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      數(shù)學(xué)模型解釋了為什么一些細(xì)菌會(huì)引起疾病
      
			
      
				2018-11-21 12:20:36
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			  來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)
			
      
		
      
				
		
      
			
      幾個(gè)志賀氏桿菌細(xì)菌足以讓任何人開(kāi)發(fā)腸胃炎,而疾病霍亂需要攝入的數(shù)千甚至數(shù)百萬(wàn)個(gè)霍亂弧菌的細(xì)菌。為什么致病劑量不同細(xì)菌之間那么多?
      

      數(shù)學(xué)模型解釋了為什么一些細(xì)菌會(huì)引起疾病
      

      基于觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù),生物學(xué)家曾提出,這種差異可能是由于如何細(xì)菌攻擊宿主。例如,盡管本地志賀氏桿菌細(xì)菌法通過(guò)直接將蛋白質(zhì)注入宿主細(xì)胞,霍亂細(xì)菌分泌霍亂毒素的攻擊從遠(yuǎn)處。Joel Rybicki博士后科技研究所的奧地利奧地利(IST)和他的同事伊娃Kisdi和賈尼安提拉赫爾辛基大學(xué)建立了一個(gè)數(shù)學(xué)模型,細(xì)菌感染。他們的研究結(jié)果支持假設(shè)致病的機(jī)制的規(guī)模是不同的細(xì)菌有不同的感染劑量的原因。他們預(yù)測(cè)機(jī)制也會(huì)影響速度感染在宿主傳播。他們的研究發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院學(xué)報(bào)》上。
      

      Rybicki和同事們建立了一個(gè)數(shù)學(xué)模型反映細(xì)菌感染。與現(xiàn)實(shí)生活中的細(xì)菌相比,這一“理論”細(xì)菌允許研究人員改變單一的方面,在這種情況下,發(fā)病的機(jī)理,同時(shí)保持所有其他方面的同一個(gè)壯舉是困難的,如果不是不可能的話(huà))來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。在他們的模型中,研究人員可以調(diào)整距離細(xì)菌作用的主機(jī)和逃避免疫系統(tǒng)的攻擊。當(dāng)細(xì)菌會(huì)釋放出一種毒素,在本地行為,只需要很少有細(xì)菌感染。當(dāng)細(xì)菌釋放出一種毒素,這種行為在很長(zhǎng)一段距離,需要大量的細(xì)菌感染。他們的模型給出了一個(gè)理論依據(jù)這一現(xiàn)象將感染劑量和致病性的規(guī)模機(jī)制.
      

      模型表明,有感染劑量的閾值。Rybicki解釋道:“使用傳播毒素的細(xì)菌攻擊主機(jī)有問(wèn)題。當(dāng)只有一個(gè)細(xì)菌,產(chǎn)生毒素蔓延,離開(kāi)它毫無(wú)防備,免疫系統(tǒng)會(huì)攻擊細(xì)菌。因此,細(xì)菌需要一點(diǎn)幫助的朋友。只有當(dāng)有足夠多的其他細(xì)菌釋放毒素都是免受免疫系統(tǒng)。與當(dāng)?shù)卮矶舅?細(xì)菌閾值較低,毒素不傳播,所以即使少數(shù)細(xì)菌一起行動(dòng)保護(hù)免疫攻擊。”
      

      模擬發(fā)生在地方和遙遠(yuǎn)的細(xì)菌感染差異表明,當(dāng)代理抓住并開(kāi)始感染,感染蔓延速度很快。啟動(dòng)一個(gè)本地代理細(xì)菌感染以更低的閾值,但在較高劑量感染蔓延得更慢。“這可以解釋為什么這些不同的病機(jī)演變機(jī)制首先,“Rybicki說(shuō)。
      
			

			
        
      
			
      
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