Tương tác vật chủ-mầm bệnh và biến thể quần thể
Nhiễm trùng không phải là một đặc tính cố định của vi khuẩn mà là kết quả của sự tương tác giữa mầm bệnh và vật chủ, diễn ra trong một quần thể không đồng nhất. Cùng một sự phơi nhiễm có thể khiến một người không bị nhiễm bệnh, một người khác mắc bệnh nhẹ tự khỏi, và giết chết người thứ ba. Lĩnh vực này tổ chức các yếu tố vật chủ (tuổi tác, tình trạng miễn dịch, bệnh đồng mắc) và các yếu tố mầm bệnh (độc lực, chủng) giải thích tại sao sự xuất hiện và mức độ nghiêm trọng của bệnh lại khác nhau nhiều giữa các cá nhân và nhóm.
Definition
Tương tác vật chủ-mầm bệnh đề cập đến mối quan hệ động giữa một vi sinh vật gây nhiễm trùng và vật chủ của nó, trong đó kết quả (không nhiễm trùng, định cư, bệnh tật hoặc tử vong) phụ thuộc đồng thời vào đặc điểm của vật chủ và thuộc tính của mầm bệnh; biến thể quần thể là sự không đồng nhất về nguy cơ nhiễm trùng và mức độ nghiêm trọng của bệnh giữa các cá nhân và nhóm.
Scope
Lĩnh vực này tập hợp các yếu tố quyết định ai sẽ bị nhiễm bệnh và ai sẽ mắc bệnh nặng, được xử lý ở cấp độ quần thể và khái niệm hơn là quản lý lâm sàng. Các chủ đề con của nó bao gồm tính nhạy cảm và mức độ nghiêm trọng liên quan đến tuổi tác, suy giảm miễn dịch và các quần thể đặc biệt, độc lực mầm bệnh và biến thể chủng, cũng như bệnh đồng mắc và các yếu tố nguy cơ khác gây nhiễm trùng. Nó coi đây là những yếu tố thúc đẩy sự biến đổi quần thể trong nguy cơ mắc bệnh truyền nhiễm, bổ sung cho các chủ đề về động lực lây truyền và giám sát trong dịch tễ học bệnh truyền nhiễm.
Sub-topics
Core questions
- Tại sao cùng một mầm bệnh lại gây ra những kết quả rất khác nhau ở những người khác nhau?
- Những thuộc tính nào của vật chủ (tuổi tác, năng lực miễn dịch, bệnh đồng mắc) định hình tính nhạy cảm và mức độ nghiêm trọng?
- Độc lực mầm bệnh và sự khác biệt về chủng góp phần vào sự biến đổi đó như thế nào?
- Sự đóng góp chung của vật chủ và mầm bệnh nên được khái niệm hóa như thế nào thay vì chỉ quy cho một bên?
Key concepts
- Tính nhạy cảm
- Mức độ nghiêm trọng của bệnh
- Độc lực và tính gây bệnh
- Tình trạng miễn dịch của vật chủ
- Tính không đồng nhất của quần thể
- Các yếu tố nguy cơ nhiễm trùng
- Tổn thương vật chủ ròng
Key theories
- Khung phản ứng tổn thương
- Casadevall và Pirofski đã định hình lại độc lực và tính nhạy cảm của vật chủ như có mối quan hệ: kết quả của nhiễm trùng là tổn thương vật chủ ròng, có thể phát sinh từ mầm bệnh, từ phản ứng miễn dịch của vật chủ, hoặc từ cả hai, và phụ thuộc vào trạng thái miễn dịch của vật chủ chứ không chỉ riêng các đặc tính của vi khuẩn.
- Đồng tiến hóa vật chủ-ký sinh trùng và quan điểm đánh đổi về độc lực
- Anderson và May đã mô hình hóa vật chủ và ký sinh trùng như một hệ thống được ghép nối, đồng tiến hóa, trong đó độc lực của mầm bệnh được định hình bởi sự chọn lọc về lây truyền, cung cấp nền tảng động lực học quần thể giải thích tại sao độc lực không phải là tối đa cũng không phải là tối thiểu.
Mechanisms
Việc phơi nhiễm có dẫn đến bệnh tật hay không phản ánh sự gặp gỡ giữa hệ thống phòng thủ của vật chủ và các thuộc tính của mầm bệnh. Về phía vật chủ, sự trưởng thành và năng lực của miễn dịch bẩm sinh và thích ứng, được điều hòa bởi tuổi tác, ức chế miễn dịch và bệnh đồng mắc, thiết lập tính nhạy cảm và khả năng hạn chế tổn thương. Về phía mầm bệnh, các yếu tố độc lực và sự khác biệt về chủng điều chỉnh khả năng xâm nhập, nhân lên và kích thích hoặc né tránh phản ứng của vật chủ. Casadevall và Pirofski lập luận rằng tổn thương gây ra có thể đến từ vi khuẩn hoặc từ phản ứng của chính vật chủ, do đó kết quả được hiểu tốt nhất là một đặc tính của sự tương tác hơn là của một bên riêng lẻ. Ở quy mô quần thể, sự tương tác này được nhúng trong một hệ thống vật chủ-ký sinh trùng đồng tiến hóa mà động lực của nó định hình sự phân bố độc lực và tính nhạy cảm.
Clinical relevance
Việc nhận ra rằng kết quả nhiễm trùng được xác định đồng thời bởi vật chủ và mầm bệnh giúp giải thích các mô hình bệnh tật ở quần thể và cung cấp thông tin về cách mô tả nguy cơ cho các nhóm như trẻ sơ sinh, người lớn tuổi và những người bị suy giảm miễn dịch. Lĩnh vực này là một tài liệu tham khảo khái niệm để giải thích sự không đồng nhất trong nguy cơ mắc bệnh truyền nhiễm; nó mô tả các yếu tố quyết định sự biến đổi và không phải là cơ sở cho các quyết định chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.
Epidemiology
Sự biến đổi quần thể trong nhiễm trùng là phổ biến: tỷ lệ mắc và tỷ lệ tử vong của nhiều bệnh nhiễm trùng tăng mạnh ở các độ tuổi cực đoan và ở những người bị suy giảm miễn dịch hoặc bệnh mãn tính, trong khi sự khác biệt về chủng mầm bệnh góp phần vào sự biến đổi mức độ nghiêm trọng giữa các đợt bùng phát. Độ dốc tuổi tác được thấy trong bệnh coronavirus 2019, nơi nguy cơ tử vong tăng mạnh theo tuổi, là một ví dụ rõ ràng về sự biến đổi do vật chủ điều khiển trong tác động của một mầm bệnh duy nhất.
History
Vi sinh vật học cổ điển đã xác định độc lực ở vi khuẩn và tính nhạy cảm ở vật chủ như những đặc điểm riêng biệt, cố định. Mô hình đồng tiến hóa của Anderson và May vào đầu những năm 1980 đã nhúng cả hai vào động lực học quần thể, và công trình của Casadevall và Pirofski vào đầu thế kỷ đã định hình lại tính gây bệnh và tổn thương vật chủ như những đặc tính nổi lên của tương tác vật chủ-mầm bệnh. Những thay đổi này đã chuyển lĩnh vực từ việc lập danh mục các đặc điểm vi khuẩn hoặc vật chủ sang giải thích sự biến đổi trong kết quả.
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
- Tại sao cùng một bệnh nhiễm trùng lại ảnh hưởng đến mọi người rất khác nhau?
- Bởi vì kết quả phụ thuộc vào sự tương tác giữa vật chủ và mầm bệnh: các yếu tố vật chủ như tuổi tác, tình trạng miễn dịch và bệnh đồng mắc, cùng với độc lực và chủng mầm bệnh, cùng nhau xác định liệu sự phơi nhiễm có dẫn đến không nhiễm trùng, bệnh nhẹ hay bệnh nặng.
- Độc lực có phải là một đặc tính cố định của vi khuẩn không?
- Không theo quan điểm hiện đại. Các khung như mô hình phản ứng tổn thương coi tác hại của nhiễm trùng là có mối quan hệ, phát sinh từ mầm bệnh, phản ứng của vật chủ hoặc cả hai, và phụ thuộc vào trạng thái miễn dịch của vật chủ chứ không chỉ riêng vi khuẩn.