Обнаружение болезнетворных патогенов

редактировать

Открытие БОЛЕЗНИ -causing патогенов является важным направлением деятельности в области медицинской науки. Многие вирусы, бактерии, простейшие, грибы, гельминты и прионы идентифицированы как подтвержденные или потенциальные патогены. В Соединенных Штатах программа Центров по контролю за заболеваниями, начатая в 1995 году, выявила более сотни пациентов с опасными для жизни заболеваниями, которые, как считалось, имели инфекционную причину, но не могли быть связаны с известным патогеном. Связь патогенов с болезнью может быть сложным и противоречивым процессом, для достижения которого в некоторых случаях требуются десятилетия или даже столетия.

СОДЕРЖАНИЕ
  • 1 Факторы, затрудняющие идентификацию патогенов
  • 2 открытия 19 века
    • 2.1 Холерный вибрион (1849-1884)
  • 3 открытия 20 века
    • 3.1 Лямблии лямблии (1681-1975)
    • 3.2 Хеликобактер пилори (1892-1982)
    • 3.3 Патогенные варианты кишечной палочки (1947-1983 гг.)
    • 3.4 Вирус иммунодефицита человека (1959-1984)
    • 3.5 Циклоспора (1995)
  • 4 Современные открытия
    • 4.1 Патогены желудочно-кишечного тракта
      • 4.1.1 Dientamoeba fragilis
      • 4.1.2 Бластоцисты
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки
Факторы, затрудняющие идентификацию возбудителей болезней

Факторы, которые были определены как препятствующие идентификации патогенов, включают следующее:

1. Отсутствие моделей на животных. Экспериментальная инфекция у животных использовалась в качестве критерия для демонстрации способности вызывать заболевание, но для некоторых патогенов (таких как холерный вибрион, вызывающий болезнь только у людей) моделей на животных не существует. В тех случаях, когда животные модели не были доступны, ученые иногда заражали себя или других, чтобы определить способность организма вызывать заболевание.
2. Существовавшие ранее теории болезни: до того, как патоген будет хорошо распознан, ученые могут связать симптомы инфекции с другими причинами, такими как токсикологические, психологические или генетические причины. После того, как патоген был связан с болезнью, исследователи сообщили, что им трудно опровергнуть эти ранее существовавшие теории.
3. Различная патогенность. Инфекция патогенами может вызывать различные реакции у хозяев, что усложняет процесс выявления взаимосвязи между инфекцией и патогеном. Было показано, что при некоторых инфекционных заболеваниях тяжесть симптомов зависит от конкретных генетических особенностей хозяина.
4. Организмы, которые похожи друг на друга, но ведут себя по-разному. В некоторых случаях существует безвредный организм, который в микроскоп выглядит идентично вызывающему заболевание организму, что усложняет процесс обнаружения.
5. Недостаток исследовательских усилий: медленный прогресс объясняется небольшим количеством исследователей, работающих с патогеном.
Открытия 19 века

Холерный вибрион (1849-1884)

Бактерии Vibrio cholerae передаются через загрязненную воду. Попав в организм, бактерии колонизируют кишечник хозяина и вырабатывают токсин, который заставляет жидкости организма течь через слизистую оболочку кишечника. При отсутствии лечения смерть может наступить через 2–3 часа от обезвоживания.

До открытия инфекционной причины считалось, что симптомы холеры вызваны избытком желчи у пациента; болезнь холера получила свое название от греческого слова choler, означающего желчь. Эта теория соответствовала юморизму и привела к такой медицинской практике, как кровопускание. Впервые бактерия была описана в 1849 году Габриэлем Пуше, который обнаружил ее в стуле больных холерой, но он не осознавал значения этого присутствия. Первым ученым, осознавшим значение холерного вибриона, был итальянский анатом Филиппо Пачини, который опубликовал подробные рисунки этого организма в «Микроскопических наблюдениях и патологических выводах холеры» в 1854 году. Он опубликовал другие статьи в 1866, 1871, 1876 и 1880 годах. которые игнорировались научным сообществом. Он правильно описал, как бактерии вызывают диарею, и разработал эффективные методы лечения. В то время как эпидемиологические карты Джона Сноу были хорошо известны и привели к удалению ручки насоса на Брод-стрит, например, вспышка холеры на Брод-стрит в 1854 году. В 1874 году представители науки из 21 страны единогласно проголосовали за то, чтобы решить, что холера вызвана токсинами окружающей среды миазматами или облаками нездоровых веществ, которые плавают в воздухе. В 1884 году Роберт Кох повторно открыл холерный вибрион как причинный элемент холеры. Некоторые ученые выступили против новой теории и даже пили культуры холеры, чтобы опровергнуть ее:

Кох объявил о своем открытии холерного вибриона в 1884 году. Его выводы были основаны на постоянном обнаружении своеобразной «палочки-запятой» в стуле больных холерой и невозможности продемонстрировать этот организм в фекалиях других людей. Воспроизвести типичную холеру на лабораторных животных не удалось. В то время «микробная теория» болезни еще не получила всеобщего признания, и заявление Коха было воспринято со значительным скептицизмом, особенно после того, как было обнаружено, что подобные «бациллы запятой» иногда можно найти в кале людей, не страдающих холеры, и часто во всех других средах - колодцах и речных водах, сыре и т. д. Теперь мы знаем, что это были сапротрофные виды вибрионов, которые можно отличить от холерных вибрионов культуральными и иммунологическими методами. Но правильность мнения Коха наглядно продемонстрировали фон Петтенкофер и Эммерих, которые, сомневаясь в этиологическом родстве организмов Коха, сознательно пили его культуры. У фон Петтенкофера развился лишь кратковременный понос, но Эммерих страдал от типичного и тяжелого приступа холеры.

-  А. Т. Хенрици, Биология бактерий, DC Heath and Company, 1939. ASIN B00085GABK,

Фон Петтенкофер считал свой опыт доказательством того, что Vibrio cholerae безвреден, поскольку он не заболел холерой в результате употребления этой культуры. С 1849 года, когда Пуше открыл холерный вибрион, и до 1891 года более миллиона человек умерли от эпидемий холеры в Европе и России. В 1995 году исследователи опубликовали в Science исследование, объясняющее, почему некоторые люди могут заразиться холерой без симптомов, возможно, объясняя, почему Петтенкофер не заболел. Исследование показало, что ряд генетических мутаций у некоторых людей обеспечивает устойчивость к токсину холеры; но за эти мутации приходится платить. Если их слишком много, у человека разовьется кистозный фиброз - неизлечимое и часто смертельное генетическое заболевание.

Открытия 20 века

Лямблии лямблии (1681-1975)

Лямблиоз - это заболевание, вызываемое простейшими Giardia lamblia. У некоторых людей заражение лямблиями может вызвать диарею, газы и боль в животе. Если не лечить, инфекция может быть хронической. У детей хроническая инфекция лямблиозом может вызвать задержку роста (задержку роста) и снижение интеллекта. В настоящее время инфекция лямблиозом повсеместно признана болезнью, и врачи лечат ее с помощью антипротозойных препаратов. С 2002 года о случаях лямблии необходимо сообщать в Центр по контролю за заболеваниями, согласно Таблице регистрируемых заболеваний CDC. Соединенные Штаты Национальные институты здоровья желудочно - кишечного тракта Паразиты лаборатории изучает Giardia почти исключительно.

Тем не менее, Giardia пережила необычайно долгий период появления, с момента ее открытия в 1681 году до 1970-х годов, когда было полностью признано, что инфекция Giardia является излечимой причиной хронической диареи:

Лямблии лямблии были впервые обнаружены Левенхоком (1681 г.), который обнаружил паразита в своем собственном {диарейном} стуле. Долгое время он считался безвредным комменсальным организмом, но в последние годы был признан причиной кишечных заболеваний, часто приобретаемых путешественниками в зарубежные страны, людьми, пьющими загрязненную воду в этой стране, детьми в детских садах и гомосексуальными мужчинами. Это наиболее распространенный патогенный кишечный паразит в Соединенных Штатах, его обнаруживают в 4% образцов стула, отправляемых в лаборатории общественного здравоохранения штата для изучения паразитов. Осенью 1978 г. при поддержке Агентства по охране окружающей среды был проведен симпозиум по лямблиозу, свидетельствующий о его растущем значении в Соединенных Штатах.

-  Дж. В. Смит, Лямблиоз, 1980

Некоторые из первых доказательств патогенности лямблий в наше время появились во время Второй мировой войны, когда солдат лечили от малярии антипротозойным хинакрином, и их диарея исчезла, как и лямблии в образцах стула. В 1954 году доктор Р.К. Рендторфф провел эксперименты на заключенных-добровольцах, заразив их лямблиями. В ходе эксперимента, хотя у некоторых заключенных наблюдались изменения в привычках стула, он пришел к выводу, что это не может быть окончательно связано с инфекцией лямблий, а также указал, что все заключенные испытали спонтанное избавление от лямблий. Его эксперименты были описаны на симпозиуме EPA по передаче лямблиоза через воду в 1979 году:

Мы также включили Giardia lamblia, которую в то время обычно не считали инвазивным патогенным паразитом человека. В 1950-х годах считалось, что лямблии вызывают у детей случайные проблемы, связанные с диареей, но их появление было настолько обычным и у взрослых, у которых отсутствовала клиническая симптоматика, что большинство считало их непатогенами. В результате мы чувствовали себя в безопасности, подвергая заключенных воздействию лямблий...

-  доктором Р.К. Рендторффом на симпозиуме EPA по передаче лямблиоза через воду - в 1979 г.

В 1954–55 гг. В Орегоне (США) произошла вспышка инфекции Giardia, от которой заболели 50 000 человек. Это было задокументировано в сообщении доктора Лайла Визи, которое было опубликовано лишь 15 лет спустя в Медицинском журнале Новой Англии. В сообщении Визи отмечает, что ему не удалось найти издателя для своего отчета об эпидемии. Сообщение было переиздано на Симпозиуме EPA по передаче лямблиоза через воду в 1979 году, и эта версия включала следующую цитату директора Департамента здравоохранения штата Орегон, предполагающую, что диарея, вызванная лямблиями, по- прежнему объясняется другими причинами со стороны здоровья. власти в 1954 году:

В то время как неидентифицированный вирус кажется наиболее вероятным этиологическим агентом, необычная распространенность цист лямблии лямблии в стуле пациентов кажется достойной записи.

-  Советом здравоохранения штата Орегон, комментирующим вспышку лямблиоза в 1954-55 гг., Цитируется по Veazie, 1979.

Helicobacter pylori (1892-1982).

Инфекция бактериями Helicobacter pylori является причиной большинства язв желудка. Открытие обычно приписывают австралийским гастроэнтерологам доктору Барри Маршаллу и доктору Дж. Робину Уоррену, которые опубликовали свои открытия в 1983 году. В 2005 году пара получила Нобелевскую премию за свою работу. До этого никто толком не знал, что вызывает язву желудка, хотя бытовало мнение, что «стресс» играет определенную роль. Некоторые исследователи предположили, что язвы - это психосоматическое заболевание.

В H Pylori Pioneers доктор Маршалл отметил, что другие врачи представили доказательства инфекции H. pylori еще в 1892 году. Маршалл пишет, что более ранние сообщения не принимались во внимание, поскольку они противоречили существующим убеждениям. Первое описание H. Pylori было сделано в 1892 году Джулио Бицзозеро, который идентифицировал кислотоустойчивые бактерии, живущие в желудке собаки. Позже была разработана теория, согласно которой в желудке не могут жить бактерии. Хотя эта теория не имеет научной основы, она стала бы камнем преткновения для ученых, отбив у них охоту искать инфекционные причины язвы желудка. В 1940 году два врача, д-р А. Стоун Фриберг и д-р Луи Э. Баррон опубликовали статью, в которой описывались спиральные бактерии, обнаруженные примерно у половины их гастроэнтерологических пациентов с язвой желудка. Доктор Джон Ликудис, греческий врач, был одним из первых врачей, которые лечили язву желудка как инфекционное заболевание. Между 1960 и 1970 годами он лечил антибиотиками более 10 000 больных язвой в Афинах. Ликудис попытался опубликовать статью о своих открытиях, но они противоречили традиционной теории, и его работа так и не была опубликована. За опытом Ликудиса в 1975 году последовала следующая публикация в журнале Gut, в которой были описаны спиральные бактерии, живущие на границах дуодональных язв. Медицинское значение открытий Стира не принималось во внимание, но он «продолжал публиковать статьи о H. Pylori, в основном в качестве хобби».

H. pylori может инфицировать желудок некоторых людей, не вызывая язвы желудка. Изучая бессимптомных носителей H. pylori, исследователи определили генетический признак под названием Interleuik-1 beta-31, который вызывает повышенное производство кислоты в желудке, что приводит к язвам, если пациенты заражаются H. pylori. У пациентов без этого признака язвы желудка не развиваются в ответ наинфекцию H. pylori, но вместо этого повышается риск рака желудка в случае инфицирования. Исследование других желудочно-кишечных инфекций также показало, что симптомы являются результатом взаимодействия между инфекцией и конкретными генетическими мутациями в организме хозяина.

См. Также: Хронология язвенной болезни и Helicobacter pylori.

Патогенные варианты кишечной палочки (1947-1983 гг.)

Существуют различные типы кишечной палочки, некоторые из которых безвредны и встречаются у людей. Энтеротоксигенная кишечная палочка (ETEC) - это тип, вызывающий заболевания у людей, поскольку он обладает геном, позволяющим производить токсичное для человека вещество. Крупный рогатый скот невосприимчив к его воздействию, но когда люди едят пищу, загрязненную фекалиями крупного рогатого скота, этот организм может вызвать заболевание. Сообщения о патогенной кишечной палочке появляются в медицинской литературе еще в 1947 году. Публикации, касающиеся вариантов кишечной палочки, вызывающих заболевание, регулярно появлялись в медицинских журналах на протяжении 1950-х, 60-х и 70-х годов, причем сообщения о летальных исходах у людей и младенцев начинались с 1947 года. 1970-е годы. Несмотря на более ранние сообщения, патогенная кишечная палочка не получила широкой известности до 1983 года, когда исследователь Центра по контролю за заболеваниями опубликовал документ, в котором ETEC был назван причиной серии вспышек необъяснимых геморрагических желудочно-кишечных заболеваний. Несмотря на более раннюю публикацию патогенных вариантов E. coli, исследователи столкнулись со значительными трудностями при установлении ETEC в качестве патогена.

Вирус иммунодефицита человека (1959-1984 гг.)

СПИД был впервые сообщили 5 июня 1981 года, когда США Центры по контролю и профилактике заболеваний зафиксировано скопление пневмоцистной пневмонии ( в настоящее время по- прежнему классифицируется как PCP, но известно, что вызвано Pneumocystis jirovecii ) в пяти гомосексуальных мужчин в Лос - Анджелесе. На открытие вируса потребовалось несколько лет исследований, и в 1984 году он был объявлен доктором Галло из Национального института рака, доктором Люком Монтанье из Института Пастера в Париже и доктором Джеем Леви из Калифорнийского университета в Сан-Франциско..

Однако ВИЧ существовал задолго до отчета CDC 1981 года. Три самых ранних известных случая ВИЧ-инфекции:

  1. Образец плазмы, взятый в 1959 году у взрослого мужчины, живущего на территории нынешней Демократической Республики Конго.
  2. ВИЧ обнаружен в образцах тканей 15-летнего афроамериканского подростка, умершего в Сент-Луисе в 1969 году.
  3. ВИЧ обнаружен в образцах тканей норвежского моряка, умершего примерно в 1976 году.

Два вида ВИЧ инфицируют людей: ВИЧ-1 и ВИЧ-2. ВИЧ-1 более опасен и легче передается. ВИЧ-1 является источником большинства ВИЧ-инфекций во всем мире, в то время как ВИЧ-2 не так легко передается и в основном ограничивается Западной Африкой. И ВИЧ-1, и ВИЧ-2 происходят от приматов. Происхождение ВИЧ-1 - это центральный обыкновенный шимпанзе ( Pan troglodytes troglodytes), обитающий на юге Камеруна. Установлено, что ВИЧ-2 произошел от закопченного мангабея ( Cercocebus atys), обезьяны Старого Света из Гвинеи-Бисау, Габона и Камеруна.

Предполагается, что ВИЧ, вероятно, передается людям в результате прямого контакта с приматами, например, во время охоты, бойни или межвидовых половых контактов.

Циклоспора (1995)

Cyclospora - возбудитель желудочно-кишечного тракта, вызывающий лихорадку, диарею, рвоту и сильную потерю веса. Вспышки болезни произошли в Чикаго в 1989 г. и других районах США. Но расследование, проведенное Центром по контролю за заболеваниями, не смогло выявить инфекционную причину. Причину открыл г-н Рамачандран Раджа, руководитель лаборатории медицинской клиники в Катманду, Непал. Г-н Раджа пытался выяснить, почему каждое лето заболевают местные жители и гости. Он определил необычный на вид организм в образцах стула больных. Но когда клиника отправила слайды организма в Центр по контролю заболеваний, они были идентифицированы как сине-зеленые водоросли, что безвредно. Многие патологи видели то же самое раньше, но отвергли это как не имеющее отношения к болезни пациента. Позже этот организм будет идентифицирован как особый вид паразита, и будет разработано лечение, чтобы помочь пациентам с инфекцией. В Соединенных Штатах об инфекции Cyclospora необходимо сообщать в Центр по контролю за заболеваниями в соответствии с Таблицей регистрируемых заболеваний CDC.

Современные открытия

Процесс выявления новых инфекционных агентов продолжается. Одно исследование показало, что среди населения уже существует большое количество патогенов, вызывающих заболевания, но они еще не были должным образом идентифицированы.

Патогены желудочно-кишечного тракта

Процент образцов стула из штатов США, в которых были обнаружены различные простейшие в 2000 г. Количество образцов стула, взятых из канадской лаборатории, в 2005 г., в которых были обнаружены различные простейшие

Многие недавно появившиеся патогены поражают желудочно-кишечный тракт. Например, есть три желудочно-кишечных протозойных инфекции, о которых необходимо сообщить в Центр по контролю за заболеваниями. Это Giardia, Cyclospora и Cryptosporidium, и ни один из них не был известен как значимые патогены в 1970-х годах.

На рисунке 1 показана распространенность простейших желудочно-кишечного тракта в исследованиях, проведенных в США и Канаде. Некоторые исследователи считают наиболее распространенные простейшие в этих исследованиях возникающими инфекционными заболеваниями, поскольку в медицине и общественном здравоохранении еще не существует консенсуса относительно их важности в роли болезней человека. Исследователи предположили, что их лечение может быть осложнено различными мнениями относительно патогенности, отсутствием надежных процедур тестирования и отсутствием надежных методов лечения. Как и в случае с недавно открытыми до них патогенами, исследователи сообщают, что эти организмы могут быть ответственны за заболевания, причина которых не была обнаружена, например, синдром раздраженного кишечника.

Dientamoeba fragilis

Dientamoeba fragilis - одноклеточный паразит, который поражает толстую кишку, вызывая диарею, газы и боли в животе. Австралийское исследование выявило пациентов с симптомами СРК, которые на самом деле были инфицированы Dientamoeba fragilis. Их симптомы исчезли после лечения. Исследование, проведенное в Дании, выявило высокую заболеваемостьинфекцией Dientamoeba fragilis в группе пациентов с подозрением на желудочно-кишечные заболевания инфекционного характера. Исследование также показало, что для выявления инфекции могут потребоваться специальные методы.

Бластоцисты

Blastocystis - одноклеточное простейшее, поражающее толстый кишечник. Врачи сообщают, что у пациентов с инфекцией проявляются симптомы боли в животе, запора и диареи. Одно исследование показало, что 43% пациентов с СРК были инфицированы Blastocystis по сравнению с 7% в контрольной группе. Дополнительное исследование показало, что многие пациенты с СРК, у которых не удалось идентифицировать Blastocystis, показали сильную реакцию антител на организм, что является типом теста, используемого для диагностики определенных трудно обнаруживаемых инфекций. Другие исследователи также сообщили, что для выявления инфекции у некоторых людей могут потребоваться специальные методы тестирования. В то время как некоторые ученые считают важным вывод о том, что пациенты с СРК переносят протозойную инфекцию, другие исследователи высказали свое мнение о том, что наличие инфекции не является значимым с медицинской точки зрения. Исследователи сообщают, что инфекция может быть устойчивой к обычным протозойным методам лечения при лабораторных исследованиях культур и в опыте с пациентами; поэтому выявление инфекции Blastocystis может не оказать немедленной помощи пациенту. Исследование желудочно-кишечных инфекций в США, проведенное в 2006 году, показало, что инфекция Blastocystis стала ведущей причиной протозойной диареи в этой стране. Blastocystis была наиболее часто обнаруживаемой протозойной инфекцией, обнаруженной у пациентов в канадском исследовании 2006 года.

Смотрите также
использованная литература
Последняя правка сделана 2023-04-04 02:46:44
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте