowiskowe umożliwiające pasożytom zajmowanie nowych nisz . Kiedy tak się dzieje, patogen , który był ograniczony do odległego siedliska, ma szerszą dystrybucję i prawdopodobnie nowy organizm żywiciela . Pasożyty przeskakujące z nie-człowieka na człowieka są znane jako zoonozy . W przypadku inwazji choroby, gdy pasożyt zaatakuje nowy gatunek żywiciela, może stać się patogenny u nowego żywiciela.

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

  • Ingerencja w siedliska dzikich zwierząt . Budowa nowych wiosek i osiedla na obszarach wiejskich zmusza zwierzęta do życia w gęstych populacjach, stwarzając możliwości mutacji i pojawienia się drobnoustrojów.
  • Zmiany w rolnictwie . Wprowadzenie nowych upraw przyciąga nowe szkodniki upraw i drobnoustroje, które przenoszą do społeczności rolniczych, narażając ludzi na nieznane choroby.
  • Zniszczenie lasów deszczowych . Gdy kraje wykorzystują swoje lasy deszczowe, budując drogi przez lasy i oczyszczając tereny pod osiedla lub przedsięwzięcia komercyjne, ludzie napotykają owady i inne zwierzęta, które są nosicielami nieznanych wcześniej mikroorganizmów.
  • Niekontrolowana urbanizacja . Szybki rozwój miast w wielu krajach rozwijających się ma tendencję do skupiania dużej liczby ludzi na zatłoczonych obszarach o słabych warunkach sanitarnych. Warunki te sprzyjają przenoszeniu chorób zakaźnych.
  • Nowoczesny transport . Statki i inni przewoźnicy często przewożą niezamierzonych „pasażerów”, którzy mogą przenosić choroby do odległych miejsc. Podczas międzynarodowych podróży samolotem odrzutowym osoby zarażone chorobą mogą przenosić ją do odległych krajów lub do domów swoich rodzin, zanim pojawią się pierwsze objawy.

Zarazkowa teoria choroby

Znaczki pocztowe NRD przedstawiające cztery antyczne mikroskopy . Postępy w mikroskopii miały zasadnicze znaczenie dla wczesnych badań nad chorobami zakaźnymi.

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 swojej książce O różnych typach gorączki (ok. 175 ne) grecko-rzymski lekarz Galen spekulował, że plagi rozprzestrzeniały się przez „pewne nasiona dżumy”, które były obecne w powietrzu. W Sushruta Samhita starożytny indyjski lekarz Sushruta wysnuł teorię: „Trąd, gorączka, konsumpcja, choroby oczu i inne choroby zakaźne rozprzestrzeniają się z jednej osoby na drugą przez zjednoczenie seksualne, kontakt fizyczny, wspólne jedzenie, wspólne spanie, wspólne siedzenie, i używanie tych samych ubrań, girland i past”. Ta książka została datowana na około VI wiek p.n.e.

Podstawową formę teorii zarażenia zaproponował perski lekarz Ibn Sina (w Europie znany jako Awicenna) w Kanonie Medycyny (1025), który później stał się najbardziej autorytatywnym podręcznikiem medycznym w Europie aż do XVI wieku. W księdze IV Kanonu Ibn Sina omówił epidemie , nakreślając klasyczną teorię miazmy i próbując połączyć ją z własną teorią wczesnej zarażenia. Wspomniał, że ludzie mogą przenosić choroby na innych przez oddech, zauważył zarażenie gruźlicą i omówił przenoszenie choroby przez wodę i brud. Pojęcie niewidzialnej zarazy zostało później omówione przez kilku islamskich uczonych w Sułtanacie Ajjubidów, którzy nazywali je najasat („substancje nieczyste”). 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 domniemane zarażenie jest niewidocznymi cząstkami.

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

W połowie XIX wieku John Snow i William Budd wykonali ważną pracę demonstrując zaraźliwość tyfusu i cholery przez skażoną wodę. Obydwu przypisuje się zmniejszenie epidemii cholery w ich miejscowościach dzięki wdrażaniu środków zapobiegających zanieczyszczeniu wody. Louis Pasteur udowodnił ponad wszelką wątpliwość, że niektóre choroby są powodowane przez czynniki zakaźne, i opracował szczepionkę na wściekliznę . Robert Koch dostarczył badaniom chorób zakaźnych podstawy naukowej znanej jako postulaty Kocha . Edward Jenner , Jonas Salk i Albert Sabin opracowali skuteczne szczepionki na ospę i polio , które później skutkowały, odpowiednio, eradykacją i prawie eradykacją tych chorób. Alexander Fleming odkrył pierwszy na świecie antybiotyk , Penicylinę , który następnie opracowali Florey and 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 „nieskomplikowane” zapalenie płuc będzie na ogół leczone przez internistę lub pulmonologa (lekarza płuc). Praca specjalisty chorób zakaźnych wiąże się zatem z pracą zarówno z pacjentami i lekarzami rodzinnymi, jak i laboratoryjnymi , immunologami , bakteriologami i innymi specjalistami.

Zespół ds. chorób zakaźnych może zostać ostrzeżony, gdy:

Społeczeństwo i kultura

Kilka badań wykazało związek między obciążeniem patogenami na danym obszarze a zachowaniem człowieka. Większe obciążenie patogenami wiąże się ze zmniejszeniem liczebności grup etnicznych i religijnych na danym obszarze. Może to wynikać z dużego obciążenia patogenami sprzyjającego unikaniu innych grup, co może ograniczać przenoszenie patogenów, lub dużego obciążenia patogenami uniemożliwiającego tworzenie dużych osad i armii, które wymuszają wspólną kulturę. Większe obciążenie patogenami wiąże się również z bardziej ograniczonymi zachowaniami seksualnymi, co może zmniejszyć przenoszenie patogenów. Wiązało się to również z wyższymi preferencjami dla zdrowia i atrakcyjności partnerów. Wyższe wskaźniki dzietności i krótsza lub mniejsza opieka rodzicielska na dziecko to kolejne powiązanie, które może być rekompensatą za wyższy wskaźnik śmiertelności. Istnieje również związek z poligamią, która może być spowodowana wyższym obciążeniem patogenami, co sprawia, że ​​selekcja samców o wysokiej odporności genetycznej staje się coraz ważniejsza. Większe obciążenie patogenami wiąże się również z większym kolektywizmem i mniejszym indywidualizmem, co może ograniczać kontakty z grupami zewnętrznymi i infekcje. Istnieją alternatywne wyjaśnienia przynajmniej niektórych powiązań, chociaż niektóre z tych wyjaśnień mogą z kolei wynikać z obciążenia patogenami. Zatem poligynia 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 obciążenia patogenami uniemożliwiającego rozwój gospodarczy.

Zapis kopalny

Czaszka dinozaura z długimi szczękami i zębami.
Czaszka Herrerazaura .

Dowody infekcji w szczątkach kopalnych są przedmiotem zainteresowania paleopatologów , naukowców badających przypadki urazów i chorób u wymarłych form życia. W kościach mięsożernych dinozaurów odkryto oznaki infekcji. Jednakże, gdy są obecne, infekcje te wydają się ograniczać tylko do małych obszarów ciała. Czaszka przypisywana wczesnemu mięsożernemu dinozaurowi Herrerasaurus ischigualastensis ma rany przypominające jamki otoczone spuchniętą i porowatą kością. Niezwykła tekstura kości wokół ran sugeruje, że zostały one dotknięte krótkotrwałą, nie śmiertelną infekcją. Naukowcy badający czaszkę spekulowali, że ślady ugryzień zostały otrzymane podczas walki z innym Herrerasaurusem . Inne mięsożerne dinozaury z udokumentowanymi dowodami infekcji to akrokantozaur , allozaur , tyranozaur i tyranozaur z formacji Kirtland . Infekcje od obu tyranozaurów zostały otrzymane przez ugryzienie podczas walki, podobnie jak okaz Herrerasaurus .

Przestrzeń kosmiczna

Eksperyment z promem kosmicznym z 2006 r. wykazał, że Salmonella typhimurium , bakteria, która może powodować zatrucia pokarmowe , stała się bardziej zjadliwa, gdy jest hodowana 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 do wzrostu wzrostu i zjadliwości ”. Niedawno, w 2017 roku, okazało się , że bakterie są bardziej odporne na antybiotyki i rozwijają się w prawie nieważkości kosmosu. Zaobserwowano, że mikroorganizmy przeżywają próżnię kosmosu.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki

Klasyfikacja