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微生物之所以会导致感染性疾病,是因为微生物有毒力和致病性。微生物导致的疾病之所以不同于其他临床疾病,就在于其毒力和致病性有一定特异性,与众不同。
致病性(pathogenicity)是病原体引起疾病的能力。病原体的致病性与(进入体内的)微生物数量有关。导致疾病的微生物数量越少、浓度越低,说明该微生物的致病性越强。
毒力(virulence)是指病原体引起疾病的严重程度,是病原体致病性的强弱,也译作毒性。个人理解,致病性和毒力两个概念,有一定的重合交集;致病性偏性质(类似定性),而毒力偏程度(类似定量)。
毒力因子(virulent factor)是指引起疾病的病原体结构和生理学特征。
毒素(toxin)则是指对生物造成毒害的任何物质。注意,毒力因子不一定是一个具体的物质,也可能是一种特征、一个结构;而毒素则明确是一种物质,比如某蛋白质或脂多糖等。
毒素血症/毒血症(toxemia)是指毒素从侵入部位(一般就是感染部位)通过血流播散所引起的临床病症。
中毒(intoxication)是指人体摄入毒素所引起的疾病。严格来讲,中毒不属于感染性疾病范畴。如食物受到肉毒梭菌污染,摄入食物后短时间内起病,一般情况下引起的是中毒,而不是感染。不过很多感染会有中毒的过程与表现,所以二者有交集。
上面前几个概念,都是基础微生物学领域的重要概念。由这些概念可知,微生物的整体、微生物的特征(结构和生理学)、微生物的产物(如毒素),是导致感染、中毒、过敏等一系列临床表现的原因。这些基础微生物学概念在临床环境也会屡屡涉及、常常提及,但很笼统,不明确,不具体。
目前,多数临床实验室实际在测、有明确临床意义的毒素可能只有艰难梭菌毒素。在有临床检查指征的情况下,该毒素的检测对于艰难梭菌相关疾病(抗生素相关腹泻、伪膜性肠炎等)的诊断有重要价值,甚至确诊价值。部分临床实验室在进行内毒素检测,但临床意义不太明确(暂不展开)。真菌的G因子、GM因子,是作为抗原在进行检测和实用,而非作为毒素。
其他大量毒素,比如金黄色葡萄球菌烫伤样皮肤综合征对应的表皮剥脱毒素(exfoliative toxin,ET)、志贺菌产生的志贺毒素(Shiga Toxin)、霍乱弧菌产生的霍乱肠毒素(cholera enterotoxin,CT)、肉毒梭菌毒素等,在一般性临床语境里,如教学、病例分析等,都有提及。但,临床实验室几乎都不检测。CDC实验室检测的也不多。
而医生提到疾病的严重性,会有“产生毒素”“大量毒素”“体内毒素需要排出”这样的表达。临床上很多感染性疾病的发生发展中,微生物产生的毒素发挥了巨大的作用,甚至是决定性的作用。但没有医生说:“我们具体测一下细菌毒素吧,看看毒素种类、毒素浓度、毒素与临床严重性的关系以及毒素与预后的关系等等。”当然不除外个体医生有这个想法,但因为无法实现,也就不了了之了。
微生物毒素本身在疾病的发生发展过程中起了很重要的作用、也常常被提及,但实际不能进行检测、不能用指导疾病的治疗,这种矛盾现象的内在张力,导致部分医务工作者对微生物致病性、毒力这些信息,其实有一点“似懂非懂”。由于没有明确的经验积累,也没有具体的实际应用的报道。笔者以为,这其实应该是微生物专业未来研究工作、临床试验等的一个着眼点、发力点。
微生物学发展,有一百多年了。临床微生物学的发展,也不遑多让。但此时此刻也有一个里程碑式的进展——即宏基因组下一代测序技术(mNGS)。如果以新英格兰医学杂志2014年病例报道《mNGS检测脑脊液圣地罗西钩端螺旋体》为mNGS元年,该技术发展至临床实用阶段,至今还不到十年。非常让人兴奋的是,mNGS技术会提供毒力的信息!mNGS在感染性疾病领域的应用,尚无指南,目前国内有8个共识。北京大学人民医院王辉教授共识,笔者忝列其中,在适应证部分,有所涉及。内容如下:
共识13:感染性疾病的病原体已明确或高度怀疑某病原体,临床表现提示该病原体可能具有特殊的毒力表型,需要了解其毒力因子的相关信息时,可以考虑对感染相应临床标本进行 mNGS物种鉴定的同时,采用mNGS检测毒力基因。
说明:mNGS检测细菌、真菌毒力存在较高的假阳性和假阴性,毒力基因的解释有一定难度。采用生物信息学方法应将毒力基因定位到具体的病原体上;解释时应明确基因型和表型可能不一致。不能定位、不具备解释能力时,不应进行检测。
可以说,临床实用的微生物毒素检测已经开始!但也仅仅是刚刚开始!可以说是充满希望!但也必然是充满挑战!也许有一天,基于毒素的种类和浓度,我们可以定量解释患者的具体临床表现,可以预测患者即将出现的中毒反应、凝血反应、过敏反应等,可以预测患者的治疗效果、长期预后等。
作者:宁永忠/温海楠
本文转发自SIFIC感染科普笔记
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