Extraintesztinális Microsporidiosis

ABSZTRAKT

A Microsporidia nagymértékben specializált kötelező intracelluláris organizmus, amely szorosan kapcsolódik a gombákhoz. Noha hagyományosan hasmenéses megbetegedésekkel társulnak AIDS-es betegeknél, az elmúlt évtizedben egyre gyakrabban számoltak be különféle szerveket érintő extraintesztinális fertőzésekről, különösen immunhiányos gazdaszervezetekben. A diagnózist általában a testnedvekben és a szövetekben lévő spórák fénymikroszkópos azonosításával hajtják végre, különféle foltok felhasználásával. Transzmissziós elektronmikroszkópia, immunfluoreszcencia vizsgálatok vagy molekuláris módszerek szükségesek a nemzetség és faj szintjén történő azonosításhoz. A korai diagnózis elengedhetetlen az extraintesztinális microsporidiosis jelentős kapcsolódó morbiditásának és mortalitásának megelőzéséhez.

BEVEZETÉS

TAXONÓMIA ÉS ÉLETCIKLUS

A microsporidia kifejezés több mint 1300 ismertetett fajt foglal magában, amelyek a Microsporidia (korábban Microspora) törzs 170 nevezett nemzetségéhez tartoznak (2). Ezek között van legalább 15 faj, amelyekről ismert, hogy emberi kórokozók (3). Számos emberi mikrosporídia nemzetség-megjelölése az évek során megváltozott, mivel új ultrastrukturális és molekuláris adatok váltak elérhetővé. Például a Nosema algerae-t Brachiola algerae-nek, később pedig Anncaliia algerae-nek, míg a Septata zarnu-t Encephalitozoon zarnu-nak (2).

A Microsporidia a ma ismert legkisebb autonóm maggenomokkal rendelkezik. Úgy gondolják, hogy ez a reduktív evolúciónak köszönhető, amelynek során csökkent bioszintetikus útjaik nagymértékben függővé teszik őket a gazdasejttől életciklusuk befejezéséhez; ezért kötelező intracelluláris („parazita”) természetük (4). A Microsporidia szinte minden állatfajtát megfertőzhet, beleértve az emlősöket, a rovarokat és a halakat is.

Mikrosporidiális életciklus, amint ezt az E. bieneusi és az E. zarnu. A spórák a szervezet fertőző formája (1). A spórák megfertőzik a sejteket, amikor a poláris szál kiemelkedik a spórából, és kialakítja a poláris tubulust, amely beilleszkedik az eukarióta gazdasejtbe (2). A fertőző sporoplazmát a poláris tubuluson keresztül fecskendezik be a gazdasejtbe, ahol aszexuálisan replikálódik bináris hasadással (merogónia) vagy többszörös hasadással (skizogónia) (3-5). Egyes fajok közvetlenül a gazdasejt citoplazmájában oszlanak meg (pl. E. bieneusi), míg mások egy parazitoforikus vakuolában (például Encephalitozoon spp.) Vagy sporoforos vezikulumban (például Pleistophora spp.) Találhatók. Az érett spórák a nemi szaporodás egyik formája, az úgynevezett sporogony (5) révén jönnek létre, és végül a sejtek megszakadása után a környező környezetbe (6) kerülnek, hogy megfertőzzék az új sejteket. (A CDC DPDx szolgáltatás jóvoltából.)

EPIDEMIOLÓGIA ÉS AZ ÁTVITEL MÓDJA

Az emberi mikrosporidiózist világszerte írták le. Azokat a fajokat, amelyekről ismert, hogy megfertőzik az embereket, különféle madarakból, halakból, rovarokból és más állatokból, valamint táplálék- és vízforrásokból izolálták (3, 5, 6). Az átvitel módjai közé tartozik a lenyelés, az inhaláció, a bőr vagy a nyálkahártya közvetlen trauma, a szexuális érintkezés és a transzplacenta (anya gyermek) (2).

Klinikai megnyilvánulások

Az extraintesztinális emberi fertőzést okozó mikrosporidiumok listája a

LABORATÓRIUMI DIAGNÓZIS

Számos laboratóriumi technikát írtak le a mikrosporidiumok emberi mintákban történő azonosítására, ideértve a fénymikroszkópiát, a transzmissziós elektronmikroszkópiát (TEM), az immunfluoreszcencia vizsgálatokat (IFA) poliklonális vagy monoklonális antitestek alkalmazásával, sejttenyészetet és molekuláris módszereket (2). E módszerek közül sok jelentős szakértelmet vagy speciális felszerelést igényel, ezért csak referencia-, kutatási és közegészségügyi laboratóriumokra korlátozódik, mint például a Betegségmegelőzési és Megelőzési Központok (CDC).

Encephalitozoon cuniculi spórák a vizeletben (A) és Anncaliia algerae a köpetben (B), amelyeket módosított trichrom (Ryan kék) festéssel festettek. Megjegyezzük, hogy az A. algerae spórái lényegesen nagyobbak, mint az Encephalitozoon spp. és ezért összetéveszthető az élesztőkkel. Az összes kép × 1000-es nagyítással jelenik meg.

A szövettani metszetekben a mikrosporidiális spórák rózsaszínűre festenek hematoxilin és eozin (H&E) alkalmazásával, és pozitívan festenek Periodic acid-Schiff (PAS), szöveti Gram festéssel (pl. Brown és Brenn vagy Brown és Hopps módszer) és Warthin-Starry festékkel . Fókuszilag pozitívak lehetnek a Gomori methenamine silver (GMS) gombafolt és a Ziehl-Neelsen (Z-N) saválló savfoltok is (3. ábra) (2). A PAS-folt jellegzetes poláris pontszerű festési mintázatot eredményez, amely különösen a nagyobb spórákon nyilvánvaló. ez a megjelenés nem hasonlít az élesztők festési mintázatához, elősegítve ezzel differenciálódásukat. A mikrosporidiális spórák szintén kettős törésű fény segítségével polarizálódnak (4. ábra) (2). Ezek a mikroszkópos jellemzők lehetővé teszik a mikrosporidiumok azonosítását, de nem nyújtanak végleges nemzetségi vagy faji információt.

Szövettani mikrosporidiális spórák szövettani festési mintái. (A-tól D-ig) A képek az Encephalitozoon cuniculi spóráit mutatják a H&E-vel, Z-N-vel, módosított trichrommal (Ryan kék), illetve Weber által módosított trichóm-festéssel festett vese szakaszokban. Ne feledje, hogy a spórák csak fokálisan pozitívak a Z-N saválló festéssel. (E-től H-ig) A képek az Anncaliia algerae nagyobb spóráit mutatják az eccrine bőrmirigyekben, amelyeket H&E, PAS, GMS, illetve Brown és Brenn (szöveti Gram-folt) festéssel festettek. Vegye figyelembe a pontszerű PAS pozitivitást és a gócos festést GMS-sel. Az összes kép × 1000-es nagyítással jelenik meg.

A mikrosporidiális spórák kettős törést mutatnak, sok gyakran használt hisztopatológiai foltot használnak polarizált fényben. A képet Z-N festéssel és 2000 × nagyítással kaptuk.

Történelmileg a TEM-et használták a diagnózis megerősítésére és a mikrosporidiális fajok meghatározására (5. ábra) (2). Az új fajok taxonómiai osztályozásában is fontos volt. A mikrosporidiumok megkülönböztetésére használt ultraszerkezeti jellemzők magukban foglalják a poláris szálkeresztmetszetek számát, a poláris szálak elrendezését (pl. Sorok száma) és a parazita-gazda interfész jellemzőit (vagyis hogy a spórák közvetlenül a gazdasejtben vannak-e citoplazmában vagy parazitoforikus vakuolában vagy sporoforás vezikulában vannak). Sajnos az elektronmikroszkópiát nem használják széles körben a szükséges berendezések költségei és a teszt elvégzéséhez és az eredmények értelmezéséhez szükséges technikai szakértelem szintje miatt.

Encephalitozoon cuniculi organizmusok transzmissziós elektronmikroszkópos felvételei egy vese tubuláris sejtben. (A) Ne feledje, hogy a sötét spórák (nyíl) egy parazitofor vakuolában vannak, amint az az Encephalitozoon spp. (× 11 000 nagyítás). (B) Nagyobb nagyításnál (× 68 000 nagyítás) egyetlen sor poláris szálkeresztmetszet látható (nyíl), ami összhangban áll az Encephalitozoon spp. A végső fajmeghatározást PCR-rel végeztük.

A tenyésztés egy másik klasszikus technika a mikrosporidiumok tanulmányozására, és számos emberfertőző faj esetében sikeresen elvégezték, számos különféle sejttenyésztési vonal felhasználásával, beleértve az emberi diploid fibroblasztokat (pl. MRC-5) (12). A tenyésztés különösen hasznos a próbák számának amplifikálásához egy mintából, hogy ezt követően molekuláris elemzés vagy TEM végezhető a fajok végleges azonosításához.

Végül a molekuláris amplifikációt, elsősorban PCR alkalmazásával, alkalmazták a mikrosporidiumok kimutatására és a fertőző fajok azonosítására (2). Nincsenek a Szövetségi Gyógyszerügyi Hatóság (FDA) által jóváhagyott vizsgálatok, de elérhetőek lehetnek referencia, kutatási és közegészségügyi laboratóriumokon keresztül. Vizsgálatokat írtak le számos mikrosporidia esetében, beleértve azokat is, amelyek kimutatják és/vagy megkülönböztetik a leggyakoribb emberi kórokozókat, az E. bieneusi, az Encephalitozoon cuniculi, az Encephalitozoon hellem és az Encephalitozoon zarnu, közönséges mintatípusokból, beleértve a székletet és a vizeletet (13). –17). A gyakran használt célpontok közé tartozik az intergenikus spacer régió génje és a kis alegységű riboszomális DNS (16, 17). A legtöbb esetben a PCR-vizsgálatok lényegesen érzékenyebbek, mint a mikroszkópia, és lehetővé tehetik a szemikvantitatív vagy kvantitatív elemzést és a fajok differenciálását, így hatással vannak a kezelési döntésekre. Tekintettel a szubjektív mikroszkópos vizsgálathoz kapcsolódó kihívásokra, a PCR valamikor a mikrosporidia választásának tesztje lehet.

BETEGKEZELÉS

Ha lehetséges, az immunszuppresszió csökkentése gyakran elengedhetetlen a fertőzés megtisztításához. Ezt az AIDS-ben szenvedő betegeknél igazolták, akik antiretrovirális terápiát kezdtek, amely immunfeloldódást eredményezett; kevesebb immunhiányos gazdaszervezetről azonban kevesebb adat áll rendelkezésre. Az albendazol az elsődleges választott gyógyszer a legtöbb embert megfertőző faj, különösen az Encephalitozoon fajok esetében, de korlátozott hatékonyságú az Enterocytozoon bieneusi és a Vittaforma fajokkal szemben. Az orális fumagillin aktív az E. bieneusi ellen; alkalmazása azonban korlátozott a jelentős csontvelői toxicitás miatt. A lokális fumagillint rutinszerűen használják a szemfertőzések kezelésére (18), de az Egyesült Államokban nem állnak rendelkezésre szisztémás készítmények.

KÖVETKEZTETÉS

A Microsporidia egy nagyon specializált gombák sokféle csoportja, amelyek az AIDS-járvány óta emberi kórokozókká váltak. Az elmúlt években változás történt ebben a tendenciában, amely kifejezetten összefügg a microsporidiosis epidemiológiájával és klinikai jellemzőivel. A különböző szerveket érintő és új fajok által okozott extraintesztinális fertőzésekről az elmúlt évtizedben egyre gyakrabban számoltak be. Ezért a mikrosporidiózist figyelembe kell venni az életveszélyes fertőzések differenciáldiagnózisában, szinte immunrendszer nélküli gazdaszervezetek bármely szervrendszerét érintve. A korai diagnózis segít csökkenteni e fertőzések mortalitását. Sürgősen hatékonyabb, elfogadható toxicitási profilú antimikrobiális szereket kell kifejleszteni az E. bieneusi ellen, valamint bonyolult vagy refrakter esetekben történő alkalmazásra.