宿主-病原体相互作用と集団内変動
感染は微生物の固定された特性ではなく、病原体と宿主間の相互作用の結果であり、不均一な集団全体で発現するものです。同じ曝露であっても、ある人は感染せず、別の人は軽度の自己限定的な疾患にかかり、また別の人は死亡することもあります。この分野では、疾患の発生と重症度が個人間および集団間でこれほど大きく異なる理由を説明する、宿主要因（年齢、免疫状態、併存疾患）と病原体要因（病原性、株）について整理します。
Definition
宿主-病原体相互作用とは、感染性微生物とその宿主との間の動的な関係を指し、その結果（非感染、定着、疾患、または死亡）は、宿主の特性と病原体の属性に共同で依存します。集団内変動とは、感染リスクと疾患の重症度における個人間および集団間の結果として生じる不均一性のことです。
Scope
この分野は、誰が感染し、誰が重篤な疾患に苦しむかを決定する要因を、臨床管理としてではなく、集団レベルおよび概念レベルで扱います。その下位トピックには、年齢に関連する感受性と重症度、免疫不全と特殊な集団、病原体の病原性と株の多様性、併存疾患とその他の感染リスク要因が含まれます。これらは感染症リスクにおける集団内変動の推進要因として位置づけられ、感染症疫学における他の伝播動態およびサーベイランスのトピックを補完します。
Sub-topics
Core questions
- なぜ同じ病原体が異なる人々で非常に異なる結果を引き起こすのでしょうか？
- どのような宿主属性（年齢、免疫能力、併存疾患）が感受性と重症度を形成するのでしょうか？
- 病原体の病原性と株の違いは、その変動にどのように寄与するのでしょうか？
- 宿主と病原体の共同寄与は、一方のみに帰属させるのではなく、どのように概念化されるべきでしょうか？
Key concepts
- 感受性
- 疾患の重症度
- 病原性と病原性
- 宿主の免疫状態
- 集団の不均一性
- 感染のリスク要因
- 正味の宿主損傷
Key theories
- 損傷応答フレームワーク
- CasadevallとPirofskiは、病原性と宿主の感受性を関係性のあるものとして再構築しました。感染の結果は正味の宿主損傷であり、これは病原体、宿主の免疫応答、またはその両方から生じる可能性があり、微生物の特性のみに依存するのではなく、宿主の免疫状態に依存します。
- 宿主-寄生体共進化と病原性のトレードオフ観点
- AndersonとMayは、宿主と寄生体を結合した共進化システムとしてモデル化しました。このシステムでは、病原体の病原性は伝播に対する選択によって形成され、病原性が最大でも最小でもない理由の集団動態的背景を提供します。
Mechanisms
曝露が疾患につながるかどうかは、宿主の防御機構と病原体の属性の出会いを反映しています。宿主側では、年齢、免疫抑制、および併存疾患によって調節される自然免疫と獲得免疫の成熟度と能力が、感受性と損傷を制限する能力を決定します。病原体側では、病原性因子と株の違いが、侵入、複製、および宿主応答の誘発または回避の能力を支配します。CasadevallとPirofskiは、結果として生じる損傷は微生物または宿主自身の応答に由来する可能性があり、そのため結果は単独のいずれかの当事者の特性としてではなく、相互作用の特性として最もよく理解されると主張しました。集団規模では、この相互作用は共進化する宿主-寄生体システムに組み込まれており、その動態が病原性と感受性の分布を形成します。
Clinical relevance
感染の結果が宿主と病原体によって共同で決定されることを認識することは、疾患の重症度の集団パターンを説明し、乳幼児、高齢者、免疫不全者などの集団のリスクがどのように記述されるべきかについて情報を提供します。この分野は、感染症リスクの不均一性を解釈するための概念的な参照であり、変動の決定要因を記述するものであり、個々の診断または治療の決定の根拠となるものではありません。
Epidemiology
感染における集団内変動は広範にわたります。多くの感染症の発生率と致死率は、年齢の両極端や免疫不全または慢性疾患を持つ人々で急激に上昇し、病原体株の違いは重症度の流行ごとの変動に寄与します。2019年のコロナウイルス感染症に見られる年齢勾配は、死亡リスクが年齢とともに急激に上昇した点で、単一病原体の影響における宿主主導の変動の明確な例です。
History
古典的な微生物学では、病原性は微生物に、感受性は宿主に、それぞれ別個の固定された特性として位置づけられていました。1980年代初頭のAndersonとMayによる共進化モデリングは、両方を集団動態に組み込み、世紀の変わり目におけるCasadevallとPirofskiの研究は、病原性と宿主損傷を宿主-病原体相互作用の創発的特性として再構築しました。これらの変化は、微生物または宿主の特性をカタログ化することから、結果の変動を説明することへと分野を移行させました。
Key figures
- Arturo Casadevall
- Liise-anne Pirofski
- Roy Anderson
- Robert May
Related topics
Seminal works
- casadevall-pirofski-1999
- casadevall-pirofski-2003
- anderson-may-1982
Frequently asked questions
- なぜ同じ感染症が人によってこれほど異なる影響を与えるのでしょうか？
- 結果は宿主と病原体間の相互作用に依存するためです。年齢、免疫状態、併存疾患などの宿主要因と、病原体の病原性および株が共同で、曝露が非感染、軽症、または重症のいずれにつながるかを決定します。
- 病原性は微生物の固定された特性なのでしょうか？
- 現代の観点ではそうではありません。損傷応答モデルなどのフレームワークでは、感染による害は関係性のあるものとして扱われ、病原体、宿主の応答、またはその両方から生じ、微生物単独ではなく宿主の免疫状態に依存します。