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调查橡树死亡的原因正在帮助科学家了解传染病的运作方式

英国橡树受到一种名为“ 急性橡树衰退”的疾病的威胁。主要影响成熟树木,它可以在出现症状的四到五年内杀死它们。然而,虽然像我这样的研究人员一直在研究导致它的原因,并试图找到一种方法来阻止它,但我们的工作部分受到阻碍,因为我们必须遵循一系列被称为科赫假设的科学规则。

调查橡树死亡的原因正在帮助科学家了解传染病的运作方式

100多年来,科学家根据这些假设确定了哪种单一生物引起疾病。然而,最近对植物和动物疾病的研究表明,这些过于严格,我们需要开始考虑多种细菌如何在所谓的“ 病毒体”中相互作用引起疾病。

病原体实质上是一种相互作用的细菌群落,它们共同引起动物和植物的疾病。例如,急性橡木衰退来自几种细菌,这些细菌一起降解树木的维管组织,防止水和营养物质运输到树枝和树叶。我们最近发现两种细菌是急性橡木衰退的致病因子 - Brenneria goodwinii和Gibbsiella quercinecans - 而其他细菌,包括Lonsdalea britannica和Rahnella种,已被发现,尽管它们的作用目前尚不清楚。

单独形成病原体的细菌是无害的,或者不那么严重。但是当与其他生物一起时,疾病的可能性,发病率和严重程度会增加。这产生了“紧急性质”,这意味着引起疾病的性质大于组合生物的总和。

假设问题

在19世纪德国生物学家罗伯特科赫的开创性工作之前,疾病的原因尚不清楚。1890年,在科学家Louis Pasteur和John Snow的工作基础上,Koch将他的假设确定为证明疾病因果关系的标准化指南。这些是:寄生虫发生在所讨论疾病的每种情况中,并且在可以解释疾病的病理变化和临床过程的情况下。

寄生虫不是偶然和非病原性寄生虫。

在完全与身体隔离并在纯培养中反复生长后,寄生虫可以重新诱发疾病。

这些假设后来被改编为包含病毒,以及无症状携带者的出现 - 感染但没有症状的个体,如伤寒玛丽。

在20世纪80年代,假设再次延长,以承认发现单个基因可能导致疾病。病理学家从那时开始利用这一发现发现从细菌细胞DNA中去除基因会导致它失去其引起疾病的能力。

细菌群落

然而,如上所述,动物和植物中的细菌疾病越来越多地被认为是由细菌群体而非单一生物体引起的。在孟加拉国,2014年的一项研究调查了为什么有些人患有霍乱(由霍乱弧菌引起的)危险病,而其他人则症状明显减轻。结果发现,细菌物种Ruminococcus obeum在从疾病中恢复过来的人中非常丰富 - 因为它能够使用称为群体感应的通信系统胜过霍乱弧菌。

通过释放小的可扩散分子,人体肠道中的霍乱弧菌质量,其与其他细菌“交谈”并以高浓度将它们募集到该部位。但是,R。obeum通过释放其自身的信号来破坏霍乱弧菌信号,这可以防止霍乱弧菌达到足以释放毒素并导致疾病的数量。这意味着人类肠道的细菌群落可以决定一个人是否成为霍乱的受害者或保持健康。

与人类一样,植物也有多种细菌。它们形成复杂的宿主 - 细菌关系,这可能对植物健康有益,被动或有害。通过将激素释放到促进定植的土壤中,植物可以直接塑造其常驻细菌,有利于促进生长的物种。但不健康的植物不太能够做到这一点 - 这会导致改变的居民微生物群落,这可能导致疾病。

例如,机会性人和植物病原体铜绿假单胞菌PA14在宿主环境中定殖并持续存在,所述宿主环境先前已被免疫系统保护或被常驻细菌排除在环境之外。这使得疾病因果关系难以在假设下证明,因为被动细菌只能在已经受损的宿主中引起疾病。

总而言之,我们需要开始考虑将病毒体作为疾病的核心因素,这一点很清楚。根据是否存在其他细菌,每种细菌可以引起不同水平的疾病,并且可以按比例测量疾病 水平。也许科学家需要一套新的假设,这些假设考虑了自科赫原创作品以来100多年科学研究所积累的知识。

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