英國(guó)橡樹受到一種名為“ 急性橡樹衰退”的疾病的威脅。主要影響成熟樹木，它可以在出現(xiàn)癥狀的四到五年內(nèi)殺死它們。然而，雖然像我這樣的研究人員一直在研究導(dǎo)致它的原因，并試圖找到一種方法來阻止它，但我們的工作部分受到阻礙，因?yàn)槲覀儽仨氉裱幌盗斜环Q為科赫假設(shè)的科學(xué)規(guī)則。

100多年來，科學(xué)家根據(jù)這些假設(shè)確定了哪種單一生物引起疾病。然而，最近對(duì)植物和動(dòng)物疾病的研究表明，這些過于嚴(yán)格，我們需要開始考慮多種細(xì)菌如何在所謂的“ 病毒體”中相互作用引起疾病。

病原體實(shí)質(zhì)上是一種相互作用的細(xì)菌群落，它們共同引起動(dòng)物和植物的疾病。例如，急性橡木衰退來自幾種細(xì)菌，這些細(xì)菌一起降解樹木的維管組織，防止水和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)綐渲蜆淙~。我們最近發(fā)現(xiàn)兩種細(xì)菌是急性橡木衰退的致病因子 - Brenneria goodwinii和Gibbsiella quercinecans - 而其他細(xì)菌，包括Lonsdalea britannica和Rahnella種，已被發(fā)現(xiàn)，盡管它們的作用目前尚不清楚。

單獨(dú)形成病原體的細(xì)菌是無(wú)害的，或者不那么嚴(yán)重。但是當(dāng)與其他生物一起時(shí)，疾病的可能性，發(fā)病率和嚴(yán)重程度會(huì)增加。這產(chǎn)生了“緊急性質(zhì)”，這意味著引起疾病的性質(zhì)大于組合生物的總和。

假設(shè)問題

在19世紀(jì)德國(guó)生物學(xué)家羅伯特科赫的開創(chuàng)性工作之前，疾病的原因尚不清楚。1890年，在科學(xué)家Louis Pasteur和John Snow的工作基礎(chǔ)上，Koch將他的假設(shè)確定為證明疾病因果關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)化指南。這些是：寄生蟲發(fā)生在所討論疾病的每種情況中，并且在可以解釋疾病的病理變化和臨床過程的情況下。

寄生蟲不是偶然和非病原性寄生蟲。

在完全與身體隔離并在純培養(yǎng)中反復(fù)生長(zhǎng)后，寄生蟲可以重新誘發(fā)疾病。

這些假設(shè)后來被改編為包含病毒，以及無(wú)癥狀攜帶者的出現(xiàn) - 感染但沒有癥狀的個(gè)體，如傷寒瑪麗。

在20世紀(jì)80年代，假設(shè)再次延長(zhǎng)，以承認(rèn)發(fā)現(xiàn)單個(gè)基因可能導(dǎo)致疾病。病理學(xué)家從那時(shí)開始利用這一發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)從細(xì)菌細(xì)胞DNA中去除基因會(huì)導(dǎo)致它失去其引起疾病的能力。

細(xì)菌群落

然而，如上所述，動(dòng)物和植物中的細(xì)菌疾病越來越多地被認(rèn)為是由細(xì)菌群體而非單一生物體引起的。在孟加拉國(guó)，2014年的一項(xiàng)研究調(diào)查了為什么有些人患有霍亂(由霍亂弧菌引起的)危險(xiǎn)病，而其他人則癥狀明顯減輕。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌物種Ruminococcus obeum在從疾病中恢復(fù)過來的人中非常豐富 - 因?yàn)樗軌蚴褂梅Q為群體感應(yīng)的通信系統(tǒng)勝過霍亂弧菌。

通過釋放小的可擴(kuò)散分子，人體腸道中的霍亂弧菌質(zhì)量，其與其他細(xì)菌“交談”并以高濃度將它們募集到該部位。但是，R。obeum通過釋放其自身的信號(hào)來破壞霍亂弧菌信號(hào)，這可以防止霍亂弧菌達(dá)到足以釋放毒素并導(dǎo)致疾病的數(shù)量。這意味著人類腸道的細(xì)菌群落可以決定一個(gè)人是否成為霍亂的受害者或保持健康。

與人類一樣，植物也有多種細(xì)菌。它們形成復(fù)雜的宿主 - 細(xì)菌關(guān)系，這可能對(duì)植物健康有益，被動(dòng)或有害。通過將激素釋放到促進(jìn)定植的土壤中，植物可以直接塑造其常駐細(xì)菌，有利于促進(jìn)生長(zhǎng)的物種。但不健康的植物不太能夠做到這一點(diǎn) - 這會(huì)導(dǎo)致改變的居民微生物群落，這可能導(dǎo)致疾病。

例如，機(jī)會(huì)性人和植物病原體銅綠假單胞菌PA14在宿主環(huán)境中定殖并持續(xù)存在，所述宿主環(huán)境先前已被免疫系統(tǒng)保護(hù)或被常駐細(xì)菌排除在環(huán)境之外。這使得疾病因果關(guān)系難以在假設(shè)下證明，因?yàn)楸粍?dòng)細(xì)菌只能在已經(jīng)受損的宿主中引起疾病??。

總而言之，我們需要開始考慮將病毒體作為疾病的核心因素，這一點(diǎn)很清楚。根據(jù)是否存在其他細(xì)菌，每種細(xì)菌可以引起不同水平的疾病，并且可以按比例測(cè)量疾病 水平。也許科學(xué)家需要一套新的假設(shè)，這些假設(shè)考慮了自科赫原創(chuàng)作品以來100多年科學(xué)研究所積累的知識(shí)。