(host-pathogen interface):鸡的回肠(宿主)实验性感染人类沙门菌(病原)后18小时透射电镜显微图。]]
(systemic response)是植物受病原侵染后,能从感染部位蔓延至全株的反应。此反应利用生物、物理、化学因子,诱导植物系统获得抗性,此抗性称作系统获得抗性(systemic acquired resistance,SAR)。当另一病原再次感染此植物时,免疫系统能更快地做出反应。]]
病原體()簡稱病原,又稱致病原、傳染原、感染原(infectious agent),是能引起宿主(人、动、植物)疾病的各类微生物及類生物的通称。在生物學中,從最古老和最廣泛的意義上說,就是任何可以產生疾病的事物。致病力(pathogenicity)是病原体感染人体引发疾病的能力,包括病原体的毒力、侵袭力和毒素。
通常,病原體一詞用於描述「傳染性」的微生物或媒介,例如:病毒、類病毒、朊毒體、細菌(病原菌)、真菌、原生動物等微生物或微小类生物,以及微生物重组体(包括杂交体或突变体);然而一些非微生物的微小動物,例如線蟲、蠕虫、昆蟲或其幼蟲,雖可引起或傳播疾病,卻習慣稱為寄生蟲。非生物類別的致病因子不稱為病原體,例如重金屬、各種生物毒素及環境毒素、霾害、汙染等等。在微觀生物的科學研究中,包括微觀致病生物在內的疾病被稱為微生物學,而可能包括這些病原體的疾病的研究被稱為病理學。寄生蟲學同時是對寄生蟲及其寄主生物的科學研究。
病原體可以通過幾種途徑侵入宿主。主要途徑具有不同的事件發生時間框架,但土壤具有最長或最持久的潛在病原體潛藏能力。儘管並非所有疾病都是由病原體引起的,但由傳染病引起的人類疾病被稱為病原性疾病。儘管並非所有疾病都是病原體引起的,一些疾病,例如亨丁頓舞蹈症,是由異常基因的遺傳引起的。
病原體一詞早在1880年代便開始使用,其源自於希臘語 πάθος, pathos 「痛苦」、「熱情」與 -γενής, -genēs 「生產者」。
歷史上首位確定病原體存在的人,是1840年代的匈牙利產科醫生塞麥爾維斯。他發現醫院內由產科護士負責接生的貧窮產婦,她們的死亡率比由医生負責接生的產婦高了幾倍。他從觀察中認定兩者死亡率的差別,與環境的清潔有關係。
致病性
致病性是病原體潛藏的致病能力。致病性在意義上跟病毒性相關,但是一些權威人士經已將其定性為一個名詞,而後者是定量的。透過這標準,可以說是某生物在特定情況下是致病性的或非致病性的,而非比較其他的「更具致病性」。這樣的比較是根據相對的毒性來描述的。致病性也不同於病毒的傳播性,用以量化感染的風險。
病原體可以根據其產生毒素的能力來描述其進入組織、據為己用、劫持營養素,和擁有免疫抑制宿主的能力。
當被確定為某種病因時,通常說該種細菌都是致病的(參見柯霍氏法則)。然而,現代觀點認為致病性是取決於整個微生物的生態系統。細菌可能參與在免疫功能低下的宿主的機會性感染,透過質粒感染獲得毒性因子,從而轉移到宿主體內的其他部位,或對其他細菌總數的變化作出反應。例如,帶有耶爾辛氏菌屬的小鼠擁有淋巴結感染可能透過「免疫疤痕」的機制來為乳桿菌屬繼續感染這些部位清掃道路。
毒性
儘管宿主的身體非常虛弱(病原體導致宿主的健康受損的趨勢),當其毒性可以從患病的宿主中傳播時,病原體可以從患病的宿主於傳播時發生進化。相同物種的宿主之間發生水平傳播(Horizontal transmission),與垂直傳播(Vertical transmission)相反,它們傾向於透過把病原體的進化成功與宿主生物的進化成功聯繫起來而發展共生(經過一段時間的高發病率和高死亡率後)。
進化醫學(Evolutionary medicine)發現,在水平傳播下,宿主種群可能永遠不會對病原體產生耐受性。
傳播
病原體的傳播透過許多不同的途徑發生,包括空氣傳播、直接或間接接觸、性接觸、通過血液及母乳或其他體液,及通過糞口路徑。
病原體的種類
朊毒體
朊毒體是錯誤折疊的蛋白質,可以將其錯誤折疊的狀態轉移到其他相同類型的正常折疊的蛋白質上。它們不含任何DNA或RNA,並且除了將已經存在的正常蛋白質轉化為錯誤折疊狀態外,無法複製。這些異常折疊的蛋白質在某些疾病中具有典型特徵,例如羊搔癢症、牛腦海綿狀病變(瘋牛症)和克雅二氏病。
病毒性
病毒是微小顆粒的,通常長度在20至300納米之間,包含著病毒的RNA或DNA。病毒需要宿主的細胞才能複製。由病毒病原體引起的某些疾病包括天花、流行性感冒、流行性腮腺炎、麻疹、水痘、伊波拉出血熱、人類免疫缺乏病毒和風疹、嚴重急性呼吸系統綜合症冠狀病毒(SARS-CoV)、中東呼吸綜合症冠狀病毒(MERS-CoV)、2019新型冠狀病毒(2019-nCoV)等。
致病病毒主要來自以下家族:冠狀病毒、腺病毒、微小核糖核酸病毒科、皰疹病毒科、肝病毒科、黃病毒科、逆轉錄病毒、正黏液病毒科、副黏液病毒科、乳頭多瘤空泡病毒、多瘤病毒科、炮彈病毒科和。愛滋病毒(HIV)是逆轉錄病毒科的重要成員,該病在2018年影響著全球中的3,790萬人。
細菌性
絕大多數細菌的長度在0.15至700μM之間,對人類有益或無害。然而,相對數量較少的致病菌會引起傳染病。致病細菌可以通過多種方式引起疾病。它們可以對宿主的細胞作直接影響,產生內毒素(endotoxins)來破壞宿主的細胞,或引起足夠強的免疫反應導致宿主的細胞被破壞。
細菌性疾病之一的肺結核是疾病負擔最大的一種,它由結核分枝桿菌(Mycobacterium tuberculosis)引起,在2013年造成150萬人死亡,主要在撒哈拉以南的非洲地區。致病細菌導致其他全球性重大疾病,例如由鏈球菌屬及假單胞菌屬細菌引起的肺炎,而引致食物中毒的細菌例如志賀氏菌屬、彎曲菌屬及沙門氏菌屬。致病細菌還引起感染,如破傷風、傷寒、白喉、梅毒和痲瘋。
真菌類
真菌是可以充當病原體的真核生物。現存約有300種已知對人類有致病性的真菌,包括最常見導致鵝口瘡的白色念珠菌,以及可能導致嚴重腦膜炎的新型隱球菌。典型的真菌孢子大小為。
當兩個或多個病毒基因組進入同一宿主細胞時,病毒也可能發生性接觸進行相互作用。該過程涉及同源基因組的配對和重組,它們之間的這種過程稱為「」。經歷此過程的病毒包括單純皰疹病毒、人類免疫缺乏病毒及病毒。
細菌中的性過程,微生物真核生物和病毒都涉及同源基因組之間的重組,通過它們各自目標宿主的防禦而對病原體的基因組造成了傷害,這似乎促進了基因組損傷的修復。
参考文献
引用
来源
; 書籍
- 蔡竹固:《植物病理學精要》,台灣富文興業.
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