Постулаты Коха ( / kɒ x / KOKH ) [2] — четыре критерия , призванные установить причинно-следственную связь между микробом и заболеванием . Постулаты были сформулированы Робертом Кохом и Фридрихом Леффлером в 1884 году на основе более ранних концепций, описанных Якобом Генле , а утверждения были уточнены и опубликованы Кохом в 1890 году. [3] Кох применил постулаты для описания этиологии холеры и туберкулеза , оба из которых теперь приписываются бактериям . Постулаты были неоднозначно распространены на другие заболевания. Более современные концепции микробного патогенеза не могут быть рассмотрены с использованием постулатов Коха, включая вирусы (которые являются облигатными внутриклеточными паразитами ) и бессимптомные носители . Они в значительной степени были вытеснены другими критериями, такими как критерии Брэдфорда Хилла для определения причинности инфекционных заболеваний в современном общественном здравоохранении и постулаты Молекулярного Коха для микробного патогенеза. [4]
Четыре постулата Коха :
Однако позже Кох отказался от универсалистского требования первого постулата, когда обнаружил бессимптомных носителей холеры [5] , а позднее и брюшного тифа . [6] В настоящее время известно, что субклинические инфекции и бессимптомное носительство являются общей чертой многих инфекционных заболеваний, особенно вирусных заболеваний, таких как полиомиелит , простой герпес , ВИЧ/СПИД , гепатит С и COVID-19 . Например, полиовирус вызывает паралич лишь у небольшого процента инфицированных. [6]
Второй постулат неприменим к патогенам, неспособным расти в чистой культуре. Например, вирусы зависят от проникновения и захвата клеток-хозяев, чтобы использовать их ресурсы для роста и размножения, и не способны расти в одиночку. [7]
Третий постулат определяет «должен», а не «должен», поскольку эксперименты Коха с туберкулезом и холерой показали, что не все организмы, подвергшиеся воздействию инфекционного агента, заражаются. [8] Некоторые люди могут избежать заражения, поддерживая свое здоровье для правильного функционирования иммунной системы, приобретая иммунитет от предыдущего контакта или вакцинации или посредством генетического иммунитета, такого как серповидно-клеточный признак и серповидно-клеточная анемия , придающие устойчивость к малярии . [9]
Другие исключения из постулатов Коха включают данные о том, что некоторые патогены могут вызывать ряд заболеваний, например, вирус ветряной оспы, вызывающий ветрянку и опоясывающий лишай . И наоборот, такие заболевания, как менингит, могут быть вызваны различными бактериальными, вирусными, грибковыми и паразитарными патогенами. [10]
Роберт Кох разработал постулаты, основанные на патогенах, которые можно было выделить методами XIX века. [11] Тем не менее, Кох уже знал, что возбудитель холеры, Vibrio cholerae , может быть обнаружен как у больных, так и у здоровых людей, что лишало законной силы его первый постулат. [5] [8] С 1950-х годов постулаты Коха считались устаревшими для эпидемиологических исследований, но их все еще учат подчеркивать исторические подходы к определению микробных возбудителей болезней. [3] [12]
Кох сформулировал свои постулаты слишком рано в истории вирусологии, чтобы признать, что многие вирусы не вызывают заболевания у всех инфицированных людей, как того требует первый постулат. Отрицание ВИЧ/СПИДа включает утверждения о том, что вирусное распространение ВИЧ/СПИДа нарушает второй постулат Коха, несмотря на то, что эта критика применима ко всем вирусам. Тем не менее, ВИЧ/СПИД удовлетворяет всем остальным постулатам: все пациенты со СПИДом являются ВИЧ-положительными, а у лабораторных работников, подвергшихся воздействию ВИЧ, в конечном итоге развиваются те же симптомы СПИДа. [13] Аналогичным образом, доказательства того, что некоторые онковирусные инфекции могут способствовать развитию рака, подвергались несправедливой критике за несоответствие критериям, разработанным до того, как вирусы были полностью поняты как зависимые от хозяина. [14]
Бактериальный патоген Staphylococcus aureus демонстрирует летальное взаимодействие с условно-патогенными грибами Candida albicans, используя внеклеточный матрикс последнего для защиты от иммунных клеток хозяина и соединений антибиотиков. [15] Виды, производящие биопленку , стремятся слипать отдельные клетки на твердых или жидких поверхностях, плохо растут в чистой культуре и оставляя выжившие потенциально слишком слабыми, чтобы вызвать заболевание при переносе в здоровый организм, что нарушает второй и третий постулаты. [16]
Врачи Барри Маршалл и Робин Уоррен утверждали, что Helicobacter pylori способствует развитию язвенной болезни , но в начале 1980-х годов научное сообщество первоначально отвергало их выводы, поскольку не все инфекции H. pylori вызывают язвенную болезнь, нарушая первый постулат. [17]
Эффекты приоритета являются еще одной серьезной проблемой, поскольку успех патогенных бактерий зависит от других видов, уже колонизирующих эту среду обитания, поскольку самые ранние резидентные микробы создают условия окружающей среды, обеспечивая устойчивость к колонизации против определенных видов. [18]
В 1988 году микробиолог Стэнли Фалькоу разработал набор из трёх постулатов Молекулярного Коха для идентификации микробных генов, кодирующих факторы вирулентности . Во-первых, фенотип симптома заболевания должен быть связан со специфическим генотипом , встречающимся только у патогенных штаммов. Во-вторых, этот симптом не должен присутствовать, когда ассоциированный ген инактивирован. В-третьих, симптом должен вернуться при реактивации гена. [19]
Современное секвенирование ДНК позволяет исследователям определить, присутствуют ли гены конкретных патогенов только у инфицированных хозяев, предлагая модифицированный подход для определения корреляции между вирусами и некоторыми заболеваниями. Поскольку вирусы не могут расти в аксенических культурах, требуя захвата клетки-хозяина для роста и репликации, ученые ограничены анализом того, какие вирусные гены способствуют заболеваниям хозяина. Кроме того, этот метод подтвердил корреляцию между прионами (патогенными неправильно свернутыми белками) и такими состояниями, как болезнь Крейцфельдта-Якоба, поскольку постулаты Коха ориентированы на чужеродные микроорганизмы, а не на результаты мутаций хозяина. [20]