Постулаты Кохса - Kochs postulates

Роберт Герман Кох (11 декабря 1843 - 27 мая 1910) был Немецкий врач кто развил постулаты Коха.[1]

Постулаты Коха (/ˈkɔːИкс/)[2] четыре критерия, разработанные для установления причинная связь между микроб и болезнь. Постулаты были сформулированы Роберт Кох и Фридрих Лёффлер в 1884 г., основываясь на более ранних концепциях, описанных Якоб Хенле,[3] и усовершенствован и опубликован Кохом в 1890 году. Кох применил постулаты для описания этиология из холера и туберкулез, но они были широко распространены на другие болезни. Эти постулаты были созданы до современных концепций микробного патогенеза, которые нельзя исследовать с использованием постулатов Коха, включая вирусы (которые являются облигатными клеточными паразитами) и бессимптомные носители. Их в значительной степени вытеснили другие критерии, такие как Критерии Брэдфорд Хилла причинно-следственной связи инфекционных заболеваний в современном общественном здравоохранении.

Постулаты

Постулаты болезни Коха.

Постулаты Коха следующие:

  1. Микроорганизм должен быть в изобилии во всех организмах, страдающих заболеванием, но не в здоровых организмах.
  2. Микроорганизм необходимо изолировать от больного организма и выращивать в чистом виде. культура.
  3. Культивированный микроорганизм должен вызывать заболевание при попадании в здоровый организм.
  4. Микроорганизм необходимо повторно изолировать от зараженного больного экспериментального хозяина и идентифицировать как идентичный исходному специфическому возбудителю.

Однако позже Кох полностью отказался от универсалистского требования первого постулата, когда он обнаружил бессимптомных носителей холера[4] а позже брюшной тиф. Бессимптомный или же субклиническая инфекция В настоящее время известно, что носители являются общим признаком многих инфекционных заболеваний, особенно вирусных заболеваний, таких как полиомиелит, простой герпес, ВИЧ / СПИД, и гепатит С. В качестве конкретного примера все врачи и вирусологи соглашаются, что полиовирус вызывает паралич лишь у нескольких инфицированных субъектов.

Второй постулат также может быть приостановлен для определенных микроорганизмов или сущностей, которые не могут (в настоящее время) выращиваться в чистой культуре.[5] Вирусы также нуждаются в клетках-хозяевах для роста и воспроизводства, поэтому их нельзя выращивать в чистых культурах.

Третий постулат определяет «должен» не «должен», потому что, как доказал сам Кох в отношении обоих туберкулез и холера,[6] не все организмы, подвергшиеся воздействию инфекционного агента, заразятся инфекцией. Неинфекция может быть связана с такими факторами, как общее состояние здоровья и правильное функционирование иммунной системы; приобретенный иммунитет от предыдущего контакта или вакцинации; или генетический иммунитет, как в случае устойчивости к малярии, обусловленной обладанием по крайней мере одним аллелем серповидных клеток.

Есть еще несколько исключений из постулатов Коха. Один патоген может вызвать несколько болезненных состояний. Кроме того, одно болезненное состояние может быть вызвано несколькими разными микроорганизмами. Некоторые патогены нельзя культивировать в лаборатории, а некоторые патогены вызывают заболевания только у людей.[7]

Таким образом, инфекционный агент можно рассматривать как достаточную причину заболевания, если он удовлетворяет постулатам Коха. В противном случае это говорит о том, что инфекционный агент является необходимой, но недостаточной причиной заболевания.

История

Постулаты Коха были разработаны в XIX веке как общие руководящие принципы для определения патогены это можно было бы изолировать с помощью техники дня.[8] Даже во времена Коха было признано, что некоторые инфекционные агенты явно ответственны за заболевание, хотя они не соответствовали всем постулатам.[4][6] Попытки жестко применить постулаты Коха к диагностике вирусных заболеваний в конце XIX века, в то время, когда вирусы не могли быть обнаружены или изолированы в культуре, возможно, препятствовали раннему развитию области вирусология.[9][10] Постулаты Коха были признаны эпидемиологами в значительной степени устаревшими с 1950-х годов.[11][12] поэтому, сохраняя историческое значение и продолжая информировать подход к микробиологической диагностике, они обычно не используются для демонстрации причинной связи.

Постулаты Коха также повлияли на ученых, изучающих микробный патогенез с молекулярной точки зрения. В 1980-х годах молекулярная версия постулатов Коха был разработан для определения микробных генов, кодирующих вирулентность факторы.[13]

То, что ВИЧ вызывает СПИД, не следует из постулатов Коха,[14] который мог поддержать Отрицание ВИЧ / СПИДа. Роль онковирусы в возникновении некоторых видов рака также не следует постулатам Коха.[15]

Новые открытия методов заражения в результате работ Коха и многих других показали, что некоторые заболевания и состояния не всегда вызываются одним видом микробов. Согласно исследованию Оливера А. Тодда и Брейна М. Петерса, недавно обнаруженное взаимодействие между возбудителем Золотистый стафилококк и "грибковый оппортунист" грибковые микроорганизмы албиканс считается коинфекцией, которая обнаруживается в телах больных, страдающих различными заболеваниями [2019]. Этот вид синергизма оказался смертельным в отдельном исследовании, проведенном Карлсоном на мышах. Когда мыши были инфицированы двумя патогенами независимо друг от друга, это приводило к заболеванию, но мыши смогли выздороветь. При одновременном заражении обоими патогенами уровень смертности мышей составлял почти 100%, что показывает, что некоторые патогены не так легко изолировать или могут потребоваться дополнительные методы и действия, которые лучше докажут причину болезни.[16]

Для 21 века

Постулаты Коха сыграли важную роль в микробиология, но у них есть серьезные ограничения. Например, Кох хорошо знал, что в случае холеры ее возбудитель, Холерный вибрион, может быть обнаружен как у больных, так и у здоровых людей, что опровергает его первый постулат. Более того, вирусные заболевания еще не были обнаружены, когда Кох сформулировал свои постулаты, и существует множество вирусов, которые не вызывают болезни у всех инфицированных людей, что является требованием первого постулата. Кроме того, экспериментально было известно, что Helicobacter pylori вызывал легкое воспаление слизистой оболочки желудка при приеме внутрь. Каким бы очевидным ни было воспаление, оно не сразу убедило скептиков в том, что Хеликобактер пилори был связан с язвами. В конце концов, скептиков заставили замолчать, когда недавно разработанный антибиотик устранил бактерии и в конечном итоге вылечил болезнь. Постулаты Коха также имеют ограниченную эффективность при оценке биопленок, клеток сомни и вирусов. Выращивание биопленок требует выращивания молекулярными методами, а не традиционными методами, и эти альтернативные методы не позволяют определить причину инфекции, что, следовательно, противоречит третьему постулату, согласно которому микроорганизмы должны вызывать заболевание.[17] Сомни-клетки и вирусы культивировать нельзя. Клетки Сомни, также называемые спящими, становятся бездействующими из-за нагрузки на клетку. Это состояние сна препятствует росту клетки в культуре.[18] Это похоже на то, как вирусы не могут расти в аксенической культуре: вирусы должны быть живыми, чтобы размножаться, поэтому культура не является подходящим хозяином.[19] Эллисон Берд и Джулия Сегре предложили изменения к постулатам, чтобы сделать их более точными для современного мира. Их пересмотр включает третий постулат: они не согласны с тем, что патоген всегда вызывает болезнь. Их первая редакция связана с сопротивлением колонизации. Устойчивость к колонизации позволяет организму питаться от хозяина и защищать его от патогенов, которые могли бы вызвать заболевание, если бы организм не был прикреплен к хозяину. Их второй пересмотр заключается в том, что сообщество микробов может помочь еще больше подавить патогены, не давая им распространять болезнь, как предполагалось.[20] Подобно Берду и Сегре, Томас Риверс предложил пересмотреть постулаты Коха. Он считал, что, хотя исходные постулаты были сделаны в качестве руководства, на самом деле они были препятствием. Риверс хотел показать связь между вирусами и болезнями. Риверс культивировал свои собственные постулаты; в первом говорилось, что вирус должен быть постоянно связан с болезнью. Во-вторых, результат экспериментов должен указывать на то, что вирус несет прямую ответственность за заболевание.[21] Подобные противоречия и явления привели многих к мысли, что может потребоваться пятый постулат. В случае принятия этот постулат будет гласить, что достаточные микробиологические данные должны позволить ученым лечить, вылечивать или предотвращать конкретное заболевание.

Совсем недавно современные методы обнаружения микробов на основе нуклеиновых кислот сделали оригинальные постулаты Коха еще менее актуальными. Эти методы позволяют идентифицировать микробы, которые связаны с заболеванием, но которые нельзя культивировать. Кроме того, эти методы очень чувствительны и часто позволяют обнаруживать очень низкие уровни вирусов у здоровых людей.

Эти новые методы привели к пересмотренным версиям постулатов Коха. Фредрикс и Релман предложили следующие постулаты для 21 века:[22]

  1. Последовательность нуклеиновой кислоты, принадлежащая предполагаемому патогену, должна присутствовать в большинстве случаев инфекционного заболевания. Микробные нуклеиновые кислоты следует находить преимущественно в тех органах или крупных анатомических участках, о которых известно, что они поражены, а не в тех органах, которые не имеют патологии.
  2. Меньшее количество копий последовательностей нуклеиновых кислот, ассоциированных с патогенами, или их отсутствие должны встречаться у хозяев или тканей без заболевания.
  3. По мере излечения болезни количество копий последовательностей нуклеиновых кислот, ассоциированных с патогенами, должно уменьшаться или становиться неопределяемым. С клинический рецидив должно произойти обратное.
  4. Когда обнаружение последовательности предшествует заболеванию или количество копий последовательности коррелирует с серьезностью заболевания или патологии, связь между последовательностью и заболеванием с большей вероятностью будет причинно-следственной связью.
  5. Природа микроорганизма, установленная на основе доступной последовательности, должна соответствовать известным биологическим характеристикам этой группы организмов.
  6. Корреляты между тканями и последовательностями следует искать на клеточном уровне: следует прилагать усилия для демонстрации специфической гибридизации микробной последовательности in situ с участками патологии тканей и с видимыми микроорганизмами или с участками, где предположительно находятся микроорганизмы.
  7. Эти основанные на последовательностях формы доказательства микробной причинности должны воспроизводиться.

Эти модификации до сих пор остаются спорными, поскольку они плохо учитывают установленные ассоциации болезней, такие как папилломавирус и рак шейки матки, и они не принимают во внимание прионные болезни, которые не имеют собственных последовательностей нуклеиновых кислот.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Кох, Р. (1876). "Untersuchungen über Bakterien: V. Die Ätiologie der Milzbrand-Krankheit, besründet auf die Entwicklungsgeschichte des бацилла сибирской язвы" [Исследования бактерий: V. Этиология сибирской язвы, основанная на онтогенезе бацилла сибирской язвы] (PDF). Cohns Beiträge zur Biologie der Pflanzen (на немецком). 2 (2): 277–310.
  2. ^ «Кох». Полный словарь Random House Webster.
  3. ^ Эванс А.С. (октябрь 1978 г.). "Причинно-следственная связь и болезнь: хронологическое путешествие. Лекция Томаса Паррана". Американский журнал эпидемиологии. 108 (4): 249–58. Дои:10.1093 / oxfordjournals.aje.a112617. PMID  727194.
  4. ^ а б Кох, Р. (1893). "Ueber den augenblicklichen Stand der bakteriologischen Choleradiagnose" [О мгновенном состоянии бактериологической диагностики холеры]. Zeitschrift für Hygiene und Infektionskrankheiten (на немецком). 14: 319–38. Дои:10.1007 / BF02284324. S2CID  9388121.
  5. ^ Инглис Т.Дж. (ноябрь 2007 г.). «Principia aetiologica: вывод причинности за пределы постулатов Коха». Журнал медицинской микробиологии. 56 (Pt 11): 1419–22. Дои:10.1099 / jmm.0.47179-0. PMID  17965339.
  6. ^ а б Кох Роберт (1884). "2 Die Aetiologie der Tuberkulose". Mitt Kaiser Gesundh. С. 1–88.
  7. ^ Слончевский, Жанна; Фостер, Джон (2011). Микробиология - развивающаяся наука, второе издание. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: W. W. Norton & Company, Inc., стр.20 –22. ISBN  978-0-393-93447-2.
  8. ^ Уокер Л, Левин Х, Джакер М (2006). «Постулаты Коха и инфекционные белки». Acta Neuropathol. 112 (1): 1–4. Дои:10.1007 / s00401-006-0072-х. PMID  16703338. S2CID  22210933.
  9. ^ Брок ТД (1999). Роберт Кох: жизнь в медицине и бактериологии. Вашингтон, округ Колумбия: Американское общество микробиологии Press. ISBN  1-55581-143-4.[страница нужна ]
  10. ^ Эванс А.С. (май 1976 г.). "Причинно-следственная связь и болезнь: пересмотр постулатов Генле-Коха". Йель Дж Биол Мед. 49 (2): 175–95. ЧВК  2595276. PMID  782050.
  11. ^ Хюбнер, Роберт Дж. (Апрель 1957 г.). «Критерии этиологической ассоциации распространенных вирусов с распространенными заболеваниями; дилемма вирусолога». Летопись Нью-Йоркской академии наук. 67 (8): 430–8. Bibcode:1957НЯСА..67..430Х. Дои:10.1111 / j.1749-6632.1957.tb46066.x. PMID  13411978.
  12. ^ Эванс А.С. (декабрь 1995 г.). "Причинная связь и болезнь: хронологическое путешествие. Лекция Томаса Паррана. 1978". Американский журнал эпидемиологии. 142 (11): 1126–35, обсуждение 1125. Дои:10.1093 / oxfordjournals.aje.a117571. PMID  7485059.
  13. ^ Фалькоу С (1988). «Постулаты Молекулярного Коха применительно к патогенности микробов». Rev. Infect. Дис. 10 (Приложение 2): S274–6. Дои:10.1093 / cid / 10.Supplement_2.S274. PMID  3055197.
  14. ^ Weiss, Robin A .; Джаффе, Гарольд В. (1990). «Дюсберг, ВИЧ и СПИД». Природа. 345 (6277): 659–60. Bibcode:1990 Натур.345..659 Вт. Дои:10.1038 / 345659a0. PMID  2163025. S2CID  802158.
  15. ^ Мур, Патрик С .; Чанг, Юань (2013). «Загадка причинно-следственной связи в вирусологии опухолей: случаи KSHV и MCV». Семинары по биологии рака. 26: 4–12. Дои:10.1016 / j.semcancer.2013.11.001. ЧВК  4040341. PMID  24304907.
  16. ^ Тодд, Оливия; Питерс, Брайан (3 сентября 2019 г.). «Патогенность и полимикробные взаимодействия Candida Albicans и Staphylococcus aureus: уроки, выходящие за рамки постулатов Коха». Журнал грибов. 5 (81): 81. Дои:10.3390 / jof5030081. ЧВК  6787713. PMID  31487793.
  17. ^ Хосайнзадеган, Хасан; Ровшан, Халилов; Голизаде, Пурья (12 августа 2019 г.). «Необходимость пересмотра постулатов Коха и их применения к инфекционным и неинфекционным заболеваниям: мини-обзор». Европейский журнал клинической микробиологии и инфекционных заболеваний. 39 (2): 4. Дои:10.1007 / s10096-019-03681-1. PMID  31440916. S2CID  201283277.
  18. ^ Граймс, Джей (1 мая 2006 г.). «Постулаты Коха - тогда и сейчас» (PDF). Американское общество микробиологии. 1: 226. Получено 4 октября 2019.
  19. ^ Фредрикс, Дэвид; Релман, Дэвид (январь 1996). «Последовательная идентификация микробных патогенов: пересмотр постулатов Коха» (PDF). Обзоры клинической микробиологии. 9 (1): 20–21. Дои:10.1128 / CMR.9.1.18. ЧВК  172879. PMID  8665474. Получено 7 октября, 2019.
  20. ^ Берд, Эллисон; Сегре, Юлия (15 января 2016 г.). «Адаптация постулатов Коха». Наука. 351 (6270): 224–226. Дои:10.1126 / science.aad6753. PMID  26816362. S2CID  29595548. Получено 7 октября, 2019.
  21. ^ Фредрикс, Дэвид; Релман, Дэвид (январь 1996). «Последовательная идентификация микробных патогенов: пересмотр постулатов Коха» (PDF). Обзоры клинической микробиологии. 9 (1): 20–21. Дои:10.1128 / CMR.9.1.18. ЧВК  172879. PMID  8665474. Получено 7 октября, 2019.
  22. ^ Фредерикс Д. Н., Релман Д. А. (1996). «Последовательная идентификация микробных патогенов: пересмотр постулатов Коха». Clin Microbiol Rev. 9 (1): 18–33. Дои:10.1128 / CMR.9.1.18. ЧВК  172879. PMID  8665474.

дальнейшее чтение