コッホの原則
ロバート・ヘルマン・コッホ（1843年12月11日 - 1910年5月27日）は、コッホの原則を提唱したドイツの医師であった。[ 1 ]

コッホの原則（/ k ɒ x / KOKH）[ 2 ]は、微生物と病気の因果関係を確立するために設計された4つの基準です。この原則は、ヤコブ・ヘンレによって記述された以前の概念に基づいて、ロベルト・コッホとフリードリヒ・レフラーによって1884年に策定され、その記述は1890年にコッホによって洗練され、発表されました。[ 3 ]コッホは、現在では細菌に起因するとされているコレラと結核の病因を説明するためにこの原則を適用しました。この原則は議論を巻き起こしながら他の病気にも一般化されました。ウイルス（絶対細胞内寄生虫）や無症候性キャリアなど、微生物の病原性に関するより現代的な概念は、コッホの原則を使用して検討することはできません。これらは、現代公衆衛生における感染症の因果関係に関するブラッドフォード・ヒル基準や微生物病の病原性に関する分子論的コッホの原則など、他の基準に大きく取って代わられました。[ 4 ]

公理

病気に関するコッホの原則。

コッホの4つの原則は以下の通りである。[ 5 ]

  1. この微生物は、病気に罹っているすべての生物に豊富に存在するはずですが、健康な生物には存在しないはずです。
  2. 微生物は病原体から分離され、純粋培養されなければなりません。
  3. 培養された微生物は、健康な生物に導入されると病気を引き起こすはずです。
  4. 微生物は接種された罹患した実験宿主から再分離され、元の特定の原因物質と同一であることが確認されなければならない。[ a ]

しかし、コッホは後にコレラ[ 6 ]、そして後に腸チフス[ 7 ] の無症候性キャリアを発見した際に、第一公準の普遍主義的要件を放棄した。潜在性感染と無症候性キャリアは現在、多くの感染症、特にポリオ、単純ヘルペス、HIV/AIDS、C型肝炎、COVID-19などのウイルス性疾患に共通する特徴であることが知られている。例えば、ポリオウイルスは感染者のごく一部にのみ麻痺を引き起こす。[ 7 ]

第二公理は、純粋培養で増殖できない病原体には適用されません。例えば、ウイルスは宿主細胞に侵入して乗っ取り、その資源を増殖と繁殖に利用しますが、単独では増殖できません。[ 8 ]

第三公理は「しなければならない」ではなく「すべきである」と規定されている。これは、コッホの結核とコレラの実験で、感染性病原体に曝露されたすべての生物が感染するわけではないことが示されたためである。[ 9 ]適切な免疫機能を維持したり、以前の曝露やワクチン接種によって免疫を獲得したり、あるいは鎌状赤血球形質などの遺伝的免疫によってマラリアに対する抵抗力を付与したりすることで、感染を回避できる人もいる。[ 10 ]

コッホの原則の他の例外としては、水痘や帯状疱疹を引き起こす水痘帯状疱疹ウイルスのように、一部の病原体が複数の疾患を引き起こす可能性があるという証拠があります。逆に、髄膜炎のような疾患は、細菌、ウイルス、真菌、寄生虫など、様々な病原体によって引き起こされる可能性があります。[ 11 ]

歴史

ロベルト・コッホは、19世紀の方法で分離できた病原体に基づいてこの原則を発展させた。[ 12 ]しかし、コッホはすでにコレラの原因物質であるコレラ菌が病人にも健康な人にも存在することを知っていたため、彼の最初の原則は無効となった。[ 6 ] [ 9 ] 1950年代以降、コッホの原則は疫学研究では時代遅れとみなされてきたが、病気の微生物の原因物質を特定するための歴史的なアプローチを強調するために、今でも教えられている。[ 3 ] [ 13 ]

コッホは、第一公準の要件である、多くのウイルスが全ての感染者に病気を引き起こすわけではないことを認識するには、ウイルス学の歴史においてあまりにも早期にその公準を策定した。HIV /AIDS否定論には、HIV/AIDSのウイルス拡散はコッホの第二公準に違反するという主張が含まれるが、その批判は全てのウイルスに当てはまる。しかしながら、全てのAIDS患者がHIV陽性であり、HIVに曝露した実験室作業員が最終的にAIDSと同じ症状を発症するという点において、HIV/AIDSは他の全ての公準を満たしている。[ 14 ]同様に、一部のオンコウイルス感染が癌に寄与するという証拠は、ウイルスが宿主依存性であると完全に理解される前に開発された基準を満たしていないとして不当に批判されてきた。[ 15 ]

細菌病原体である黄色ブドウ球菌は、日和見真菌であるカンジダ・アルビカンスの細胞外マトリックスを利用して宿主の免疫細胞や抗生物質化合物から身を守ることで、この菌との致死的な相乗効果を発揮する。[ 16 ]バイオフィルムを生成する菌種は、個々の細胞を固体または液体表面に凝集させることを目的としており、純粋培養では成長が悪く、生き残った細胞は健康な生物に移されても病気を引き起こすには弱すぎる可能性があり、第二公準と第三公準に違反する。[ 17 ]

医師のバリー・マーシャルとロビン・ウォーレンは、ヘリコバクター・ピロリが消化性潰瘍に寄与していると主張したが、1980年代初頭、すべてのヘリコバクター・ピロリ感染が消化性潰瘍を引き起こすわけではないとして、科学界は当初彼らの研究結果を拒否し、第一原理に違反していた。[ 18 ]

優先効果も大きな懸念事項の一つであり、病原細菌の成功は、その生息地にすでに定着している他の種に依存しており、最も早く生息する微生物が環境条件を確立し、特定の種に対する定着抵抗性をもたらすためである。[ 19 ]

分子コッホの原則

1988年、微生物学者スタンレー・ファルコウは、病原性因子をコードする微生物遺伝子を特定するための3つの分子コッホの原則を提唱した。第一に、疾患症状の表現型は、病原性株にのみ存在する特定の遺伝子型と関連している必要がある。第二に、関連遺伝子が不活性化された場合には、その症状は現れてはならない。第三に、関連遺伝子が再活性化された場合には、その症状は再発しなければならない。[ 20 ]

現代のDNAシーケンシングにより、特定の病原体の遺伝子が感染宿主にのみ存在するかどうかを研究者が特定することが可能となり、ウイルスと特定の疾患との相関関係を解明するための新たなアプローチが提供される。ウイルスは無菌培養では増殖できず、増殖と複製のために宿主細胞に乗っ取られる必要があるため、科学者はどのウイルス遺伝子が宿主疾患に寄与するかの分析に限定される。さらに、この手法は、プリオン（病原性のミスフォールドタンパク質）とクロイツフェルト・ヤコブ病などの疾患との相関関係を裏付けてきた。これは、コッホの原則が宿主の変異ではなく、外来微生物に焦点を当てているためである。[ 21 ]

参照

注記

  1. ^第4公準は後に追加された[ 5 ]

参考文献

  1. ^コッホ R (1876)。「Untersuchungen über Bakterien: V. Die Ätiologie der Milzbrand-Krankheit , begründet auf die Entwicklungsgeschichte des Bacillus anthracis 」 [細菌の研究: V. 炭疽菌の個体発生に基づく炭疽病の病因] (PDF)。Cohns Beiträge zur Biologie der Pflanzen (ドイツ語)。2 (2): 277–310 .
  2. ^ 「コッホ」。ランダムハウス・ウェブスター大辞典。
  3. ^ a b Evans AS (1978年10月). 「原因と疾患：時系列の旅。トーマス・パラン講演」 . American Journal of Epidemiology . 108 (4): 249– 258. doi : 10.1093/oxfordjournals.aje.a112617 . PMID 727194 . 
  4. ^ Fredricks D, Ramakrishnan L (2006年4月). 「アセトバクター科：ヒト病原体のスペクトルの拡張」 . PLOS Pathogens . 2 (4): e36. doi : 10.1371/journal.ppat.0020036 . PMC 1447671. PMID 16652172 .  
  5. ^ a b Walker L, LeVine H, Jucker M (2006). 「コッホの原則と感染性タンパク質」 . Acta Neuropathologica . 112 (1): 1– 4. doi : 10.1007/s00401-006-0072-x . PMC 8544537. PMID 16703338 .  
  6. ^ a bコッホ R (1893)。「Ueber den augenblicklichen Stand der bakteriologischen Choleradiagnose」【コレラの細菌学的診断の現状について】。Zeitschrift für Hygiene und Infektionskrankheiten (ドイツ語)。14 : 319–38 .土井: 10.1007/BF02284324。S2CID 9388121。 
  7. ^ a b「10.1E: コッホの原則の例外」 . Biology LibreTexts . 2018年6月20日. 2021年9月21日閲覧。
  8. ^ Inglis TJ (2007年11月). 「Principia aetiologica: taking causality beyond Koch's postulates」 . Journal of Medical Microbiology . 56 (Pt 11): 1419– 1422. doi : 10.1099/jmm.0.47179-0 . PMID 17965339 . 
  9. ^ a bコッホ R (1884)。「Die Aetiologie der Tuberkulose」 [結核の病因]。Mittheilungen aus dem Kaiserlichen Gesundheitsamte (帝国公衆衛生局からの報告) (ドイツ語)。2：1～ 88。
  10. ^ Archer NM, Petersen N, Clark MA, Buckee CO, Childs LM, Duraisingh MT (2018年7月). 「鎌状赤血球形質赤血球における熱帯熱マラリア原虫（Plasmodium falciparum ）に対する耐性は、酸素依存性増殖阻害によって引き起こされる」 . Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 115 (28): 7350– 7355. Bibcode : 2018PNAS..115.7350A . doi : 10.1073 / pnas.1804388115 . PMC 6048551. PMID 29946035 .  
  11. ^ Slonczewski J, Foster J, Zinser E (2020年6月26日). Microbiology: An Evolving Science (第5版). New York, NY: WW Norton & Company . pp.  14– 20. ISBN 978-0-393-93447-2。
  12. ^ Walker L, Levine H, Jucker M (2006年7月). 「コッホの原則と感染性タンパク質」 . Acta Neuropathologica . 112 (1): 1– 4. doi : 10.1007/s00401-006-0072-x . PMC 8544537. PMID 16703338. S2CID 22210933 .   
  13. ^ Huebner RJ (1957年4月). 「流行ウイルスと流行疾患の病因学的関連性の基準：ウイルス学者のジレンマ」Annals of the New York Academy of Sciences . 67 ( 8): 430– 438. Bibcode : 1957NYASA..67..430H . doi : 10.1111/j.1749-6632.1957.tb46066.x . PMID 13411978. S2CID 84622170 .  
  14. ^ Steinberg J (2009年6月23日). 「HIVとAIDSに関する5つの誤解」 . New Scientist . 2023年1月14日閲覧。
  15. ^ Moore PS, Chang Y (2014年6月). 「腫瘍ウイルス学における因果関係の難問：KSHVとMCVの事例」 . Seminars in Cancer Biology . 26 : 4–12 . doi : 10.1016/j.semcancer.2013.11.001 . PMC 4040341. PMID 24304907 .  
  16. ^ Todd OA, Peters BM (2019年9月). 「カンジダ・アルビカンスと黄色ブドウ球菌の病原性と多菌種間相互作用：コッホの原則を超えた教訓」 . Journal of Fungi . 5 (3) : 81. doi : 10.3390/jof5030081 . PMC 6787713. PMID 31487793 .  
  17. ^ Hosainzadegan H, Khalilov R, Gholizadeh P (2020年2月). 「コッホの原則の改訂の必要性と感染症および非感染症への適用：ミニレビュー」. European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases . 39 (2): 215– 218. doi : 10.1007 / s10096-019-03681-1 . PMID 31440916. S2CID 201283277 .  
  18. ^ Marshall BJ, Armstrong JA, McGechie DB, Glancy RJ (1985年4月). 「幽門カンピロバクターに対するコッホの原則の実現に向けた試み」. The Medical Journal of Australia . 142 (8): 436– 439. doi : 10.5694/j.1326-5377.1985.tb113443.x . PMID 3982345. S2CID 42243517 .  
  19. ^ Byrd AL, Segre JA (2016年1月). 「感染症：コッホの原則の応用」. Science . 351 ( 6270): 224– 226. Bibcode : 2016Sci...351..224B . doi : 10.1126/science.aad6753 . PMID 26816362. S2CID 29595548 .  
  20. ^ Falkow S (1988). 「微生物の病原性への分子コッホの原則の適用」Reviews of Infectious Diseases . 10 (Suppl 2): S274– S276. doi : 10.1093/cid/10.Supplement_2.S274 . PMID 3055197 . 
  21. ^ Fredricks DN, Relman DA (1996年1月). 「微生物病原体の配列に基づく同定：コッホの原則の再考」 . Clinical Microbiology Reviews . 9 (1): 18– 33. doi : 10.1128/CMR.9.1.18 . PMC 172879. PMID 8665474 .  

さらに読む

  • 「伝染：病気と伝染病の歴史的視点」ハーバード大学図書館オープンコレクションプログラム。
  • コッホ R (1882 年 4 月)。「結核の病因」。Berliner Klinische Wochenschrift [ Berlin Clinical Weekly ] (ドイツ語) (15): 221–230。
  • コッホ R (1884)。「結核菌の病因」。Mittbeilungen aus dem Kaiserlichen Gesundbeisamte [帝国衛生委員会からの情報] (ドイツ語)。2：1～ 88。Koch R (1962)による英訳「結核の病因」。Brock TD (編) 『Milestones in Microbiology』、ニュージャージー州エングルウッドクリフス：Prentice-Hall International、pp. 116– 。OCLC 557930518。 
  • ロフラー F (1884)。 「Untersuchungen über die Bedeutung der Mikroorganismen für die Entstehung der Diphtherie beim Menschen, bei der Taube und beim Kalbe」 [ヒト、ハト、子牛におけるジフテリアの発症における微生物の重要性に関する研究]。Mittailungen aus dem kaiserlichen Gesundheitsamte [帝国保健局からの連絡]。2 : 421–499 . hdl : 2027/rul.39030039500568 – HathiTrust経由。
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