Enfeksiyon Dozu (ID50) ve Ölümcül Doz (LD50) Nedir? Hasta Olmak İçin Kaç Tane Virüs Bulaşmalı?

Mikrop Teorisi çerçevesinde incelediğimiz hastalıkların ana kaynağının bakteri, virüs, mantar gibi patojenler olduğu bilinen bir gerçek. Ancak bu konuda birçok insanın aklına takılan ortak bir soru işareti var: Bir kişiyi hasta etmek için kaç tane virüs veya bakteri gerekir? Yani bir kişiye tek 1 adet bakteri veya virüs bulaşırsa, o kişi hasta olur mu? 100 adet? 1 milyon adet? Sınır nerede?

Enfeksiyon Dozu (ID)

Biyolojideki birçok soruda olduğu gibi, bu soruda da cevap, türe ve duruma bağlı olarak değişiyor. Ancak bir patojenin (genellikle bir bakteri veya virüsün) bir konak hücreyi (yani bulaştığı hücreyi) hasta edebilmek için ihtiyaç duyduğu popülasyon büyüklüğüne Enfeksiyon Dozu (İng: "Infectious Dose") adını veriyoruz. Bunu ölçmek içinse ID₅₀ adı verilen bir yöntemi kullanıyoruz: Yani deneklerin en az %50'sinde enfeksiyon belirtileri görmemizi sağlayan virüs/bakteri sayısı nedir? Bu sorunun cevabı, ID₅₀ değerini belirliyor.

Örneğin 2015 yılında Journal of Virology dergisinde yayımlanan bir makalede, 2020 yılında Wuhan Koronavirüs salgınına sebep olan 2019-nCoV isimli koronavirüsün yakın bir kuzeni olan MERS-CoV için ID₅₀ değeriyle ilgili olarak şu bilgilere yer veriliyor:^[1]

• 100 - 1 milyon MERS-CoV bulaştırılan farelerin %100'ü öldü.
• 1000'den fazla virüs bulaştırılan farelerin %20'sinden fazlasında aşırı kilo kaybı görüldü.
• 10 adet virüs bulaştırılan 8 fareden 5 tanesi (%62.5'i) öldü; %8'inde kilo kaybı görüldü.
• Yapılan incelemeler, tek bir adet MERS virüsünün bile konakların %50'sinden fazlasını hasta etmeye yettiğini gösterdi (ID50<1).

Benzer şekilde, bazı patojenlerin ID₅₀ değerlerini şöyle özetleyebiliriz:

• SARS-CoV-2: 200-800^{[4], [5], [6]}
• Hepatit A: 10-100
• Norovirüs: 1-10
• Rotavirüs: 10-100
• E. coli (Enterohemorajik, Serotip O157): 10-100
• E. coli (Enteroinvasif): 200-5000
• E. coli (Enteropatojenik): 10 milyon - 10 milyar
• E. coli (Enterotoksijenik): 10 milyon - 10 milyar
• Salmonella enterica (serovar Typhi): ~1000
• Salmonella enterica (serovar Typhimurium): >1
• Shigella dysenteriae: 10-200
• Vibrio cholerae (Serotip O139 & O1): 1 milyon
• Vibrio parahemolyticus: 100 milyon
• Giardia lamblia: 1
• Cryptosporidium parvum: 10-100

Öldürücü Doz (LD)

Ancak hasta olmak bir şey, ölmek başka bir şey... Bilimde bir maddenin (veya patojenin) öldürücü dozu (İng: "Lethal Dose"), tıpkı ID50 gibi, LD50 adı verilen bir yöntemle ölçülmektedir. Bu da, bir patojenin (veya kimyasal maddenin), deneklerin en az %50'sinin ölmesine sebep olan doz olarak bilinmektedir.

Örneğin, yukarıda sözünü ettiğimiz MERS-CoV araştırmasında, ID50 değeri 1'den küçük çıkmış olsa da, LD50 değeri 10 civarında çıkmıştır. Yani tek bir virüs bile sizi hasta edebilirken, ölmeniz için ortalamada 10 MERS-CoV virüsüne maruz kalmanız gerekmektedir. Genellikle LD50 değerleri, ID50 değerlerinden daha büyüktür.

Burada kritik bir nokta, konak organizmanın büyüklüğüdür. Daha iri organizmaları hasta etmek için, doğal olarak daha fazla sayıda patojene ihtiyaç olabilir. Bu nedenle kimi zaman ID50 ve LD50 değerleri, parça başına patojen olarak bilinen bir ölçüye göre verilir. Bu, kilogram başına mikrogram/miligram/nanogram şeklinde ifade edilebilir. Bir insanı öldürmek için kilogram başına gereken patojen nanogram miktarını şöyle sıralayabiliriz:

• Clostridium botulinum: 1
• Atropa belladonna: 25
• Clostridium perfringens: 100
• Adenia volkensii: 1400
• Tetrodotoksin: 8.000
• Siyanobakteri: 25.000
• Straphyllococcus aureus: 50.000
• Clostridium perfringens enterotoksin: 81.000
• Kolera toksin: 250.000

Daha fazla öldürücü doz örneğini buradan görebilirsiniz.