Вирулентность – это способность патогена или микроорганизма причинять вред хозяину.
В большинстве случаев, особенно в животных системах, вирулентность означает степень ущерба, причиняемого микробом своему хозяину . [1] Патогенность организма – его способность вызывать заболевание – определяется его факторами вирулентности . [2] [3] В конкретном контексте генных систем, часто у растений, вирулентность означает способность патогена заражать устойчивого хозяина. [4]
Существительное вирулентность (лат. virulentia ) происходит от прилагательного вирулентный , означающего тяжесть заболевания. [5] Слово «вирулентный» происходит от латинского слова virulentus , что означает «отравленная рана» или «полная яда». [5] [6] Термин «вирулентность» применим не только к вирусам.
С экологической точки зрения вирулентность — это потеря приспособленности , вызванная паразитом у своего хозяина. Вирулентность можно понимать с точки зрения непосредственных причин — тех конкретных свойств патогена, которые способствуют заболеванию хозяина, — и конечных причин — эволюционного давления, которое приводит к появлению вирулентных признаков у штамма патогена. [7]
Способность бактерий вызывать заболевание описывается с точки зрения количества инфицирующих бактерий, пути проникновения в организм, действия защитных механизмов хозяина и внутренних характеристик бактерий, называемых факторами вирулентности . Многие факторы вирулентности представляют собой так называемые эффекторные белки , которые вводятся в клетки-хозяева с помощью специализированных аппаратов секреции, таких как система секреции третьего типа . Патогенез, опосредованный хозяином, часто важен, поскольку хозяин может агрессивно реагировать на инфекцию, в результате чего защитные механизмы хозяина повреждают ткани хозяина во время противодействия инфекции (например, цитокиновый шторм ).
Факторами вирулентности бактерий обычно являются белки или другие молекулы, синтезируемые ферментами . Эти белки кодируются генами хромосомной ДНК, ДНК бактериофага или плазмид . Некоторые бактерии используют мобильные генетические элементы и горизонтальный перенос генов . Поэтому были предложены стратегии борьбы с некоторыми бактериальными инфекциями путем воздействия на эти специфические факторы вирулентности и мобильные генетические элементы. [8] Бактерии используют чувство кворума для синхронизации высвобождения молекул. Все это непосредственные причины заболеваемости хозяина.
Факторы вирулентности вируса позволяют ему реплицироваться, изменять защиту хозяина и распространяться внутри хозяина, и они токсичны для хозяина. [9]
Они определяют, произошло ли заражение и насколько тяжелы возникшие симптомы вирусного заболевания. Вирусам часто требуются рецепторные белки на клетках-хозяевах, с которыми они специфически связываются. Обычно эти белки клетки-хозяина подвергаются эндоцитозу , и связанный вирус затем проникает в клетку-хозяина. Вирулентные вирусы, такие как ВИЧ , вызывающий СПИД , обладают механизмами уклонения от защиты хозяина. ВИЧ инфицирует Т-хелперные клетки , что приводит к снижению адаптивного иммунного ответа хозяина и в конечном итоге приводит к состоянию иммунодефицита. Смерть наступает в результате оппортунистических инфекций, вызванных нарушением иммунной системы, вызванным СПИДом. Некоторые факторы вирулентности вируса придают способность к репликации во время защитных воспалительных реакций хозяина, например, во время лихорадки , вызванной вирусом . Многие вирусы могут существовать внутри хозяина в течение длительного периода времени, в течение которого наносится незначительный ущерб. Чрезвычайно вирулентные штаммы могут в конечном итоге развиться в результате мутации и естественного отбора внутри популяции вируса внутри хозяина. Термин « нейровирулентный » используется для обозначения таких вирусов, как бешенство и простой герпес , которые могут проникать в нервную систему и вызывать там заболевания.
К широко изученным модельным организмам вирулентных вирусов относятся вирус Т4 и другие Т-четные бактериофаги , которые инфицируют Escherichia coli и ряд родственных бактерий .
Литический жизненный цикл вирулентных бактериофагов контрастирует с умеренным жизненным циклом умеренных бактериофагов. [10] [11]
