宿主-病原体相互作用与群体变异
感染并非微生物的固有属性，而是病原体与宿主之间相互作用的结果，并在异质性群体中展现。同样的暴露可能使一个人未受感染，另一个人患上轻微的自限性疾病，而第三个人则可能因此死亡。本领域旨在阐明解释疾病发生和严重程度在个体和群体之间差异如此之大的宿主因素（年龄、免疫状态、合并症）和病原体因素（毒力、菌株）。
Definition
宿主-病原体相互作用是指感染性微生物与其宿主之间的动态关系，其结果（无感染、定植、疾病或死亡）共同取决于宿主特征和病原体属性；群体变异是指感染风险和疾病严重程度在个体和群体之间产生的异质性。
Scope
本领域汇集了决定谁会感染以及谁会患上严重疾病的因素，从群体和概念层面而非临床管理层面进行探讨。其下属主题涵盖了与年龄相关的易感性和严重程度、免疫功能低下和特殊人群、病原体毒力和菌株变异，以及合并症和其他感染风险因素。它将这些因素视为传染病风险群体变异的驱动因素，补充了传染病流行病学中其他地方的传播动力学和监测主题。
Sub-topics
Core questions
- 为什么相同的病原体在不同人身上会导致截然不同的结果？
- 哪些宿主属性（年龄、免疫能力、共存疾病）影响易感性和严重程度？
- 病原体毒力和菌株差异如何促成这种变异？
- 宿主和病原体的共同作用应如何概念化，而不是仅仅归因于某一方？
Key concepts
- 易感性
- 疾病严重程度
- 毒力和致病性
- 宿主免疫状态
- 群体异质性
- 感染风险因素
- 净宿主损害
Key theories
- 损害-反应框架
- 卡萨德瓦尔（Casadevall）和皮罗夫斯基（Pirofski）将毒力和宿主易感性重新定义为关系性的：感染的结果是净宿主损害，这可能源于病原体、宿主免疫反应或两者兼有，并且取决于宿主免疫状态，而不仅仅是微生物特性。
- 宿主-寄生虫共同进化与毒力的权衡观
- 安德森（Anderson）和梅（May）将宿主和寄生虫建模为一个耦合的、共同进化的系统，其中病原体的毒力受传播选择的影响，为毒力既非最大也非最小的原因提供了群体动力学背景。
Mechanisms
暴露是否导致疾病反映了宿主防御与病原体属性的交锋。在宿主方面，先天性和适应性免疫的成熟度和能力，受年龄、免疫抑制和共存疾病的调节，决定了易感性和限制损害的能力。在病原体方面，毒力因子和菌株差异决定了入侵、复制以及引发或逃避宿主反应的能力。卡萨德瓦尔（Casadevall）和皮罗夫斯基（Pirofski）认为，由此产生的损害可能来自微生物或宿主自身的反应，因此结果最好被解读为相互作用的属性，而非任何一方的独立属性。在群体层面，这种相互作用嵌入在一个共同进化的宿主-寄生虫系统中，其动力学塑造了毒力和易感性的分布。
Clinical relevance
认识到感染结果由宿主和病原体共同决定，有助于解释疾病严重程度的群体模式，并为描述婴儿、老年人和免疫功能低下者等群体的风险提供信息。本领域是解释传染病风险异质性的概念性参考；它描述了变异的决定因素，而非个体诊断或治疗决策的基础。
Epidemiology
感染的群体变异普遍存在：许多感染的发病率和病死率在年龄两端以及免疫功能低下或患有慢性疾病的人群中急剧上升，而病原体菌株差异则导致疫情之间严重程度的差异。2019冠状病毒病中观察到的年龄梯度，即死亡风险随年龄增长而急剧上升，是单一病原体影响中宿主驱动变异的一个明显例子。
History
经典微生物学将毒力定位于微生物，将易感性定位于宿主，视为独立的、固定的特征。安德森（Anderson）和梅（May）在20世纪80年代初的共同进化模型将两者都嵌入到群体动力学中，而卡萨德瓦尔（Casadevall）和皮罗夫斯基（Pirofski）在本世纪之交的工作将致病性和宿主损害重新定义为宿主-病原体相互作用的涌现属性。这些转变使该领域从编目微生物或宿主特征转向解释结果的变异。
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
- 为什么同样的感染对不同人的影响如此不同？
- 因为结果取决于宿主和病原体之间的相互作用：宿主因素如年龄、免疫状态和合并症，以及病原体毒力和菌株，共同决定了暴露是否导致无感染、轻微疾病或严重疾病。
- 毒力是微生物的固定属性吗？
- 在现代观点中并非如此。损害-反应模型等框架将感染的危害视为关系性的，源于病原体、宿主反应或两者兼有，并取决于宿主的免疫状态，而不仅仅是微生物本身。