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Infectious diseases · ⁨感染症⁩

A-Level Biology · ⁨A-Level 生物⁩ · Topic 10 · ⁨トピック 10⁩

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8:28

感染症

毎年最も多くの人を殺す動物はサメやヘビではありません。それは蚊です。そして驚くべきことに、蚊自身は…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨英語ナレーション・英語+中文字幕 burning-in⁩

10.1

What causes infectious disease · ⁨感染症の原因⁩

Syllabus · ⁨シラバス⁩
English
  1. state that infectious diseases are caused by pathogens and are transmissible
  2. state the name and type of pathogen that causes each of the following diseases: • cholera – caused by the bacterium Vibrio cholerae • malaria – caused by the protoctists Plasmodium falciparum, Plasmodium malariae, Plasmodium ovale and Plasmodium vivax • tuberculosis (TB) – caused by the bacteria Mycobacterium tuberculosis and Mycobacterium bovis • HIV/AIDS – caused by the human immunodeficiency virus (HIV)
  3. explain how cholera, malaria, TB and HIV are transmitted
  4. discuss the biological, social and economic factors that need to be considered in the prevention and control of cholera, malaria, TB and HIV (details of the life cycle of the malarial parasite are not expected)
日本語
  1. 感染症が病原体によって引き起こされ、伝染性を有することを述べよ
  2. 以下の各疾患を引き起こす病原体の名前および種類を述べよ: • コレラ – 細菌Vibrio choleraeによって引き起こされる • マラリア – 原生生物Plasmodium falciparum, Plasmodium malariae, Plasmodium ovale および Plasmodium vivaxによって引き起こされる • 結核病 (TB) – 細菌Mycobacterium tuberculosis および Mycobacterium bovisによって引き起こされる • HIV/AIDS – **ヒト免疫欠損ウイルス (HIV)**によって引き起こされる
  3. コレラ、マラリア、結核病、HIVの伝播方法を説明せよ
  4. コレラ、マラリア、結核病、HIVの予防および管理において考慮すべき生物学的、社会的、経済的要因について論じよ(マラリア寄生虫の生活史の詳細は要求されない)

Source: Cambridge International syllabus · ⁨出典: Cambridge International シラバス⁩

English

An infectious disease 传染病 is caused by a pathogen 病原体 — an organism that lives in or on a host and causes harm. Infectious diseases are transmissible: the pathogen can be transmitted 传播 (passed) from one person to another.

You need to know four diseases, the pathogen that causes each, and how each spreads.

Disease Pathogen and type How it spreads
cholera 霍乱 the bacterium 细菌 Vibrio cholerae drinking water or food contaminated 污染 with faeces 粪便 (human waste)
malaria 疟疾 the protoctist 原生生物 Plasmodium the bite of an infected mosquito 蚊子, which acts as a vector 媒介 (a carrier of the pathogen); also through infected blood
tuberculosis (TB) 结核病 the bacterium Mycobacterium tiny airborne droplets 飞沫 from coughs and sneezes; spreads fast where people are crowded
HIV/AIDS the virus 病毒 HIV (which leads to AIDS 艾滋病) unprotected sex, infected blood (for example shared needles), and from mother to baby

HIV infects and destroys certain white blood cells, so it slowly weakens the body's immune system 免疫系统.

日本語

感染症は病原体によって引き起こされる。病原体とは、宿主の体内または体表に生息して害を及ぼす生物のことである。感染症は伝染性がある。すなわち、病原体は一人からもう一人へ伝播(受け継がれ)することが可能である。

4つの疾患、それぞれの疾患を引き起こす病原体、およびその感染経路について知っておく必要がある。

疾患 病原体と種類 感染経路
チフス 細菌 Vibrio cholerae 排泄物(糞便)による汚染された水や食物の摂取
マラリア 原生生物 Plasmodium 感染した蚊の刺咬(蚊はベクター(病原体の運搬者)として機能);また、感染血液の輸血などでも感染する
結核病(TB) 細菌 Mycobacterium 咳やくしゃみによる微小な飛沫;人混みの多い場所では急速に拡大する
HIV/AIDS ウイルス HIV(エイズを引き起こす) 無防備性交、感染血液(共有された針など)、母体から乳児への垂直感染

HIVは特定の白血球に感染・破壊するため、体の免疫系が徐々に弱まる。

喀痰標本の顕微鏡写真:青色染色された細胞の間にある赤い棒状の結核菌
喀痰標本で染色された、結核を引き起こす桿菌(赤い棒状)
血液塗布標本:淡い赤色の赤血球が多数あり、その中に小さな暗色染色のPlasmodium寄生虫が含まれているもの
赤血球内に生息し、マラリアを引き起こす原生生物Plasmodium(小さな暗色の輪)
蚊と人間のサイクル:蚊の刺咬によりPlasmodiumが人体に注入され、感染した人を刺した蚊が寄生虫を取り込む様子
マラリアには蚊のベクターが必要である。刺咬ごとに寄生虫は「人間→蚊→人間」へと移動するため、対策は蚊の駆除に焦点を当てる
Explore · ⁨探索⁩

Infectious disease route lab · ⁨感染症ルート実験室⁩

Classify disease cases by pathogen and route of transmission. · ⁨病原体と感染経路に基づいて疾病ケースを分類する。⁩

Explore · ⁨探索⁩

Disease control chain · ⁨疾病統制連鎖⁩

Follow how prevention breaks the chain of infection. · ⁨予防が感染連鎖をどのように断ち切るかを確認する。⁩

Vocabulary · ⁨語彙⁩ Train · ⁨練習する⁩
English 日本語
infectious disease/ɪnˈfekʃəs dɪˈziːz/ 感染症
pathogen/ˈpæθədʒn/ 病原体
transmit/trænˈsmɪt/ 伝達する
cholera/ˈkɒlərə/ チフス
bacterium/bækˈtɪərɪəm/ 細菌
contaminated/kənˈtæmɪneɪtɪd/ 汚染された
faeces/ˈfiːsiːz/ 便
malaria/mæˈleərɪə/ マラリア
protoctist/ˈprəʊtəʊktɪst/ 原生生物
mosquito/məˈskiːtəʊ/ 蚊
vector/ˈvektə/ ベクトル
tuberculosis/ˌtjuːbəkjʊˈləʊsɪs/ 結核
droplet/ˈdrɒplɪt/ 飛沫
virus/ˈvaɪrəs/ ウイルス
AIDS/eɪdz/ エイズ(AIDS)
immune system/ɪˈmjuːn ˈsɪstəm/ 免疫系
vaccine/vækˈsiːn/ ワクチン
insecticide/ˌɪnˈsektɪsaɪd/ 殺虫剤
10.1

Preventing and controlling these diseases · ⁨これらの疾患の予防と管理⁩

English

Control has biological, social and economic sides — the science of the pathogen, people's behaviour and education, and the money and resources available. Examples:

  • cholera: provide clean water and proper sewage treatment; good hygiene; vaccines 疫苗 in some areas.
  • malaria: sleep under nets; remove pools of still water where mosquitoes breed; spray insecticides 杀虫剂; take anti-malarial drugs.
  • TB: find and treat infected people with a long course of antibiotics; give the BCG vaccine; reduce overcrowding; trace contacts of patients.
  • HIV: use condoms; use clean needles; test donated blood; educate people. There is no cure and no vaccine yet, but drugs can slow the virus down.

In every case, cost (economic), people's willingness to change behaviour (social) and the supply of drugs or vaccines (biological) all affect how well a disease can be controlled.

日本語

管理には生物学的、社会的、経済的な側面がある。すなわち、病原体に関する科学、人々の行動と教育、利用可能な資金とリソースである。例:

  • チフス:安全な水道水の提供と適切な下水処理;良好な衛生管理;一部の地域でのワクチン接種。
  • マラリア:ネットの下での睡眠;蚊の繁殖地となる静止水溜まりの除去;殺虫剤散布;抗マラリア薬の服用。
  • 結核病:感染者の発見と長期の抗生物質投与による治療;BCGワクチンの接種;過密化の回避;患者との接触者の追跡。
  • HIV:コンドームの使用;清浄な針の使用;寄附血液の検査;啓発活動。現在、治癒法やワクチンは存在しないが、薬剤によりウイルスの進行を遅らせることはできる。

どの場合も、コスト(経済的)、人々の行動変容への意欲(社会的)、薬剤やワクチンの供給量(生物学的)が、疾患の管理効果に影響を与える。

10.2

Antibiotics · ⁨抗生物質⁩

Syllabus · ⁨シラバス⁩
English
  1. outline how penicillin acts on bacteria and why antibiotics do not affect viruses
  2. discuss the consequences of antibiotic resistance and the steps that can be taken to reduce its impact
日本語
  1. ペニシリンが細菌に対してどのように作用するかを概説し、なぜ抗生物質がウイルスに影響を与えないかを説明せよ
  2. 抗生物質耐性の結果について論じ、その影響を軽減するために取可以采取できる手順を述べよ

Source: Cambridge International syllabus · ⁨出典: Cambridge International シラバス⁩

English

An antibiotic 抗生素 is a drug that kills bacteria or stops them growing. For example, penicillin 青霉素 stops bacteria from building their cell walls 细胞壁. As the bacterium grows, its weak wall cannot hold it, so the cell takes in water and bursts.

Antibiotics do not work against viruses. A virus has no cell wall and no chemical reactions of its own to attack — it simply uses the machinery of the host cell. So there is no antibiotic target in a virus.

日本語

抗生物質とは、細菌を殺すか、増殖を阻止する薬剤のことである。例えば、ペニシリンは細菌の細胞壁の形成を阻害する。细菌が増殖する際、弱い細胞壁では維持できず、細胞は水分を取り込んで破裂する。

強い細胞壁を持つ細菌と、ペニシリンによって壁が弱まり水分を吸収して破裂している細菌
ペニシリンは新しい細胞壁の形成を阻止するため、細菌は水分を取り込んで破裂する

細菌の lawn を覆う培養プレートに、小さな紙円盤が点在しており、いくつかの円盤周囲には細菌が生育していない透明な輪が見える *どの抗生物質が有効かをテストする方法。各紙円盤には異なる抗生物質が含まれる。透明な輪があることは、その抗生物質が周囲の細菌を殺したことを意味する。輪が大きいほど薬剤の有効性が高い。輪のない円盤は、細菌が耐性を示しているものである。

抗生物質はウイルスに対しては機能しない。ウイルスには細胞壁がなく、独自の化学反応も持たないため攻撃対象がない。単に宿主細胞の機構を利用しているだけである。したがって、ウイルスには抗生物質の標的が存在しない。

Vocabulary · ⁨語彙⁩ Train · ⁨練習する⁩
English 日本語
antibiotic/ˌæntɪbaɪˈɒtɪk/ 抗生物質
penicillin/ˌpenɪˈsɪlɪn/ ペニシリン
cell wall/sel wɔːl/ 細胞壁
mutation/mjuːˈteɪʃn/ 突然変異
10.2

Antibiotic resistance · ⁨抗生物質耐性⁩

English

Sometimes a mutation 突变 makes a bacterium resistant to an antibiotic, which means the antibiotic no longer kills it. This resistance 耐药性 is a serious problem:

  • when an antibiotic is used, the non-resistant bacteria die, but any resistant ones survive and multiply. Over time, more and more bacteria carry the resistance.
  • some infections then become very hard, or impossible, to treat.

Steps to slow resistance down:

  • only use antibiotics when they are really needed (not for viral illnesses such as colds).
  • always finish the full course, so no bacteria are left alive.
  • use the correct antibiotic for the infection.
  • reduce the heavy use of antibiotics in farming.

Worked example. A patient with influenza is prescribed an antibiotic. Explain why it will not help, and why it is actively harmful. Antibiotics work by attacking structures or processes that bacteria have and human cells do not - penicillin, for instance, blocks cell wall synthesis, so the growing bacterium bursts under osmotic pressure. A virus has no cell wall, no ribosomes of its own and no metabolism: it replicates inside the host's cells using the host's machinery, so there is simply no bacterial target for the drug to attack. Taking it anyway exposes the patient's harmless resident bacteria to the antibiotic, killing the susceptible ones and selecting for resistant ones - which is how resistance spreads through a population. Name the target that is missing: "viruses are not alive" is not the reason and earns nothing.

日本語

稀に突然変異により、ある細菌が抗生物質に耐性を持つようになることがある。これは抗生物質がその細菌を殺せなくなることを意味する。この耐性は深刻な問題である:

  • 抗生物質が使用されると、耐性のない細菌は死滅するが、耐性を持つ個体は生存して増殖する。時間が経つにつれて、より多くの細菌が耐性を保有するようになる。
  • その後、某些の感染症は非常に困難、あるいは不可能になるほど治療できなくなる。
3段階の図:偶然に数匹の耐性菌を含む細菌集団、抗生物質による耐性菌以外の死滅、そして耐性残存個体の増殖
抗生物質耐性は自然選択によって広まる。抗生物質が他の個体を殺すため、耐性残存個体が優占する

耐性の拡大を遅らせるための手順:

  • 必要とされる場合にのみ抗生物質を使用する(風邪などのウイルス性疾患には使用しない)。
  • 必ず全疗程を完了させ、生存する細菌を残さないようにする。
  • 感染症に適した正しい抗生物質を使用する。
  • 農業における抗生物質の多用を減らす。

** worked example. インフルエンザ患者に抗生物質が処方された場合、なぜそれが効果を示さず、むしろ有害になるのかを説明せよ。抗生物質は、バクテリアにはあるがヒトの細胞にはない構造やプロセスを標的として作用する。例えばペニシリンは細胞壁**の合成を阻害するため、増殖中のバクテリアは浸透圧によって破裂する。一方、ウイルスには細胞壁も、独自のリボソームも、代謝機構もない。宿主細胞内で宿主のメカニズムを用いて増殖するため、薬が攻撃すべきバクテリアの標的は存在しない。にもかかわらず服用すると、患者体内的の無害な常在菌が抗生物質にさらされ、感受性のある菌は死滅し、耐性を獲得した菌だけが選択的に生存・繁殖する。これが集団内での耐性菌の拡散経路である。欠如している標的を答えよ。「ウイルスは生き物ではない」という記述は正解とみなされず、得点も与えられない。

Explore · ⁨探索⁩

How resistance evolves · ⁨耐性が進化する過程⁩

Step through natural selection in fast-forward. The antibiotic kills the rest, so only the resistant bacteria are left to breed. · ⁨自然選択を早送りで確認する。抗生物質が残りを殺すため、耐性のある細菌だけが繁殖する。⁩

Vocabulary · ⁨語彙⁩ Train · ⁨練習する⁩
English 日本語
resistance/rɪˈzɪstəns/ 反対意见
10.2

Exam tips · ⁨試験対策⁩

English
  • For each named disease give the pathogen and route (cholera – bacterium, water; malaria – Plasmodium, mosquito vector; also TB, HIV/AIDS).
  • Explain why antibiotics work on bacteria only (they target cell walls/enzymes, not viruses).
  • Explain antibiotic resistance as natural selection: a resistant mutant survives and reproduces; reduce it by finishing courses and avoiding overuse.
日本語
  • 各疾患について、病原体および感染経路を答える(コレラ-バクテリア、水;マラリア-Plasmodium、蚊の媒介;また結核、HIV/AIDS)。
  • 抗生物質がバクテリアに対してのみ機能するのはなぜか説明せよ(細胞壁や酵素を標的とし、ウイルスには作用しないため)。
  • 抗生物質耐性を自然選択として説明せよ(耐性変異体が生存・増殖する)。耐性を減らすためには、投与期間を確実に完了させ、過剰使用を避けることが重要である。

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