stringtranslate.com

Малярийный плазмодий

Plasmodium malariae — это паразитическое простейшее , вызывающее малярию у людей. Это один из нескольких видов паразитов Plasmodium , которые заражают другие организмы в качестве патогенов, включая также Plasmodium falciparum и Plasmodium vivax , ответственных за большинство малярийных инфекций. Встречающийся во всем мире, он вызывает так называемую «доброкачественную малярию», далеко не такую ​​опасную, как вызываемая P. falciparum или P. vivax . Признаки включают лихорадку , которая повторяется примерно с трехдневными интервалами — четырехдневная лихорадка или четырехдневная малярия — дольше, чем двухдневные (трехдневные) интервалы у других малярийных паразитов.

История

Малярия была известна со времен греческой и римской цивилизаций более 2000 лет назад, причем ранние греки описывали различные модели лихорадки. [2] В 1880 году Альфонс Лаверан обнаружил, что возбудителем малярии является паразит. [2] Подробная работа Гольджи в 1886 году продемонстрировала, что у некоторых пациентов существовала связь между 72-часовым жизненным циклом паразита и моделями озноба и лихорадки у пациента. [2] То же самое наблюдение было обнаружено для паразитов с 48-часовыми циклами. [2] Гольджи пришел к выводу, что должно быть более одного вида малярийного паразита, ответственного за эти различные модели инфекции. [2]

Эпидемиология

Относительная заболеваемость видами Plasmodium по странам происхождения для случаев, завезенных в неэндемичные страны, P. malariae выделен желтым цветом. [3]

Каждый год около 500 миллионов человек во всем мире заражаются малярией. [4] Из числа инфицированных около двух миллионов умирают от этой болезни. [5] Малярию вызывают шесть видов плазмодиев : Plasmodium falciparum , Plasmodium vivax , Plasmodium ovale curtisi , Plasmodium ovale wallikeri , Plasmodium malariae и Plasmodium knowlesi . [2] По оценкам, в любой момент времени около 300 миллионов человек инфицированы по крайней мере одним из этих видов плазмодиев , поэтому существует огромная потребность в разработке эффективных методов лечения для снижения ежегодных показателей смертности и заболеваемости. [6]

Географические зоны распространения малярии

P. malariae является одним из наименее изученных из шести видов, которые инфицируют людей, отчасти из-за его низкой распространенности и более мягких клинических проявлений по сравнению с другими видами. Он широко распространен по всей Африке к югу от Сахары , большей части Юго-Восточной Азии, Индонезии, на многих островах западной части Тихого океана и в районах бассейна Амазонки в Южной Америке. [5] В эндемичных регионах распространенность колеблется от менее 4% до более 20%, [7] но есть доказательства того, что случаи заражения P. malariae значительно занижены. [8]

Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) разработали приложение, позволяющее людям просматривать конкретные регионы мира и то, как они затронуты Plasmodium vivax и другими типами паразита Plasmodium . Его можно найти по следующей ссылке: http://cdc.gov/malaria/map/index.html.

Роль в заболевании

P. malariae может инфицировать несколько видов комаров и вызывать малярию у людей. [2] P. malariae может поддерживаться на очень низком уровне инфицирования среди редкой и мобильной популяции, поскольку в отличие от других паразитов Plasmodium , он может оставаться в организме человека в течение длительного периода времени и по-прежнему оставаться заразным для комаров. [8]

Вектор

Переносчиком паразита является самка комара Anopheles , но было показано, что многие другие виды переносят паразита, по крайней мере экспериментально. [2] Коллинз и Джеффри сообщают о более чем тридцати различных видах, которые различаются в зависимости от географического региона. [2]

Период инкубации

Информация о препатентном периоде или периоде времени между заражением паразитом и проявлением этого паразита в организме при малярии, связанной с P. malariae , ограничена, но данные свидетельствуют о том, что существуют большие различия, часто продолжительность времени зависит от штамма паразита P. malariae . [2] Обычно препатентный период составляет от 16 до 59 дней. [2]

Инфекция у людей

Plasmodium malariae вызывает хроническую инфекцию, которая в некоторых случаях может длиться всю жизнь. Паразит P. malariae имеет несколько отличий от других паразитов Plasmodium , одно из которых заключается в том, что максимальное количество паразитов обычно ниже, чем у пациентов, инфицированных P. falciparum или P. vivax. [2] Причиной этого, возможно, является меньшее количество мерозоитов, продуцируемых за эритроцитарный цикл, более длительный 72-часовой цикл развития (по сравнению с 48-часовым циклом P. vivax и P. falciparum ), предпочтение развития в более старых эритроцитах и, как следствие, более раннее развитие иммунитета у человека-хозяина. [2] Другой определяющей особенностью P. malariae является то, что проявления лихорадки у паразита более умеренные по сравнению с проявлениями P. falciparum и P. vivax , а лихорадки демонстрируют четырехдневную периодичность. [7] Наряду с приступами лихорадки и более общими клиническими симптомами, такими как озноб и тошнота, при некоторых инфекциях P. malariae было зафиксировано наличие отеков и нефротического синдрома . [2] Было высказано предположение, что иммунные комплексы могут вызывать структурные повреждения клубочков, а также может возникнуть заболевание почек. [2] Хотя P. malariae сам по себе имеет низкий уровень заболеваемости, он вносит свой вклад в общую заболеваемость, вызываемую всеми видами Plasmodium , что проявляется в случаях анемии, низкой рождаемости и сниженной устойчивости к другим инфекциям. [7]

Из-за сходства внешнего вида возбудителей инфекции P. knowlesi часто ошибочно диагностируются как инфекции P. malariae . Для точного диагноза обычно требуется молекулярный анализ. [9]

Диагностика

Предпочтительным методом диагностики P. malariae является исследование мазков периферической крови, окрашенных по Гимзе. [2] Методы ПЦР также широко используются для подтверждения диагноза, а также для разделения смешанных инфекций, вызванных плазмодиями . [2] Однако даже с помощью этих методов все еще может быть невозможно дифференцировать инфекции, как в тех районах Южной Америки, где сосуществуют люди и обезьяны, а P. malariae и P. brasilianum нелегко различить. [2]

Биология

Как протист, Plasmodium является эукариотом типа Apicomplexa. Необычные характеристики этого организма по сравнению с обычными эукариотами включают роптрию, микронемы и полярные кольца вблизи апикального конца. Plasmodium лучше всего известен по инфекции, которую он вызывает у людей, а именно малярии.

Жизненный цикл

Plasmodium malariae вики

P. malariae — единственный малярийный паразит человека, вызывающий лихорадку , которая повторяется с интервалом примерно в три дня (следовательно, каждые четыре дня, четырехдневная лихорадка ), что дольше, чем двухдневные ( трехдневные ) интервалы у других малярийных паразитов. [10]

Инфекция человека

Стадия печени и стадия крови

На стадии печени в каждом шизонте образуются многие тысячи мерозоитов. [2] По мере высвобождения мерозоиты проникают в эритроциты и инициируют эритроцитарный цикл, в котором паразит переваривает гемоглобин, чтобы получить аминокислоты для синтеза белка. [5]

Общая продолжительность внутриэритроцитарного развития P. malariae составляет около 72 часов . [11]

На стадии шизонта, после шизогонического деления, в эритроците находится около 6–8 клеток паразита. [11]

После эритроцитарного цикла, который длится в среднем семьдесят два часа, от шести до четырнадцати мерозоитов высвобождаются для повторного вторжения в другие эритроциты. [2] Наконец, некоторые из мерозоитов развиваются либо в микро-, либо в макрогаметоциты. [2] Оба типа гаметоцитов попадают в комара во время кормления, и цикл повторяется. [2] Животные-резервуары для P. malariae отсутствуют .

Стадия комара

Подобно другим паразитам рода Plasmodium , заражающим человека, Plasmodium malariae имеет различные циклы развития в комаре Anopheles и в организме человека. [2] Комар служит окончательным хозяином, а человек — промежуточным. [2] Когда комар Anopheles питается кровью инфицированного человека, гаметоциты попадают в его организм. [2] Вскоре наступает процесс, известный как эксфлагелляция микрогаметоцита, и образуется до восьми подвижных микрогамет . [2]

Половая стадия

После оплодотворения макрогаметы образуется подвижная оокинета, которая проникает через перитропную мембрану, окружающую кровяную муку, и перемещается к внешней стенке средней кишки комара. [2] Затем ооциста развивается под базальной мембраной, и через две-три недели в каждой ооцисте образуется различное количество спорозоитов. [2] Количество образующихся спорозоитов зависит от температуры и может варьироваться от многих сотен до нескольких тысяч. [2] В конце концов ооциста разрывается, и спорозоиты высвобождаются в гемоцель комара. Затем спорозоиты переносятся циркуляцией гемолимфы в слюнные железы, где они концентрируются в ацинальных клетках. [2] Небольшое количество спорозоитов вводится в слюнной проток и впрыскивается в кожу укушенного человека. [12] Это впоследствии приводит к циклу в печени человека. [2]

Морфология

Кольцевые стадии, которые образуются при вторжении мерозоитов, высвобождаемых при разрыве шизонтов печеночной стадии, являются первыми стадиями, которые появляются в крови. [2] Кольцевые стадии растут медленно, но вскоре заполняют одну четвертую или одну треть паразитированной клетки. [2] Пигмент быстро увеличивается, и полувыросший паразит может иметь от 30 до 50 угольно-черных гранул. [2] Паразит меняет различные формы по мере роста и растягивается по клетке-хозяину, образуя полосчатую форму. [2]

Лабораторные соображения

P. vivax и P. ovale, находящиеся в ЭДТА более 30 минут перед взятием мазка крови, будут внешне очень похожи на P. malariae , что является важной причиной немедленно предупредить лабораторию о взятии образца крови, чтобы они могли обработать образец сразу по его поступлении.

Микроскопически паразитированное эритроцит никогда не увеличивается и может даже казаться меньше, чем нормальные эритроциты. Цитоплазма не обесцвечивается, и на поверхности клетки не видно точек. Пищевая вакуоль маленькая, а паразит компактен. Клетки редко содержат более одного паразита. Для этого вида характерны полосчатые формы, когда паразит образует толстую полосу по ширине инфицированной клетки (и некоторые сказали бы, что это диагностический признак). У этих паразитов часто видны крупные зерна малярийного пигмента: больше, чем у любого другого вида Plasmodium , 8 мерозоитов.

Управление и терапия

Неспособность обнаружить некоторые инфекции P. malariae привела к модификации видоспецифичных праймеров и усилиям по разработке анализов ПЦР в реальном времени. [2] Разработка такого анализа включала использование общих праймеров, нацеленных на высококонсервативный регион генов 18S рРНК четырех видов Plasmodium, инфицирующих человека . [2] Было обнаружено, что этот анализ является высокоспецифичным и чувствительным. Хотя серологические тесты недостаточно специфичны для диагностических целей, их можно использовать в качестве основных эпидемиологических инструментов. [2] Метод иммунофлуоресцентных антител (IFA) можно использовать для измерения наличия антител к P. malariae. [ 2] Была выявлена ​​закономерность, при которой кратковременная инфекция вызывает быстрое снижение иммунного ответа, но при повторном инфицировании или рецидиве уровень IFA значительно повышается и сохраняется в течение многих месяцев или лет. [5]

Растущая потребность в правильном определении инфекции P. malariae подчеркивается ее возможной устойчивостью к противомалярийным препаратам. В исследовании Мюллера-Стевера и др. исследователи представили трех пациентов, у которых было обнаружено заражение паразитом после приема противомалярийных препаратов. [13] Учитывая более медленное предэритроцитарное развитие и более длительный инкубационный период по сравнению с другими видами плазмодиев , вызывающих малярию , исследователи выдвинули гипотезу, что противомалярийные препараты могут быть недостаточно эффективными против предэритроцитарных стадий P. malariae. [13] Они считали, что дальнейшее развитие P. malariae может происходить, когда концентрации противомалярийных препаратов в плазме постепенно снижаются после приема противомалярийных препаратов. По словам доктора Уильяма Э. Коллинза из Центра по контролю и профилактике заболеваний (CDC), хлорохин чаще всего используется для лечения, и никаких доказательств устойчивости к этому препарату не обнаружено. [14] В этом случае вполне возможно, что результаты Мюллера-Штевера и др. предоставили отдельные случаи.

Общественное здравоохранение, стратегии профилактики и вакцины

Пищевая вакуоль — это специализированный отсек, который разрушает гемоглобин во время бесполой эритроцитарной стадии паразита. [6] Подразумевается, что эффективное лекарственное лечение может быть разработано путем воздействия на протеолитические ферменты пищевой вакуоли. В статье, опубликованной в 1997 году, Вестлинг и др. [5] сосредоточили свое внимание на классе ферментов аспарагиновой эндопептидазы, просто называемых плазмепсинами. Они стремились охарактеризовать специфичность ферментов, клонированных из P. vivax и P. malariae. Используя исследования субстратной специфичности и анализ ингибиторов, было обнаружено, что плазмепсины для P. malariae и P. vivax показали меньшую специфичность, чем для P. falciparum. К сожалению, это означает, что разработка селективного ингибитора для P. malariae может оказаться более сложной задачей, чем разработка ингибитора для P. falciparum. [5] Другое исследование Брюса и др. [7] представили доказательства того, что в популяциях P. malariae может происходить регулярный генетический обмен . Шесть полиморфных генетических маркеров P. malariae были выделены и проанализированы в 70 образцах естественно приобретенных инфекций P. malariae из разных частей света. Данные показали высокий уровень мультигенотипического носительства у людей. [7]

Оба эти эксперимента иллюстрируют, что разработка вариантов вакцины окажется сложной, если не невозможной. Доктор Уильям Коллинз сомневается, что кто-либо в настоящее время ищет возможные вакцины от P. malariae [14] , и, учитывая сложность паразита, можно сделать вывод, почему. Он утверждает, что с этим паразитом проводится очень мало исследований, [14] возможно, из-за его предполагаемой низкой заболеваемости и распространенности. Коллинз ссылается на большие ограничения исследований с шимпанзе и обезьянами как на значительный барьер. [14] Поскольку паразит Plasmodium brasilianium , который заражает южноамериканских обезьян, считается адаптированной формой P. malariae, дополнительные исследования с P. brasilianium могут дать ценную информацию о P. malariae.

Недавнее исследование показывает, что паразиты четырехдневной малярии легко передаются между людьми и обезьянами в Латинской Америке. Таким образом, можно предположить отсутствие специфичности хозяина у млекопитающих, и четырехдневную малярию можно считать настоящим антропозоонозом. [15]

Продолжающаяся работа с плазмепсином, связанным с P. malariae, плазмепсином 4, профессором Беном Данном и его исследовательской группой из Университета Флориды может дать надежду на долгосрочный контроль над малярией в ближайшем будущем. [16]

Геном

В 2017 году был опубликован полный геном. [17] Последовательности доступны на geneDB.org и plasmoDB.org.

Смотрите также

Ссылки

У Scholia есть тематический профиль по малярийному плазмодию .
  1. ^ Коатни GR, Коллинз WE, Уоррен M, Контакос PG (1971). "18 Plasmodium malariae (Grassi and Feletti, 1890)". Малярии приматов . Отдел паразитарных заболеваний, CDC. стр. 209.
  2. ^ abcdefghijklmnopqrstu vwxyz aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak al am Коллинз У. Э., Джеффри Г. М. (октябрь 2007 г.). "Plasmodium malariae: паразит и болезнь". Обзоры клинической микробиологии . 20 (4): 579–92. doi :10.1128/CMR.00027-07. PMC 2176047. PMID 17934075  . 
  3. ^ Tatem AJ, Jia P, Ordanovich D, Falkner M, Huang Z, Howes R; et al. (2017). «География импортированной малярии в неэндемичные страны: метаанализ национальной статистики». Lancet Infect Dis . 17 (1): 98–107. doi :10.1016/S1473-3099(16)30326-7. PMC 5392593. PMID  27777030 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  4. ^ Madabushi A, Chakraborty S, Fisher SZ, Clemente JC, Yowell C, Agbandje-McKenna M, Dame JB, Dunn BM, McKenna R (февраль 2005 г.). «Кристаллизация и предварительный рентгеновский анализ аспарагиновой протеазы плазмепсин 4 из малярийного паразита Plasmodium malariae». Acta Crystallographica Section F . 61 (Pt 2): 228–31. doi :10.1107/S1744309105001405. PMC 1952262 . PMID  16511002. 
  5. ^ abcdef Westling J, Yowell CA, Majer P, Erickson JW, Dame JB, Dunn BM (ноябрь 1997 г.). "Plasmodium falciparum, P. vivax и P. malariae: сравнение свойств активного центра плазмопсинов, клонированных и экспрессированных из трех различных видов малярийного паразита". Experimental Parasitology . 87 (3): 185–93. doi :10.1006/expr.1997.4225. PMID  9371083.
  6. ^ ab Clemente JC, Govindasamy L, Madabushi A, Fisher SZ, Moose RE, Yowell CA, Hidaka K, Kimura T, Hayashi Y, Kiso Y, Agbandje-McKenna M, Dame JB, Dunn BM, McKenna R (март 2006 г.). «Структура аспарагиновой протеазы плазмепсин 4 из малярийного паразита Plasmodium malariae, связанной с ингибитором на основе аллофенилнорстатина». Acta Crystallographica Section D. 62 ( Pt 3): 246–52. Bibcode : 2006AcCrD..62..246C. doi : 10.1107/S0907444905041260. PMID  16510971.
  7. ^ abcde Bruce MC, Macheso A, Galinski MR, Barnwell JW (май 2007 г.). «Характеристика и применение множественных генетических маркеров для Plasmodium malariae». Паразитология . 134 (ч. 5): 637–50. doi :10.1017/S0031182006001958. PMC 1868962. PMID  17140466 . 
  8. ^ ab Mohapatra PK, Prakash A, Bhattacharyya DR, Goswami BK, Ahmed A, Sarmah B, Mahanta J (июль 2008 г.). «Обнаружение и молекулярное подтверждение очага Plasmodium malariae в Аруначал-Прадеше, Индия». The Indian Journal of Medical Research . 128 (1): 52–6. PMID  18820359.
  9. ^ Singh B, Kim Sung L, Matusop A, Radhakrishnan A, Shamsul SS, Cox-Singh J, Thomas A, Conway DJ (март 2004 г.). «Большой очаг естественно приобретенных инфекций Plasmodium knowlesi у людей» (PDF) . Lancet . 363 (9414): 1017–24. doi :10.1016/S0140-6736(04)15836-4. PMID  15051281. S2CID  7776536.
  10. ^ "Биология: Малярия (CDC malaria)". Архивировано из оригинала 13 октября 2008 г.
  11. ^ ab "Малярия eModule - АСЕКСУАЛЬНЫЕ ЭРИТРОЦИТАРНЫЕ СТАДИИ". Архивировано из оригинала 22 декабря 2007 г. Получено 11 декабря 2007 г.
  12. ^ Менар, Р.; Таварес, Дж.; Кокберн, И.; Маркус, М.; Завала, Ф.; Амино, Р. (2013). «Взгляд под кожу: первые шаги в изучении малярийной инфекции и иммунитета». Nature Reviews Microbiology . 11 (10): 701–712. doi : 10.1038/nrmicro3111 . PMID  24037451. S2CID  21437365.
  13. ^ ab Мюллер-Стовер I, Вервай Дж. Дж., Хоппенхейт Б., Гёбельс К., Хойссингер Д., Рихтер Дж. (февраль 2008 г.). «Заражение малярийным плазмодием, несмотря на предыдущее противомалярийное лечение». Паразитологические исследования . 102 (3): 547–50. дои : 10.1007/s00436-007-0804-4. PMID  18060428. S2CID  12491253.
  14. ^ abcd Коллинз, Уильям. "RE: Текущие исследования Plasmodium malariae". Электронное письмо Чибузо Эке. 18 февраля 2009 г.
  15. ^ Альберт Лалремруата, Магда Магрис, Сарай Вивас-Мартинес, Майке Келер, Мерал Эсен (сентябрь 2015 г.), «Естественное заражение Plasmodium brasilianum у людей: человек и обезьяна являются общими паразитами четырехдневной малярии в венесуэльской Амазонии», eBioMedicine , т. 2, № 9, стр. 1186–1192, doi : 10.1016/j.ebiom.2015.07.033 , PMC 4588399 , PMID  26501116 {{citation}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  16. ^ Данн, Бен. «RE: Текущие исследования Plasmodium malariae. » Электронное письмо Чибузо Эке. 18 февраля 2009 г.
  17. ^ Ратледж Г.Г., Бёме Ю., Сандерс М., Рид А.Дж., Коттон Дж.А., Майга-Аскофаре О, Джимде А.А., Апинджо Т.О., Аменга-Этего Л., Манске М., Барнуэлл Дж.В., Рено Ф., Олломо Б., Прюньолле Ф., Ансти Н.М., Оберн С., Прайс Р.Н., Маккарти Дж.С., Квятковски Д.П., Ньюболд С.И., Берриман М., Отто Т.Д. (февраль 2017 г.). «Геномы Plasmodiummalariae и P. ovale дают представление об эволюции малярийных паразитов». Природа . 542 (7639): 101–104. Бибкод :2017Natur.542..101R. дои : 10.1038/nature21038. PMC 5326575. PMID  28117441 .