Мікроспоридія

Мікроспоридії - це надзвичайно велика група унікальних, еукаріотичних, облігатних, внутрішньоклітинних паразитів, тісно пов’язаних з грибами, хоча природа відношення до царства Гриби незрозуміла 1). Таксономічне положення цієї групи неодноразово обговорювалось і переглядалось; історично історично вони вважалися найпростішими і часто залишаються у віданні лабораторій діагностичної паразитології. Мікроспоридії характеризуються утворенням стійких спор, що мають різний розмір (зазвичай 1-4 мкм для медично важливих видів). Мікроспоридії мають унікальну органелу - полярну трубочку або полярну нитку, яка скручена всередині суперечки, як демонструє її ультраструктура. Мікроспоридії також мають вироджені мітохондрії, які називаються мітосомами, і їм не вистачає звичайного апарату Гольджі.

Мікроспоридії здатні заражати багато видів тварин. У людини вони можуть заражати багато органів, включаючи око. Вони широко розповсюджені по всьому світу і вважаються новою причиною інфекційних захворювань, особливо у пацієнтів з ослабленим імунітетом.

Мікроспоридії є добре пристосованими збудниками та важливими сільськогосподарськими паразитами, які вражають медоносних бджіл, шовкопрядів та інших комах 2). Мікроспоридія також є паразитом для риб, гризунів, кроликів, приматів та людей. Вперше виявлена при ВІЛ-1 в умовах хронічної діареї, з тих пір було виявлено, що мікроспоридія викликає різноманітні системні та очні інфекції як у людей із ослабленим імунітетом, так і у імунокомпетентних осіб. В даний час мікроспоридії визнані важливими збудниками хворих на СНІД 3). Однак впровадження ефективної антиретровірусної терапії значно зменшило рівень захворюваності на цю групу.

Мікроспоридії поширені в навколишньому середовищі; вони еволюціонували унікальним та витонченим чином, щоб вони не тільки виживали в навколишньому середовищі, але й могли жити всередині інших клітин 4) .

Класифікація мікроспоридій ґрунтується на мікроскопічній морфології та характеристиках ультраструктурних спор. Діапазон хазяїна у багатьох випадках не узгоджується з філогенетичними взаємозв'язками, що додатково виявляється молекулярними методами за допомогою генетичного секвенування рРНК, яке в даний час використовується як основний спосіб визначення таксономії 5) .

На сьогоднішній день понад 1500 видів, що належать до понад 200 родів, були описані як паразити, що вражають широкий спектр хребетних та безхребетних господарів. Існує щонайменше 15 видів мікроспоридій, які були ідентифіковані як патогени людини; переважна більшість випадків спричинені Enterocytozoon bieneusi, за якими слідують деякі види енцефалітозунів (Encephalitozoon cuniculi, Encephalitozoon hellem, Encephalitozoon intestinalis (= Septata intestinalis)). Інші агенти, про які рідше повідомляється, включають представників родів Anncaliia (= Brachiola) (Anncaliia algerae, Anncaliia connori, Anncaliia vesicularum), Microsporidium (Microsporidium ceylonensis, Microsporidium africanum), Trachipleistophora (Trachipleishohara hominhoraphorphoriph Vittaforma corneae (= Nosema corneae), Tubulinosema acridophagus та невідомий вид, який, ймовірно, належить до Endoreticulatus 6) .

Багато домашніх та диких тварин можуть бути природним чином заражені різними з медичного значення мікроспорідіями. Enterocytozoon bieneusi, як правило, вважається паразитом людини, але був виявлений у свиней, приматів, великої рогатої худоби, котів, собак та деяких інших ссавців. Деякі, але не всі з цих штамів, отриманих тваринами, представляють зоонозні генотипи.

Encephalitozoon cuniculi ендемічний у кількох популяціях неволі та диких кроликів. Також його іноді зустрічали у домашніх собак, котів, лисиць, мавп, що перебувають у полоні, та норок. Птахи, особливо пситакіни (папуги, попугаї, любовні птахи, хвилясті папуги тощо), можуть представляти водойми для генеми енцефалітозону. На відміну від інших двох важливих представників роду, Encephalitozoon intestinalis дуже рідко ідентифікується у тварин, крім людей.

Діапазон інших мікроспоридій, про які відомо, що заражають людей, не такий відомий. Жодного резервуару для тварин для рогівки Vittaforma не виявлено. Pleistophora spp. зустрічаються у риб та плазунів, але морфологія спор у цих видів несумісна з морфологією видів, причетних до людських інфекцій (Pleistophora ronneafiei). Tubulinosema acridophagus, Trachipleistophora spp. Та Anncaliia algerae пов'язані з відомими паразитами комах, однак значення комах у передачі незрозуміле.

Мікроспоридія у людини

Клінічні прояви мікроспоридіозу дуже різноманітні, різняться залежно від причинного виду та шляху зараження. Дисемінована інфекція може призвести до летального результату. З усіх проявів мікроспоридіозу найбільш поширеною є діарея, пов’язана з Enterocytozoon bieneusi. У таблиці 1 узагальнено типові місця зараження для різних видів мікроспоридій. Інфікування мікроспоридією у людей відбувається у всьому світі з найвищим рівнем поширеності серед ВІЛ-інфікованих з діареєю та менше 100 CD4 + Т-клітин на мм3 крові. Більшість мікроспоріальних інфекцій, пов’язаних зі СНІДом, пов’язані з Enterocytozoon bieneusi, який пов’язаний із занадто хронічною діареєю та марнотратством. Менше 50 CD4 + Т-клітин на мм3 крові пов’язано з інфекціями як Enterocytozoon bieneusi, так і Enterocytozoon intestinalis 7) .

У людей зараження цим умовно-патогенним мікроорганізмом на початку століття не було дуже визнаним. У 1924 р. Дослідники вперше припустили, що мікроспоридія заражала людей, і до 1985 р. Було опубліковано лише кілька повідомлень про мікроспоридіоз людини. Після цього мікроспоридії стали все більш визнаними у всьому світі як умовно-патогенні збудники інфекції, і в даний час мікроспоридії визнаються організмами, що розвиваються, у багатьох районах як розвинених, так і країн, що розвиваються 8). Мікроспоридії широко поширюються у всьому світі серед дітей, мандрівників, реципієнтів органів, літніх людей, хворих на злоякісні захворювання та діабет та хворих на ВІЛ 9). У розвинених країнах поширеність мікроспоридіозу у хворих на ВІЛ поступово зменшується завдяки антиретровірусної терапії та покращенню гігієни.

Серед майже 1500 описаних видів лише 17 є патогенними для людини, і деякі з них включають Enterocytozoon bieneusi, Encephalitozoon, Anncaliia, Enterocytozoon, Tubulinosema, Microsporidium africanum та Trachipleistophora hominis. У більшості випадків Enterocytozoon bieneusi та Encephalitozoon intestinalis були 2 видами, які найчастіше виявляються у заражених людей 10) .

У розвинених країнах показники поширеності мікроспоридійної інфекції у ВІЛ-серопозитивних осіб з діареєю становлять від 2% до 78%, залежно від ступеня імуносупресії та лікування. У ВІЛ-серопозитивних осіб без діареї кількість інфекцій становить від 1,4% до 4,3% 11). У осіб, не інфікованих ВІЛ, показники серопродуктивності становлять від 1,3% до 22% серед донорів крові, вагітних жінок, працівників бійні та осіб з невідомими причинами діареї (можливо, спричиненої мікроспоридією) 12) .

Таблиця 1. Види мікроспоридій

МікроспоридіїВідомі сайти локалізації

Anncaliia algerae	Очі, м’язи
Anncaliia connori	Системний
Anncaliia vesicularum	М'язи
Encephalitozoon cuniculi	Системний
Енцефалітозун гелем	Очі
Encephalitozoon intestinalis	Тонка кишка
Enterocytozoon bieneusi	Тонка кишка, жовчне дерево
Microsporidium spp.	Очі
Nosema ocularum	Очі
Pleistophora ronneafiei	М'язи
Trachipleistophora anthropopthera	Системний
Trachipleistophora hominis	Очі, м’язи
Акридофаг тубуліноземи	Системний
Vittaforma corneae	Очі

[Джерело 13)]

Мікроспоридія передачі

Передача хвороби мікроспоридії відбувається переважно через їжу (харчова хвороба), включаючи світову галузь харчових ланцюгів риби та ракоподібних (креветки, омари, молюски та ін.). Передача також відбувається через воду, включаючи зрошення сільськогосподарських культур, морську воду, питну воду, підземні води, стічні води, викиди в навколишнє середовище та шлам 14). Вертикальний перенос від матері до потомства спостерігався також у кроликів, овець та приматів, які не є людьми. Зоонозна передача через тварин, що виконують роль резервуарів, також була відзначена в деяких дослідженнях 15). Хоча і рідко, передача через фекально-оральний засіб та аерозолі також може відбуватися у випадках зараження людини 16) .

Фактори ризику зараження мікроспорідіями

Фактори ризику, пов’язані з інфекцією мікроспорідії, включають статеві стосунки чоловіків і чоловіків, внутрішньовенне вживання наркотиків, вплив болотної води або зрошення урожаю, вплив води з виділеннями, використання басейну та гідромасажних ванн або професійний контакт з водою 17) .

Життєвий цикл мікроспоридій

Зрілі спори видів, що локалізують кишечник, можуть скидатися з фекаліями, хоча шлях передачі для багатьох видів залишається невизначеним. Вплив спор у воді або ґрунті представляється потенційно основним шляхом, заснованим на знаходженні спор у цих джерелах, а також на історії хвороби. У поверхневих водах виявлені Enterocytozoon bieneusi та Vittaforma corneae (syn. Nosema corneum), а також спори Nosema sp. (і, ймовірно, Anncaliia algerae) були виявлені в канаві. Підтверджено випадки донорського мікроспоридіозу (Encephalitozoon cuniculi) після трансплантації кісткового мозку, нирок, печінки та серця.

Рисунок 1. Життєвий цикл мікроспоридій

Профілактика мікроспоридії

Як і інші патогени та інфекційний контроль, мікроспорідією слід керувати та запобігати покращенню гігієни. Поліпшення регулювання джерел води, а також моніторинг екскрементів у ґрунті та воді мають важливе значення для зменшення передачі хвороб, що передаються водою. Жорстке регулювання та процедура покращення гігієни у виробництві харчових ланцюгів або промисловості, включаючи розведення, переробку, зберігання та упаковку для контролю забруднення харчових продуктів та поширення патогенних мікроорганізмів, є вирішальним.

Симптоми мікроспоридії

Клінічний прояв мікроспоридійної інфекції варіюється від безсимптомної інфекції до симптоматичної інфекції, яка включає діарею, міозит, кератит та бронхіт. Незважаючи на рідкість, енцефаліт може також виникати 19). Середній час інкубації хвороби під час передачі через їжу знаходиться між датою появи симптомів та початком хвороби становить близько 7 днів (діапазон від 3 до 15 днів). У ВІЛ-інфікованих пацієнтів мікроспоридійна інфекція визнається дедалі важливішою причиною захворюваності та відповідає за значні шлунково-кишкові (ШКТ) та дисеміновані захворювання. У рідкісних випадках E. bieneusi викликає легеневі інфекції або інфікує жовчні протоки, що призводить до холециститу та холангіту 20). Повідомлення про очні інфекції з мікроспорідіями рідкісні, але частіше зустрічаються у людей із ослабленим імунітетом, ніж у імунокомпетентних осіб.

Залишається невідомим, скільки титру спор потрібно для зараження у людини, але, як видається, він різниться між різними підвидами. Спори, які заражають людину, зазвичай складають від 1 до 4 мікрометрів, а у дітей з безсимптомною картиною виявляється 1,2 х 10 суперечок Enterocytozoon bieneusi на грам калу. Тоді як у ВІЛ-інфікованих пацієнтів концентрація спор Enterocytozoon bieneusi коливається від 4,5 х 10 до 4,4 х 10 на мілілітр діарейного калу, загалом 10 суперечок за 24 години.

Таблиця 2. Названі мікроспоріальні збудники людини та їх клінічні синдроми

Рід і види мікроспоридійКлінічні синдроми

Вид плеістофори	Міозит
Nosema connori	Дисемінована інфекція
Nosema ocularum	Кератит
Vittaforma corneae	Кератит
Encephalitozoon cuniculi	Перитоніт, фульмінантний гепатит, судоми, риносинусит
Енцефалітозун гелем	Кон'юнктивіт, кератокон'юнктивіт, бронхіоліт, пневмонія, риносинусит, дисемінована інфекція
Encephalitozoon intestinalis	Діарея, дисемінована інфекція
Enterocytozoon bieneusi	Діарея, синдром марнотратства, холецистит, холангіт, бронхіт, пневмонія

[Джерело 21)]

Діагностика мікроспоридії

Мікроспоридії важко виявити через їх невеликі розміри, повільно інфікуючі властивості та інколи безсимптомну інфекцію. Тому у всьому світі існує багато невизначених випадків діареї. Організм потрібно візуалізувати за допомогою спеціальних методик, що залучають спеціальні лабораторні засоби та навчений персонал для характеристики інфекції.

Виявлення мікроспоридії засноване на дослідженні стільця за допомогою мікроскопічного спостереження. Однак нові методи фарбування, включаючи трихромне фарбування та флуоресцентне фарбування за допомогою оптичних відбілювачів, можуть бути корисними. Мікроспоридії можна забарвити плямами Грама, карбол-фуксином та срібними плямами 22) .

Мікроскопія

Світлове мікроскопічне дослідження пофарбованих клінічних мазків, особливо зразків калу, є недорогим методом діагностики мікроспоріальних інфекцій, хоча воно не дозволяє ідентифікувати мікроспоридії до видового рівня. Найбільш широко застосовувана техніка фарбування - метод Хромотроп 2R або його модифікації. Цей прийом забарвлює спору і спорову стінку в яскраво-рожево-червоний колір. Часто екваторіальна смуга темнішого кольору помітна посередині спори. Однак ця техніка є тривалою та трудомісткою і вимагає близько 90 хв. Нещодавно розроблена "техніка швидкого гарячого грам-хромотропа", однак, скорочує час фарбування до менш ніж 10 хв і забезпечує хорошу диференціацію від слабо забруднених фонових фекальних матеріалів, завдяки чому спори виділяються для легкої візуалізації. Спори фарбують темно-фіолетовий колір, а екваторіальна смуга посилена. У деяких випадках також чітко видно темно забарвлюючі грампозитивні гранули. Хіміофлуоресцентні засоби, такі як Calcofluor white, також корисні для швидкого виявлення спор у мазках калу. Спори мають розмір від 0,8 до 1,4 мкм у випадку Enterocytozoon bieneusi та 1,5-4 мкм у Anncaliia algerae, Encephalitozoon spp., Vittaforma corneae та Nosema spp.

Трансмісійна електронна мікроскопія все ще є золотим стандартом і необхідна для ідентифікації видів мікроспоридіанів, яка базується на внутрішніх особливостях спор, таких як кількість котушок полярних канальців. Однак трансмісійна електронна мікроскопія дорога, трудомістка і неможлива для рутинної діагностики.

Аналізи імунофлуоресценції

Доступні імунофлуоресцентні аналізи (IFA) для мікроспоридій з використанням моноклональних та/або поліклональних антитіл. Однак серологічні тести є ненадійними у людей з ВІЛ через імунну недостатність 23) .

Молекулярні методи (ПЛР)

Центри з контролю та профілактики захворювань (CDC) пропонують молекулярну ідентифікацію Enterocytozoon bieneusi, Encephalitozoon intestinalis, Encephalitozoon hellem та Encephalitozoon cuniculi за допомогою видових специфічних ланцюгових реакцій полімеразної реакції (ПЛР). Можна спробувати провести молекулярну ідентифікацію інших видів мікроспоридій, використовуючи родоспецифічні праймери та аналіз послідовності для кожного конкретного випадку.

Молекулярна характеристика, що включає полімеразну ланцюгову реакцію (ПЛР) та секвенування нуклеотидів, є перспективними високочутливими аналізами з чутливістю понад 90% для швидкої характеристики заражених людиною мікроспорідій. Масив може одночасно виявляти всі 4 види мікроспоридій при чутливості 10 спор на 100 мікролітрів зразка калу 24). Протягом декількох годин клініцист може інтерпретувати результат, виділивши генетичний/нуклеїновий матеріал мікроспоридії та посиливши певну послідовність ферментативно в термоциклічному стані, а потім порівнявши його з контролем. Для визначення генотипу мікроспоридії у заражаючого господаря послідовність рРНК є золотим стандартом для подальшої характеристики.

Лікування мікроспоридії

Препарати, що часто вводяться для лікування інфекції мікроспоридії у тварин та людей, включають альбендазол та фумагілін. У минулому також випробовували органічні сполуки ртуті, такі як Nosemack. Однак Nosemack був менш ефективним проти паразитів і більш токсичним для сільськогосподарських бджіл, ніж фумагілін. Фумагілін має амебіцидні властивості, і дослідження in vivo показують, що фумагілін пригнічує розвиток Nosema apis у медоносних бджіл. Альбендазол ефективний і ефективний проти видів енцефалітозуну, що інфікують людей і тварин, але має змінну ефективність щодо Enterocytozoon bieneusi. Альбендазол пригнічує полімеризацію тубуліну, а також використовується як протиглисний засіб та протигрибковий засіб 25) .

У пацієнтів з ослабленим імунітетом через ВІЛ відновлення їх імунного статусу за допомогою антиретровірусних препаратів асоціюється з усуненням клінічних симптомів 26). Також було задокументовано, що інгібітори аспартилової протеази ВІЛ безпосередньо пригнічують ріст Encephalitozoon intestinalis в культурі тканин 27). Альбендазол, який інгібує збирання мікротрубочок, також впливає на кілька мікроспоридій, включаючи Encephalitozoon spp. при системних захворюваннях 28). Системні протигрибкові засоби також використовувались для лікування мікроспоридних інфекцій у хворих на СНІД 29) .

Фумагілін, антибіотик та антиангіогенний засіб, отриманий з Aspergillus fumigatus, виявився ефективним проти Encephalitozoon sp. та Enterocytozoon bieneusi. Хоча токсичне при системному введенні, місцеве застосування добре переноситься та ефективно при лікуванні кератокон’юнктивіту 30). Місцеві фторхінолони (ципрофлоксацин 0,3%, моксифлоксацин 0,5%, гатифлоксацин 0,5%, левофлоксацин 0,5% та норфлоксацин 0,3%) як монотерапія або в комбінації з місцевим фумагіліном та/або системним альбендазолом вивчались для лікування мікроспоридіального кератиту. Дозвіл відбувся у 99% випадків при місцевій монотерапії фторхінолоном 31) .