Множественность заражения

В микробиологии множественность инфекции или MOI представляет собой соотношение агентов (например, фага или, в более общем смысле, вируса , бактерии ) к мишеням инфекции (например, клеткам ). Например, применительно к группе клеток, инокулированных вирусными частицами, MOI представляет собой отношение количества вирусных частиц к количеству клеток-мишеней, присутствующих в определенном пространстве. ^[1]

Интерпретация

Фактическое количество вирусов или бактерий, проникающих в любую клетку, представляет собой стохастический процесс : некоторые клетки могут поглощать более одного инфекционного агента, тогда как другие могут не поглощать ни одного. Прежде чем определить множественность инфекции, абсолютно необходимо иметь хорошо изолированный возбудитель, поскольку неочищенные возбудители могут не дать надежных и воспроизводимых результатов. Вероятность того , что клетка поглотит $n$ вирусные частицы или бактерии при инокуляции MOI $m$ может быть рассчитано для данной популяции с использованием распределения Пуассона . Это применение распределения Пуассона было применено и описано Эллисом и Дельбрюком. ^[2]

P(n)={\frac {m^{n}\cdot e^{-m}}{n!}}

где $m$ множественность инфекции или МВД, $n$ - количество инфекционных агентов, попадающих в мишень инфекции, и $P(n)$ вероятность того, что мишень инфекции (клетка) заразится $n$ инфекционные агенты.

Фактически, инфекционность рассматриваемого вируса или бактерии изменит эту взаимосвязь. Один из способов обойти эту проблему — использовать функциональное определение инфекционных частиц, а не строгий подсчет, например единицу образования бляшек для вирусов. ^[3]

Например, когда для заражения популяции клеток используется MOI, равный 1 (1 инфекционная вирусная частица на клетку), вероятность того, что клетка не заразится, равна $P(0)=36.79\%$ , а вероятность того, что он будет заражен одной частицей, равна $P(1)=36.79\%$ , двумя частицами $P(2)=18.39\%$ , тремя частицами $P(3)=6.13\%$ , и так далее.

Средний процент клеток, которые заразятся в результате инокуляции данным MOI, можно получить, если понять, что это просто $P(n>0)=1-P(0)$ . Следовательно, средняя доля клеток, которые заразятся после инокуляции с MOI $m$ дается:

P(n>0)=1-P(n=0)=1-{\frac {m^{0}\cdot e^{-m}}{0!}}=1-e^{-m}

что примерно равно $m$ для небольших значений $m\ll 1$ .

Примеры

Процент инфицированных клеток на основе MOI.

По мере увеличения MOI процент клеток, инфицированных хотя бы одной вирусной частицей, также увеличивается. ^[4]

МВД	% Зараженный
1.0	63.2%
2.0	86.5%
3.0	95.0%
4.0	98.2%
5.0	99.3%
6.0	99.8%
7.0	99.9%
8.0	~100.0%

См. также

Ссылки

^ Абедон, Северная Каролина; Бартом, Э. (01 января 2013 г.), «Множественность инфекций» , в Малой, Стэнли; Хьюз, Келли (ред.), Энциклопедия генетики Бреннера (второе издание) , Сан-Диего: Academic Press , стр. 509–510, ISBN 978-0-08-096156-9 , получено 9 марта 2022 г.
^ Эллис, Эмори; Дельбрюк, Макс (20 января 1939 г.). «Рост бактериофага» . Журнал общей физиологии . 22 (3): 365–384. дои : 10.1085/jgp.22.3.365 . ПМК 2141994 . ПМИД 19873108 .
^ «Бляскообразующий агрегат» . Наука Директ .
^ Филдс Б.Н., Найп Д.М., Хоули П.М. (2007). Поля вирусологии: Часть 1 . Филадельфия: Wolters Kluwer Health/Lippincott Williams & Wilkins. ISBN 9780781760607 . OCLC 71812790 .

[1] Абедон, Северная Каролина; Бартом, Э. (01 января 2013 г.), «Множественность инфекций» , в Малой, Стэнли; Хьюз, Келли (ред.), Энциклопедия генетики Бреннера (второе издание) , Сан-Диего: Academic Press , стр. 509–510, ISBN 978-0-08-096156-9 , получено 9 марта 2022 г.

[2] Эллис, Эмори; Дельбрюк, Макс (20 января 1939 г.). «Рост бактериофага» . Журнал общей физиологии . 22 (3): 365–384. дои : 10.1085/jgp.22.3.365 . ПМК 2141994 . ПМИД 19873108 .

[3] «Бляскообразующий агрегат» . Наука Директ .

[4] Филдс Б.Н., Найп Д.М., Хоули П.М. (2007). Поля вирусологии: Часть 1 . Филадельфия: Wolters Kluwer Health/Lippincott Williams & Wilkins. ISBN 9780781760607 . OCLC 71812790 .

[1]

[2]

[3]

[4]