Regał NCBI

baza danych i wnioski

baza danych. Tabela dodatkowa S1 zawiera wykaz 10 cech charakterystycznych dla każdej z 25 ważnych chorób „umiarkowanych” (15) i „tropikalnych” (10) (szczegóły tego rozróżnienia znajdują się w uwadze dodatkowej S3). Naszym celem było wybranie dobrze zdefiniowanych chorób powodujących najwyższą śmiertelność i/lub zachorowalność, a co za tym idzie o najwyższym znaczeniu historycznym i ewolucyjnym (patrz uwaga uzupełniająca S1, aby uzyskać szczegółowe informacje na temat naszych kryteriów wyboru)., Spośród 25 chorób wybraliśmy 17, ponieważ są one oceniane przez Lopez et al. (2005) jako nakładające najcięższe obciążenia świata dzisiaj (mają najwyższy wskaźnik lat życia skorygowanych o niepełnosprawność (DALY)). Spośród 17 chorób, 8 ma charakter umiarkowany (wirusowe zapalenie wątroby typu B, grypa A, odra, krztusiec, rotawirus A, kiła, tężec i gruźlica), a 9-tropikalny (zespół nabytego niedoboru odporności (AIDS), Choroba Chagasa, cholera, gorączka krwotoczna denga, śpiące choroby Afryki Wschodniej i zachodniej, falciparum i vivax malarias oraz leiszmanioza trzewna).,

wybraliśmy osiem innych (umiarkowana błonica, Świnka, dżuma, różyczka, ospa, dur brzuszny i tyfus, Plus tropikalna żółta febra), ponieważ nakładały one ciężkie obciążenia w przeszłości, chociaż współczesna medycyna i zdrowie publiczne albo je wyeliminowały (ospa), albo zmniejszyły ich obciążenie. Oprócz AIDS, dengi i cholery, które rozprzestrzeniły się i osiągnęły globalny wpływ w czasach współczesnych, większość z tych 25 chorób była ważna od ponad dwóch stuleci.

czy nasze wnioski są zgodne z tymi kryteriami wyboru?, W przypadku około tuzina chorób o najwyższym współczesnym lub historycznym obciążeniu (na przykład AIDS, malaria, dżuma, ospa) nie ma wątpliwości, że należy je uwzględnić, ale można debatować nad kolejnymi wyborami. Dlatego opracowaliśmy trzy alternatywne zestawy chorób, dzieląc się pierwszą listą 16 niepodważalnych głównych chorób, ale różniących się w kolejnych wyborach, i wykonaliśmy wszystkie 10 analiz opisanych poniżej na wszystkich trzech zestawach., Okazało się, że z jednym drobnym wyjątkiem trzy zbiory dały jakościowo takie same wnioski dla wszystkich 10 analiz, choć różniły się poziomem istotności statystycznej (zob. uwaga dodatkowa S4). Tak więc nasze wnioski wydają się być solidne.

Porównanie tych chorób umiarkowanych i tropikalnych daje następujące wnioski:

• większy odsetek chorób przenoszonych jest przez wektory owadów w tropikach (8/10) niż w strefach umiarkowanych (2/15) (P < 0.005, χ2-test, stopnie swobody, d.,f. = 1). Różnica ta może być częściowo związana z sezonowym zanikiem lub spadkiem aktywności umiarkowanych owadów.
• wyższy odsetek (P = 0,009) chorób przenosi długotrwałą odporność (11/15) w strefach umiarkowanych niż w tropikach (2/10).
• zbiorniki zwierzęce są częstsze (P < 0.005) w tropikach (8/10) niż w strefach umiarkowanych (3/15). Różnica jest w odwrotnym kierunku (P = 0.,1, NS, nieistotne) dla zbiorników środowiskowych (1/10 w porównaniu z 6/15), ale te zbiorniki środowiskowe, które istnieją, na ogół nie mają większego znaczenia, z wyjątkiem zarodników tężca glebowego.
• Większość umiarkowanych chorób (12/15) jest raczej ostra niż powolna, przewlekła lub utajona: pacjent umiera lub wraca do zdrowia w ciągu jednego do kilku tygodni. Mniej (P = 0,01) chorób tropikalnych jest ostrych: 3/10 trwa jeden lub dwa tygodnie, 3/10 trwa od tygodni do miesięcy lub lat, a 4/10 trwa od wielu miesięcy do dziesięcioleci.,
• nieco wyższy odsetek chorób (P = 0,08, NS) należy do etapu 5 (ściśle ograniczonego do ludzi) w strefach umiarkowanych (10/15 lub 11/15) niż w tropikach (3/10)., Niedobór Stadium 2 i stadium 3 chorób (łącznie tylko 5 takich chorób) na naszej liście 25 głównych chorób człowieka jest godny uwagi, ponieważ niektóre patogeny Stadium 2 i stadium 3 (takie jak wąglik i Ebola) są notorycznie zjadliwe ,a ponieważ teoretyczne powody są często zaawansowane (ale również zaprzeczane), dlaczego mikroorganizmy Stadium 5 z długimi historiami adaptacji do ludzi powinny mieć tendencję do rozwoju niskiej zachorowalności i śmiertelności i nie powodują poważnych chorób. Wyjaśnienia dla tego wyniku omówimy w nocie dodatkowej S5.,

Większość (10/15) chorób umiarkowanych, ale żadna z chorób tropikalnych (P< 0.005), to tak zwane „choroby epidemii tłumu” (gwiazdka umieszczona w tabeli dodatkowej S1), zdefiniowane jako choroby występujące lokalnie jako krótka epidemia i mogące utrzymywać się regionalnie tylko w dużych populacjach ludzkich. Różnica ta jest bezpośrednią konsekwencją różnic wymienionych w poprzednich pięciu akapitach., Jeśli choroba jest ostra, skutecznie przenoszona i szybko pozostawia ofiarę martwą lub w przeciwnym razie wraca do zdrowia i jest odporna na ponowną infekcję, epidemia wkrótce wyczerpuje lokalną pulę potencjalnych podatnych ofiar. Jeśli ponadto choroba ogranicza się do ludzi i nie ma znaczących zbiorników zwierzęcych i środowiskowych, uszczuplenie lokalnej puli potencjalnych ofiar w małej, rzadkiej populacji ludzkiej skutkuje lokalnym zakończeniem epidemii., Jeśli jednak populacja ludzka jest duża i gęsta, choroba może się utrzymywać, rozprzestrzeniając się w celu zarażenia ludzi w sąsiednich obszarach, a następnie powracając do pierwotnego obszaru w późniejszym roku, kiedy Narodziny i wzrost zregenerowały nowe plony wcześniej nienaświetlonych potencjalnych ofiar., Empiryczne badania epidemiologiczne dotyczące utrzymywania się lub zaniku choroby w izolowanych populacjach ludzkich różnej wielkości dały oszacowanie populacji potrzebnej do podtrzymania choroby tłumu: co najmniej kilkaset tysięcy osób w przypadkach odry, różyczki i krztuśca (Anderson and May, 1991; Dobson and Carper, 1996). Jednak populacje ludzkie tej wielkości nie istniały nigdzie na świecie, aż do gwałtownego wzrostu liczby ludzi, który rozpoczął się około 11 000 lat temu wraz z rozwojem rolnictwa (Bellwood, 2005; Diamond, 1997)., Stąd od tego czasu musiały ewoluować choroby epidemii tłumu w strefach umiarkowanych.

oczywiście nie oznacza to, że społeczności ludzkich łowców/zbieraczy brakowało chorób zakaźnych. Zamiast tego, podobnie jak nieliczne populacje naszych krewnych naczelnych, cierpiały na choroby zakaźne o cechach pozwalających im utrzymywać się w małych populacjach, w przeciwieństwie do chorób epidemii tłumu., Cechy te obejmują: występowanie w zbiornikach zwierzęcych, jak również u ludzi (takich jak żółta gorączka); niekompletną i/lub nietrwałą odporność, umożliwiającą odzyskanym pacjentom pozostanie w puli potencjalnych ofiar (takich jak malaria); oraz powolny lub przewlekły przebieg, umożliwiający poszczególnym pacjentom dalsze zarażanie nowych ofiar przez lata, a nie tylko przez tydzień lub dwa (np. choroba Chagasa).

geneza patogenu. (Zob. szczegóły dotyczące każdej choroby w uwadze dodatkowej S10)., Aktualne informacje sugerują, że 8 z 15 umiarkowanych chorób prawdopodobnie lub prawdopodobnie dotarło do ludzi od zwierząt domowych (błonica, grypa A, odra, świnka, krztusiec, rotawirus, ospa, gruźlica); trzy kolejne prawdopodobnie dotarły do nas od małp (zapalenie wątroby typu B) lub gryzoni (dżuma, tyfus); a pozostałe cztery (różyczka, kiła, tężec, dur brzuszny) pochodziły z wciąż nieznanych źródeł (patrz uwaga dodatkowa S6). Tak więc wzrost rolnictwa, począwszy od 11 000 lat temu, odegrał wiele ról w ewolucji patogenów zwierzęcych w patogeny ludzkie (Diamond, 1997; Diamond, 2002; McNeill, 1976)., Role te obejmowały zarówno pokolenie dużych populacji ludzkich niezbędnych do rozwoju i przetrwania chorób ludzkich tłumów, jak i pokolenie dużych populacji zwierząt domowych, z którymi rolnicy mieli znacznie bliższy i częstszy kontakt niż myśliwi / zbieracze z dzikimi zwierzętami. Co więcej, jak ilustruje grypa A, te stada zwierząt domowych służyły jako skuteczne kanały przenoszenia patogenów z dzikich zwierząt na ludzi, a w procesie tym mogły wyewoluować wyspecjalizowane choroby tłumu.,

interesujące jest to, że mniej patogenów tropikalnych niż umiarkowanych pochodzi od zwierząt domowych: nie więcej niż trzy z dziesięciu Chorób Tropikalnych w tabeli uzupełniającej S1 i prawdopodobnie żadna (patrz uwaga uzupełniająca S7). Dlaczego umiarkowane i tropikalne choroby ludzkie różnią się tak znacząco pod względem pochodzenia zwierzęcego? Wiele (4/10) chorób tropikalnych (AIDS, gorączka denga, malaria vivax, żółta gorączka), ale tylko 1/15 chorób umiarkowanych (wirusowe zapalenie wątroby typu B) ma Dzikie, nieludzkie pochodzenie naczelnych (P < 0.04)., Dzieje się tak dlatego, że chociaż naczelne nie-ludzkie są zwierzętami najbliżej spokrewnionymi z ludźmi i w związku z tym stanowią najsłabsze bariery gatunkowe w przenoszeniu patogenów, zdecydowana większość gatunków naczelnych ma charakter tropikalny, a nie umiarkowany. Z drugiej strony, niewiele chorób tropikalnych, ale wiele umiarkowanych, powstało od zwierząt domowych, a dzieje się tak dlatego, że zwierzęta domowe żyją głównie w strefach umiarkowanych, a ich koncentracja była wcześniej jeszcze bardziej obfita (patrz uwaga dodatkowa S8).,

ostatnim wartym uwagi punktem na temat patogenów ludzkich pochodzenia zwierzęcego jest to, że praktycznie wszystkie powstały z patogenów innych kręgowców ciepłokrwistych, głównie ssaków oraz w dwóch przypadkach (influenza A i ostatecznie malaria falciparum) ptaków. Nie jest to zaskoczeniem, biorąc pod uwagę barierę gatunkową w przenoszeniu patogenów stwarzaną przez odległość filogenetyczną (pole A16-2). Wyrazem tej bariery jest to, że naczelne stanowią tylko 0,5% wszystkich gatunków kręgowców, ale przyczyniły się do około 20% naszych głównych chorób ludzkich., W inny sposób wyrażona liczba głównych chorób ludzkich, podzielona przez liczbę gatunków zwierząt w grupie taksonomicznej przyczyniających się do tych chorób, wynosi w przybliżeniu 0,2 dla małp człekokształtnych, 0,017 dla naczelnych innych niż małpy, 0,003 dla ssaków innych niż naczelne, 0,00006 dla kręgowców innych niż ssaki i 0,000003 (jeśli cholera rzeczywiście pochodziła z bezkręgowców wodnych) dla zwierząt innych niż kręgowce (zob. uwaga dodatkowa S9).

pochodzenie geograficzne. W przeważającym stopniu analizowane tu 25 głównych ludzkich patogenów pochodzi ze Starego Świata., Miało to ogromne znaczenie historyczne, gdyż ułatwiło Europejski podbój nowego świata (Ameryk). Znacznie więcej rdzennych Amerykanów stawiających opór europejskim kolonistom zmarło na nowo wprowadzone choroby Starego Świata niż na rany od miecza i kul., Te niewidzialni agenci Nowy Świat podbój być Stary Świat drobnoustroje na który Europejczycy miewać pewien nabyty odporność opierający się na indywidualny ekspozycja i pewien genetyczny opór opierający się na populacja ekspozycja w czasie, ale na który poprzednio unexposed Native American populations miewać żadny odporność lub opór (Crosby, 1986; Diamond, 1997; McNeill, 1976; Ramenofsky, 1987). Z kolei w Nowym Świecie nie czekały na Europejczyków żadne porównywalnie niszczycielskie choroby, które okazały się stosunkowo zdrowym środowiskiem dla Europejczyków do czasu pojawienia się żółtej febry i malarii ze Starego Świata (McNeill, 2006).,

Dlaczego wymiana patogenów między Starym i Nowym Światem była tak nierówna? Spośród 25 głównych analizowanych chorób człowieka, choroba Chagasa jest jedyną, która wyraźnie powstała w Nowym Świecie. W przypadku dwóch innych, kiły i gruźlicy, debata jest nierozstrzygnięta: pozostaje niepewne, w którym półkuli kiła pochodzi, i czy gruźlica powstała niezależnie na obu półkulach lub została przywieziona do Ameryki przez Europejczyków. Nic nie wiadomo o geograficznym pochodzeniu rotawirusa, różyczki, tężca i tyfusu plamistego., Dla wszystkich pozostałych 18 głównych patogenów pochodzenie Starego Świata jest pewne lub prawdopodobne.

nasze wcześniejsze omówienie pochodzenia zwierzęcego ludzkich patogenów może pomóc wyjaśnić tę asymetrię. Bardziej umiarkowane choroby powstały w Starym Świecie niż Nowy Świat, ponieważ znacznie więcej zwierząt, które mogłyby dostarczyć patogenów przodków udomowiono w Starym Świecie. Spośród 14 głównych gatunków zwierząt domowych ssaków na świecie, 13, w tym pięć najbardziej obfitych gatunków, z którymi stykamy się najbliżej (krowa, owca, koza, świnia i koń), pochodzi ze Starego Świata (Diamond, 1997)., Jedynym zwierzęciem udomowionym w Nowym Świecie była Lama, ale nie wiadomo, czy zaraziła nas drobnoustrojami chorobotwórczymi—Diamond, 1997; Dobson, 1996) – być może dlatego, że jej tradycyjny zasięg geograficzny ograniczał się do Andów, nie była dojona, nie jeździła na rowerach, nie była zaczepiana do pługów, nie była przytulana ani trzymana w pomieszczeniach (podobnie jak niektóre cielęta, jagnięta i prosięta)., Wśród powodów, dla których znacznie więcej chorób tropikalnych (dziewięć na jedną) powstało w Starym Świecie niż w Nowym Świecie, jest to, że genetyczna odległość między ludźmi a małpami Nowego Świata jest prawie dwukrotnie większa niż między ludźmi a małpami Starego Świata i jest wiele razy większa niż między ludźmi a małpami Starego Świata; i że znacznie więcej czasu ewolucyjnego było dostępne dla transferów ze zwierząt do ludzi w Starym Świecie (około 5 milionów lat) niż w Nowym Świecie (około 14 000 lat).