杆菌属在世界各地都有分布，但自然界白喉杆菌只在人类中产生。农场动物常通过人类受到感染，而许多实验室动物则由于试验需要受到感染。事实上，在早期细菌学革命中，白喉的众多宿主为成功研究这种细菌作出了一定贡献。 即使是在流行发生期间，人们也可以看到严重病例在地理上是散在分布的。Peter English于1985年阐述了病毒噬菌体是如何与白喉杆菌毒性联系起来的，其中“毒性”基因可以是有毒性（tox＋）的或无毒性（tox-）的。但在两种病例中，这种基因整合到细菌DNA中，可以刺激机体产生对毒性白喉的免疫力。因为低铁环境或介质倾向于刺激或促进毒素的产生，English进一步推测，早期人类的营养缺乏可能有助于降低白喉流行复发的频率。其他许多研究者指出了咽喉痛、白喉和假性白喉流行中出现了混合细菌。以1935年在美国波士顿出现的咽喉痛流行为例，伴有疹子出现的临床病例，提示伴有链球菌感染。即使确实是白喉，在患病前出现链球菌感染也很常见，但其影响不清楚。如有影响，则在毒素产生中就有协同致病因子的作用存在。 带有tox＋基因组的噬菌体会增加铁离子的结合，使得微生物获得对其繁殖需要的主要代谢物。一般情况下，人类免疫系统能够抑制铁离子并使病原体处于“饥饿”状态。可见，毒素产生和毒性菌株的呈现并不依赖于宿主个体的营养状态。从流行病学观点看，毒性白喉流行的出现与杆菌对敏感宿主的传播机会增加有关，比如人口密集或都市化的地区。
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