सूक्ष्मजीवी रोग व परपोषी–रोगाणु अंतःक्रिया: संक्रमण, रोगजनकता व प्रतिरक्षा

यह जीवन विज्ञान (XL) पेपर के पाँच वैकल्पिक खंडों में से एक, XL3 सूक्ष्मजीव विज्ञान, के खंड XL3.7 का पहला अध्याय है। यह पाठ्यक्रम शीर्षक "Microbial Diseases and Host Pathogen Interaction" का उत्तर देता है: सामान्य microbiota; संक्रामक रोगों का वर्गीकरण; संक्रमण के भंडार (reservoirs); nosocomial, अवसरवादी व उभरते संक्रमण; रोगाणु-रोगजनकता की क्रियाविधि; परपोषी की अविशिष्ट रक्षा; प्रतिजन (antigen) व प्रतिरक्षी (antibody); हास्य (humoral) व कोशिका-माध्यित प्रतिरक्षा; टीके; निष्क्रिय प्रतिरक्षण; प्रतिरक्षा न्यूनता; तथा विषाणु, जीवाणु व रोगजनक कवकों से होने वाले मानव रोग उनके मानक कारक जीवों सहित। अध्याय संक्रमण व महामारी-विज्ञान की शब्दावली, रोगाणु किस तरह चिपकते, आक्रमण करते व क्षति पहुँचाते हैं, जन्मजात व अनुकूली प्रतिरक्षा का उत्तर, और टीकाकरण उस उत्तर का उपयोग कैसे करता है, पढ़ाता है। इसके आंकिक प्रश्न महामारी-वैज्ञानिक हैं: attack rate, herd-immunity threshold 1 − 1/R₀, टीका-प्रभाविता से संशोधित टीकाकरण आवरण, तथा प्रभावी जनन संख्या।

1. सामान्य microbiota, संक्रमण व संक्रामक रोग का वर्गीकरण

सामान्य microbiota (normal flora) वह सूक्ष्मजीवी समुदाय है जो स्वस्थ शरीर की त्वचा, मुख, आँत, ऊपरी श्वसन तंत्र व जननमूत्र तंत्र पर नियमित रूप से रहता है; आंतरिक अंग, रक्त व निचले वायुमार्ग सामान्यतः बंध्य (sterile) होते हैं। अधिकांश सहभोजी (commensal) हैं (हानि बिना लाभ) और अनेक सहजीवी (mutualist): Bacteroides जैसे आँत के अवायवीय जीव रेशे का किण्वन कर विटामिन K व कुछ B विटामिन बनाते हैं, और निवासी flora रोगाणुओं के बसाव का विरोध करती है (microbial antagonism या प्रतिस्पर्धी अपवर्जन)। संक्रमण (infection) परपोषी में या पर रोगाणु की वृद्धि है; रोग (disease) उसके बाद हो सकने वाली मापनीय कार्य-क्षति है। रोगजनकता (pathogenicity) रोग उत्पन्न करने की क्षमता है और उग्रता (virulence) उसकी मात्रा। प्राथमिक रोगाणु स्वस्थ परपोषी में रोग करता है; अवसरवादी रोगाणु तभी रोग करता है जब रक्षा भंग हो या रोगाणु किसी असामान्य स्थल पर पहुँचे।

संक्रामक रोगों के वर्गीकरण के चार आधार
आधारश्रेणियाँउदाहरण
जनसंख्या में घटनाछिटपुट (sporadic), स्थानिक (endemic), महामारी (epidemic), विश्वमारी (pandemic)टाइफ़ाइड का स्थिर पृष्ठभूमि-स्तर endemic है; अचानक वृद्धि epidemic
अवधि व आरंभतीव्र (acute), दीर्घकालिक (chronic), उपतीव्र (subacute), सुप्त (latent)इन्फ़्लुएंज़ा तीव्र; क्षय रोग दीर्घकालिक; हर्पीज़ सुप्त
शरीर में विस्तारस्थानीय, केंद्रित (focal), दैहिक (systemic)फोड़ा स्थानीय; खसरा दैहिक
संचरणीयतासंचारी/संसर्गज बनाम असंचारीहैज़ा संचारी; टिटनेस व्यक्ति-से-व्यक्ति नहीं फैलता
ℹ️ संक्रमण के भंडार
भंडार (reservoir) वह स्थान है जहाँ रोगाणु परपोषियों के बीच बना रहता है। मानव भंडार में लक्षणयुक्त रोगी व वाहक (carrier) (संक्रमित पर स्वस्थ, जैसे Salmonella Typhi वाहक) आते हैं। पशु भंडार से zoonoses (रेबीज़, प्लेग, ब्रुसेलोसिस) उठते हैं। निर्जीव/पर्यावरणीय भंडार मिट्टी व जल हैं (Clostridium tetani बीजाणु मिट्टी में; Vibrio cholerae जल में)। भंडार पर नियंत्रण प्रायः संचरण-शृंखला को तोड़ने का सर्वाधिक प्रभावी बिंदु है।

2. Nosocomial, अवसरवादी व उभरते संक्रमण

Nosocomial (स्वास्थ्यसेवा-संबद्ध) संक्रमण वह है जो अस्पताल या स्वास्थ्य-परिवेश में अर्जित हो, जो भर्ती के समय न उपस्थित था न उद्भवन में। वहाँ तीन कारक मिलते हैं: दुर्बलीकृत परपोषियों की आबादी, बाधाएँ भंग करने वाली आक्रामक प्रक्रियाएँ (catheter, अंतःशिरा line, ventilator, शल्य), और कठोर व प्रायः औषधि-प्रतिरोधी जीवों की निवासी flora। सर्वाधिक सामान्य हैं catheter-संबद्ध मूत्रपथ संक्रमण, शल्य-स्थल संक्रमण, ventilator-संबद्ध निमोनिया व रक्तधारा संक्रमण। विशिष्ट कारक अवसरवादी हैं: Escherichia coli, Staphylococcus aureus (MRSA सहित), Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, Enterococcus प्रजातियाँ व Clostridioides difficile (जब antibiotics रक्षक आँत-flora को नष्ट कर दें)।

अवसरवादी संक्रमण HIV/AIDS, कैंसर कीमोथेरेपी या प्रत्यारोपण-प्रतिरक्षादमन वाले लोगों में भी प्रबल होते हैं: Candida albicans, Pneumocystis jirovecii निमोनिया, Cryptococcus neoformans व Aspergillus fumigatus। उभरते संक्रामक रोग वे हैं जो नए पहचाने गए हों या जिनकी घटना अथवा भौगोलिक विस्तार तेज़ी से बढ़ रहा हो — SARS-CoV-2 (COVID-19), HIV, इबोला विषाणु, ज़ीका विषाणु — जबकि पुनः-उभरते रोग गिरावट के बाद लौटते हैं, प्रायः औषधि-प्रतिरोधी रूप में जैसे बहुऔषधि-प्रतिरोधी क्षय रोग। चालकों में नए या उत्परिवर्तित रोगाणु, पारिस्थितिक व जलवायु परिवर्तन, वन्यजीवों पर मानव अतिक्रमण, वैश्विक यात्रा व व्यापार, और रोगाणुरोधियों का दुरुपयोग हैं।

⚠️ Nosocomial का अर्थ उग्र नहीं
अस्पताल-संक्रमणों के पीछे के जीव प्रायः निम्न-उग्रता वाले अवसरवादी होते हैं जिन्हें स्वस्थ प्रतिरक्षा तंत्र सहज ही साफ़ कर देता है। वे रोग इसलिए करते हैं कि परपोषी दुर्बलीकृत है व कोई बाधा लाँघी गई — इसलिए नहीं कि रोगाणु स्वभावतः प्रचंड है। प्रतिरोधी अस्पताल-निक्षेप को स्वाभाविक रूप से अधिक उग्र मान लेना प्रचलित भूल है; प्रतिरोध औषधि से बचने का है, अधिक गंभीर रोग करने का नहीं।

3. रोगाणु-रोगजनकता की क्रियाविधि

रोग करना एक अनुक्रम है: किसी द्वार से प्रवेश (श्वसन, आहारनाल, जननमूत्र, त्वचा-भंग या parenteral), आसंजन (adhesion), आक्रमण या विष-वितरण, रक्षा का अपवंचन (evasion), व क्षति। आसंजन pili/fimbriae, कशाभिका या glycocalyx पर स्थित adhesin का उपयोग करता है जो विशिष्ट परपोषी-ग्राहियों से बंधते हैं; बिना चिपके, प्रवाह व पक्ष्माभ-निष्कासन रोगाणु को बहा देते हैं। आक्रमण में एंज़ाइम सहायक हैं: hyaluronidase व collagenase संयोजी ऊतक तोड़ते हैं, coagulase प्लाज़्मा जमा कर staphylococci को ढकता है, और kinase (streptokinase) थक्के घोलकर फैलाव करती है। रक्षा से बचाव प्रतिभक्षण-रोधी capsule (Streptococcus pneumoniae, Klebsiella), IgA protease, अंतःकोशिकीय उत्तरजीविता (Mycobacterium tuberculosis phagosome–lysosome संलयन रोकता है) व प्रतिजनी विचरण से होता है।

Exotoxin बनाम endotoxin
लक्षणExotoxinsEndotoxin
रासायनिक प्रकृतिस्रावित प्रोटीनबाह्य झिल्ली के LPS का lipid A
स्रोतग्राम-धनात्मक व ग्राम-ऋणात्मककेवल ग्राम-ऋणात्मक
मुक्तिजीवित कोशिकाओं द्वारा स्रावितकोशिका-विघटन पर
सामर्थ्य व विशिष्टताअत्यधिक सामर्थ्यशील, विशिष्ट क्रिया (A-B toxin, superantigen)दुर्बल, सामान्य: ज्वर, प्रदाह, सेप्टिक शॉक
ऊष्मा व toxoidऊष्मा-अस्थिर; toxoid टीके बन सकते हैंऊष्मा-स्थिर; कोई toxoid नहीं
🎯 ID₅₀ व LD₅₀ उग्रता मापते हैं
उग्रता को मात्रा से मापा जाता है। ID₅₀ वह संक्रामक मात्रा है जो परीक्षण-समूह के 50% को संक्रमित करे, और LD₅₀ वह घातक मात्रा जो 50% को मारे। कम ID₅₀ या LD₅₀ का अर्थ अधिक उग्र जीव है, क्योंकि कम जीव (या कम विष) चाहिए। Shigella, जिसका ID₅₀ मात्र दहाई कोशिकाएँ है, Vibrio cholerae से कहीं अधिक संक्रामक है, जिसे लाखों चाहिए।

4. परपोषी की अविशिष्ट (जन्मजात) रक्षा

जन्मजात रक्षा जन्म से उपस्थित है, मिनटों से घंटों में क्रियाशील होती है, और बार-बार संपर्क से बेहतर नहीं होती। पहली पंक्ति बाधाएँ हैं: अक्षत त्वचा, श्लेष्म व पक्ष्माभ युक्त श्लेष्म झिल्लियाँ, अश्रु–लार–मूत्र का प्रवाह, आमाशय-अम्ल, lysozyme (peptidoglycan तोड़ता है), रोगाणुरोधी पेप्टाइड व सामान्य flora। दूसरी पंक्ति कोशिकीय व रासायनिक है: प्रतिभक्षी (phagocyte) (पहले neutrophil, फिर macrophage) जो रोगाणुओं को निगल व पचाते हैं, natural killer (NK) कोशिकाएँ जो विषाणु-संक्रमित व अर्बुद कोशिकाएँ मारती हैं, प्रदाह प्रतिक्रिया (लालिमा, ताप, शोथ, पीड़ा — स्थल पर कोशिकाएँ व प्लाज़्मा लाना), ज्वर (बढ़ा set-point जो अनेक रोगाणु धीमा करता है), व interferon (परपोषी प्रोटीन जो पड़ोसी कोशिकाओं को विषाणु-गुणन का प्रतिरोधी बनाते हैं)।

पूरक तंत्र (complement system) लगभग 30 सीरम प्रोटीनों का तंत्र है जो तीन मार्गों से एक श्रृंखला में सक्रिय होता है — classical मार्ग (प्रतिजन से बँधे प्रतिरक्षी द्वारा), lectin मार्ग (रोगाणुई शर्कराओं पर mannose-binding lectin) व alternative मार्ग (रोगाणु सतहों पर स्वतःस्फूर्त)। तीनों C3 पर मिलते हैं। प्रभाव तीन हैं: opsonisation (C3b रोगाणुओं को प्रतिभक्षण हेतु ढकता है), प्रदाह (anaphylatoxin C3a व C5a कोशिकाएँ बुलाते हैं), व membrane attack complex (MAC, C5b–C9) द्वारा कोशिका-विलयन जो लक्ष्य झिल्ली में छिद्र करता है। Complement जन्मजात व अनुकूली प्रतिरक्षा को जोड़ता है क्योंकि इसका classical मार्ग प्रतिरक्षी से आरंभ होता है।

5. प्रतिजन, प्रतिरक्षी, तथा हास्य व कोशिका-माध्यित प्रतिरक्षा

प्रतिजन (antigen) कोई भी अणु है जिसे अनुकूली तंत्र पहचाने; immunogen प्रतिक्रिया उकसाता है। बँधने वाला विशिष्ट भाग epitope (प्रतिजनी निर्धारक) है। hapten अकेले प्रतिरक्षाजनक होने को बहुत छोटा है पर वाहक-प्रोटीन से जुड़ने पर बन जाता है। प्रतिरक्षी (antibody/immunoglobulin) Y-आकार का glycoprotein है जिसमें दो एकसमान भारी व दो एकसमान हल्की शृंखलाएँ disulfide बंधों से जुड़ी हैं। प्रत्येक भुजा का सिरा परिवर्ती क्षेत्र बनाता है जो प्रतिजन-बंधन स्थल है (दो Fab भुजाएँ, अतः एकल IgG एकलक द्विसंयोजी है); तना अचर Fc क्षेत्र है जो वर्ग निर्धारित करता व complement तथा प्रतिभक्षी-ग्राहियों से बँधता है।

पाँच immunoglobulin वर्ग
वर्गरूपस्मरणीय भूमिका
IgGएकलक; सीरम में सर्वाधिकद्वितीयक प्रतिक्रिया, अपरा पार करता है, opsonise व उदासीन करता, complement सक्रिय करता
IgMपंचलकप्राथमिक प्रतिक्रिया में पहले बनता; सबसे प्रबल complement सक्रियक
IgAस्रावों में द्विलकश्लेष्मीय व स्रावी रक्षा; दूध, लार, अश्रु में
IgEएकलकmast कोशिकाओं से बँधता; एलर्जी व परजीवी-रोधी प्रतिक्रिया
IgDएकलकB-कोशिका सतह ग्राही; सीरम में अल्प

अनुकूली प्रतिरक्षा की दो भुजाएँ हैं। हास्य प्रतिरक्षा (humoral immunity) plasma कोशिकाओं (विभेदित B कोशिकाएँ) द्वारा बने प्रतिरक्षियों से होती है और मुख्यतः बाह्यकोशिकीय रोगाणुओं व विषों से उदासीनीकरण, opsonisation व complement-सक्रियण द्वारा रक्षा करती है। कोशिका-माध्यित प्रतिरक्षा T कोशिकाओं से चलती है, जो प्रतिजन को केवल MHC अणुओं पर प्रदर्शित होने पर पहचानती हैं: CD4⁺ सहायक T कोशिकाएँ प्रतिजन-प्रस्तोता कोशिकाओं के MHC class II पर पेप्टाइड पढ़ती व दोनों भुजाओं को निर्देशित करने वाली cytokine स्रावित करती हैं; CD8⁺ कोशिकाविषी T कोशिकाएँ किसी भी संक्रमित कोशिका के MHC class I पर पेप्टाइड पढ़कर उसे मारती हैं, जिससे विषाणु जैसे अंतःकोशिकीय रोगाणु साफ़ होते हैं। दोनों भुजाएँ clonal selection का अनुसरण करती हैं: पहला संपर्क IgM-प्रधान धीमी प्राथमिक प्रतिक्रिया देता है; बची स्मृति कोशिकाएँ तेज़, बड़ी, IgG-समृद्ध द्वितीयक प्रतिक्रिया देती हैं — यही प्रतिरक्षात्मक स्मृति व टीकाकरण का आधार है।

6. टीके, निष्क्रिय प्रतिरक्षण व प्रतिरक्षा न्यूनता

सक्रिय प्रतिरक्षण प्रतिरक्षा तंत्र को प्रतिजन से अवगत कराता है ताकि परपोषी अपनी प्रतिक्रिया व स्मृति बनाए; यह रक्षा में धीमा पर दीर्घकालिक है। जीवित दुर्बलीकृत टीके क्षीण रोगाणु का उपयोग करते हैं (BCG, मौखिक पोलियो/Sabin, MMR) और प्रबल, टिकाऊ प्रतिरक्षा देते हैं पर गंभीर प्रतिरक्षा-न्यून को नहीं दिए जाते। निष्क्रिय/मृत टीके (इंजेक्शन पोलियो/Salk, रेबीज़) अधिक सुरक्षित पर दुर्बल हैं और प्रायः booster चाहते हैं। उपइकाई, toxoid व संयुग्मी (conjugate) टीके अंशों का उपयोग करते हैं: टिटनेस व डिफ़्थीरिया toxoid (निष्क्रिय exotoxin), हेपेटाइटिस B पृष्ठ प्रतिजन, व polysaccharide–protein conjugate (Hib, न्यूमोकॉकल)। शुद्ध polysaccharide T-स्वतंत्र प्रतिजन है, अतः शिशु उसका दुर्बल उत्तर देते हैं, अधिकतर IgM व अल्प स्मृति के साथ; उसे प्रोटीन से जोड़ने पर सहायक T कोशिकाएँ जुड़ती हैं, जिससे वर्ग-परिवर्तन व स्मृति सहित T-आश्रित प्रतिक्रिया मिलती है। नए मंचों में mRNA व विषाणु-वाहक टीके हैं।

🧠 सक्रिय बनाम निष्क्रिय प्रतिरक्षण
निष्क्रिय प्रतिरक्षण प्रतिजन नहीं, बने-बनाए प्रतिरक्षी स्थानांतरित करता है, अतः रक्षा तत्काल पर अल्पकालिक होती है और कोई स्मृति नहीं छोड़ती: अपरा से मातृ IgG व दूध में IgA, टिटनेस व डिफ़्थीरिया antitoxin, रेबीज़ व हेपेटाइटिस B immunoglobulin, सर्प antivenom, व चिकित्सीय monoclonal antibody। नियम: टिकाऊ रक्षा हेतु संपर्क से पहले प्रतिजन (टीका) दें; खतरनाक संपर्क के बाद, जब सक्रिय प्रतिक्रिया की प्रतीक्षा का समय न हो, प्रतिरक्षी (सीरम) दें।

प्रतिरक्षा न्यूनता परपोषी-रक्षा की विफलता है। प्राथमिक (जन्मजात) न्यूनताएँ वंशागत हैं: severe combined immunodeficiency (SCID) में T व B दोनों कार्य लुप्त, X-सहलग्न (Bruton) agammaglobulinaemia (दोषपूर्ण Bruton's tyrosine kinase) में B कोशिका व प्रतिरक्षी लुप्त, व DiGeorge syndrome में thymus और अतः T कोशिकाएँ लुप्त। द्वितीयक (अर्जित) न्यूनताएँ कहीं अधिक सामान्य हैं और HIV/AIDS (CD4⁺ T कोशिकाओं की उत्तरोत्तर हानि, जो दोनों भुजाओं को निष्क्रिय कर अवसरवादी संक्रमणों का द्वार खोलती है), कुपोषण, कैंसर, व प्रतिरक्षादमनकारी या कोशिकाविषी औषधियों से उठती हैं। संक्रमणों का प्रतिरूप बताता है कौन-सी भुजा विफल हुई: बार-बार पूयजनक जीवाणु संक्रमण प्रतिरक्षी-दोष सुझाते हैं, जबकि गंभीर विषाणु, कवक व अंतःकोशिकीय संक्रमण T-कोशिका दोष।

7. विषाणु, जीवाणु व रोगजनक कवकों से होने वाले मानव रोग

GATE प्रत्येक रोग का मानक कारक जीव अपेक्षित करता है। उन्हें कारक के अनुसार समूहित करें व प्रत्येक रोग को जिस एक जीव से जोड़ा जाता है वह सीखें; जाल जीवाणु को विषाणु-कारण से बदल देना, या गलत वंश बताना है।

रोग व उनके मानक कारक जीव
कारक प्रकाररोगकारक जीव
विषाणुAIDS; रेबीज़; डेंगूHIV; रेबीज़ विषाणु; डेंगू विषाणु
विषाणुखसरा; पोलियोमाइलाइटिस; हेपेटाइटिस Bखसरा विषाणु; पोलियो विषाणु; हेपेटाइटिस B विषाणु
जीवाणुक्षय रोग; हैज़ा; टाइफ़ाइडक्रमशः Mycobacterium tuberculosis, Vibrio cholerae व Salmonella Typhi
जीवाणुडिफ़्थीरिया; टिटनेस; प्लेगक्रमशः Corynebacterium diphtheriae, Clostridium tetani व Yersinia pestis
जीवाणुआमाशय व्रण; कुष्ठक्रमशः Helicobacter pylori व Mycobacterium leprae
कवककैंडिडिएसिस; क्रिप्टोकॉकल मस्तिष्कावरण-शोथक्रमशः Candida albicans व Cryptococcus neoformans
कवकऐस्परजिलोसिस; दाद (dermatophytosis)क्रमशः Aspergillus fumigatus तथा Trichophyton / Microsporum / Epidermophyton
📖 Koch के अभिधारणाएँ, एक पंक्ति में
किसी रोगाणु को रोग का कारण सिद्ध करने का classical परीक्षण Koch के अभिधारणाएँ हैं: जीव हर रोगी में मिले, शुद्ध संवर्ध में पृथक हो, स्वस्थ परपोषी में प्रवेश कराने पर रोग पुनः उत्पन्न करे, और उस परपोषी से पुनः पृथक हो। ये विशिष्ट कारक-जीव की पूरी अवधारणा को आधार देते हैं — और इनकी सीमाएँ (असंवर्धनीय रोगाणु, अलक्षणी वाहक, HIV जैसे कारक जिन्हें मनुष्यों में नैतिक रूप से परखा नहीं जा सकता) ठीक इसीलिए अब आणविक मानदंड इनके पूरक हैं।

मुख्य बिंदु

  • सामान्य microbiota प्रतिस्पर्धी अपवर्जन व पोषण से रक्षा करता है; रोग के लिए रोगाणु, संवेदनशील परपोषी व मार्ग चाहिए, और संक्रमण को घटना (sporadic/endemic/epidemic/pandemic), अवधि, विस्तार व संचरणीयता से वर्गीकृत किया जाता है।
  • Nosocomial, अवसरवादी व उभरते संक्रमणों का एक सूत्र है: निम्न-उग्रता जीव दुर्बलीकृत परपोषियों, भंग बाधाओं, औषधि-प्रतिरोध या नए पारिस्थितिक अवसर का लाभ उठाते हैं।
  • रोगजनकता आसंजन, आक्रमण, अपवंचन व क्षति है; exotoxin सामर्थ्यशील विशिष्ट प्रोटीन हैं (toxoid बनने योग्य) जबकि endotoxin ग्राम-ऋणात्मक LPS का ऊष्मा-स्थिर lipid A है जो ज्वर व shock करता है। कम ID₅₀/LD₅₀ का अर्थ अधिक उग्रता।
  • जन्मजात रक्षा (बाधाएँ, प्रतिभक्षी, NK कोशिकाएँ, प्रदाह, ज्वर, interferon, complement) तीव्र व निश्चित है; complement opsonisation (C3b), प्रदाह (C3a/C5a) व MAC (C5b–C9) से क्रिया करता है।
  • हास्य प्रतिरक्षा (B कोशिका, प्रतिरक्षी) बाह्यकोशिकीय रोगाणु साफ़ करती है; कोशिका-माध्यित प्रतिरक्षा (MHC II पर CD4⁺ सहायक, MHC I पर CD8⁺ कोशिकाविषी) अंतःकोशिकीय। IgM प्राथमिक प्रतिक्रिया का नेतृत्व करता है; स्मृति कोशिकाओं से IgG तेज़ द्वितीयक प्रतिक्रिया का।
  • सक्रिय प्रतिरक्षण (टीके) टिकाऊ स्मृति बनाता है; निष्क्रिय प्रतिरक्षण (बने-बनाए प्रतिरक्षी) तुरंत पर अल्प-काल रक्षा देता है। विषाणु, जीवाणु व रोगजनक कवकों में प्रत्येक रोग का एक मानक कारक जीव सीखें।

अभ्यास प्रश्न (18)

उत्तर खोलने से पहले प्रत्येक प्रश्न हल करें। हर व्याख्या सही विकल्प के साथ लुभावना गलत विकल्प भी बताती है, क्योंकि अंक वहीं जाते हैं।

  1. हैज़ा का मानक कारक जीव कौन है?

    1. Salmonella Typhi, एक ग्राम-ऋणात्मक जीवाणु जो रक्ताणुता सहित आंत्र-ज्वर करता है
    2. Shigella dysenteriae, एक ग्राम-ऋणात्मक जीवाणु जो रक्तयुक्त पेचिश करता है
    3. Rotavirus, एक RNA विषाणु जो शिशु अतिसार का प्रमुख कारण है
    4. Vibrio cholerae, एक वक्र ग्राम-ऋणात्मक जीवाणु जो दूषित जल से फैलता है
    उत्तर देखें

    उत्तर: D — *Vibrio cholerae*, एक वक्र ग्राम-ऋणात्मक जीवाणु जो दूषित जल से फैलता है

    हैज़ा Vibrio cholerae से होता है, जिसका enterotoxin जलीय अतिसार चलाता है। Salmonella Typhi टाइफ़ाइड करता है, एक भिन्न आंत्र-ज्वर, और यही भ्रामक विकल्प है क्योंकि दोनों जलजनित ग्राम-ऋणात्मक आँत-रोगाणु हैं; पर टाइफ़ाइड ज्वर सहित दैहिक है, हैज़े का प्रचुर चावल-धोवन मल नहीं।

  2. एक ग्राम-ऋणात्मक septic रोगी में ज्वर व shock तभी उठता है जब antibiotics बड़ी संख्या में जीवाणुओं को विघटित कर दें। कौन-सा जीवाणु घटक इसे सर्वोत्तम समझाता है?

    1. एक स्रावित A-B exotoxin जो कोशिका के भीतर किसी एक विशिष्ट परपोषी-लक्ष्य पर एंज़ाइमी रूप से क्रिया करता है
    2. Endotoxin (LPS का lipid A), कोशिका-विघटन पर मुक्त, जो ज्वर व सेप्टिक शॉक करता है
    3. एक polysaccharide capsule जो अक्षत, जीवित जीवाणु कोशिका का प्रतिभक्षण रोकता है
    4. Hyaluronidase जो जीव को संयोजी ऊतक में फैलाता है
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — Endotoxin (LPS का lipid A), कोशिका-विघटन पर मुक्त, जो ज्वर व सेप्टिक शॉक करता है

    Lipopolysaccharide का lipid A endotoxin है; यह ग्राम-ऋणात्मक बाह्य झिल्ली में रहता है और कोशिका-विघटन पर मुक्त होकर ज्वर, प्रदाह व सेप्टिक शॉक उकसाता है। Exotoxin भ्रामक विकल्प है, पर exotoxin जीवित कोशिकाओं द्वारा स्रावित व विशिष्ट होते हैं, जबकि यहाँ मुक्ति विघटन से जुड़ी है व प्रभाव endotoxin के सामान्य प्रभाव हैं।

  3. Complement घटक C3 की न्यूनता किन तीन कार्यों को सर्वाधिक प्रत्यक्ष रूप से क्षीण करेगी?

    1. प्रतिरक्षी वर्ग-परिवर्तन, B कोशिकाओं का आसक्ति-परिपक्वन व दीर्घकालिक plasma-कोशिका उत्तरजीविता
    2. Interferon संकेतन, संक्रमित कोशिकाओं का NK-कोशिका द्वारा हनन व ज्वर का प्रेरण
    3. Opsonisation, प्रदाही कोशिका-भर्ती व membrane attack complex का निर्माण
    4. श्लेष्म-पक्ष्माभ निष्कासन, अश्रु में lysozyme क्रिया व आमाशय रस की अम्लता
    उत्तर देखें

    उत्तर: C — Opsonisation, प्रदाही कोशिका-भर्ती व membrane attack complex का निर्माण

    तीनों complement मार्ग C3 पर मिलते हैं, अतः C3 खोने से opsonisation (C3b), प्रदाही anaphylatoxin (C3a/C5a) व अनुवर्ती MAC (C5b–C9) अपंग हो जाते हैं। प्रतिरक्षी-परिपक्वन कार्य B कोशिकाओं के हैं व complement प्रभाव नहीं, यही भ्रामक विकल्प है यदि दोनों तंत्र मिला दिए जाएँ।

  4. किसी नए प्रतिजन के प्रति प्राथमिक प्रतिक्रिया में सबसे पहले व सर्वाधिक मात्रा में कौन-सा प्रतिरक्षी वर्ग बनता है?

    1. IgM, एक पंचलक व classical complement मार्ग का सबसे प्रबल सक्रियक
    2. IgG, वह एकलक जो द्वितीयक प्रतिक्रिया में प्रबल है व अपरा पार करता है
    3. IgA, वह स्रावी द्विलक जो श्लेष्मीय सतहों की रक्षा करता है
    4. IgE, एलर्जी व परजीवी-रोधी प्रतिक्रिया में mast कोशिकाओं से बँधा एकलक
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — IgM, एक पंचलक व classical complement मार्ग का सबसे प्रबल सक्रियक

    IgM प्राथमिक प्रतिक्रिया में पहले प्रकट होता है और दस बंधन-स्थलों वाले पंचलक के रूप में सर्वोत्तम complement सक्रियक है। IgG भ्रामक उत्तर है क्योंकि वह कुल मिलाकर सर्वाधिक सीरम प्रतिरक्षी है, पर वह प्रधानता द्वितीयक प्रतिक्रिया में है; पहले संपर्क के आरंभ में IgM अग्रणी रहता है।

  5. एक विषाणु ऐसे उत्परिवर्तित होता है कि संक्रमित कोशिकाएँ अब MHC class I पर विषाणुई पेप्टाइड प्रदर्शित नहीं करतीं। कौन-सा प्रतिरक्षा कार्य सर्वाधिक प्रत्यक्ष रूप से टाला जाता है?

    1. स्रावित IgG द्वारा मुक्त विषाणु कणों का उदासीनीकरण
    2. Complement C3b द्वारा विषाणु का opsonisation
    3. प्रतिजन-प्रस्तोता कोशिकाओं द्वारा CD4⁺ सहायक T कोशिकाओं का सक्रियण
    4. CD8⁺ कोशिकाविषी T लसीकाणुओं द्वारा संक्रमित कोशिकाओं का हनन
    उत्तर देखें

    उत्तर: D — CD8⁺ कोशिकाविषी T लसीकाणुओं द्वारा संक्रमित कोशिकाओं का हनन

    CD8⁺ कोशिकाविषी T कोशिकाएँ MHC class I पर पेप्टाइड पहचानती हैं, अतः MHC I पर प्रस्तुति रोकने वाली कोशिका उनके हनन से बच जाती है — यद्यपि वह तब NK कोशिकाओं का लक्ष्य बन सकती है, जो 'लुप्त स्व' भाँपती हैं। प्रतिरक्षी-उदासीनीकरण व complement कोशिकाओं के बाहर मुक्त विषाणु पर क्रिया करते हैं व अंतःकोशिकीय MHC I हानि से अप्रभावित हैं; CD4⁺ सक्रियण प्रतिजन-प्रस्तोता कोशिकाओं के MHC class II का उपयोग करता है, MHC I का नहीं।

  6. एक रोगी को रेबीज़ संदिग्ध कुत्ते ने काटा है। टीके के साथ रेबीज़ immunoglobulin दी जाती है। immunoglobulin क्यों?

    1. यह रेबीज़ विषाणु का जीवित, दुर्बलीकृत रूप है जो धीरे-धीरे गुणन कर टिकाऊ प्रतिरक्षात्मक स्मृति स्थापित करता है
    2. यह रेबीज़ exotoxin से बना toxoid है जो रक्तधारा में विष को उदासीन करता है
    3. यह तुरंत बनी-बनाई प्रतिरक्षी (निष्क्रिय प्रतिरक्षा) देती है, जब तक टीका सक्रिय प्रतिक्रिया न उठा ले
    4. यह प्रतिरक्षा तंत्र को दबाती है ताकि टीका बिना एलर्जी प्रतिक्रियाओं के सहन हो
    उत्तर देखें

    उत्तर: C — यह तुरंत बनी-बनाई प्रतिरक्षी (निष्क्रिय प्रतिरक्षा) देती है, जब तक टीका सक्रिय प्रतिक्रिया न उठा ले

    रेबीज़ immunoglobulin निष्क्रिय प्रतिरक्षण है: बनी-बनाई प्रतिरक्षी जो तत्काल पर अल्पकालिक रक्षा देती है जबकि टीका धीरे-धीरे सक्रिय प्रतिरक्षा व स्मृति बनाता है। इसे दुर्बलीकृत विषाणु कहना निष्क्रिय सीरम को सक्रिय टीके से भ्रमित करता है; रेबीज़ में कोई exotoxin नहीं, अतः toxoid वाली बात गलत है।

  7. एक रोग किसी क्षेत्र में बिना बड़े उतार-चढ़ाव के निम्न, स्थिर स्तर पर निरंतर उपस्थित रहता है। यह प्रतिरूप कहलाता है:

    1. विश्वमारी (pandemic)
    2. स्थानिक (endemic)
    3. छिटपुट (sporadic)
    4. महामारी (epidemic)
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — स्थानिक (endemic)

    किसी आबादी में स्थिर, अनुमेय पृष्ठभूमि-स्तर endemic है। Epidemic उस अपेक्षित स्तर से अचानक वृद्धि है, pandemic कई देशों/महाद्वीपों में फैली epidemic है, और sporadic का अर्थ बिना स्थिर उपस्थिति के इक्का-दुक्का, बिखरे रोगी।

  8. त्वचा का दाद (dermatophytosis) किस समूह के जीवों से होता है?

    1. एक वलयाकार परजीवी कृमि जिसके लार्वा त्वचा में बिल बनाते हैं
    2. त्वचा के रोमकूपों को बसाने व सूजाने वाला Staphylococcus aureus
    3. Mycobacterium leprae का त्वचीय प्रभेद जो परिधीय त्वचा-तंत्रिकाओं को संक्रमित करता है
    4. Trichophyton, Microsporum व Epidermophyton जैसे dermatophytic कवक
    उत्तर देखें

    उत्तर: D — *Trichophyton*, *Microsporum* व *Epidermophyton* जैसे dermatophytic कवक

    नाम के बावजूद दाद dermatophyte (Trichophyton, Microsporum, Epidermophyton) का कवकीय संक्रमण है जो keratin पचाते हैं। नाम ही जाल है: कोई कृमि शामिल नहीं, अतः कृमि-विकल्प गलत है, और जीवाणु-विकल्प वह classic शल्की वलयाकार घाव नहीं करते।

  9. एक बालक को लगभग छह माह की आयु से capsule-युक्त जीवाणुओं से बार-बार निमोनिया व कान के संक्रमण हुए हैं। वह सामान्य विषाणु संक्रमणों को सामान्य रूप से साफ़ कर लेता है, उसकी T-कोशिका संख्या व कार्य सामान्य हैं, प्रत्येक वर्ग का सीरम immunoglobulin बहुत कम है, और कोई परिसंचारी B कोशिका नहीं मिलती। कौन-सा निदान सर्वाधिक उपयुक्त है?

    1. DiGeorge syndrome, जिसमें thymus व परिपक्व T कोशिकाएँ अनुपस्थित
    2. Severe combined immunodeficiency, जिसमें T व B दोनों कार्य लुप्त
    3. X-सहलग्न (Bruton) agammaglobulinaemia, B-कोशिका विकास में अवरोध
    4. HIV संक्रमण, जिसमें CD4⁺ सहायक T कोशिकाओं की उत्तरोत्तर हानि
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    उत्तर: C — X-सहलग्न (Bruton) agammaglobulinaemia, B-कोशिका विकास में अवरोध

    T कोशिकाएँ अक्षत रहते B कोशिकाओं व प्रतिरक्षी का अभाव X-सहलग्न agammaglobulinaemia है, जो दोषपूर्ण Bruton's tyrosine kinase से होता है; संक्रमण लगभग छह माह पर आरंभ होते हैं क्योंकि मातृ IgG घट चुकी होती है, और वे पूयजनक जीवाणु संक्रमण हैं, जो प्रतिरक्षी-दोष की पहचान है। SCID भ्रामक विकल्प है क्योंकि उसमें भी प्रतिरक्षी कम होती है, पर SCID T-कोशिका कार्य भी हटा देता है और गंभीर विषाणु व कवक संक्रमण लाता है, जो इस बालक में नहीं हैं; DiGeorge syndrome व HIV मुख्यतः T-कोशिका दोष हैं।

  10. Haemophilus influenzae type b के शुद्ध संपुटी polysaccharide का टीका वयस्कों की रक्षा करता है पर दो वर्ष से छोटे शिशुओं की दुर्बल रक्षा करता है। Polysaccharide को वाहक-प्रोटीन से जोड़ने पर यह शिशुओं में प्रभावी हो जाता है, मुख्यतः इसलिए कि संयुग्मी:

    1. एक जीवित, गुणन करने वाला जीव है जो कई सप्ताह तक अधिक प्रतिजन-मात्रा देता रहता है
    2. MHC II पर वाहक-पेप्टाइडों से सहायक T कोशिकाएँ जुटाता है, जिससे वर्ग-परिवर्तन व स्मृति संभव होते हैं
    3. सभी केंद्रकयुक्त कोशिकाओं के MHC class I से बँधकर capsule के विरुद्ध CD8⁺ कोशिकाविषी T कोशिकाएँ सक्रिय करता है
    4. केवल adjuvant की तरह कार्य करता है जो बिना किसी B-कोशिका प्रतिक्रिया के जन्मजात कोशिकाओं को उद्दीप्त करता है
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    उत्तर: B — MHC II पर वाहक-पेप्टाइडों से सहायक T कोशिकाएँ जुटाता है, जिससे वर्ग-परिवर्तन व स्मृति संभव होते हैं

    Polysaccharide T-स्वतंत्र प्रतिजन है: शिशु दुर्बल प्रतिक्रिया देते हैं, अधिकतर IgM व अल्प स्मृति के साथ। जिस B कोशिका का ग्राही polysaccharide से बँधता है वह पूरे संयुग्मी को अंदर लेकर वाहक-पेप्टाइड MHC class II पर सहायक T कोशिकाओं को प्रस्तुत करती है, जिससे प्रतिक्रिया T-आश्रित हो जाती है, IgG में वर्ग-परिवर्तन, आसक्ति-परिपक्वन व स्मृति सहित। टीका जीवित नहीं है, MHC class I अंतर्जात पेप्टाइड प्रस्तुत करता है न कि टीके का capsule, और यहाँ रक्षा प्रतिरक्षी से है, अतः B कोशिकाएँ अनिवार्य हैं।

  11. रोग व उसके मानक कारक जीव की निम्न में से कौन-सी जोड़ियाँ सही हैं?

    1. क्षय रोग — Mycobacterium tuberculosis
    2. प्लेग — Yersinia pestis
    3. टाइफ़ाइड — Shigella dysenteriae
    4. कैंडिडिएसिस — Cryptococcus neoformans
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    उत्तर: A — क्षय रोग — *Mycobacterium tuberculosis*; B — प्लेग — *Yersinia pestis*

    क्षय रोग Mycobacterium tuberculosis से व प्लेग Yersinia pestis से होता है। टाइफ़ाइड Salmonella Typhi से होता है, Shigella से नहीं, जो दंडाणु-पेचिश करता है; कैंडिडिएसिस Candida albicans से होता है, जबकि Cryptococcus neoformans क्रिप्टोकॉकल मस्तिष्कावरण-शोथ करता है।

  12. निम्न में से कौन-से अनुकूली नहीं बल्कि जन्मजात (अविशिष्ट) रक्षा के लक्षण हैं?

    1. यह जन्म से उपस्थित है और मिनटों से घंटों में प्रतिक्रिया करती है
    2. Lysozyme, प्रतिभक्षी, ज्वर व interferon इसके घटकों में हैं
    3. यह स्मृति कोशिकाओं द्वारा प्रत्येक पुनः-संपर्क पर गति व परिमाण में सुधरती है
    4. इसकी विशिष्टता ग्राही जीनों के कायिक पुनर्योजन से उत्पन्न होती है
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — यह जन्म से उपस्थित है और मिनटों से घंटों में प्रतिक्रिया करती है; B — Lysozyme, प्रतिभक्षी, ज्वर व interferon इसके घटकों में हैं

    जन्मजात रक्षा संरचनात्मक, तीव्र व lysozyme, प्रतिभक्षी, ज्वर व interferon जैसे निश्चित-विशिष्टता घटकों से बनी है। पुनः-संपर्क पर सुधार (स्मृति) व ग्राही-जीन पुनर्योजन अनुकूली प्रतिरक्षा की पहचान हैं, अतः वे दो कथन गलत तंत्र का वर्णन करते हैं।

  13. निम्न में से कौन-सी क्रियाविधियाँ रोगाणु को परपोषी-रक्षा से बचने में सहायता करती हैं?

    1. एक प्रतिभक्षण-रोधी capsule, जैसा Streptococcus pneumoniae में
    2. श्लेष्मीय प्रतिरक्षी को काटने वाली IgA protease का स्राव
    3. पीढ़ियों के बीच सतह-प्रोटीनों का प्रतिजनी विचरण
    4. कोशिकाविषी T कोशिकाओं को सचेत करने हेतु परपोषी MHC class I पर अपने पेप्टाइड का प्रदर्शन
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — एक प्रतिभक्षण-रोधी capsule, जैसा *Streptococcus pneumoniae* में; B — श्लेष्मीय प्रतिरक्षी को काटने वाली IgA protease का स्राव; C — पीढ़ियों के बीच सतह-प्रोटीनों का प्रतिजनी विचरण

    Capsule प्रतिभक्षण रोकते हैं, IgA protease स्रावी प्रतिरक्षी नष्ट करती है, और प्रतिजनी विचरण रोगाणु को प्रतिरक्षी-प्रतिक्रिया से आगे रखता है — सभी वास्तविक अपवंचन-रणनीतियाँ। MHC class I पर पेप्टाइड प्रस्तुत करना कोशिकाविषी T-हनन को आमंत्रित करता है, जो परपोषी का अस्त्र है, अपवंचन नहीं, अतः रोगाणु इसे बढ़ाते नहीं बल्कि दबाते हैं।

  14. निष्क्रिय प्रतिरक्षण के बारे में कौन-से कथन सही हैं?

    1. रक्षा तत्काल है क्योंकि प्रतिरक्षी बनी-बनाई दी जाती है
    2. यह कोई टिकाऊ प्रतिरक्षात्मक स्मृति नहीं छोड़ती
    3. अपरा पार करने वाली मातृ IgG इसका प्राकृतिक उदाहरण है
    4. यह ग्राही की अपनी B कोशिकाओं को प्रसार व वर्ग-परिवर्तन हेतु उद्दीप्त करती है
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — रक्षा तत्काल है क्योंकि प्रतिरक्षी बनी-बनाई दी जाती है; B — यह कोई टिकाऊ प्रतिरक्षात्मक स्मृति नहीं छोड़ती; C — अपरा पार करने वाली मातृ IgG इसका प्राकृतिक उदाहरण है

    निष्क्रिय प्रतिरक्षण बनी-बनाई प्रतिरक्षी स्थानांतरित करता है, अतः तुरंत रक्षा करता है, प्रतिरक्षी के अपचय के साथ घटता है, व कोई स्मृति नहीं बनाता; अपरा से मातृ IgG classic प्राकृतिक उदाहरण है। यह ग्राही की अपनी B कोशिकाओं को नहीं चलाता, क्योंकि कोई प्रतिजन नहीं दिया जाता — वह सक्रिय प्रतिरक्षण है।

  15. एक विवाह में 240 अतिथियों ने एक buffet व्यंजन खाया और उनमें से 36 को बाद में खाद्य-विषाक्तता हुई। 240 को जोखिमग्रस्त जनसंख्या मानते हुए, attack rate ____ % है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 15

    Attack rate = (रोगी / जोखिमग्रस्त जनसंख्या) × 100 = (36 / 240) × 100 = 15%। यह प्रकोप-अवधि में संचयी घटना है, अतः कोई समय-इकाई नहीं आती।

  16. जिस रोग की मूल जनन संख्या R₀ = 16 हो, उसके लिए 1 − 1/R₀ से दिया गया herd-immunity threshold ____ % है (दो दशमलव तक)।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 93.75

    Herd-immunity threshold = 1 − 1/R₀ = 1 − 1/16 = 1 − 0.0625 = 0.9375 = 93.75%। जब इतना अंश प्रतिरक्षित हो जाए, प्रत्येक रोगी औसतन एक से कम संवेदनशील को संक्रमित करता है, अतः शृंखला समाप्त हो जाती है।

  17. एक टीका केवल 90% प्रभावी है (प्रभाविता E = 0.90)। R₀ = 5 वाले रोग के लिए herd immunity तक पहुँचने हेतु टीकाकृत किया जाने वाला अंश Vc = (1 − 1/R₀)/E है। Vc को प्रतिशत में दो दशमलव तक दें। Vc = ____ %।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 88.89

    Herd-immunity threshold 1 − 1/5 = 0.80 है। चूँकि टीका केवल 90% ग्राहियों की रक्षा करता है, आवरण बढ़ाना पड़ता है: Vc = 0.80 / 0.90 = 0.8889 = 88.89%। अपूर्ण टीके को सदा शुद्ध threshold से अधिक आवरण चाहिए।

  18. किसी रोगाणु के लिए R₀ = 5 वाली जनसंख्या में अंश p = 0.6 पहले से प्रतिरक्षित है। प्रभावी जनन संख्या Re = R₀(1 − p) का मान ____ है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 2

    Re = R₀(1 − p) = 5 × (1 − 0.6) = 5 × 0.4 = 2। चूँकि Re > 1, संक्रमण अब भी फैल सकता है; Re के 1 से नीचे गिरने तक और अधिक जनसंख्या को प्रतिरक्षित करने पर प्रकोप रुकता है।