Living in a Microbial World Bruce V. Hofkin Living in a Microbial World Chapter 10 The Nature of Disease: A Pathogen’s Perspective Copyright © Garland Science 2011

Basic principles of infectious disease Infectious disease is still with us. AIDS, swine flu, dysentery, malaria etc. Basic principles of infectious disease Infection- host의 normal function 저해-disease- 정도의 차이 - 숙주의 변화 일시적/영구적- trachoma Pathogen Normal flora 위치, 수

Normal flora 숙주, 위치,시기 등에 따라 다름 Opportunistic infection normal flora 다른 위치와 숙주 상태에 따라 AIDS- Pneumocystis carinii Candida albicans 숙주 보호역할 – 항생제 투여 시 제거되면 기회적 감염 가능성

질병을 일으키기 위한 병원체의 특성

Reservoir animal human environmental

Reservoir Animal – zoonosis Human typhoid Mary Environmental soil, water 등 Clostridium tetatni Coccidioides immitis Vibrio cholerae

Reservoir / disease control animal reservoir 제거, 감소 human- 면역력, 예방접종 animal reservoir -가축, 애완동물, 야생동물

Mode of transmission 1. Contact transmission direct- 악수 kiss, 성적접촉 indirect- 무생물 매개- fomite catheter 2. Aerosol or airborne transmission 호흡기, 물 등 3. Food or waterborne transmission gastrointestinal tract – feces Salmonella, dysentery 원인체, parasitic amoeba poliovirus, hepatitis A virus 4. Vector transmission biological vector- 무척추동물- 모기 등 Plasmodium, Borrelia burgdorferi, Trypanosoma mechanical vector- 곤충 – 파리 등 체내에서 병원체 생장/발달 없이 단순 전달 음식물, 물 등 5. Vertical transmission 임산부-태아, 산모-신생아 수유

Access to host portal of entry 감염과 병원체 수 – ID50, LD50

Adherence to host fimbriae, capsule, proteins 특정 숙주, 부위 (cell type) 감염 Neisseria gonorrhoeae – 생식기, 목, 결막

Increase of pathogen population incubation time Host defense 회피, 극복 방어, 면역 chronic disease

질병 발생- interference of host function 발병 pathogenesis의 여러 종류 -damage due to host response 임질 –염증반응이 강하거나 장기간- 숙주조직 손상 Streptococcus pneumoniae- capsule 때문에 많은 식세포 사망 축적 - 호흡 장애 결핵 salmonella poisoning -Toxin exotoxin cholera toxin –A, B subunit- 수분 소실 diphtheria toxin- 단백질 합성 저해 tetanus toxin- 강직마비 botulism toxin- motor neuron 활성 저해- 이완마비 - BOTOX®

endotoxin LPS of Gram negative bacteria mechanism of endotoxin activity 다량의 endotoxin 방출 시 위험- 맹장파열, 복막염 Tissue-damaging enzymes Streptococcus sp. – streptokinase-결합조직에 흔한 fibrin 단백질 분해 hemolysin- 적혈구 용해 Staphylococcus- coagulase- fibrin 생성- clot 형성 면역반응으로부터 보호 flesh-eating bacteria (S. pyogenes)- hyaluronidase, collagenase, DNase -necrotizing fasciitis(괴사근막염)

Virus cytopathic effects(CFE, 세포병변효과) lysozyme 분해효소 분비, 세포막 누설, 바이러스 단백질이 세포막에 들어가 숙주면역체제가 공격 등 바이러스 단백질과 핵산 축적- inclusion body 암발생 oncogene 바이러스 감염 결과 acute infection chronic latent cancer

Eukaryotic parasites Protozoa Giardia intestinalis- 양분과 수분 흡수 방지-설사 Plasmodium –말라리아 Trypanosoma –수면병- 변이, 면역의 어려움, 과다한 면역반응으로 조직 손상 Entamoeba histolytica –설사 – 조직 파괴 Fungi digestive enzyme 분비, 조직 분해 toxin 생성, allergy Claviceps purpurea- ergot toxin 혈관 수축, 괴저, 환각 등

Leaving host and transmission to new host Portal of exit intestinal tract- anus airborne, 성병, vector 매개- portal of entry와 동일 부재 시 숙주는 dead end- zoonotic infection environmental reservoir 시- C. tetani, C. immitis Transmission of pathogen 병원체가 숙주에 얼마나 적응하는지 여부 Vibrio cholerae - 병원체가 설사 촉진-약 복용 시 감소 Shigella dysenteriae – 설사는 병원체 제거 위한 숙주 반응-설사가 병원체의 숙주내 생존시간 감축