Plasmodium falciparum — одноклеточный простейший паразит человекаи самый смертоносный вид Plasmodium , вызывающий малярию у людей. [2] Паразит передается через укус самки комара Anopheles и вызывает самую опасную форму заболевания – малярию falciparum. На него приходится около 50% всех случаев малярии. [3] [4] Таким образом, P. falciparum считается самым смертоносным паразитом человека. Он также связан с развитием рака крови ( лимфомы Беркитта ) и классифицируется как канцероген группы 2А (вероятный) .
Этот вид произошел от малярийного паразита Laverania , обнаруженного у горилл около 10 000 лет назад. [5] [6] Альфонс Лаверан был первым, кто идентифицировал паразита в 1880 году и назвал его Oscillaria malariae . Рональд Росс обнаружил передачу вируса через комаров в 1897 году. Джованни Баттиста Грасси выяснил полную передачу инфекции от самки анофелинового комара человеку в 1898 году. В 1897 году Уильям Х. Уэлч создал название Plasmodium falciparum , которое ICZN официально приняла в 1954 году. P. falciparum. в течение своего жизненного цикла принимает несколько различных форм. Человекоинфекционная стадия – спорозоиты из слюнной железы комара . Спорозоиты растут и размножаются в печени , превращаясь в мерозоиты. Эти мерозоиты проникают в эритроциты (эритроциты) с образованием трофозоитов, шизонтов и гаметоцитов, во время которых возникают симптомы малярии. У комара гаметоциты подвергаются половому размножению до зиготы , которая превращается в оокинету. Оокинета образует ооциты , из которых образуются спорозоиты.
В 2022 году около 249 миллионов случаев малярии во всем мире привели, по оценкам, к 608 000 смертей, из которых 80 процентов были в возрасте 5 лет или меньше. [7] Почти все случаи смерти от малярии вызваны P. falciparum , и 95% таких случаев приходится на Африку . В странах Африки к югу от Сахары почти 100% случаев были вызваны P. falciparum , тогда как в большинстве других малярийных стран преобладают другие, менее вирулентные виды плазмодий. [8]
Малярия Falciparum была знакома еще древним грекам , давшим общее название πυρετός ( pyretós ) «лихорадка». [9] Гиппократ (ок. 460–370 гг. до н.э.) дал несколько описаний трехдневной и четырехдневной лихорадок . [10] Он был распространен во всех древнеегипетских и римских цивилизациях. [11] Именно римляне назвали эту болезнь «малярией» — мала — плохо, а ария — воздух, поскольку они считали, что болезнь распространяется через загрязненный воздух, или миазмы . [10] [12]
Немецкий врач Иоганн Фридрих Меккель , должно быть, был первым, кто увидел P. falciparum , но не знал, что это такое. В 1847 году он сообщил о наличии гранул черного пигмента в крови и селезенке больного, умершего от малярии. Врач французской армии Шарль Луи Альфонс Лаверан , работая в больнице Бон (ныне Аннаба в Алжире), правильно идентифицировал паразита как возбудителя малярии в 1880 году. Он представил свое открытие Французской медицинской академии в Париже и опубликовал его. в журнале «Ланцет» в 1881 году. Он дал ему научное название Oscillaria malariae . [12] Однако его открытие было воспринято со скепсисом, главным образом потому, что к тому времени такие ведущие врачи, как Теодор Альбрехт, Эдвин Клебс и Коррадо Томмази-Крудели, утверждали, что открыли бактерию (которую они назвали Bacillus Malariae ) как возбудителя малярии. . Открытие Лаверана получило широкое признание только через пять лет, когда Камилло Гольджи подтвердил наличие паразита, используя более совершенные микроскопы и методы окрашивания. Лаверан был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1907 году за свою работу. В 1900 году итальянский зоолог Джованни Баттиста Грасси классифицировал виды Plasmodium в зависимости от времени возникновения лихорадки у пациента; злокачественная третичная малярия была вызвана Laverania malariae (ныне P. falciparum ), доброкачественная третичная малярия - Haemamoeba vivax (ныне P. vivax ), а четырехдневная малярия - Haemamoebamalariae (ныне P.malariae ). [13]
Британский врач Патрик Мэнсон сформулировал теорию комариной малярии в 1894 году; до этого времени считалось, что малярийные паразиты распространяются в воздухе в виде миазмов, что по-гречески означает загрязнение. [12] Его коллега Рональд Росс из Индийской медицинской службы подтвердил эту теорию, работая в Индии. В 1897 году Росс обнаружил, что малярийные паразиты обитают в некоторых комарах. В следующем году он продемонстрировал, что малярийный паразит птиц может передаваться комарами от одной птицы к другой. Примерно в то же время Грасси продемонстрировал, что P. falciparum передается человеку только самками комаров-анофелинов (в его случае Anopheles claviger ). [14] Росс, Мэнсон и Грасси были номинированы на Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1902 году. При спорных обстоятельствах только Росс был выбран на эту награду. [15]
По поводу таксономии шли долгие дебаты. И только в 1954 году Международная комиссия по зоологической номенклатуре официально одобрила биноминальный Plasmodium falciparum . [16] Действительный род Plasmodium был создан двумя итальянскими врачами Этторе Марчиафавой и Анджело Челли в 1885 году. Греческое слово «плазма» означает «плесень» или «форма»; oeidēs означает «видеть» или «знать». Название вида было введено американским врачом Уильямом Генри Уэлчем в 1897 году. [17] Оно происходит от латинского слова falx , что означает «серп», и parum , означающего «подобный или равный другому». [16]
В настоящее время общепринято считать, что P. falciparum произошел от вида Laverania (подрод Plasmodium , обнаруженного у обезьян), присутствующего у горилл в Западной Африке. [18] [19] Генетическое разнообразие указывает на то, что простейшие человека появились около 10 000 лет назад. [5] [6] Ближайшим родственником P. falciparum является P. praefalciparum , паразит горилл , что подтверждается последовательностями митохондриальной , апикопластической и ядерной ДНК . [20] [21] [22] Эти два вида тесно связаны с паразитом шимпанзе P. reichenowi , который ранее считался ближайшим родственником P. falciparum . Когда-то считалось, что P. falciparum произошел от паразита птиц. [23]
Уровни генетического полиморфизма в геноме P. falciparum чрезвычайно низки по сравнению с таковыми у близкородственных видов Plasmodium , инфицирующих обезьян (включая P. praefalciparum ). [24] [20] Это говорит о том, что P. falciparum у людей появился недавно, поскольку единственный штамм P. praefalciparum стал способен заражать людей. [20] Генетическая информация P. falciparum сигнализирует о недавнем расширении, которое совпало с сельскохозяйственной революцией. Вполне вероятно, что развитие экстенсивного сельского хозяйства увеличило плотность популяции комаров за счет появления большего количества мест размножения, что могло спровоцировать эволюцию и распространение P. falciparum . [25]
P. falciparum не имеет фиксированной структуры, но претерпевает постоянные изменения в течение своего жизненного цикла. Спорозоит имеет веретенообразную форму, длину 10–15 мкм. В печени он разрастается в яйцевидный шизонт диаметром 30–70 мкм. Каждый шизонт производит мерозоиты, каждый из которых имеет длину примерно 1,5 мкм и диаметр 1 мкм. В эритроците мерозоиты образуют кольцевую структуру, превращаясь в трофозоит. Трофозоит питается гемоглобином и образует зернистый пигмент, называемый гемозоином . В отличие от гаметоцитов других видов Plasmodium , гаметоциты P. falciparum имеют удлиненную форму и серповидную форму, по которой их иногда идентифицируют. Зрелый гаметоцит имеет длину 8–12 мкм и ширину 3–6 мкм. Оокинета также удлиненная, ее размеры составляют около 18–24 мкм. Ооциста имеет округлую форму и может достигать 80 мкм в диаметре. [26] При микроскопическом исследовании мазка крови выявляются только ранние (кольцевые) трофозоиты и гаметоциты, находящиеся в периферической крови. Зрелые трофозоиты или шизонты в мазках периферической крови, поскольку они обычно секвестрируются в тканях. Иногда на поверхности эритроцитов наблюдаются слабые красные точки в форме запятых. Эти точки представляют собой расщелину Маурера и секреторные органеллы, которые производят белки и ферменты, необходимые для поглощения питательных веществ и процессов уклонения от иммунитета. [27]
Апикальный комплекс, который на самом деле представляет собой комбинацию органелл, представляет собой важную структуру. Он содержит секреторные органеллы, называемые роптриями и микронемами, которые жизненно важны для подвижности, адгезии, инвазии в клетки-хозяева и образования паразитофорных вакуолей. [28] Как апикомплексан , он содержит пластиду, апикопласт , похожий на хлоропласты растений , который они, вероятно, приобрели в результате поглощения (или проникновения) эукариотической водоросли и сохранения пластиды водоросли как отличительной органеллы , заключенной в четыре мембраны . Апикопласт участвует в синтезе липидов и ряда других соединений и представляет собой привлекательную мишень для лекарств. На бесполой стадии инфекции важной функцией апикопласта является выработка предшественников изопреноидов изопентенилпирофосфата (IPP) и диметилаллилпирофосфата (DMAPP) через MEP (немевалонатный) путь . [29]
В 1995 году был запущен проект «Геном малярии» для секвенирования генома P. falciparum . Геном ее митохондрии был описан в 1995 году, геном нефотосинтетической пластиды , известной как апикопласт, - в 1996 году [30] , а последовательность первой ядерной хромосомы (хромосома 2) - в 1998 году. Последовательность хромосомы 3 была опубликована в 1999 году и весь геном был опубликован 3 октября 2002 года. [31] Геном размером примерно 24 мегабазы чрезвычайно богат АТ (около 80%) и организован в 14 хромосом. Было описано чуть более 5300 генов. Многие гены, участвующие в антигенной изменчивости, расположены в субтеломерных областях хромосом. Они делятся на семейства var , rif и stevor . В геноме существует 59 var , 149 rif и 28 stevor генов, а также множество псевдогенов и усечений. Подсчитано, что 551, или примерно 10%, предсказанных ядерно-кодируемых белков нацелены на апикопласт , в то время как 4,7% протеома нацелены на митохондрии. [31]
Люди являются промежуточными хозяевами, у которых происходит бесполое размножение, а самки комаров-анофелинов являются окончательными хозяевами, находящимися на стадии полового размножения. [32]
Заражение человека начинается с укуса инфицированной самки комара Anopheles . Из примерно 460 видов комаров Anopheles более 70 видов являются переносчиками малярии falciparum. [33] Anopheles gambiae является одним из наиболее известных и распространенных переносчиков, особенно в Африке. [34]
Инфекционная стадия, называемая спорозоитом, выделяется из слюнных желез через хоботок комара и проникает через кожу во время кормления. [35] Слюна комара содержит антигемостатические и противовоспалительные ферменты, которые нарушают свертываемость крови и подавляют болевую реакцию. Обычно каждый инфицированный укус содержит 20–200 спорозоитов. [28] Часть спорозоитов проникает в клетки печени ( гепатоциты ). [36] Спорозоиты перемещаются в кровотоке путем скольжения , которое приводится в движение двигателем, состоящим из белков актина и миозина под их плазматической мембраной . [37]
Попадая в гепатоциты, паразит теряет апикальный комплекс и поверхностную оболочку и превращается в трофозоит . Внутри паразитофорной вакуоли гепатоцита он подвергается 13–14 циклам митоза, в результате которых образуется синцитиальная клетка ( ценоцит ), называемая шизонтом. Этот процесс называется шизогонией. Шизонт содержит десятки тысяч ядер. На поверхности шизонта появляются десятки тысяч гаплоидных (1n) дочерних клеток, называемых мерозоитами. На стадии печени может образовываться до 90 000 мерозоитов, [38] которые в конечном итоге попадают в кровоток в виде пузырьков, заполненных паразитами, называемых меросомами. [39]
Мерозоиты используют органеллы апикомплексной инвазии ( апикальный комплекс , пелликула и поверхностную оболочку) для распознавания и проникновения эритроцитов хозяина ( эритроцитов ). Мерозоиты сначала связываются с эритроцитом в произвольной ориентации. Затем он переориентируется так, что апикальный комплекс оказывается рядом с мембраной эритроцита. Паразит образует паразитофорную вакуоль, позволяющую ему развиваться внутри эритроцита . [40] Этот инфекционный цикл происходит очень синхронно, примерно все паразиты в крови находятся на одной и той же стадии развития. Было показано, что этот точный механизм синхронизации зависит от собственного циркадного ритма человека-хозяина . [41]
Внутри эритроцита метаболизм паразита зависит от переваривания гемоглобина . Клинические симптомы малярии, такие как лихорадка, анемия и неврологические расстройства, возникают на стадии крови. [36]
Паразит также может изменить морфологию эритроцитов, вызывая появление выступов на мембране эритроцитов. Инфицированные эритроциты часто секвестрируются в различных тканях и органах человека, таких как сердце, печень и мозг. Это вызвано тем, что на мембране эритроцитов присутствуют белки клеточной поверхности паразитарного происхождения, и именно эти белки связываются с рецепторами на клетках человека. Секвестрация в головном мозге вызывает церебральную малярию, очень тяжелую форму заболевания, которая увеличивает вероятность смерти жертвы. [42]
После проникновения в эритроцит паразит теряет свои специфические органеллы инвазии (апикальный комплекс и поверхностную оболочку) и дедифференцируется в круглый трофозоит, расположенный внутри паразитофорной вакуоли. Трофозоит питается гемоглобином эритроцита, переваривая его белки и превращая (путем биокристаллизации ) оставшийся гем в нерастворимые и химически инертные кристаллы β-гематина , называемые гемозоином. [43] [44] Молодой трофозоит (или стадия «кольца», из-за его морфологии на окрашенных мазках крови) существенно растет, прежде чем подвергаться размножению. [45]
На стадии шизонта паразит многократно реплицирует свою ДНК, и множественные митотические деления происходят асинхронно. [46] [47] Деление и размножение клеток в эритроцитах называется эритроцитарной шизогонией. Каждый шизонт образует 16-18 мерозоитов. [45] Эритроциты разрушаются мерозоитами. Освободившиеся мерозоиты внедряются в свежие эритроциты. Свободный мерозоит находится в кровотоке примерно 60 секунд, прежде чем попадет в другой эритроцит. [40]
Продолжительность одной полной эритроцитарной шизогонии составляет примерно 48 часов. Это вызывает характерные клинические проявления малярии falciparum, такие как лихорадка и озноб, соответствующие синхронному разрыву инфицированных эритроцитов. [48]
Некоторые мерозоиты дифференцируются в половые формы — мужские и женские гаметоциты . Этим гаметоцитам требуется примерно 7–15 дней, чтобы достичь полной зрелости в ходе процесса, называемого гаметоцитогенезом. Затем они поглощаются самкой комара Anopheles во время еды с кровью. [49]
Время появления симптомов инфекции (называемое инкубационным периодом ) является самым коротким для P. falciparum среди видов Plasmodium . Средний инкубационный период составляет 11 дней [48] , но может варьироваться от 9 до 30 дней. В единичных случаях регистрировались продолжительные инкубационные периоды, достигающие 2, 3 и даже 8 лет. [50] Беременность и сопутствующая инфекция ВИЧ являются важными условиями для задержки симптомов. [51] Паразитов можно обнаружить в образцах крови к 10-му дню после заражения (предпатентный период). [48]
В средней кишке комара процесс созревания женских гамет влечет за собой небольшие морфологические изменения: они становятся более увеличенными и сферическими. Мужской гаметоцит подвергается быстрому ядерному делению в течение 15 минут, образуя восемь жгутиковых микрогамет в результате процесса, называемого эксфлагелляцией. [52] Жгутиковая микрогамета оплодотворяет женскую макрогамету с образованием диплоидной клетки, называемой зиготой . Затем зигота развивается в оокинету . Оокинета — подвижная клетка, способная проникать в другие органы комара. Он пересекает перитрофическую мембрану средней кишки комара и эпителий средней кишки. Пройдя через эпителий, оокинета попадает в базальную пластинку и образует неподвижную ооцисту . В течение нескольких дней ооциста подвергается 10–11 циклам клеточного деления с образованием синцитиальной клетки ( споробласта ), содержащей тысячи ядер. Мейоз происходит внутри споробласта, в результате чего на поверхности материнской клетки образуется более 3000 гаплоидных дочерних клеток, называемых спорозоитами. [53] Незрелые спорозоиты прорываются через стенку ооцисты в гемолимфу . Они мигрируют в слюнные железы комаров, где подвергаются дальнейшему развитию и становятся заразными для человека. [36]
Plasmodium falciparum является гаплоидным (один набор хромосом) на репродуктивных стадиях в крови и печени человека. Когда комар питается кровью человека-хозяина, инфицированного плазмодием , эта еда может включать гаплоидные микрогаметы и макрогаметы . Такие гаметы могут сливаться внутри комара с образованием диплоидной (2N) зиготы плазмодия — единственной диплоидной стадии жизненного цикла этих паразитов. [54] Зигота может пройти еще один раунд репликации хромосом с образованием оокинеты (4N) (см. Рисунок: Жизненный цикл плазмодия). Оокинета, которая дифференцируется из зиготы, представляет собой высокомобильную стадию, проникающую в среднюю кишку комара. Оокинеты могут подвергаться мейозу с участием двух мейотических делений, приводящих к высвобождению гаплоидных спорозоитов (см. Рисунок). [54] Спорозоит представляет собой удлиненную серповидную инвазивную стадию. Эти спорозоиты могут мигрировать в слюнные железы комара и проникать в человека-хозяина, когда комар питается кровью. Затем спорозоиты могут перемещаться в печень человека-хозяина и инфицировать гепатоциты .
Профиль генов, кодируемых плазмодием и участвующих в мейозе, в некоторой степени совпадает с профилем генов, участвующих в мейозе у других, более хорошо изученных организмов, но более расходится и в нем отсутствуют некоторые компоненты мейотического процесса, обнаруженные у других организмов. [54] Во время мейоза плазмодия, как и в других организмах, между гомологичными хромосомами происходит рекомбинация .
Один комар-анофелин может передать сотни спорозоитов P. falciparum за один укус в экспериментальных условиях, но в природе их число обычно меньше 80. [55] Спорозоиты не попадают в кровоток напрямую, а остаются в крови. кожу на два-три часа. Около 15–20% спорозоитов попадают в лимфатическую систему, где активируют дендритные клетки , которые отправляют их на разрушение Т-лимфоцитами ( CD8+ Т-клетками ). Через 48 часов после заражения плазмодий -специфичные CD8+ Т-клетки можно обнаружить в лимфатических узлах, связанных с клетками кожи. [56] Большинство спорозоитов, остающихся в тканях кожи, впоследствии уничтожаются врожденной иммунной системой . Спорозоитный гликопротеин специфически активирует тучные клетки . Тучные клетки затем производят сигнальные молекулы , такие как TNFα и MIP-2, которые активируют пожирателей клеток (профессиональных фагоцитов), таких как нейтрофилы и макрофаги . [57]
Лишь небольшое количество (0,5-5%) спорозоитов попадает с током крови в печень. В печени активированные CD8+ Т-клетки из лимфы связывают спорозоиты через белок циркумспорозоитов (CSP). [56] Презентация антигена дендритными клетками кожной ткани Т-клеткам также является важным процессом. Начиная с этой стадии, паразиты производят различные белки, которые помогают подавлять связь иммунных клеток. [58] Даже в разгар инфекции, когда эритроциты (эритроциты) разрушаются, иммунные сигналы недостаточно сильны, чтобы активировать макрофаги или естественные клетки-киллеры . [59]
Хотя P. falciparum легко распознается иммунной системой человека в кровотоке, он уклоняется от иммунитета, продуцируя более 2000 антигенов клеточных мембран. [60] Спорозоиты начальной инфекционной стадии продуцируют циркумспорозоитный белок (CSP), который связывается с гепатоцитами. [61] Связыванию и проникновению в гепатоциты способствует связанный с тромбоспондином анонимный белок (TRAP). [62] TRAP и другие секреторные белки (включая белок микронемы спорозоита, необходимый для прохождения клеток 1, SPECT1 и SPECT2) из микронемы позволяют спорозоиту перемещаться через кровь, избегая иммунных клеток и проникая в гепатоциты. [63]
Во время инвазии эритроцитов мерозоиты выделяют белок-1 кэпа мерозоита (MCP1), апикальный мембранный антиген 1 (AMA1), эритроцитсвязывающие антигены (EBA), белок, взаимодействующий с хвостовым доменом миозина А (MTIP) и поверхностные белки мерозоитов (MSP). [60] Из этих MSP MSP1 и MSP2 в первую очередь отвечают за предотвращение иммунных клеток. [64] Вирулентность P. falciparum опосредуется мембранными белками эритроцитов, которые продуцируются шизонтами и трофозоитами внутри эритроцитов и отображаются на мембране эритроцитов. PfEMP1 является наиболее важным, способным действовать как антиген и молекула адгезии. [65]
Клинические симптомы малярии falciparum обусловлены разрывом и разрушением эритроцитов мерозоитами. Высокая температура, называемая пароксизмом, является основным признаком. Лихорадка имеет характерный цикл: горячая стадия, холодная стадия и стадии потоотделения. [66] Поскольку каждая эритроцитарная шизогония занимает цикл продолжительностью 48 часов, т. е. два дня, лихорадочный симптом появляется каждые три дня. По этой причине инфекцию классически называют третичной злокачественной лихорадкой (tertian, производное от латинского слова, означающего «третий»). [67] [68] Наиболее распространенными симптомами являются лихорадка (>92% случаев), озноб (79%), головные боли (70%) и потливость (64%). Также обычно сопровождаются головокружение , недомогание , мышечные боли , боли в животе , тошнота , рвота , легкая диарея и сухой кашель . Также диагностируются учащенное сердцебиение , желтуха , бледность , ортостатическая гипотония , увеличение печени и селезенки . [48]
Нерастворимые кристаллы β-гематина, гемозоин, образующиеся в результате расщепления гемоглобина эритроцитов, являются основным агентом, влияющим на органы тела. Действуя как токсин крови, гемозоинсодержащие эритроциты не могут быть атакованы фагоцитами во время иммунного ответа на малярию. [69] Фагоциты могут поглощать свободные гемозоины, высвобождаемые после разрыва эритроцитов, что побуждает их инициировать цепочки воспалительных реакций , которые приводят к повышению температуры. [70] [71] Именно гемозоин откладывается в таких органах тела, как селезенка и печень, а также в почках и легких, вызывая их увеличение и изменение цвета. [72] [73] Из-за этого гемозоин также известен как малярийный пигмент. [74] [75]
В отличие от других малярий, характеризующихся регулярной периодичностью лихорадки, falciparum, хотя и имеет 48-часовой цикл, обычно проявляется нерегулярными приступами лихорадки . Это различие обусловлено способностью мерозоитов P. falciparum инвазировать большое количество эритроцитов последовательно без согласованных интервалов, чего не наблюдается у других малярийных паразитов. [66] Таким образом, P. falciparum является причиной почти всех тяжелых заболеваний и смертей людей от малярии в состоянии, называемом злокачественной, осложненной или тяжелой малярией. Осложненная малярия чаще встречается у детей в возрасте до 5 лет [48] , а иногда и у беременных женщин (состояние, специально называемое малярией, связанной с беременностью ). [76] Женщины становятся восприимчивыми к тяжелой форме малярии во время первой беременности. Восприимчивость к тяжелой форме малярии снижается при последующих беременностях из-за повышения уровня антител против вариантов поверхностных антигенов , которые появляются на инфицированных эритроцитах. [77] Но повышенный иммунитет матери увеличивает восприимчивость к малярии у новорожденных. [76]
P. falciparum действует посредством секвестрации - процесса, при котором группы инфицированных эритроцитов группируются, чего не наблюдается ни у каких других видов малярийных паразитов. [78] Зрелые шизонты изменяют свойства поверхности инфицированных эритроцитов, заставляя их прилипать к стенкам кровеносных сосудов (цитоадгезия). Это приводит к обструкции микроциркуляции и дисфункции многих органов, например головного мозга при церебральной малярии . [79]
Церебральная малярия — самое опасное состояние любой малярийной инфекции и самая тяжелая форма неврологических расстройств . Согласно определению ВОЗ, клиническим симптомом является кома, а диагноз – высокий уровень мерозоитов в образцах периферической крови. [80] [81] Это самая смертоносная форма малярии, и на ее счету от 0,2 до более миллиона ежегодных смертей на протяжении веков. Большинство смертей приходится на детей в возрасте до 5 лет. [82] [83] Это происходит, когда мерозоиты проникают в мозг и вызывают его повреждение различной степени. Смерть вызвана кислородным голоданием (гипоксией) из-за воспалительной продукции цитокинов и утечки сосудов, вызванной мерозоитами. [84] Среди выживших людей существуют стойкие заболевания, такие как неврологические нарушения, умственная отсталость и поведенческие проблемы . Среди них эпилепсия является наиболее распространенным заболеванием, а церебральная малярия является основной причиной приобретенной эпилепсии среди африканских детей. [85]
Повторное появление симптома falciparum, явление, называемое рецидивом, часто наблюдается у выживших. [86] Рецидив может произойти даже после успешного противомалярийного лечения. [87] [88] Это может занять несколько месяцев или даже несколько лет. У некоторых людей это занимает до трех лет. [89] В единичных случаях продолжительность может достигать и превышать 10 лет. [90] [91] Это также распространенный инцидент среди беременных женщин. [92] [93]
P. falciparum эндемичен в 84 странах [95] и встречается на всех континентах, кроме Европы. Исторически он присутствовал в большинстве европейских стран, но улучшение состояния здоровья привело к исчезновению в начале 20 века. [96] Единственная европейская страна, где она исторически была распространена и откуда мы получили название малярии, Италия была объявлена страной, искоренившей малярию. В 1947 году итальянское правительство запустило Национальную программу ликвидации малярии, после чего была проведена кампания по борьбе с комарами с использованием ДДТ. [97] В 1970 году ВОЗ объявила Италию свободной от малярии. [98]
В 2021 году во всем мире было зарегистрировано 247 миллионов случаев малярии, в результате чего, по оценкам, погибло 619 000 человек. [95] Инфекция наиболее распространена в Африке, где происходит 94% случаев смерти от малярии. Больше всего страдают дети в возрасте до пяти лет, и 67% случаев смерти от малярии приходится на эту возрастную группу. 80% инфекции обнаруживается в странах Африки к югу от Сахары, 7% — в Юго-Восточной Азии и 2% — в Восточном Средиземноморье. Нигерия имеет самый высокий уровень заболеваемости: 27% от общего числа случаев в мире. За пределами Африки самый высокий уровень заболеваемости наблюдается в Индии, на которую приходится 4,5% мирового бремени. Европа считается регионом, свободным от малярии. Исторически этот паразит и его болезнь были наиболее известны в Европе. Но медицинские программы начала 20-го века, такие как распыление инсектицидов, медикаментозная терапия и экологическая инженерия, привели к полному искоренению этого вида в 1970-х годах. [99] По оценкам, около 2,4 миллиарда человек подвергаются постоянному риску заражения. [100]
В 1640 году Хуан дель Вего впервые применил настойку коры хинного дерева для лечения малярии; коренные индейцы Перу и Эквадора еще раньше использовали его для лечения лихорадок. Томпсон (1650 г.) привез эту « кору иезуитов » в Англию . Его первое зарегистрированное использование там было сделано Джоном Метфордом из Нортгемптона в 1656 году. Мортон (1696) представил первое подробное описание клинической картины малярии и ее лечения с помощью хинного дерева. Жиз (1816) изучал экстракцию кристаллического хинина из коры хинного дерева, а Пеллетье и Кавенту (1820) во Франции выделили чистые алкалоиды хинина , которые они назвали хинином и цинхонином . [101] [102] Полный синтез хинина был достигнут американскими химиками Р.Б. Вудвордом и У.Э. Дерингом в 1944 году. Вудворд получил Нобелевскую премию по химии в 1965 году. [103]
Попытки создать синтетические противомалярийные препараты начались в 1891 году. Атабрин , разработанный в 1933 году, широко использовался по всему Тихоокеанскому региону во время Второй мировой войны, но был непопулярен из-за своих побочных эффектов. [104] В конце 1930-х годов немцы разработали хлорохин , который использовался в кампаниях в Северной Африке. Создавая секретный военный проект под названием « Проект 523» , Мао Цзэдун призвал китайских учёных найти новые противомалярийные препараты после того, как увидел жертвы во Вьетнамской войне. Ту Юю обнаружил артемизинин в 1970-х годах из полыни сладкой ( Artemisia annua ). Этот препарат стал известен западным ученым в конце 1980-х – начале 1990-х годов и сейчас является стандартным методом лечения. Ту получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 2015 году. [105]
Согласно рекомендациям ВОЗ 2010 г. [106] комбинированная терапия на основе артемизинина (АКТ) является рекомендуемым противомалярийным лечением первой линии при неосложненной малярии, вызванной P. falciparum . ВОЗ рекомендует такие комбинации, как артеметер/люмефантрин , артесунат/амодиахин , артесунат/мефлохин , артесунат/сульфадоксин/пириметамин и дигидроартемизинин/пиперахин . [106]
Выбор АКТ основан на уровне устойчивости к компонентам комбинации. Артемизинин и его производные не подходят для монотерапии. В качестве противомалярийного лечения второй линии, когда первоначальное лечение не дает результатов, рекомендуется использовать альтернативную АКТ, которая, как известно, эффективна в данном регионе, например, артесунат плюс тетрациклин, или доксициклин , или клиндамицин , а также хинин плюс тетрациклин, или доксициклин, или клиндамицин. Любую из этих комбинаций следует давать в течение 7 дней. Для беременных женщин рекомендуемая терапия первой линии в первом триместре — хинин плюс клиндамицин в течение 7 дней. [106] Артесунат плюс клиндамицин в течение 7 дней показан в случае неэффективности этого лечения. Путешественникам, возвращающимся в неэндемичные страны, рекомендуются атоваквон / прогуанил , артеметер/люмефантрианий и хинин плюс доксициклин или клиндамицин. [106]
Взрослым рекомендуется внутривенное (ВВ) или внутримышечное (ВМ) артесунат. [106] Хинин является приемлемой альтернативой, если парентеральный артесунат недоступен. [106]
Детям, особенно в эндемичных по малярии районах Африки, рекомендуются артесунат внутривенно или внутримышечно, хинин (внутривенно или дробно внутримышечно) и артеметер внутримышечно. [106]
Парентеральные противомалярийные препараты следует назначать в течение как минимум 24 часов, независимо от способности пациента переносить пероральные препараты ранее. [106] После этого рекомендуется полное лечение, включая полный курс АКТ или хинина плюс клиндамицин или доксициклин. [106]
RTS,S — единственный кандидат на роль вакцины против малярии, прошедший клинические испытания. [107] Анализ результатов исследования III фазы (проведенного в 2011–2016 гг.) выявил довольно низкую эффективность (20–39% в зависимости от возраста, до 50% у детей в возрасте 5–17 месяцев), что указывает на то, что вакцина не приведет к полной защите и ликвидации. [108]
6 октября 2021 года Всемирная организация здравоохранения рекомендовала вакцинацию от малярии детям из группы риска. [109]
Международное агентство по изучению рака (IARC) классифицировало малярию, вызываемую P. falciparum, как канцероген группы 2А, что означает, что этот паразит, вероятно, является агентом, вызывающим рак у людей. [110] Установлена его связь с раком клеток крови ( лимфоцитов ), называемым лимфомой Беркитта . Лимфома Беркитта была обнаружена Денисом Беркиттом в 1958 году у африканских детей, а позже он предположил, что рак, вероятно, возник из-за определенных инфекционных заболеваний. В 1964 году из раковых клеток был идентифицирован вирус, позже названный вирусом Эпштейна-Барра (ЭБВ) в честь первооткрывателей. Впоследствии было доказано, что вирус является непосредственным канцерогеном и теперь классифицируется как канцероген группы 1 . [111]
В 1989 году стало понятно, что ВЭБ требует наличия других инфекций, например малярии, чтобы вызвать трансформацию лимфоцитов. Сообщалось, что заболеваемость лимфомой Беркитта снизилась при эффективном лечении малярии в течение нескольких лет. [112] Фактическая роль P. falciparum оставалась неясной в течение следующих двух с половиной десятилетий. Известно, что ВЭБ индуцирует превращение лимфоцитов в раковые, используя свои вирусные белки (такие антигены, как EBNA-1 , EBNA-2 , LMP1 и LMP2A ). [113] [114] С 2014 года стало ясно, что P. falciparum способствует развитию лимфомы. Эритроциты, инфицированные P. falciparum , напрямую связываются с B-лимфоцитами через домен CIDR1α PfEMP1. Это связывание активирует toll-подобные рецепторы ( TLR7 и TLR10 ), вызывая непрерывную активацию лимфоцитов для пролиферации и дифференцировки в плазматические клетки , тем самым увеличивая секрецию IgM и цитокинов . [115] Это, в свою очередь, активирует фермент, называемый цитидиндезаминазой, индуцированной активацией (AID), который имеет тенденцию вызывать мутацию в ДНК (путем двухцепочечного разрыва ) лимфоцитов, инфицированных ВЭБ. Поврежденная ДНК подвергается неконтролируемой репликации , что делает клетку раковой. [116]
Высокая смертность и заболеваемость , вызванная P. falciparum, оказала огромное селективное давление на геном человека . Некоторые генетические факторы обеспечивают некоторую устойчивость к инфекции Plasmodium , в том числе серповидноклеточный признак , признаки талассемии , дефицит глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и отсутствие антигенов Даффи на эритроцитах. [117] [118] Э.А. Бит, врач, работавший в Южной Родезии (ныне Зимбабве ), в 1948 году заметил, что серповидно-клеточная анемия связана с более низким уровнем заболеваемости малярией. [119] Это предположение было повторено Дж.Б.С. Холдейном в 1948 году, который предположил, что талассемия может обеспечивать аналогичную защиту. [120] С тех пор эта гипотеза была подтверждена и распространена на гемоглобин E [121] и гемоглобин C. [122]
{{cite book}}
: |journal=
игнорируется ( помощь ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )