Infección

Una infección es la invasión de los tejidos por patógenos , su multiplicación y la reacción de los tejidos del huésped al agente infeccioso y las toxinas que produce. ^{[ 1 ]} Una enfermedad infecciosa es una enfermedad resultante de una infección, y algunas enfermedades infecciosas también son contagiosas (transmisibles).

Las infecciones pueden ser causadas por una amplia gama de patógenos , principalmente bacterias y virus . ^{[ 2 ]} Los huéspedes pueden combatir las infecciones utilizando sus sistemas inmunitarios . Los huéspedes mamíferos reaccionan a las infecciones con una respuesta innata , que a menudo implica inflamación , seguida de una respuesta adaptativa .

El tratamiento de las infecciones depende del tipo de patógeno involucrado. Los medicamentos comunes incluyen:

• Antibióticos para infecciones bacterianas.
• Antivirales para infecciones virales.
• Antifúngicos para infecciones por hongos.
• Antiprotozoarios para infecciones por protozoos.
• Antihelmínticos para infecciones causadas por gusanos parásitos.

Las enfermedades infecciosas siguen siendo un problema de salud mundial importante, causando aproximadamente 9,2 millones de muertes en 2013 (17 % del total de muertes). ^{[ 3 ]} La rama de la medicina que se centra en las infecciones se denomina enfermedades infecciosas . ^{[ 4 ]}

Las infecciones son causadas por agentes infecciosos ( patógenos ), entre los que se incluyen:

• Bacterias (por ejemplo, Mycobacterium tuberculosis , Staphylococcus aureus , Escherichia coli , Clostridium botulinum y Salmonella spp.)
• Virus y agentes subvirales como viroides y priones . (Por ejemplo, VIH , rinovirus , lisavirus como el virus de la rabia , el virus del Ébola y el coronavirus del síndrome respiratorio agudo grave 2 ).
• Hongos , subclasificados además en:
  • Ascomycota, including yeasts such as Candida (the most common fungal infection); filamentous fungi such as Aspergillus;Pneumocystis species; and dermatophytes, a group of organisms causing infection of skin and other superficial structures in humans.^[5]
  • Basidiomycota, including the human-pathogenic genus Cryptococcus.^[6]
• Parasites, which are usually divided into:^[7]
  • Unicellular organisms (e.g. malaria, Toxoplasma, Babesia)
  • Macroparasites^[8] (worms or helminths) including nematodes such as parasiticroundworms and pinworms, tapeworms (cestodes), and flukes (trematodes, such as schistosomes). Diseases caused by helminths are sometimes termed infestations, but are sometimes called infections.
  • Arthropods such as ticks, mites, fleas, and lice, can also cause human disease, which conceptually are similar to infections, but invasion of a human or animal body by these macroparasites is usually termed infestation.

The signs and symptoms of an infection depend on the type of disease. Some signs of infection affect the whole body generally, such as fatigue, loss of appetite, weight loss, fevers, night sweats, chills, aches and pains. Others are specific to individual body parts, such as skin rashes, coughing, or a runny nose.^[9]

In certain cases, infectious diseases may be asymptomatic for much or even all of their course in a given host. In the latter case, the disease may only be defined as a "disease" (which by definition means an illness) in hosts who secondarily become ill after contact with an asymptomatic carrier. An infection is not synonymous with an infectious disease, as some infections do not cause illness in a host.^[10]

Dado que las infecciones bacterianas y virales pueden causar los mismos tipos de síntomas, puede ser difícil distinguir cuál es la causa de una infección específica. ^{[ 11 ]} Es importante distinguir entre ambas, ya que las infecciones virales no se curan con antibióticos, mientras que las bacterianas sí. ^{[ 12 ]}

Existe una cadena general de eventos que se aplica a las infecciones, a veces denominada cadena de infección ^{[ 14 ]} o cadena de transmisión . Esta cadena de eventos comprende varios pasos, que incluyen el agente infeccioso, el reservorio, la entrada en un huésped susceptible, la salida y la transmisión a nuevos huéspedes. Cada uno de los eslabones debe estar presente en orden cronológico para que se desarrolle una infección. Comprender estos pasos ayuda a los profesionales de la salud a atacar la infección y prevenirla desde el principio. ^{[ 15 ]}

La infección comienza cuando un organismo logra ingresar al cuerpo, crecer y multiplicarse. Esto se conoce como colonización. La mayoría de los humanos no se infectan fácilmente. Aquellos con sistemas inmunitarios comprometidos o debilitados tienen una mayor susceptibilidad a infecciones crónicas o persistentes. Las personas con un sistema inmunitario suprimido son particularmente susceptibles a infecciones oportunistas . La entrada al huésped en la interfaz huésped-patógeno generalmente ocurre a través de la mucosa en orificios como la cavidad oral , la nariz, los ojos, los genitales, el ano, o el microbio puede ingresar a través de heridas abiertas. Si bien algunos organismos pueden crecer en el sitio inicial de entrada, muchos migran y causan infección sistémica en diferentes órganos. Algunos patógenos crecen dentro de las células del huésped (intracelulares), mientras que otros crecen libremente en los fluidos corporales. ^{[ 16 ]}

La colonización de heridas se refiere a microorganismos no replicantes dentro de la herida, mientras que en heridas infectadas, existen organismos replicantes y el tejido está dañado. ^{[ 17 ]} Todos los organismos multicelulares son colonizados en cierta medida por organismos extrínsecos, y la gran mayoría de estos existen en una relación mutualista o comensal con el huésped. Un ejemplo del primero son las especies de bacterias anaerobias , que colonizan el colon de los mamíferos , y un ejemplo del segundo son las diversas especies de estafilococos que existen en la piel humana . Ninguna de estas colonizaciones se considera infección. La diferencia entre una infección y una colonización a menudo es solo una cuestión de circunstancias. Los organismos no patógenos pueden volverse patógenos dadas condiciones específicas, e incluso el organismo más virulento requiere ciertas circunstancias para causar una infección que comprometa el sistema inmunitario. Algunas bacterias colonizadoras, como Corynebacterium sp. y estreptococos viridans , previenen la adhesión y colonización de bacterias patógenas y, por lo tanto, tienen una relación simbiótica con el huésped, previniendo la infección y acelerando la cicatrización de la herida .

Las variables que influyen en el resultado de la inoculación de un huésped por un patógeno y en el desenlace final incluyen:

• la vía de entrada del patógeno y el acceso a las regiones del huésped que obtiene
• la virulencia intrínseca del organismo en particular
• la cantidad o carga del inóculo inicial
• el estado inmunológico del huésped que está siendo colonizado

Por ejemplo, varias especies de estafilococos permanecen inofensivas en la piel, pero, cuando están presentes en un espacio normalmente estéril , como en la cápsula de una articulación o el peritoneo , se multiplican sin resistencia y causan daño. ^{[ 21 ]}

Un hecho interesante que la cromatografía de gases-espectrometría de masas , el análisis del ARN ribosomal 16S , las ómicas y otras tecnologías avanzadas han hecho más evidente para los humanos en las últimas décadas es que la colonización microbiana es muy común incluso en entornos que los humanos consideran casi estériles . Debido a que la colonización bacteriana es normal, es difícil saber qué heridas crónicas pueden clasificarse como infectadas y qué riesgo de progresión existe. A pesar de la gran cantidad de heridas que se observan en la práctica clínica, existen datos de calidad limitados para evaluar los síntomas y signos. Una revisión de heridas crónicas en la "Serie de Examen Clínico Racional" del Journal of the American Medical Association cuantificó la importancia del aumento del dolor como indicador de infección. ^{[ 22 ]} La revisión mostró que el hallazgo más útil es un aumento en el nivel de dolor [rango de razón de verosimilitud (LR), 11–20] hace que la infección sea mucho más probable, pero la ausencia de dolor (rango de razón de verosimilitud negativa, 0,64–0,88) no descarta la infección (LR resumido 0,64–0,88).

La enfermedad puede surgir si los mecanismos inmunitarios protectores del huésped se ven comprometidos y el organismo le causa daño. Los microorganismos pueden provocar daño tisular liberando diversas toxinas o enzimas destructivas. Por ejemplo, Clostridium tetani libera una toxina que paraliza los músculos, y el estafilococo libera toxinas que producen shock y sepsis . No todos los agentes infecciosos causan enfermedad en todos los huéspedes. Por ejemplo, menos del 5 % de las personas infectadas con polio desarrollan la enfermedad. ^{[ 23 ]} Por otro lado, algunos agentes infecciosos son altamente virulentos. El prión que causa la enfermedad de las vacas locas y la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob mata invariablemente a todos los animales y personas infectados. ^{[ 24 ]}

Las infecciones persistentes se producen porque el cuerpo es incapaz de eliminar el microorganismo tras la infección inicial. Se caracterizan por la presencia continua del microorganismo infeccioso, a menudo como infección latente con recaídas recurrentes ocasionales de infección activa. Algunos virus pueden mantener una infección persistente al infectar diferentes células del cuerpo. Algunos virus, una vez adquiridos, nunca abandonan el organismo. Un ejemplo típico es el virus del herpes, que tiende a esconderse en los nervios y a reactivarse en determinadas circunstancias. ^{[ 25 ]}

Las infecciones persistentes causan millones de muertes en todo el mundo cada año. ^{[ 26 ]} Las infecciones crónicas por parásitos representan una alta morbilidad y mortalidad en muchos países subdesarrollados. ^{[ 27 ] [ 28 ]}

Para que los organismos infecciosos sobrevivan y repitan el ciclo de infección en otros huéspedes, ellos (o su progenie) deben abandonar un reservorio existente y causar infección en otro lugar. La transmisión de la infección puede tener lugar a través de muchas vías potenciales: ^{[ 29 ]}

• El contacto por gotitas , también conocido como vía respiratoria , y la infección resultante se denominan enfermedades transmitidas por el aire . Si una persona infectada tose o estornuda sobre otra, los microorganismos, suspendidos en gotitas cálidas y húmedas, pueden entrar en el cuerpo a través de la nariz, la boca o los ojos.
• Transmisión fecal-oral , en la que los alimentos o el agua se contaminan (por personas que no se lavan las manos antes de preparar los alimentos, o por aguas residuales sin tratar que se vierten en un suministro de agua potable) y las personas que los comen y beben se infectan. Los patógenos comunes transmitidos por vía fecal-oral incluyen Vibrio cholerae , especies de Giardia , rotavirus , Entamoeba histolytica , Escherichia coli y tenias . ^{[ 30 ]} La mayoría de estos patógenos causan gastroenteritis .
• Transmisión sexual , cuyo resultado se denomina infección de transmisión sexual .
• La transmisión oral , es decir, las enfermedades que se transmiten principalmente por vía oral, puede producirse mediante contacto oral directo, como al besar , o mediante contacto indirecto, como al compartir un vaso o un cigarrillo.
• Transmisión por contacto directo . Algunas enfermedades que se transmiten por contacto directo incluyen el pie de atleta , el impétigo y las verrugas .
• Transmisión vehicular , transmisión por un reservorio inanimado (alimentos, agua, suelo). ^{[ 31 ]}
• Transmisión vertical , directamente de la madre al embrión , feto o bebé durante el embarazo o el parto . Puede ocurrir como resultado de una infección preexistente o adquirida durante el embarazo.
• Transmisión iatrogénica , debida a procedimientos médicos como la inyección o el trasplante de material infectado.
• Transmisión por vectores , transmitida por un vector , que es un organismo que no causa la enfermedad en sí mismo pero que transmite la infección al transportar patógenos de un huésped a otro. ^{[ 32 ]}

La relación entre virulencia y transmisibilidad es compleja; los estudios no muestran relaciones claras entre ambas. ^{[ 33 ] [ 34 ]} Aún existe una pequeña cantidad de evidencia que sugiere parcialmente un vínculo entre virulencia y transmisibilidad. ^{[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]}

El diagnóstico de enfermedades infecciosas a veces implica la identificación de un agente infeccioso, ya sea directa o indirectamente. ^{[ 38 ]} En la práctica, la mayoría de las enfermedades infecciosas menores, como verrugas , abscesos cutáneos , infecciones del sistema respiratorio y enfermedades diarreicas, se diagnostican por su presentación clínica y se tratan sin conocer el agente causal específico. Las conclusiones sobre la causa de la enfermedad se basan en la probabilidad de que un paciente haya estado en contacto con un agente en particular, la presencia de un microbio en una comunidad y otras consideraciones epidemiológicas. Con el esfuerzo suficiente, todos los agentes infecciosos conocidos pueden identificarse específicamente. ^{[ 39 ]}

El diagnóstico de enfermedades infecciosas casi siempre se inicia con la historia clínica y la exploración física. Las técnicas de identificación más detalladas implican el cultivo de agentes infecciosos aislados del paciente. El cultivo permite identificar los microorganismos infecciosos mediante el examen de sus características microscópicas, la detección de sustancias producidas por los patógenos y la identificación directa del microorganismo por su genotipo. ^{[ 39 ]}

Muchos organismos infecciosos se identifican sin cultivo ni microscopía. Esto es especialmente cierto en el caso de los virus, que no pueden crecer en cultivo. Para algunos patógenos sospechosos, los médicos pueden realizar pruebas que analizan la sangre u otros fluidos corporales del paciente en busca de antígenos o anticuerpos que indiquen la presencia de un patógeno específico que el médico sospecha. ^{[ 39 ]}

Se utilizan otras técnicas (como rayos X , tomografía computarizada , tomografía por emisión de positrones o resonancia magnética ) para obtener imágenes de anomalías internas resultantes del crecimiento de un agente infeccioso. Estas imágenes son útiles para detectar, por ejemplo, un absceso óseo o una encefalopatía espongiforme producida por un prión . ^{[ 40 ]}

Sin embargo, los beneficios de la identificación suelen verse ampliamente superados por el costo, ya que a menudo no existe un tratamiento específico, la causa es obvia o es probable que el resultado de una infección sea benigno . ^{[ 41 ]}

El diagnóstico se ve facilitado por los síntomas que presenta cualquier persona con una enfermedad infecciosa; sin embargo, suele requerir técnicas diagnósticas adicionales para confirmar la sospecha. Algunos signos son específicamente característicos e indicativos de una enfermedad y se denominan signos patognomónicos ; pero estos son poco frecuentes. No todas las infecciones son sintomáticas. ^{[ 42 ]}

En los niños, la presencia de cianosis , respiración rápida, perfusión periférica deficiente o erupción petequial aumenta el riesgo de una infección grave en más de 5 veces. ^{[ 43 ]} Otros indicadores importantes incluyen la preocupación de los padres, el instinto clínico y una temperatura superior a 40 °C. ^{[ 43 ]}

Muchos métodos de diagnóstico dependen del cultivo microbiológico para aislar un patógeno de la muestra clínica adecuada. ^{[ 44 ]} En un cultivo microbiano, se proporciona un medio de crecimiento para un agente específico. Una muestra tomada de tejido o fluido potencialmente enfermo se analiza para detectar la presencia de un agente infeccioso capaz de crecer en ese medio. Muchas bacterias patógenas crecen fácilmente en agar nutritivo , un medio sólido que proporciona los carbohidratos y las proteínas necesarios para el crecimiento, junto con abundante agua. Una sola bacteria crecerá formando un montículo visible en la superficie de la placa llamado colonia , que puede estar separada de otras colonias o fusionada formando un "césped". El tamaño, el color, la forma y la estructura de una colonia son característicos de la especie bacteriana, su composición genética específica (su cepa ) y el entorno que favorece su crecimiento. A menudo se añaden otros ingredientes a la placa para facilitar la identificación. Las placas pueden contener sustancias que permiten el crecimiento de algunas bacterias y no de otras, o que cambian de color en respuesta a ciertas bacterias y no a otras. Las placas bacteriológicas como estas se utilizan comúnmente en la identificación clínica de bacterias infecciosas. El cultivo microbiano también puede utilizarse para la identificación de virus : en este caso, el medio consiste en células cultivadas que el virus puede infectar y, posteriormente, alterar o destruir. En el caso de la identificación viral, una región de células muertas, resultado del crecimiento del virus, se denomina "placa". Los parásitos eucariotas también pueden cultivarse como método para identificar un agente específico. ^{[ 45 ]}

En ausencia de técnicas adecuadas de cultivo en placa, algunos microbios requieren cultivo en animales vivos. Bacterias como Mycobacterium leprae y Treponema pallidum pueden cultivarse en animales, aunque las técnicas serológicas y microscópicas hacen innecesario el uso de animales vivos. Los virus también suelen identificarse mediante alternativas al cultivo en animales. Algunos virus pueden cultivarse en huevos embrionados . Otro método de identificación útil es el xenodiagnóstico, o el uso de un vector para favorecer el crecimiento de un agente infeccioso. La enfermedad de Chagas es el ejemplo más significativo, ya que es difícil demostrar directamente la presencia del agente causal, Trypanosoma cruzi, en un paciente, lo que dificulta un diagnóstico definitivo. En este caso, el xenodiagnóstico implica el uso del vector del agente de Chagas, T. cruzi , un insecto triatomino no infectado , que se alimenta de sangre de una persona sospechosa de estar infectada. Posteriormente, se examina el insecto para detectar el crecimiento de T. cruzi en su intestino. ^{[ 46 ]}

Otra herramienta fundamental en el diagnóstico de enfermedades infecciosas es la microscopía . ^{[ 47 ]} Prácticamente todas las técnicas de cultivo mencionadas anteriormente dependen, en algún momento, del examen microscópico para la identificación definitiva del agente infeccioso. La microscopía puede realizarse con instrumentos sencillos, como el microscopio óptico compuesto , o con instrumentos tan complejos como el microscopio electrónico . Las muestras obtenidas de los pacientes pueden observarse directamente bajo el microscopio óptico, lo que a menudo permite una identificación rápida. La microscopía también se utiliza frecuentemente junto con técnicas de tinción bioquímica , y puede lograrse una especificidad excepcional al combinarse con técnicas basadas en anticuerpos . Por ejemplo, el uso de anticuerpos marcados artificialmente (anticuerpos fluorescentes ) puede dirigirse a unirse e identificar antígenos específicos presentes en un patógeno. Posteriormente, se utiliza un microscopio de fluorescencia para detectar los anticuerpos fluorescentes unidos a antígenos internalizados en muestras clínicas o células cultivadas. Esta técnica es especialmente útil en el diagnóstico de enfermedades virales, donde el microscopio óptico es incapaz de identificar un virus directamente. ^{[ 48 ]}

Otros procedimientos microscópicos también pueden ayudar a identificar agentes infecciosos. Casi todas las células se tiñen fácilmente con varios colorantes básicos debido a la atracción electrostática entre las moléculas celulares con carga negativa y la carga positiva del colorante. Una célula es normalmente transparente bajo el microscopio, y el uso de un colorante aumenta el contraste de la célula con su fondo. Teñir una célula con un colorante como la tinción de Giemsa o el cristal violeta permite al microscopista describir su tamaño, forma, componentes internos y externos y sus asociaciones con otras células. La respuesta de las bacterias a diferentes procedimientos de tinción también se utiliza en la clasificación taxonómica de los microbios. Dos métodos, la tinción de Gram y la tinción ácido-resistente , son los enfoques estándar utilizados para clasificar bacterias y para el diagnóstico de enfermedades. La tinción de Gram identifica los grupos bacterianos Bacillota y Actinomycetota , ambos con muchos patógenos humanos importantes. El procedimiento de tinción ácido-resistente identifica los géneros de Actinomycetota Mycobacterium y Nocardia . ^{[ 49 ]}

Las pruebas bioquímicas utilizadas en la identificación de agentes infecciosos incluyen la detección de productos metabólicos o enzimáticos característicos de un agente infeccioso en particular. Dado que las bacterias fermentan los carbohidratos siguiendo patrones característicos de su género y especie , la detección de productos de fermentación se utiliza comúnmente en la identificación bacteriana. Generalmente, en estas pruebas se detectan ácidos , alcoholes y gases cuando las bacterias se cultivan en medios líquidos o sólidos selectivos . ^{[ 50 ]}

El aislamiento de enzimas del tejido infectado también puede servir de base para un diagnóstico bioquímico de una enfermedad infecciosa. Por ejemplo, los humanos no pueden producir ni ARN replicasa ni transcriptasa inversa , y la presencia de estas enzimas es característica de ciertos tipos de infecciones virales. La capacidad de la proteína viral hemaglutinina para agrupar los glóbulos rojos formando una matriz detectable también puede caracterizarse como una prueba bioquímica para la infección viral, aunque, estrictamente hablando, la hemaglutinina no es una enzima y carece de función metabólica. ^{[ 51 ]}

Los métodos serológicos son pruebas altamente sensibles, específicas y, a menudo, extremadamente rápidas que se utilizan para identificar microorganismos. Estas pruebas se basan en la capacidad de un anticuerpo para unirse específicamente a un antígeno. El antígeno, generalmente una proteína o carbohidrato producido por un agente infeccioso, se une al anticuerpo. Esta unión desencadena una serie de eventos que pueden ser visibles de diversas maneras, según la prueba. Por ejemplo, la faringitis estreptocócica se diagnostica a menudo en minutos y se basa en la aparición de antígenos producidos por el agente causal, Streptococcus pyogenes , que se obtiene de la garganta del paciente con un hisopo de algodón. Las pruebas serológicas, cuando están disponibles, suelen ser la vía de identificación preferida; sin embargo, su desarrollo es costoso y los reactivos utilizados a menudo requieren refrigeración . Algunos métodos serológicos son extremadamente costosos, aunque cuando se utilizan comúnmente, como en el caso de la prueba de estreptococos, pueden ser económicos. ^{[ 10 ]}

Se han desarrollado técnicas serológicas complejas que se conocen como inmunoensayos . Los inmunoensayos utilizan la unión básica anticuerpo-antígeno como base para producir una señal electromagnética o de radiación de partículas, que puede detectarse mediante algún tipo de instrumentación. La señal de las muestras desconocidas se puede comparar con la de los estándares, lo que permite cuantificar el antígeno objetivo. Para ayudar en el diagnóstico de enfermedades infecciosas, los inmunoensayos pueden detectar o medir antígenos de agentes infecciosos o proteínas generadas por un organismo infectado en respuesta a un agente extraño. Por ejemplo, el inmunoensayo A puede detectar la presencia de una proteína de superficie de una partícula viral. El inmunoensayo B, por otro lado, puede detectar o medir anticuerpos producidos por el sistema inmunitario de un organismo para neutralizar y destruir el virus.

La instrumentación permite detectar señales extremadamente débiles generadas por reacciones secundarias relacionadas con la unión anticuerpo-antígeno. Esta instrumentación posibilita el control del muestreo, el uso de reactivos, los tiempos de reacción, la detección de señales, el cálculo de resultados y la gestión de datos, lo que da como resultado un proceso automatizado y rentable para el diagnóstico de enfermedades infecciosas.

Las tecnologías basadas en la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) se convertirán en estándares de referencia prácticamente omnipresentes para el diagnóstico en un futuro próximo, por varias razones. Primero, el catálogo de agentes infecciosos ha crecido hasta el punto de que prácticamente todos los agentes infecciosos importantes de la población humana han sido identificados. Segundo, un agente infeccioso debe crecer dentro del cuerpo humano para causar una enfermedad; esencialmente, debe amplificar sus propios ácidos nucleicos para provocarla. Esta amplificación de ácidos nucleicos en el tejido infectado ofrece la oportunidad de detectar el agente infeccioso mediante PCR. Tercero, las herramientas esenciales para dirigir la PCR, los cebadores , se derivan de los genomas de los agentes infecciosos, y con el tiempo esos genomas se conocerán si no se conocen ya. ^{[ 52 ]}

Por lo tanto, la capacidad tecnológica para detectar cualquier agente infeccioso de forma rápida y específica está disponible actualmente. Los únicos obstáculos que quedan para el uso de la PCR como herramienta estándar de diagnóstico radican en su costo y aplicación, ninguno de los cuales es insuperable. El diagnóstico de algunas enfermedades no se beneficiará del desarrollo de métodos de PCR, como algunas enfermedades clostridiales ( tétanos y botulismo ). Estas enfermedades son fundamentalmente intoxicaciones biológicas causadas por un número relativamente pequeño de bacterias infecciosas que producen neurotoxinas extremadamente potentes . No se produce una proliferación significativa del agente infeccioso, lo que limita la capacidad de la PCR para detectar la presencia de bacterias. ^{[ 52 ]}

Given the wide range of bacterial, viral, fungal, protozoal, and helminthic pathogens that cause debilitating and life-threatening illnesses, the ability to quickly identify the cause of infection is important yet often challenging. For example, more than half of cases of encephalitis, a severe illness affecting the brain, remain undiagnosed, despite extensive testing using the standard of care (microbiological culture) and state-of-the-art clinical laboratory methods. Metagenomic sequencing-based diagnostic tests are currently being developed for clinical use and show promise as a sensitive, specific, and rapid way to diagnose infection using a single all-encompassing test.^[53] This test is similar to current PCR tests; however, an untargeted whole genome amplification is used rather than primers for a specific infectious agent. This amplification step is followed by next-generation sequencing or third-generation sequencing, alignment comparisons, and taxonomic classification using large databases of thousands of pathogen and commensal reference genomes. Simultaneously, antimicrobial resistance genes within pathogen and plasmid genomes are sequenced and aligned to the taxonomically classified pathogen genomes to generate an antimicrobial resistance profile – analogous to antibiotic sensitivity testing – to facilitate antimicrobial stewardship and allow for the optimization of treatment using the most effective drugs for a patient's infection.

Metagenomic sequencing could prove especially useful for diagnosis when the patient is immunocompromised. An ever-wider array of infectious agents can cause serious harm to individuals with immunosuppression, so clinical screening must often be broader. Additionally, the expression of symptoms is often atypical, making a clinical diagnosis based on presentation more difficult. Thirdly, diagnostic methods that rely on the detection of antibodies are more likely to fail. A rapid, sensitive, specific, and untargeted test for all known human pathogens that detects the presence of the organism's DNA rather than antibodies is therefore highly desirable.

Generalmente, la identificación específica de un agente infeccioso solo se justifica cuando dicha identificación puede contribuir al tratamiento o la prevención de la enfermedad, o a un mayor conocimiento de su evolución antes del desarrollo de medidas terapéuticas o preventivas eficaces. Por ejemplo, a principios de la década de 1980, antes de la aparición del AZT para el tratamiento del SIDA , se realizaba un seguimiento exhaustivo de la evolución de la enfermedad mediante el análisis de la composición de muestras de sangre de los pacientes, aun cuando el resultado no ofreciera opciones de tratamiento adicionales. En parte, estos estudios sobre la aparición del VIH en comunidades específicas permitieron formular hipótesis sobre la vía de transmisión del virus. Al comprender cómo se transmitía la enfermedad, se podían dirigir los recursos a las comunidades de mayor riesgo en campañas destinadas a reducir el número de nuevas infecciones. La identificación serológica específica, y posteriormente la identificación genotípica o molecular, del VIH también posibilitó el desarrollo de hipótesis sobre los orígenes temporales y geográficos del virus, así como muchas otras hipótesis. ^{[ 10 ]} El desarrollo de herramientas de diagnóstico molecular ha permitido a médicos e investigadores monitorear la eficacia del tratamiento con fármacos antirretrovirales . El diagnóstico molecular se utiliza actualmente para identificar el VIH en personas sanas mucho antes del inicio de la enfermedad y se ha empleado para demostrar la existencia de personas genéticamente resistentes a la infección por VIH. Por lo tanto, si bien aún no existe una cura para el SIDA, la identificación del virus y el monitoreo de sus niveles en la sangre de las personas infectadas ofrecen grandes beneficios terapéuticos y predictivos, tanto para el paciente como para la comunidad en general.

Las infecciones sintomáticas son evidentes y clínicas , mientras que una infección activa que no produce síntomas perceptibles puede denominarse inaparente, silenciosa, subclínica u oculta . Una infección inactiva o latente se denomina infección latente . ^{[ 54 ]} Un ejemplo de infección bacteriana latente es la tuberculosis latente . Algunas infecciones virales también pueden ser latentes; ejemplos de infecciones virales latentes son las de la familia Herpesviridae . ^{[ 55 ]}

El término infección puede referirse a cualquier presencia de un patógeno en particular (por mínima que sea), pero también se usa con frecuencia para implicar una infección clínicamente evidente (es decir, un caso de enfermedad infecciosa). Este hecho a veces genera cierta ambigüedad o suscita debates sobre su uso ; para evitarlo, es común que los profesionales de la salud hablen de colonización (en lugar de infección ) cuando se refieren a la presencia de algunos patógenos, pero sin que exista una infección clínicamente evidente (ninguna enfermedad). ^{[ 56 ]}

Se utilizan diferentes términos para describir cómo y dónde se presentan las infecciones a lo largo del tiempo. En una infección aguda , los síntomas se desarrollan rápidamente; su curso puede ser rápido o prolongado. En una infección crónica , los síntomas suelen desarrollarse gradualmente a lo largo de semanas o meses y tardan en resolverse. ^{[ 57 ]} En las infecciones subagudas , los síntomas tardan más en desarrollarse que en las infecciones agudas, pero aparecen más rápidamente que los de las infecciones crónicas. Una infección focal es un sitio inicial de infección desde el cual los organismos viajan a través del torrente sanguíneo a otra área del cuerpo. ^{[ 58 ]}

Entre las numerosas variedades de microorganismos , relativamente pocas causan enfermedades en individuos sanos. ^{[ 59 ]} Las enfermedades infecciosas resultan de la interacción entre esos pocos patógenos y las defensas de los huéspedes que infectan. La aparición y la gravedad de la enfermedad causada por cualquier patógeno dependen de la capacidad de este para dañar al huésped, así como de la capacidad del huésped para resistirlo. Sin embargo, el sistema inmunitario del huésped también puede dañarse a sí mismo en un intento por controlar la infección. Por lo tanto, los médicos clasifican los microorganismos infecciosos o microbios según el estado de las defensas del huésped: como patógenos primarios o como patógenos oportunistas . ^{[ 60 ]}

Los patógenos primarios causan enfermedades como resultado de su presencia o actividad dentro del huésped sano, y su virulencia intrínseca (la gravedad de la enfermedad que provocan) es, en parte, una consecuencia necesaria de su necesidad de reproducirse y propagarse. Muchos de los patógenos primarios más comunes en humanos solo infectan a humanos; sin embargo, muchas enfermedades graves son causadas por organismos adquiridos del medio ambiente o que infectan a huéspedes no humanos. ^{[ 61 ]}

Los patógenos oportunistas pueden causar una enfermedad infecciosa en un huésped con resistencia disminuida ( inmunodeficiencia ) o si tienen un acceso inusual al interior del cuerpo (por ejemplo, a través de un traumatismo ). La infección oportunista puede ser causada por microbios que normalmente están en contacto con el huésped, como bacterias o hongos patógenos en el tracto gastrointestinal o las vías respiratorias superiores , y también pueden ser resultado de microbios (de otro modo inocuos) adquiridos de otros huéspedes (como en la colitis por Clostridioides difficile ) o del medio ambiente como resultado de una introducción traumática (como en infecciones de heridas quirúrgicas o fracturas compuestas ). Una enfermedad oportunista requiere un deterioro de las defensas del huésped, que puede ocurrir como resultado de defectos genéticos (como la enfermedad granulomatosa crónica ), exposición a fármacos antimicrobianos o sustancias químicas inmunosupresoras (como podría ocurrir después de una intoxicación o quimioterapia para el cáncer ), exposición a radiación ionizante , o como resultado de una enfermedad infecciosa con actividad inmunosupresora (como el sarampión , la malaria o la enfermedad por VIH ). Los patógenos primarios también pueden causar una enfermedad más grave en un huésped con resistencia reducida que la que ocurriría normalmente en un huésped inmunosuficiente. ^{[ 10 ]}

Si bien una infección primaria puede considerarse prácticamente la causa raíz del problema de salud actual de un individuo, una infección secundaria es una secuela o complicación de dicha causa raíz. Por ejemplo, una infección debida a una quemadura o un traumatismo penetrante (la causa raíz) es una infección secundaria. Los patógenos primarios suelen causar infecciones primarias y, a menudo, también infecciones secundarias. Generalmente, las infecciones oportunistas se consideran infecciones secundarias (debido a que la inmunodeficiencia o la lesión fueron el factor predisponente). ^{[ 60 ]}

Otros tipos de infección incluyen infecciones mixtas, iatrogénicas , nosocomiales y adquiridas en la comunidad. Una infección mixta es aquella causada por dos o más patógenos. Un ejemplo es la apendicitis , causada por Bacteroides fragilis y Escherichia coli . El segundo tipo es la infección iatrogénica, que se transmite de un trabajador de la salud a un paciente. Una infección nosocomial también se produce en un entorno sanitario y se adquiere durante una hospitalización. Por último, una infección adquirida en la comunidad es aquella que se adquiere de toda una comunidad. ^{[ 58 ]}

Una forma de demostrar que una enfermedad determinada es infecciosa es satisfacer los postulados de Koch (propuestos inicialmente por Robert Koch ), que requieren que, en primer lugar, el agente infeccioso sea identificable solo en pacientes que padecen la enfermedad y no en controles sanos, y en segundo lugar, que los pacientes que contraen el agente infeccioso también desarrollen la enfermedad. Estos postulados se utilizaron por primera vez en el descubrimiento de que las especies de micobacterias causan tuberculosis . ^{[ 62 ]}

Sin embargo, los postulados de Koch no suelen poder comprobarse en la práctica moderna por razones éticas. Demostrarlos requeriría la infección experimental de un individuo sano con un patógeno producido como cultivo puro. Por el contrario, incluso las enfermedades claramente infecciosas no siempre cumplen los criterios de infecciosidad; por ejemplo, Treponema pallidum , la espiroqueta causante de la sífilis , no puede cultivarse in vitro , aunque sí puede cultivarse en testículos de conejo . Es menos evidente que un cultivo puro provenga de una fuente animal que actúa como huésped que cuando se deriva de microorganismos obtenidos mediante cultivo en placa. ^{[ 63 ]}

La epidemiología , o el estudio y análisis de quién, por qué y dónde se produce una enfermedad, y qué determina si diversas poblaciones la contraen, es otra herramienta importante para comprender las enfermedades infecciosas. Los epidemiólogos pueden determinar diferencias entre grupos dentro de una población, como si ciertos grupos de edad tienen una tasa de infección mayor o menor; si los grupos que viven en diferentes vecindarios tienen más probabilidades de infectarse; y por otros factores, como el género y la raza. Los investigadores también pueden evaluar si un brote de enfermedad es esporádico, o solo una ocurrencia ocasional; endémico , con un nivel constante de casos regulares que ocurren en una región; epidémico , con un rápido aumento y un número inusualmente alto de casos en una región; o pandémico , que es una epidemia mundial. Si se desconoce la causa de la enfermedad infecciosa, la epidemiología puede utilizarse para ayudar a rastrear las fuentes de infección. ^{[ 64 ]}

Las enfermedades infecciosas a veces se denominan enfermedades contagiosas cuando se transmiten fácilmente por contacto con una persona enferma o sus secreciones (por ejemplo, la gripe ). Por lo tanto, una enfermedad contagiosa es un subconjunto de enfermedades infecciosas que son especialmente infecciosas o de fácil transmisión. Todas las enfermedades contagiosas son infecciosas, pero no a la inversa. ^{[ 65 ] [ 66 ]} Otros tipos de enfermedades infecciosas, transmisibles o comunicables con vías de infección más especializadas, como la transmisión por vectores o la transmisión sexual, generalmente no se consideran "contagiosas" y a menudo no requieren aislamiento médico (a veces llamado informalmente cuarentena ) de los afectados. Sin embargo, esta connotación especializada de la palabra "contagioso" y "enfermedad contagiosa" (fácil transmisibilidad) no siempre se respeta en el uso popular.

Las enfermedades infecciosas se transmiten comúnmente de persona a persona por contacto directo. Los tipos de contacto directo son la transmisión de persona a persona y la transmisión por gotitas . El contacto indirecto, como la transmisión aérea, los objetos contaminados, los alimentos y el agua potable, el contacto entre animales, los reservorios animales, las picaduras de insectos y los reservorios ambientales, son otras formas de transmisión de enfermedades infecciosas. El número reproductivo básico de una enfermedad infecciosa mide la facilidad con la que se propaga por contacto directo o indirecto. ^{[ 67 ] [ 68 ]}

Las infecciones se pueden clasificar según la ubicación anatómica o el sistema orgánico infectado, incluyendo: ^{[ 69 ]}

• Infección del tracto urinario
• infección de la piel
• Infección del tracto respiratorio
• Infección odontogénica (una infección que se origina dentro de un diente o en los tejidos que lo rodean inmediatamente).
• Infecciones vaginales
• Infección intraamniótica

Además, entre las localizaciones de inflamación donde la infección es la causa más común se incluyen la neumonía , la meningitis y la salpingitis . ^{[ 70 ]}

Técnicas como lavarse las manos, usar batas y mascarillas pueden ayudar a prevenir la transmisión de infecciones de una persona a otra. La técnica aséptica se introdujo en medicina y cirugía a finales del siglo XIX y redujo considerablemente la incidencia de infecciones causadas por cirugías. El lavado frecuente de manos sigue siendo la defensa más importante contra la propagación de microorganismos no deseados. ^{[ 72 ]} Existen otras formas de prevención, como evitar el consumo de drogas ilícitas, usar preservativos , usar guantes y llevar un estilo de vida saludable con una dieta equilibrada y ejercicio regular. Cocinar bien los alimentos y evitar los que han estado expuestos al aire libre durante mucho tiempo también es importante.

Las sustancias antimicrobianas utilizadas para prevenir la transmisión de infecciones incluyen:

• antisépticos , que se aplican al tejido vivo / piel
• desinfectantes , que destruyen los microorganismos que se encuentran en objetos inanimados.
• Los antibióticos se consideran profilácticos cuando se administran para prevenir infecciones, en lugar de para tratarlas. Sin embargo, su uso prolongado genera resistencia bacteriana. Si bien los humanos no desarrollan inmunidad a los antibióticos, las bacterias sí. Por lo tanto, evitar el uso prolongado de antibióticos ayuda a prevenir mutaciones bacterianas que favorecen la resistencia a estos fármacos.

Una de las formas de prevenir o ralentizar la transmisión de enfermedades infecciosas es reconocer las diferentes características de diversas enfermedades. ^{[ 73 ]} Algunas características críticas de las enfermedades que deben evaluarse incluyen la virulencia , la distancia recorrida por los afectados y el nivel de contagio. Las cepas humanas del virus del Ébola , por ejemplo, incapacitan a los infectados extremadamente rápido y los matan poco después. Como resultado, los afectados por esta enfermedad no tienen la oportunidad de viajar muy lejos de la zona de infección inicial. ^{[ 74 ]} Además, este virus debe propagarse a través de lesiones cutáneas o membranas permeables como el ojo. Por lo tanto, la etapa inicial del Ébola no es muy contagiosa ya que sus víctimas experimentan solo hemorragias internas. Como resultado de las características anteriores, la propagación del Ébola es muy rápida y generalmente se mantiene dentro de un área geográfica relativamente confinada. En contraste, el virus de la inmunodeficiencia humana ( VIH ) mata a sus víctimas muy lentamente al atacar su sistema inmunitario. ^{[ 10 ]} Como resultado, muchas de sus víctimas transmiten el virus a otras personas antes incluso de darse cuenta de que son portadoras de la enfermedad. Además, su virulencia relativamente baja permite que sus víctimas viajen largas distancias, lo que aumenta la probabilidad de una epidemia .

Otra forma eficaz de disminuir la tasa de transmisión de enfermedades infecciosas es reconocer los efectos de las redes de mundo pequeño . ^{[ 73 ]} En las epidemias, a menudo existen interacciones extensas dentro de nodos o grupos de individuos infectados y otras interacciones dentro de nodos discretos de individuos susceptibles. A pesar de la baja interacción entre nodos discretos, la enfermedad puede saltar y propagarse en un nodo susceptible a través de una o pocas interacciones con un nodo infectado. Por lo tanto, las tasas de infección en redes de mundo pequeño pueden reducirse un poco si se eliminan las interacciones entre individuos dentro de nodos infectados (Figura 1). Sin embargo, las tasas de infección pueden reducirse drásticamente si el enfoque principal está en la prevención de saltos de transmisión entre nodos. El uso de programas de intercambio de agujas en áreas con una alta densidad de consumidores de drogas con VIH es un ejemplo de la implementación exitosa de este método de tratamiento. ^{[ 75 ]} Otro ejemplo es el uso del sacrificio selectivo o la vacunación de ganado potencialmente susceptible en granjas adyacentes para prevenir la propagación del virus de la fiebre aftosa en 2001. ^{[ 76 ]}

Un método general para prevenir la transmisión de patógenos transmitidos por vectores es el control de plagas .

In cases where infection is merely suspected, individuals may be quarantined until the incubation period has passed and the disease manifests itself or the person remains healthy. Groups may undergo quarantine, or in the case of communities, a cordon sanitaire may be imposed to prevent infection from spreading beyond the community, or in the case of protective sequestration, into a community. Public health authorities may implement other forms of social distancing, such as school closings, lockdowns or temporary restrictions (e.g. circuit breakers)^[77] to control an epidemic.

Infection with most pathogens does not result in death of the host and the offending organism is ultimately cleared after the symptoms of the disease have waned.^[59] This process requires immune mechanisms to kill or inactivate the inoculum of the pathogen. Specific acquired immunity against infectious diseases may be mediated by antibodies and/or T lymphocytes. Immunity mediated by these two factors may be manifested by:

• a direct effect upon a pathogen, such as antibody-initiated complement-dependent bacteriolysis, opsonoization, phagocytosis and killing, as occurs for some bacteria,
• neutralization of viruses so that these organisms cannot enter cells,
• or by T lymphocytes, which will kill a cell parasitized by a microorganism.

The immune system response to a microorganism often causes symptoms such as a high fever and inflammation, and has the potential to be more devastating than direct damage caused by a microbe.^[10]

Resistance to infection (immunity) may be acquired following a disease, by asymptomatic carriage of the pathogen, by harboring an organism with a similar structure (crossreacting), or by vaccination. Knowledge of the protective antigens and specific acquired host immune factors is more complete for primary pathogens than for opportunistic pathogens. There is also the phenomenon of herd immunity which offers a measure of protection to those otherwise vulnerable people when a large enough proportion of the population has acquired immunity from certain infections.^[78]

La resistencia inmunitaria a una enfermedad infecciosa requiere un nivel crítico de anticuerpos específicos contra el antígeno y/o de células T cuando el huésped entra en contacto con el patógeno. Algunas personas desarrollan anticuerpos séricos naturales contra los polisacáridos de la superficie de ciertos agentes, incluso después de haber tenido poco o ningún contacto con ellos. Estos anticuerpos naturales confieren protección específica a los adultos y se transmiten pasivamente a los recién nacidos.

El organismo que es el objetivo de la acción infecciosa de un agente infeccioso específico se llama huésped. El huésped que alberga un agente que se encuentra en una fase de etapa madura o sexualmente activa se llama huésped definitivo. El huésped intermedio entra en contacto durante la etapa larvaria. Un huésped puede ser cualquier ser vivo y puede alcanzar la reproducción asexual y sexual. ^{[ 79 ]} La eliminación de los patógenos, ya sea inducida por el tratamiento o espontánea, puede verse influenciada por las variantes genéticas que portan los pacientes individuales. Por ejemplo, para la hepatitis C de genotipo 1 tratada con interferón alfa-2a pegilado o interferón alfa-2b pegilado (nombres comerciales Pegasys o PEG-Intron) combinado con ribavirina , se ha demostrado que los polimorfismos genéticos cerca del gen humano IL28B, que codifica el interferón lambda 3, están asociados con diferencias significativas en la eliminación del virus inducida por el tratamiento. Este hallazgo, publicado originalmente en Nature [ ^{80 ] ,} demostró que los pacientes con hepatitis C de genotipo 1 portadores de ciertos alelos variantes genéticas cerca del gen IL28B tienen mayor probabilidad de lograr una respuesta virológica sostenida tras el tratamiento que otros. Un informe posterior de Nature ^{[ 81 ]} demostró que las mismas variantes genéticas también se asocian con la eliminación natural del virus de la hepatitis C de genotipo 1.

Cuando una infección ataca el cuerpo, los fármacos antiinfecciosos pueden suprimirla. Existen varios tipos de fármacos antiinfecciosos, según el tipo de organismo al que se dirigen; estos incluyen agentes antibacterianos ( antibióticos , incluidos los antituberculosos ), antivirales , antifúngicos y antiparasitarios (incluidos los antiprotozoarios y antihelmínticos ). Según la gravedad y el tipo de infección, el antibiótico puede administrarse por vía oral o inyectable, o aplicarse tópicamente . Las infecciones graves del cerebro generalmente se tratan con antibióticos intravenosos . A veces, se utilizan varios antibióticos en caso de resistencia a uno de ellos. Los antibióticos solo actúan contra las bacterias y no afectan a los virus. Los antibióticos actúan ralentizando la multiplicación de las bacterias o matándolas. Las clases de antibióticos más comunes utilizadas en medicina incluyen penicilina , cefalosporinas , aminoglucósidos , macrólidos , quinolonas y tetraciclinas . ^{[ 82 ] [ 83 ]}

No todas las infecciones requieren tratamiento, y para muchas infecciones autolimitadas, el tratamiento puede causar más efectos secundarios que beneficios. La gestión del uso de antimicrobianos es el concepto de que los profesionales sanitarios deben tratar una infección con un antimicrobiano que sea eficaz contra el patógeno objetivo durante el menor tiempo posible y solo administrar tratamiento cuando se conozca o se sospeche que el patógeno responderá al medicamento. ^{[ 84 ]}

Las pandemias como la de la COVID-19 demuestran que las personas difieren drásticamente en su susceptibilidad a la infección. Esto puede deberse a la salud general, la edad o el estado inmunitario, por ejemplo, si han sido infectadas previamente. Sin embargo, también se ha hecho evidente que existen factores genéticos que determinan la susceptibilidad a la infección. Por ejemplo, hasta el 40 % de las infecciones por SARS-CoV-2 pueden ser asintomáticas, lo que sugiere que muchas personas están protegidas naturalmente contra la enfermedad. ^{[ 85 ]} Grandes estudios genéticos han definido factores de riesgo para infecciones graves por SARS-CoV-2, y las secuencias genómicas de 659 pacientes con COVID-19 grave revelaron variantes genéticas que parecen estar asociadas con la enfermedad potencialmente mortal. Un gen identificado en estos estudios es el interferón tipo I (IFN). Se encontraron autoanticuerpos contra los IFN tipo I en hasta el 13,7 % de los pacientes con COVID-19 potencialmente mortal, lo que indica que una interacción compleja entre la genética y el sistema inmunitario es importante para la resistencia natural a la COVID-19. ^{[ 86 ]}

De manera similar, las mutaciones en el gen ERAP2 , que codifica la aminopeptidasa 2 del retículo endoplasmático, parecen aumentar la susceptibilidad a la peste , la enfermedad causada por una infección con la bacteria Yersinia pestis . Las personas que heredaron dos copias de una variante completa del gen tuvieron el doble de probabilidades de sobrevivir a la peste que aquellas que heredaron dos copias de una variante truncada. ^{[ 87 ]}

La susceptibilidad también determinó la epidemiología de la infección, dado que las diferentes poblaciones tienen diferentes condiciones genéticas y ambientales que afectan a las infecciones.

Se estima que 1.680 millones de personas murieron de enfermedades infecciosas en el siglo XX ^{[ 89 ]} y alrededor de 10 millones en 2010. ^{[ 90 ]}

La Organización Mundial de la Salud recopila información sobre las muertes a nivel mundial según las categorías de la Clasificación Internacional de Enfermedades (CIE) . La siguiente tabla muestra las principales enfermedades infecciosas por número de muertes en 2002. Se incluyen datos de 1993 para fines comparativos.

Las tres principales causas de muerte por un solo agente/enfermedad son el VIH / SIDA , la tuberculosis y la malaria . Si bien el número de muertes por casi todas las enfermedades ha disminuido, las muertes por VIH/SIDA se han cuadruplicado. Las enfermedades infantiles incluyen la tos ferina , la poliomielitis , la difteria , el sarampión y el tétanos . Los niños también representan un gran porcentaje de las muertes por infecciones respiratorias inferiores y diarrea. En 2012, aproximadamente 3,1 millones de personas murieron a causa de infecciones respiratorias inferiores, lo que la convierte en la cuarta causa principal de muerte en el mundo. ^{[ 96 ]}

Debido a su potencial para generar impactos impredecibles y explosivos, las enfermedades infecciosas han sido actores importantes en la historia de la humanidad . ^{[ 97 ]} Una pandemia (o epidemia mundial ) es una enfermedad que afecta a personas en una extensa área geográfica. Por ejemplo:

• La peste de Justiniano , entre 541 y 542, mató entre el 50% y el 60% de la población de Europa. ^{[ 98 ]}
• La Peste Negra, que azotó Europa entre 1347 y 1352, causó la muerte de 25 millones de personas en cinco años. Esta plaga redujo la población del Viejo Mundo de unos 450 millones a entre 350 y 375 millones en el siglo XIV.
• La introducción de la viruela , el sarampión y el tifus en las zonas de Centroamérica y Sudamérica por parte de exploradores europeos durante los siglos XV y XVI provocó pandemias entre los habitantes nativos. Se dice que entre 1518 y 1568, las pandemias de enfermedades causaron que la población de México disminuyera de 20 millones a 3 millones. ^{[ 99 ]}
• La primera epidemia de gripe europea ocurrió entre 1556 y 1560, con una tasa de mortalidad estimada del 20%. ^{[ 99 ]}
• Se estima que la viruela mató a 60 millones de europeos durante el siglo XVIII ^{[ 100 ]} (aproximadamente 400.000 por año). ^{[ 101 ]} Hasta el 30% de los infectados, incluyendo el 80% de los niños menores de 5 años, murieron a causa de la enfermedad, y un tercio de los supervivientes quedaron ciegos. ^{[ 102 ]}
• En el siglo XIX, se estima que la tuberculosis mató a una cuarta parte de la población adulta de Europa; ^{[ 103 ]} en 1918 una de cada seis muertes en Francia todavía era causada por la tuberculosis.
• La pandemia de influenza de 1918 (o gripe española ) mató a entre 25 y 50 millones de personas (aproximadamente el 2 % de la población mundial de 1700 millones). ^{[ 104 ]} Hoy en día, la influenza mata a entre 250 000 y 500 000 personas en todo el mundo cada año.
• En 2021, la COVID-19 surgió como una importante crisis sanitaria mundial, causando directamente 8,7 millones de muertes, convirtiéndose en una de las principales causas de mortalidad en todo el mundo. ^{[ 105 ]}

En la mayoría de los casos, los microorganismos viven en armonía con sus huéspedes mediante interacciones mutuas o comensales . Las enfermedades pueden surgir cuando los parásitos existentes se vuelven patógenos o cuando nuevos parásitos patógenos ingresan a un nuevo huésped.

1. La coevolución entre parásito y huésped puede llevar a que los huéspedes se vuelvan resistentes a los parásitos o a que los parásitos desarrollen una mayor virulencia , lo que conlleva una enfermedad inmunopatológica .
2. La actividad humana está relacionada con muchas enfermedades infecciosas emergentes , como el cambio ambiental que permite a un parásito ocupar nuevos nichos . Cuando esto sucede, un patógeno que antes estaba confinado a un hábitat remoto tiene una distribución más amplia y posiblemente un nuevo organismo huésped . Los parásitos que saltan de huéspedes no humanos a humanos se conocen como zoonosis . En el caso de la invasión de enfermedades, cuando un parásito invade una nueva especie huésped, puede volverse patógeno en ella. ^{[ 106 ]}

Varias actividades humanas han llevado a la aparición de patógenos humanos zoonóticos , incluidos virus, bacterias, protozoos y rickettsias, ^{[ 107 ]} y la propagación de enfermedades transmitidas por vectores , ^{[ 106 ]} véase también globalización y enfermedad y enfermedad de la vida silvestre :

• Invasión de los hábitats de la vida silvestre . La construcción de nuevos pueblos y urbanizaciones en zonas rurales obliga a los animales a vivir en poblaciones densas, lo que crea oportunidades para que los microbios muten y surjan. ^{[ 108 ]}
• Cambios en la agricultura . La introducción de nuevos cultivos atrae nuevas plagas y los microbios que portan a las comunidades agrícolas, exponiendo a las personas a enfermedades desconocidas.
• La destrucción de las selvas tropicales . A medida que los países explotan sus selvas tropicales, construyendo carreteras a través de ellas y despejando áreas para asentamientos o actividades comerciales, las personas se encuentran con insectos y otros animales que albergan microorganismos previamente desconocidos.
• Urbanización descontrolada . El rápido crecimiento de las ciudades en muchos países en desarrollo tiende a concentrar a un gran número de personas en zonas superpobladas con saneamiento deficiente. Estas condiciones favorecen la transmisión de enfermedades contagiosas.
• Transporte moderno . Los barcos y otros vehículos de carga suelen transportar "pasajeros" no deseados que pueden propagar enfermedades a destinos lejanos. Asimismo, en los viajes internacionales en avión, las personas infectadas pueden llevar la enfermedad a tierras distantes o contagiar a sus familias antes de que aparezcan los primeros síntomas.

En la Antigüedad , el historiador griego Tucídides ( c. 460 – c. 400 a. C. ) fue el primero en escribir, en su relato de la peste de Atenas , que las enfermedades podían propagarse de una persona infectada a otras. ^{[ 109 ] [ 110 ]} En su obra Sobre los diferentes tipos de fiebre ( c. 175 d. C. ), el médico grecorromano Galeno especuló que las plagas se propagaban por «ciertas semillas de peste», que estaban presentes en el aire. ^{[ 111 ]} En el Sushruta Samhita , el antiguo médico indio Sushruta teorizó: «La lepra, la fiebre, la tisis, las enfermedades oculares y otras enfermedades infecciosas se propagaban de una persona a otra por la unión sexual, el contacto físico, comer juntos, dormir juntos, sentarse juntos y el uso de las mismas prendas, guirnaldas y pastas». ^{[ 112 ] [ 113 ]} Este libro ha sido datado alrededor del siglo VI a. C. ^{[ 114 ]}

Una forma básica de la teoría del contagio fue propuesta por el médico persa Ibn Sina (conocido como Avicena en Europa) en El Canon de la Medicina (1025), que posteriormente se convirtió en el libro de texto médico más autorizado en Europa hasta el siglo XVI. En el Libro IV del Canon , Ibn Sina abordó las epidemias , delineando la teoría clásica del miasma e intentando combinarla con su propia teoría temprana del contagio. Mencionó que las personas pueden transmitir enfermedades a otras a través de la respiración, señaló el contagio con tuberculosis y analizó la transmisión de enfermedades a través del agua y la suciedad. ^{[ 115 ]} El concepto de contagio invisible fue posteriormente discutido por varios eruditos islámicos en el Sultanato Ayubí, quienes se refirieron a él como najasat ("sustancias impuras"). El erudito en fiqh Ibn al-Haj al-Abdari ( c. 1250-1336 ), al hablar sobre la dieta y la higiene islámicas , advirtió sobre cómo el contagio puede contaminar el agua, los alimentos y las prendas de vestir, y cómo podría propagarse a través del suministro de agua, y pudo haber insinuado que el contagio se manifestaba a través de partículas invisibles. ^{[ 116 ]}

Cuando la peste bubónica de la Peste Negra llegó a Al-Ándalus en el siglo XIV, los médicos árabes Ibn Khatima ( c. 1369 ) e Ibn al-Khatib (1313-1374) plantearon la hipótesis de que las enfermedades infecciosas eran causadas por "cuerpos diminutos" y describieron cómo podían transmitirse a través de prendas de vestir, recipientes y pendientes. ^{[ 117 ]} Las ideas de contagio se hicieron más populares en Europa durante el Renacimiento , particularmente a través de los escritos del médico italiano Girolamo Fracastoro . ^{[ 118 ]} Anton van Leeuwenhoek (1632-1723) impulsó la ciencia de la microscopía al ser el primero en observar microorganismos, lo que permitió una fácil visualización de las bacterias.

A mediados del siglo XIX, John Snow y William Budd realizaron un trabajo importante al demostrar la contagiosidad de la fiebre tifoidea y el cólera a través del agua contaminada. A ambos se les atribuye la disminución de las epidemias de cólera en sus ciudades mediante la implementación de medidas para prevenir la contaminación del agua. ^{[ 119 ]} Louis Pasteur demostró sin lugar a dudas que ciertas enfermedades son causadas por agentes infecciosos y desarrolló una vacuna contra la rabia . Robert Koch proporcionó al estudio de las enfermedades infecciosas una base científica conocida como los postulados de Koch . Edward Jenner , Jonas Salk y Albert Sabin desarrollaron vacunas eficaces contra la viruela y la poliomielitis , que posteriormente resultarían en la erradicación y casi erradicación de estas enfermedades, respectivamente. Alexander Fleming descubrió el primer antibiótico del mundo , la penicilina , que Florey y Chain desarrollaron posteriormente. Gerhard Domagk desarrolló las sulfonamidas , los primeros fármacos antibacterianos sintéticos de amplio espectro .

El tratamiento médico de las enfermedades infecciosas se enmarca dentro del campo de las enfermedades infecciosas y, en algunos casos, el estudio de su propagación pertenece al campo de la epidemiología . Generalmente, las infecciones son diagnosticadas inicialmente por médicos de atención primaria o especialistas en medicina interna . Por ejemplo, una neumonía "no complicada" suele ser tratada por un internista o un neumólogo . Por lo tanto, el trabajo del especialista en enfermedades infecciosas implica colaborar tanto con pacientes como con médicos generales, así como con científicos de laboratorio , inmunólogos , bacteriólogos y otros especialistas. ^{[ 120 ]}

Se puede alertar a un equipo de enfermedades infecciosas cuando:

• La enfermedad no ha sido diagnosticada definitivamente tras una evaluación inicial.
• El paciente tiene el sistema inmunitario comprometido (por ejemplo, debido al SIDA o después de la quimioterapia );
• El agente infeccioso es de naturaleza poco común (por ejemplo, enfermedades tropicales );
• La enfermedad no ha respondido a los antibióticos de primera línea ;
• La enfermedad podría ser peligrosa para otros pacientes, y el paciente podría tener que ser aislado.

Several studies have reported associations between pathogen load in an area and human behavior. Higher pathogen load is associated with decreased size of ethnic and religious groups in an area. This may be due high pathogen load favoring avoidance of other groups, which may reduce pathogen transmission, or a high pathogen load preventing the creation of large settlements and armies that enforce a common culture. Higher pathogen load is also associated with more restricted sexual behavior, which may reduce pathogen transmission. It also associated with higher preferences for health and attractiveness in mates. Higher fertility rates and shorter or less parental care per child is another association that may be a compensation for the higher mortality rate. There is also an association with polygyny which may be due to higher pathogen load, making selecting males with a high genetic resistance increasingly important. Higher pathogen load is also associated with more collectivism and less individualism, which may limit contacts with outside groups and infections. There are alternative explanations for at least some of the associations although some of these explanations may in turn ultimately be due to pathogen load. Thus, polygyny may also be due to a lower male: female ratio in these areas but this may ultimately be due to male infants having increased mortality from infectious diseases. Another example is that poor socioeconomic factors may ultimately in part be due to high pathogen load preventing economic development.^[121]

Evidence of infection in fossil remains is a subject of interest for paleopathologists, scientists who study occurrences of injuries and illness in extinct life forms. Signs of infection have been discovered in the bones of carnivorous dinosaurs. When present, however, these infections seem to tend to be confined to only small regions of the body. A skull attributed to the early carnivorous dinosaur Herrerasaurus ischigualastensis exhibits pit-like wounds surrounded by swollen and porous bone. The unusual texture of the bone around the wounds suggests they were affected by a short-lived, non-lethal infection. Scientists who studied the skull speculated that the bite marks were received in a fight with another Herrerasaurus. Other carnivorous dinosaurs with documented evidence of infection include Acrocanthosaurus, Allosaurus, Tyrannosaurus and a tyrannosaur from the Kirtland Formation. The infections from both tyrannosaurs were received by being bitten during a fight, like the Herrerasaurus specimen.^[122]

Un experimento del transbordador espacial de 2006 descubrió que la Salmonella typhimurium , una bacteria que puede causar intoxicación alimentaria , se volvía más virulenta cuando se cultivaba en el espacio . ^{[ 123 ]} El 29 de abril de 2013, científicos del Instituto Politécnico Rensselaer , financiados por la NASA , informaron que, durante el vuelo espacial en la Estación Espacial Internacional , los microbios parecen adaptarse al entorno espacial de maneras "no observadas en la Tierra" y de maneras que "pueden conducir a aumentos en el crecimiento y la virulencia". ^{[ 124 ]} Más recientemente, en 2017, se descubrió que las bacterias eran más resistentes a los antibióticos y prosperaban en la casi ingravidez del espacio. ^{[ 125 ]} Se ha observado que los microorganismos sobreviven al vacío del espacio exterior. ^{[ 126 ] [ 127 ]}

• Centro Europeo para la Prevención y el Control de Enfermedades
• Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU. ,
• Sociedad de Enfermedades Infecciosas de América (IDSA)
• Información del Centro de Investigación de Vacunas relativa a los ensayos clínicos de investigación de vacunas para enfermedades infecciosas emergentes y reemergentes.
• Microbios e Infección (revista)