Trichomonas vaginalis — анаэробный жгутиковый простейший паразит и возбудитель заболевания, передающегося половым путем, называемого трихомониазом . Это наиболее распространенный патогенный простейший, который заражает людей в промышленно развитых странах. [ 2] Уровень инфицирования у мужчин и женщин схож, но у женщин обычно проявляются симптомы, в то время как у мужчин инфекции обычно протекают бессимптомно. Передача обычно происходит через прямой контакт кожа-к-коже с инфицированным человеком, чаще всего через вагинальный половой акт. ВОЗ подсчитала, что ежегодно во всем мире происходит 160 миллионов случаев заражения. [3] По оценкам, только для Северной Америки ежегодно регистрируется от 5 до 8 миллионов новых случаев заражения, при этом предполагаемый уровень бессимптомных случаев достигает 50%. [4] Обычно лечение состоит из метронидазола и тинидазола . [5]
Альфред Франсуа Донне (1801–1878) был первым, кто описал процедуру диагностики трихомониаза посредством «микроскопического наблюдения подвижных простейших во вагинальных или цервикальных выделениях» в 1836 году. Он опубликовал это в статье, озаглавленной «Animalcules observés dans les matières purulentes». et le produit des secretions de l'Académie des Sciences» в журнале Comptes rendus de l'Académie des Sciences . [6] С его помощью он создал биномиальное название паразита — Trichomonas vaginalis . [7]
Инфекция Trichomonas vaginalis , называемая трихомониазом , является инфекцией мочеполового тракта , передающейся половым путем , и частой причиной вагинита у женщин, в то время как у мужчин с этой инфекцией могут проявляться симптомы уретрита , а также симптомы инфекции простаты. [8] Характерны «пенистые», зеленоватые выделения из влагалища с «затхлым» зловонным запахом. [9] У человека, инфицированного трихомониазом, могут проявляться или не проявляться симптомы, связанные с инфекцией. Общие симптомы как для мужчин, так и для женщин включают жжение, зуд и дискомфорт при мочеиспускании или половом акте. При наличии симптомов инфекции трихомониазом рекомендуется немедленно начать лечение, чтобы избежать длительного пребывания инфекции в организме хозяина. [10]
У многих людей, инфицированных Trichomonas vaginalis, симптомы отсутствуют. Признаки трудно отнести к трихомониазу, поскольку они являются общими признаками, которые могут быть связаны со многими другими инфекциями, передающимися половым путем. Около 70% инфицированных не проявляют никаких признаков, но когда они проявляются, мужчины и женщины различаются. После заражения признаки могут проявиться через 5–28 дней. [10]
Мужчины с этой инфекцией могут испытывать зуд и дискомфорт внутри пениса, необычные выделения и жжение после эякуляции. Женщины также испытывают зуд, жжение, болезненность и изменение цвета вульвы и влагалища. Кроме того, женщины могут испытывать обесцвеченные выделения с запахом рыбы и дискомфорт при мочеиспускании. В тяжелых случаях около 40% женщин могут также развить цервикальное расстройство, известное как «клубничная шейка матки» ( copitis macularis ), при котором шейка матки, по-видимому, имеет маленькие красные точки, покрывающие поверхность, что является признаком кровоизлияния в кровеносные сосуды. [10]
Некоторые из осложнений Trichomonas vaginalis у женщин включают: преждевременные роды , низкий вес при рождении и повышенную смертность, а также предрасположенность к ВИЧ- инфекции, СПИДу и раку шейки матки . [11] Trichomonas vaginalis также был обнаружен в мочевыводящих путях , фаллопиевых трубах и тазу и может вызывать пневмонию , бронхит и поражения полости рта. Презервативы эффективны для снижения, но не полностью предотвращают передачу. [10]
Было обнаружено, что инфекция Trichomonas vaginalis у мужчин вызывает бессимптомный уретрит и простатит . [12] Было высказано предположение, что она может повышать риск рака простаты; однако по состоянию на 2014 год доказательств, подтверждающих эту связь, недостаточно. [12]
Классически, при мазке из шейки матки , инфицированные женщины могут иметь прозрачный «ореол» вокруг поверхностного клеточного ядра, но чаще сам организм виден с легким цианофильным оттенком, слабыми эксцентричными ядрами и мелкими ацидофильными гранулами. [13] Его ненадежно обнаружить при изучении выделений из половых органов или с помощью мазка из шейки матки из-за их низкой чувствительности . Trichomonas vaginalis также обычно диагностируется с помощью влажного препарата, в котором наблюдается «спиральная» подвижность. В настоящее время наиболее распространенным методом диагностики является ночное культивирование, [14] [15] с диапазоном чувствительности 75–95%. [16] Более новые методы, такие как быстрое тестирование антигена и транскрипционно-опосредованная амплификация , обладают еще большей чувствительностью, но не получили широкого распространения. [16] Наличие Trichomonas vaginalis также можно диагностировать с помощью ПЦР , используя праймеры, специфичные для GENBANK/L23861. [17]
Инфекция лечится и излечивается метронидазолом [18] или тинидазолом . CDC рекомендует однократную дозу 2 грамма метронидазола или тинидазола в качестве терапии первой линии; альтернативное рекомендуемое лечение - 500 миллиграммов метронидазола два раза в день в течение семи дней, если режим однократной дозы неэффективен. [19] Лекарства следует назначать также любому половому партнеру (ам), поскольку они могут быть бессимптомными носителями . [9] [20]
Trichomonas vaginalis существует только в одной морфологической стадии, трофозоите , и не может инцистироваться (или образовывать цисты). Это простейшее, как правило, не придерживается одной формы, так как в разных условиях паразит способен меняться. Когда он находится в культуре отдельно от хозяина, он обычно демонстрирует более «грушевидную» или овальную морфологию, но когда он присутствует в живом хозяине, в частности, на эпителиальных клетках стенки влагалища, форма становится более «амебоидной». [21] Он немного больше лейкоцита, его размер составляет 9 × 7 мкм . В обеих формах Trichomonas vaginalis имеет пять жгутиков — четыре выступают спереди или спереди паразита, а пятый — на заднем конце. [22] [8] Функциональность пятого жгутика неизвестна. Кроме того, аксостиль, похожий на шип , выступает напротив пучка из четырех жгутиков. Все эти жгутики соединены с «волнистой» мембраной. [23] Аксотиль может использоваться для прикрепления к поверхностям, а также может вызывать повреждение тканей, наблюдаемое при трихомониазе. [24] Ядро обычно удлиненное и расположено около переднего конца простейшего в цитоплазме, которая содержит множество гидрогеносом (органелла с закрытой мембраной, способная вырабатывать как АТФ, так и водород в анаэробных условиях.) [8]
Хотя Trichomonas vaginalis не имеет формы цисты , этот организм может выживать до 24 часов в моче, сперме или даже образцах воды. Неподвижная, круглая, псевдоцистная форма с интернализованными жгутиками наблюдалась при неблагоприятных условиях. [25] Эта форма обычно рассматривается как дегенеративная стадия, а не резистентная форма, [25] хотя иногда сообщалось о жизнеспособности псевдоцистных клеток. [26] Была описана способность возвращаться в форму трофозоита, воспроизводиться и поддерживать инфекцию, [27] наряду с методом микроскопического окрашивания клеток для визуального различения этой неуловимой формы. [28]
Trichomonas vaginalis является анаэробом . [29] Отсутствуют цитохром C и митохондрии , что затрудняет поглощение кислорода и синтез АТФ посредством окислительного фосфорилирования. [29] Хотя она не содержит митохондрий, аналогичная структура, называемая гидрогеносомой , которая является местом ферментативного окисления пирувата, выполняет многие из тех же метаболических процессов. Углеводы, особенно те, которые имеют альфа-1,4-гликозидные связи, метаболизируются и в конечном итоге ферментируются с образованием таких продуктов, как ацетат, лактат, малат, глицерин и CO 2 в аэробных условиях, а в анаэробных условиях она производит H 2 . [30] За пределами гидрогеносомы метаболизм углеводов также происходит свободно в цитоплазме, в которой глюкоза может быть преобразована в фосфоенолпируват (PEP) и в конечном итоге в пируват с использованием пути Эмбдена-Мейерхоффа-Парнаса . [30]
Хотя Trichomonas vaginalis существует как трофозоит в своей инфекционной форме, ее амебоидная форма также является важной характеристикой, которая увеличивает ее способность инфицировать своего хозяина. Амебоидная форма (в форме блина) обеспечивает большую площадь контакта с эпителиальными клетками влагалища, шейки матки, уретры и простаты среди других. Форма псевдоцисты также является способом, с помощью которого микроб может инфицировать более эффективно, но это происходит только при воздействии холода и других стрессоров. Эти различные формы сопровождаются различными профилями фосфорилирования белков, которые запускаются под воздействием окружающей среды. [31]
Одной из отличительных особенностей Trichomonas vaginalis являются факторы адгезии, которые позволяют колонизировать эпителий шейки матки и влагалища у женщин. Адгезия, которую демонстрирует этот организм, специфична для вагинальных эпителиальных клеток (VECs), поскольку зависит от pH , времени и температуры. Этот процесс опосредуется различными факторами вирулентности, некоторые из которых - микротрубочки, микрофиламенты, бактериальные адгезины (4) и цистеиновые протеиназы . Адгезины - это четыре фермента трихомонад, называемые AP65, AP51, AP33 и AP23, которые опосредуют взаимодействие паразита с молекулами рецепторов на VECs. [32] Наиболее охарактеризованная поверхностная молекула, связанная с одним из четырех адгезинов, называется липогликанами Trichomonas vaginalis ( Tv LGs). Эта молекула является наиболее распространенной на поверхности Trichomonas vaginalis и помогает в прилипании к VECs. Молекулы Tv LG также могут влиять на то, как реагирует иммунная система человека, например, влияя на воспалительные реакции и макрофаги, присутствующие в организме. [31] Цистеиновые протеиназы могут быть еще одним фактором вирулентности, поскольку эти белки массой 30 кДа не только связываются с поверхностью клеток хозяина, но и могут разрушать белки внеклеточного матрикса , такие как гемоглобин , фибронектин или коллаген IV . [33]
Геном Trichomonas vaginalis имеет размер приблизительно 160 мегабаз [34] - в десять раз больше, чем предсказывалось ранее на основе гелевого измерения размеров хромосом. [35] ( Для сравнения, человеческий геном составляет ~3,5 гигабаз . [36] ) Примерно две трети последовательности Trichomonas vaginalis состоят из повторяющихся и транспонируемых элементов , что отражает массивное, эволюционно недавнее расширение генома. Общее количество предсказанных генов, кодирующих белок, составляет ~98 000, что включает ~38 000 «повторяющихся» генов (вирусоподобных, транспозоноподобных, ретротранспозоноподобных и неклассифицированных повторов, все с высоким числом копий и низким полиморфизмом ). Около 26 000 генов, кодирующих белки, были классифицированы как «подтвержденные доказательствами» (подобные либо известным белкам, либо EST ), в то время как остальные не имеют известной функции. Эта необычная геномная статистика, вероятно, изменится в сторону уменьшения по мере того, как последовательность генома, в настоящее время очень фрагментированная из-за сложности упорядочивания повторяющейся ДНК, будет собираться в хромосомы, и по мере накопления большего количества данных транскрипции (EST, микрочипы ). Но, похоже, что число генов одноклеточного паразита Trichomonas vaginalis , как минимум, равно числу генов его хозяина H. sapiens . [ необходима цитата ]
В конце 2007 года был запущен TrichDB.org как бесплатный публичный репозиторий геномных данных и поисковая служба, посвященная данным трихомонад в масштабе генома. В настоящее время сайт содержит все данные проекта последовательности Trichomonas vaginalis , несколько библиотек EST и инструменты для добычи и отображения данных. TrichDB является частью проекта функциональной геномной базы данных EupathDB, финансируемого NIH/NIAID. [37]
Недавние исследования генетического разнообразия Trichomonas vaginalis показали, что существуют две различные линии паразита, обнаруженные во всем мире; обе линии представлены равномерно в полевых изолятах. Две линии различаются по наличию или отсутствию инфекции вируса Trichomonas vaginalis (TVV). Инфекция TVV в Trichomonas vaginalis клинически значима, поскольку при наличии TVV оказывает влияние на устойчивость паразита к метронидазолу, препарату первой линии для лечения трихомониаза у человека. [38]
Повреждение эпителия влагалища, вызванное Trichomonas vaginalis, повышает восприимчивость женщины к ВИЧ-инфекции. Помимо воспаления, паразит также вызывает лизис эпителиальных клеток и эритроцитов в этой области, что приводит к еще большему воспалению и нарушению защитного барьера, обычно обеспечиваемого эпителием. Наличие Trichomonas vaginalis также может повысить вероятность передачи ВИЧ инфицированной женщиной ее половому партнеру(ам). [39] [40]
Биология Trichomonas vaginalis имеет значение для понимания происхождения полового размножения у эукариот. Известно, что Trichomonas vaginalis не подвергается мейозу , ключевой стадии полового цикла эукариот. Однако, когда Малик и др. [41] исследовали Trichomonas vaginalis на наличие 29 генов, которые, как известно, функционируют в мейозе, они обнаружили 27 таких генов, включая восемь из девяти генов, которые специфичны для мейоза в модельных организмах . Эти результаты свидетельствуют о том, что способность к мейозу и, следовательно, к половому размножению присутствовала у недавних предков Trichomonas vaginalis . 21 из 27 генов мейоза также были обнаружены у другого паразита Giardia lamblia (также называемого Giardia intestinalis ), что указывает на то, что эти мейотические гены присутствовали у общего предка Trichomonas vaginalis и G. intestinalis . Поскольку эти два вида являются потомками линий, которые сильно расходятся среди эукариот , мейотические гены, вероятно, присутствовали у общего предка всех эукариот. [41]