Multiplizität der Infektion

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Die tatsächliche Anzahl von Viren oder Bakterien, die in eine bestimmte Zelle gelangen, ist ein statistischer Prozess: Einige Zellen können mehr als ein infektiöses Agens absorbieren, während andere möglicherweise keines absorbieren. Die Wahrscheinlichkeit, dass eine Zelle n {\displaystyle n} absorbiert}

n

Viruspartikel oder Bakterien, wenn sie mit einem MOI von m {\displaystyle m} inokuliert werden}

m

kann für eine gegebene Population unter Verwendung einer Poisson-Verteilung berechnet werden. Diese Anwendung der Poisson-Verteilung wurde von Ellis und Delbrück angewendet und beschrieben. P ( n ) = Epmathmarkerep ⋅ e − epmathmarkerep ! {\displaystyle P(n)={\frac {m^{n}\cdot e^{-m}}{n!}}}

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

wobei m {\displaystyle m}}

m

ist die Multiplizität von MO oder MOI, n {\displaystyle n}}

n

ist die Anzahl der Infektionserreger, die in das Infektionsziel gelangen, und P (n ) {\displaystyle P(n)}

P(n)

ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Infektionsziel (eine Zelle) durch n {\displaystyle n} infiziert wird}

n

Infektionserreger.

Tatsächlich wird die Infektiosität des betreffenden Virus oder der betreffenden Bakterien diese Beziehung verändern. Eine Möglichkeit, dies zu umgehen, besteht darin, eine funktionale Definition infektiöser Partikel anstelle einer strengen Zählung zu verwenden, z. B. eine plaquebildende Einheit für Viren.

Wenn zum Beispiel ein MOI von 1 (1 infektiöses Viruspartikel pro Zelle) verwendet wird, um eine Population von Zellen zu infizieren, ist die Wahrscheinlichkeit, dass eine Zelle nicht infiziert wird, P (0 ) = 36,79 % {\displaystyle P(0)=36.79\%}

P(0) = 36.79\%

, und die Wahrscheinlichkeit, dass es von einem einzelnen Partikel infiziert wird, ist P ( 1 ) = 36.79 % {\displaystyle P}(1)=36.79\%}

P(1) = 36.79\%

, durch zwei Teilchen ist P (2 ) = 18,39 % {\displaystyle P(2)=18.39\%}

P(2)=18.39\%

, durch drei Teilchen ist P (3) = 6,13 % {\displaystyle P(3)=6.13\%}

P(3) = 6.13\%

, und so weiter.

Der durchschnittliche Prozentsatz der Zellen, die durch Inokulation mit einem gegebenen MOI infiziert werden, kann erhalten werden, indem man erkennt, dass es einfach ist P ( n > 0 ) = 1 − P ( 0 ) {\displaystyle P(n>0)=1-P(0)}

P (n0) = 1 - P(0)

. Daher ist der durchschnittliche Anteil der Zellen, die nach einer Inokulation mit einem MOI von m {\displaystyle m} infiziert werden}

m

ist gegeben durch: P ( n > 0 ) = 1 − P ( n = 0 ) = 1 − m 0 ⋅ e − m 0 ! = 1 – e – m {\displaystyle P(n>0)=1-P(n=0)=1-{\frac {m^{0}\cdot e^{-m}}{0!}}=1-e^{-m}}

P(n0) = 1 - P(n=0) = 1 - \frac{m^0 \cdot e^{-m}}{0!} = 1 - e^{-m}

was ungefähr gleich m {\displaystyle m} ist}

m

für kleine Werte von m ≪ 1 {\displaystyle m\ll 1}

m \ll 1

.

Beispielebearbeiten

Prozentsatz der infizierten Zellen basierend auf MOI.

Mit zunehmendem MOI steigt auch der Prozentsatz der Zellen, die mit mindestens einem Viruspartikel infiziert sind.