الانتحاء المضيف

غالباً ما تدخل مسببات الأمراض إلى خلايا أو أنسجة العائل أو تلتصق بها قبل إحداث العدوى. ولكي يحدث هذا الاتصال، يجب أن يتعرف العامل الممرض على سطح الخلية ثم يرتبط به. على سبيل المثال، غالباً ما يجب أن ترتبط الفيروسات بمستقبلات محددة على سطح الخلية لدخولها. تحتوي العديد من أغشية الفيروسات على بروتينات سطحية خاصة بمستقبلات معينة على سطح خلايا العائل. ^{[ 2 ]} إذا كانت خلية العائل تُظهر مستقبل السطح المُكمِّل للفيروس، فسيتمكن الفيروس من الالتصاق بها ودخولها. أما إذا كانت الخلية لا تُظهر هذه المستقبلات، فلن يتمكن الفيروس من إصابتها بشكل طبيعي. لذلك، إذا لم يتمكن الفيروس من الارتباط بالخلية، فإنه لا يُظهر ميلاً نحو ذلك العائل.

Bacteria infect hosts differently than viruses do. Unlike viruses, bacteria can replicate and divide on their own without entry into a host cell. Still, to grow and divide, bacteria require certain nutrients from their environment. These nutrients can often be provided by host tissues, and that is why some bacteria need a host for survival. Once a bacterium recognizes the host cell receptors or nutrient-rich surroundings, it colonizes the cell surface.^[3] Bacteria have various mechanisms for colonizing host tissues. For example, biofilm production allows bacteria to adhere to the host tissue surface, and it provides a protective environment ideal for bacterial growth.^[4] Some bacteria, such as spirochetes, are capable of proliferating the host cell or tissues. This then allows the bacterium to surround itself in a nutrient-rich environment that protects it from immune responses and other stressors.

For viruses to replicate within a host cell and for bacteria to carry out the metabolic processes needed to grow and divide, they must first take in necessary nutrients and transcription factors from their surroundings.^[2] Even if a virus is able to bind to a host cell and transfer its genetic material through the cell membrane, the cell may not contain the necessary polymerases and enzymes necessary for viral replication to occur and for pathogenesis to continue.

Many pathogens also contain important virulence factors within their genomes. In particular, pathogenic bacteria are capable of translating virulence genes located within their plasmids into different virulence factors in order to aid the bacterium in pathogenesis.^[3] Many different types of virulence factors exist within pathogens, including: adherence factors, invasion factors, capsules, siderophores, endotoxins, and exotoxins.^[5] All of these virulence factors either aid directly in host colonization or in host cell and tissue damage.

تمتلك الكائنات المضيفة مجموعة متنوعة من آليات الدفاع المختلفة لحمايتها من العدوى الممرضة. يمتلك الإنسان على وجه الخصوص خطوط دفاع متعددة تؤثر على عملية التسبب في المرض من بدايتها إلى نهايتها. ولكي يُظهر الفيروس أو البكتيريا ميلاً نحو مضيف معين، يجب أن يمتلك أولاً القدرة على اختراق خط دفاع الكائن المضيف. يُعرف خط الدفاع الأول بالجهاز المناعي الفطري ، وهو مصمم لمنع دخول العامل الممرض واستقراره في البداية. يتميز الجهاز المناعي الفطري بتخصصه العام تجاه مسببات الأمراض، ويشمل: الحواجز التشريحية، والالتهاب ، والبلعمة ، والمثبطات غير النوعية. ^{[ 6 ]}

الحاجز التشريحي هو أي حاجز فيزيائي أو كيميائي يساعد على منع دخول الكائنات الدقيقة إلى الجسم. ويشمل ذلك الجلد ، والعرق، والطبقة المخاطية ، واللعاب، والدموع، والبطانة الوعائية ، والميكروبات البشرية الطبيعية . توفر بشرة الجلد حاجزًا فيزيائيًا ضد مسببات الأمراض، لكنها قد تتضرر بسهولة بسبب لدغات الحشرات أو الحيوانات أو الخدوش أو غيرها من الإصابات الجلدية الطفيفة. ^{[ 6 ]} يُعد العرق واللعاب والدموع حواجز كيميائية تحتوي على إنزيمات، مثل الليزوزيمات ، التي يمكنها قتل البكتيريا والفيروسات. تبطن الطبقة المخاطية البلعوم الأنفي وتعمل كحاجز فيزيائي يغلف مسببات الأمراض الغريبة وينقلها خارج الجسم عبر المخاط والبلغم . ^{[ 6 ]} تتنافس الميكروبات البشرية، وهي الكائنات الدقيقة الأخرى التي تعيش داخل الجسم وعلى سطحه، مع الكائنات الممرضة وتلعب دورًا كبيرًا في مكافحة مسببات الأمراض. وأخيرًا، يُعد الغشاء شبه النفاذ المعروف باسم الحاجز الدموي الدماغي بطانة من الخلايا البطانية تفصل الدم عن الأنسجة والأعضاء. ^{[ 6 ]} وبدون هذه البطانة، يمكن للفيروسات والبكتيريا أن تصيب بسهولة أعضاءً حيوية في جسم الإنسان مثل الدماغ والرئتين والمشيمة.

يُعد الالتهاب أحد أولى الاستجابات المناعية للعدوى الممرضة التي تمتلكها العديد من الكائنات المضيفة. يتضمن الالتهاب ارتفاع درجة الحرارة المحيطة بموقع العدوى، وتراكم ثاني أكسيد الكربون _{والأحماض} العضوية، وانخفاض ضغط الأكسجين في الأنسجة المصابة استجابةً لتلف الخلايا الناجم عن العامل الممرض. ^{[ 6 ] [ 7 ]} كما يحدث تخثر الدم في المنطقة الملتهبة، مما يوفر حاجزًا ماديًا ضد العدوى الممرضة. ^{[ 8 ]} تُهيئ هذه التغيرات في نهاية المطاف ظروفًا معيشية غير مواتية للعامل الممرض (مثل تغيرات درجة الحموضة، وانخفاض مستوى الأدينوسين ثلاثي الفوسفات، وتغيرات في استقلاب الخلايا) وتمنع المزيد من التكاثر والنمو.

بمجرد أن تتغلب البكتيريا أو الفيروسات على جهاز المناعة الفطري للجسم، يتولى جهاز المناعة المكتسب لدى الكائن المضيف زمام الأمور. هذه الاستجابة المناعية شديدة التخصص تجاه مسببات الأمراض، وتوفر للمضيف مناعة طويلة الأمد ضد العدوى المستقبلية بهذا المسبب المرضي تحديدًا. عندما تتعرف الخلايا اللمفاوية على المستضدات الموجودة على سطح المسبب المرضي، فإنها تفرز أجسامًا مضادة ترتبط به، مما ينبه الخلايا البلعمية والخلايا القاتلة الطبيعية . ^{[ 7 ] [ 9 ]} تستهدف هذه الخلايا المسبب المرضي نفسه، فتقضي عليه أو تعطله. وتؤدي هذه العملية أيضًا إلى إنتاج خلايا الذاكرة البائية وخلايا الذاكرة التائية ، مما يسمح بتكوين مناعة طويلة الأمد.

في الختام، إذا كان العامل الممرض قادراً على التغلب على مختلف دفاعات المضيف، والتعرف على خلية مضيفة للعدوى، والتكاثر بنجاح داخل نسيج المضيف، فمن المرجح أن يمتلك العامل الممرض ميلاً نحو ذلك المضيف المحدد.

يُظهر فيروس نقص المناعة البشرية ميلًا للخلايا المناعية المرتبطة بـ CD4 (مثل الخلايا التائية المساعدة، والبلعميات، والخلايا المتغصنة). تُعبّر هذه الخلايا عن مستقبل CD4، الذي يرتبط به فيروس نقص المناعة البشرية ، عبر بروتيني gp120 و gp41 على سطحه. ^{[ 10 ]} كما يتطلب فيروس نقص المناعة البشرية مستقبلًا مساعدًا ثانيًا إلى جانب مُركّب CD4-gp120 لدخول الخلايا المستهدفة - إما CCR5 أو CXCR4 . ^{[ 10 ]} يُوضح هذا مثالًا على كيفية تأثير مستقبلات سطح الخلية على ميل العامل المُمرض الفيروسي. وبما أن البشر هم الكائنات الحية الوحيدة التي تمتلك خلايا تحتوي على هذه المستقبلات، فإن فيروس نقص المناعة البشرية يُظهر ميلًا للبشر فقط. أما فيروس نقص المناعة القردي (SIV)، وهو فيروس مُشابه لفيروس نقص المناعة البشرية، فهو قادر على إصابة الرئيسيات. ^{[ 11 ]}

يُعدّ فيروس إبشتاين-بار ( EBV) أحد ثمانية فيروسات هربسية معروفة. يُظهر هذا الفيروس ميلًا للخلايا البائية البشرية عبر مُركّب CD21 -gp350/220، ويُعتقد أنه يُسبّب داء كثرة الوحيدات العدوائية ، وورم بيركيت اللمفاوي ، وداء هودجكين ، وسرطان البلعوم الأنفي ، والأورام اللمفاوية . ^{[ 12 ]} يدخل فيروس إبشتاين-بار الجسم عن طريق انتقال اللعاب عن طريق الفم، ويُعتقد أنه يُصيب أكثر من 90% من سكان العالم البالغين. ^{[ 13 ]} قد يُصيب فيروس إبشتاين-بار أيضًا الخلايا الظهارية، والخلايا التائية، والخلايا القاتلة الطبيعية عبر آليات مختلفة عن العملية التي يتوسطها مستقبل CD21 في الخلايا البائية. ^{[ 12 ]}

فيروس زيكا هو فيروس ينتقل عن طريق البعوض وينتمي إلى جنس الفيروسات المصفرة، ويُظهر ميلاً واضحاً للغزو النسيج الرحمي للأم ، والمشيمة الجنينية ، والحبل السري. ^{[ 14 ]} على المستوى الخلوي، يستهدف فيروس زيكا خلايا البالعات الكبيرة في النسيج الرحمي، والخلايا الليفية في النسيج الرحمي ، وخلايا الأرومة المغذية ، وخلايا هوفباور ، والخلايا الجذعية الوسيطة ، وذلك لقدرتها العالية على دعم تكاثر الفيروس. ^{[ 14 ]} عند البالغين، قد تؤدي الإصابة بفيروس زيكا إلى حمى زيكا ؛ وإذا حدثت العدوى خلال الأشهر الثلاثة الأولى من الحمل، فقد تحدث مضاعفات عصبية مثل صغر الرأس . ^{[ 15 ]}

المتفطرة السلية هي بكتيريا تصيب الإنسان وتسبب مرض السل ، وهو ثاني أكثر أسباب الوفاة شيوعًا نتيجةً لعامل مُعدٍ. ^{[ 16 ]} تسمح جزيئات الغليكوكونجوجات الموجودة في غلاف الخليةالمحيطة بالمتفطرة السلية للبكتيريا بإصابة أنسجة الرئة البشرية، كما تُكسبها مقاومةً ذاتيةً للأدوية. ^{[ 16 ]} تدخل المتفطرة السلية إلى الحويصلات الهوائية في الرئة عبر قطرات الرذاذ، ثم تبتلعها الخلايا البلعمية. ^{[ 17 ]} ومع ذلك، ولأن الخلايا البلعمية غير قادرة على قتل المتفطرة السلية تمامًا ، تتشكل أورام حبيبية داخل الرئتين، مما يوفر بيئةً مثاليةً لاستمرار استعمار البكتيريا. ^{[ 17 ]}

يُقدّر أن أكثر من 30% من سكان العالم مصابون ببكتيريا المكورات العنقودية الذهبية ، وهي كائنات دقيقة قادرة على التسبب في التهابات جلدية، والتهابات المستشفيات ، والتسمم الغذائي، وذلك بسبب ميلها إلى إصابة جلد الإنسان وأنسجته الرخوة. ^{[ 18 ]} ومن المعروف أن السلالة المعقدة من المكورات العنقودية الذهبية CC121 تُظهر ميلاً إلى إصابة كل من البشر والأرانب. ^{[ 19 ]} ويُعتقد أن هذا يعود إلى طفرة نيوكليوتيدية واحدة أدت إلى تطور السلالة المعقدة CC121 إلى السلالة المعقدة ST121، وهي السلالة القادرة على إصابة الأرانب. ^{[ 19 ]}

تُظهر الإشريكية القولونية الممرضة للأمعاء ( EPEC ) والإشريكية القولونية النزفية المعوية (EHEC ) ميلًا لخلايا الظهارة المعوية البشرية، مما يؤدي إلى التسمم الغذائي ومشاكل في الجهاز الهضمي. ^{[ 20 ]} يُعد الإفراز من النوع الثالث الآلية الرئيسية لإمراضية هذين الشكلين الممرضين من الإشريكية القولونية ، والذي يتضمن التصاق الإنتيمين بمستقبلات الإنتيمين الموجودة على سطح خلايا الظهارة في الأمعاء. ^{[ 20 ]} إلى جانب نظام الإفراز من النوع الثالث، قد تؤثر درجة الحرارة أيضًا على إفراز الإنتيمين، مما يزيد من قدرة الإشريكية القولونية على العدوى وميلها لخلايا الأمعاء البشرية. ^{[ 20 ]}