Кох постулаттары: Микроб пен ауру арасындағы себеп-салдар байланысының төрт критериі

Кіріспе

Кохтың постулаттары (/k//ɒ//x/ KOKH) – микроб пен ауру арасындағы себеп-салдарлық байланысты орнатуға арналған төрт критерий. Бұл постулаттарды Роберт Кох пен Фридрих Лоффлер 1884 жылы, алдында Жакоб Хенле сипаттаған идеялар негізінде жасады, ал Кох 1890 жылы осы постулаттарды жетілдіріп жариялады. Кох холера мен туберкулездің этиологиясын сипаттау үшін осы постулаттарды қолданды, бұл аурулар қазір бактерияларға байланысты деп есептеледі. Постулаттар басқа ауруларға да қолданылды, бірақ олар кейбір жағдайларда дау тудырды. Микробтық патогенездің қазіргі заманғы концепцияларын, соның ішінде вирустарды (міндетті түрде ішкі жасуша паразиттері) және симптомсыз жасымалдаушыларды Кохтың постулаттарымен зерттеу мүмкін емес. Олар көбінесе қазіргі заманғы қоғамдық денсаулық сақтаудағы жұқпалы аурулардың себептерін анықтау үшін қолданылатын Брэдфорд Хилл критерийлерімен және микробтық патогенез үшін молекулалық Кохтың постулаттарымен алмастырылды.

Тарих

Роберт Кох 19 ғасырдың әдістерімен оқшауланған патогендерге негізделген постулаттарды жасады. Дегенмен, Кохтың мәлімдемесінше, холераның қоздырғышы – холера вибриосы – ауырған және сау адамдарда да кездеседі. Кох вирусология тарихының ерте кезеңінде көптеген вирустардың барлық жұқтырған адамдарда ауру тудырмайтынын білгендіктен, постулаттарын жасады, бұл бірінші постулаттың талабын орындау үшін қажетті болды. АИТВ/ЖҚТБ-ны жоққа шығарушылар ВИЧ/ЖҚТБ-ның вирустық таралуы Кохтың екінші постулатын бұзады деп мәлімдейді, бірақ бұл сын барлық вирустарға қатысты. Дегенмен, АИТВ/ЖҚТБ басқа барлық постулаттарды орындайды, себебі барлық ЖҚТБ науқастары ВИЧ-положительный, ал ВИЧ-ке ұшыраған зертхана қызметкерлері соңында ЖҚТБ-ның сол белгілерін көрсетеді. Сол сияқты, кейбір онковирустық инфекциялардың қатерлі ісіктерге себеп болуы мүмкін деген дәлелдер, вирустардың иесіне тәуелділігі толық түсініксіз болған кезде жасалған критерийлерді орындамағаны үшін теріс сынға ұшырады. Бактериялық патоген Staphylococcus aureus иесінің иммундық жасушаларынан және антибиотиктерден қорғану үшін Candida albicans саңырауқұлағының клеткадан тыс матрицасын пайдаланып, соңғысымен бірге өлімге әкелетін синергияны көрсетеді. Биопленка түзетін түрлер жеке жасушаларды қатты немесе сұйық беттерге біріктіруге тырысады, таза культурада нашар өседі және аман қалғандары сау организмге ауысқанда ауру тудыруға жеткіліксіз болуы мүмкін, бұл екінші және үшінші постулаттарды бұзады. Дәрігерлер Барри Маршалл мен Робин Уоррен Helicobacter pylori асқазан жарасына себеп болатынын дәлелдеді, бірақ 1980 жылдардың басында ғылыми қауым олардың тұжырымдамасын қабылдамады, өйткені барлық H. pylori инфекциялары асқазан жарасын тудырмайды, бұл бірінші постулатты бұзады. 1988 жылы микробиолог Стэнли Фальков вируленттілік факторларын кодтайтын микробтық гендерді анықтау үшін үш молекулалық Кох постулатын жасады. Біріншіден, ауру симптомуның фенотипі тек патогендік штаммдарда ғана кездесетін нақты генотиппен байланысты болуы керек. Екіншіден, бұл симптом байланысты ген инактивацияланғанда болмауы керек. Үшіншіден, ген қайта белсендірілгенде симптом қайта пайда болуы керек. Қазіргі заманғы ДНК секвенирлеу зерттеушілерге вирустар мен белгілі бір аурулар арасындағы байланысты анықтауға мүмкіндік беретін, модификацияланған тәсілді ұсынады, сондай-ақ белгілі бір патогендердің гендері тек жұқтырған иелерде бар-жоғын анықтауға болады. Вирустар аксеникалық культураларда өсе алмайтындықтан, өсу және көбейту үшін ие жасушаны пайдалануға мәжбүр, ғалымдар ие жасушаның ауруларына қандай вирустық гендердің әсер ететінін анықтаумен шектеледі. Бұдан басқа, бұл әдіс приондардың (патогенді бұзылған ақуыздар) және Крейцфельдт-Якоб ауруы сияқты жағдайлар арасындағы байланысты растады, өйткені Кох постулаттары шетелдік микроорганизмдерге, иесінің мутацияларының нәтижесіне емес, бағытталған. Басымдық эффектілері де маңызды мәселе болып табылады, өйткені патогенді бактериялардың сәттілігі сол ортаны бұрыннан мекендеген басқа түрлерге байланысты, ал ең ерте мекендеген микроорганизмдер ортаның жағдайын қалыптастырады, белгілі бір түрлерге қарсы отарлауға төзімділікті қамтамасыз етеді.

Robert Koch developed the postulates based on pathogens that could be isolated using 19th century methods. Nonetheless, Koch was already aware that the causative agent of cholera, Vibrio cholerae, could be found in both sick and healthy people, invalidating his first postulate. Koch formulated his postulates too early in the history of virology to recognize that many viruses do not cause illness in all infected individuals, a requirement of the first postulate. HIV/AIDS denialism includes claims that the viral spread of HIV/AIDS violates Koch's second postulate, despite that criticism being applicable to all viruses. Nonetheless, HIV/AIDS fulfills all of the other postulates with all AIDS patients being HIV positive and laboratory workers exposed to HIV eventually developing the same symptoms of AIDS. Similarly, evidence that some oncovirus infections can contribute to cancers has been unfairly criticized for failing to fulfill criteria developed before viruses were fully understood as host dependent. The bacterial pathogen Staphylococcus aureus showcases lethal synergy with the opportunistic fungi Candida albicans by using the latter's extracellular matrix to protect itself from host immune cells and antibiotic compounds. Biofilm producing species aim to clump individual cells on solid or liquid surfaces, growing poorly in a pure culture and leaving those that survive potentially too weak to cause disease if transferred to a healthy organism, violating the second and third postulates. Physicians Barry Marshall and Robin Warren argued that Helicobacter pylori contributes to peptic ulcer disease, but throughout the early 1980s, the scientific community initially rejected their findings because not all H. pylori infections cause peptic ulcers, violating the first postulate. In 1988, microbiologist Stanley Falkow developed a set of three Molecular Koch's postulates for identifying the microbial genes encoding virulence factors. First, the phenotype of a disease symptom must be associated with a specific genotype only found in pathogenic strains. Second, that symptom should not be present when the associated gene is inactivated. Third, the symptom should return when the gene is reactivated. Modern DNA sequencing allows researchers to identify whether the genes of specific pathogens are only present in infected hosts, offering a modified approach for determining correlation between viruses and certain diseases. Since viruses cannot grow in axenic cultures, requiring a host cell to hijack for growth and replication, scientists are limited to analyzing which viral genes contribute to host diseases. Additionally, this method has supported correlations between prions (pathogenic misfolded proteins) and conditions like Creutzfeldt–Jakob disease because Koch's postulates are focused on foreign microorganisms, rather than the results of host mutations. Priority effects are another major concern, as the success of pathogenic bacteria is dependent on the other species already colonizing that habitat, as the earliest resident microbes establish the environmental conditions, providing colonization resistance against certain species.