Blod- och vävnadsparasiter Malaria - Plasmodium spp. - Toxoplasma gondii Medicinsk mikrobiologi ht 2014 Caroline Bylfors Kapitel i Medical microbiology • Kap 76: Parasitic classification, structure and replication • Kap 79: Laboratory diagnosis of parasitic disease • Kap 82: Blood an tissue protozoa Blodprotozoer – Plasmodium spp. • Humanpatogener i släktet Plasmodium spp: - P. falciparum - P. vivax - P. ovale - P. malariae (- P. knowlesi, 2007, Sydostasien) • Tillhör Coccidia http://www.cdc.gov/malaria/about/distribution.html Plasmodium spp. • Malaria = ”dålig luft” • Ca 500 miljoner nya fall/år i världen (ca 100 fall/år i Sv.) • 1-3 miljoner dödsfall/år i världen • Var 30 sekund dör ett barn i malaria • 360 barn under en tretimmarsföreläsning! Malaria i Sverige • 1200-talet: ”den kalla sjukan” (Ladulås), klostrens sjukböcker • Carl von Linné skrev avhandling • 1933 sista inhemska fallet (Oxelösund) • P. vivax • Varför försvann malaria? Plasmodium spp. - Smittväg • Myggbett (Anopheles spp) • Blodtransfusioner, organtransplantation • Narkotikamissbruk • Kongenitalt http://www.cdc.gov/dpdx/malaria/index.html Plasmodium spp. – Livscykel • Sexuell förökning i primärvärd • Asexuell förökning i sekundärvärd • Asexuella förökning via: - exoerytrocytiska fasen - erytrocytiska fasen • Honan överför sporozoiter via saliv Livscykel – exoerytrocytiska fasen 1. Sporozoiterna levern 2. Schizonter i levercellerna, innehåller merozoiter och hypnozoiter Merozoit = stadium mellan sporozoit och trophozoit Schizont = flerkärnig där varje kärna innehåller merozoiter Hypnozoit = slumrande tillstånd, återfall 3. Merozoiter och hypnozoiter frisätts när schizonten (hepatocyten) spricker Livscykel – erytrocytiska fasen 1) Merozoiterna tränger in i erytrocyterna via dess receptorer 2) Mognad till trophozoiter och schizonter Trophozoit = ringformad struktur ”pricken” är kromatinkorn P. falciparum - trophozoiter http://www.cdc.gov/dpdx/malaria/gallery.html Livscykel – erytrocytiska fasen 3) Erytrocyten lyseras → merozoiter invaderar nya erytrocyter 4) Även gametocyter läcker ut vid cellys, för (re)infektion av myggor 5) Gametocyterna tas upp av myggan och utvecklas till sporozoiter myggans spottkörtlar http://www.youtube.com/watch?v=A2-XTlHBf_4 http://www.cdc.gov/dpdx/malaria/index.html Sjukdomsförlopp • Inkubationstid, minst 7 dagar → 2-4 veckor (upp till år) • Influensaliknande symptom • Lys av ery cellskräp + Hb febertoppar (> 40°C) • Regelbundna: 36, 48, el 72 tim. • Obehandlad ev. död pga. kraftig anemi + cellskräp täpper till kapillärer i organ Feberattack A. Kallt stadium frossa, feber (> 40°C), illamående, kräkningar, huvudvärk blek kall hud, snabb och svag puls B. Hett stadium obehaglig hetta, omtöcknad, snabb andning, illamående, kräkningar röd, torr hud, hård puls C. Svettningsstadium flödande svettningar, normal temp, normal puls Hur påverkas erytrocyterna? • Glykosylfosfatidylinositol → klibbig ery-yta samt stela ery • Cytoadherens → störd mikrocirkulation → organsvikt och cerebral malaria • Produktion av glykosylfosfatidylinositol avgör patogenicitet Förvärvad immunitet? • Ett par svåra malariaattacker för partiell immunitet • Upprepade infektioner för att bibehålla immunitet • I hyperendemiska områden ses sällan sjukdom med symptom efter 20 års ålder Naturlig immunitet • Sicklecellsanemi – heterozygot (AS) • Thalassemi • Glukos 6 fosfatdehydrogenasbrist (G6PD) • Avsaknad av Duffy-ag • HLA-B53, drabbas mer sällan av infektion • Fler? Genetiska variationer • Många myggor är infekterade med olika Plasmodium spp. och olika stammar av respektive art • Nya genetiska varianter (myggan) → ”blandar och ger” • Vissa genetiska varianter producerar mer glykosylfosfatidylinositol → ökad virulens Faktorer som krävs för en endemi 1) Närvaro av myggor i området 2) Att myggorna infekteras med parasiter 3) Optimal miljö för myggornas tillväxt 4) Områden där många människor kan infekteras Profylax utan läkemedel • Myggstift (DEET) • Myggmedelsimpregnerade kläder • Myggnät, gärna impregnerat Profylax - läkemedel • Tabletter 1 vecka innan avresa • Kininpreparat eller liknande (ex. Fansidar®, Meflokin®) • Konstant resistensutveckling (främst P. falciparum) • Vissa lm tas 1-4 veckor efter hemkomst! • Vaccin under utveckling Plasmodium falciparum • Allvarligast, hög mortalitet om obehandlad • Mortalitet i vid cerebral malaria 20 % • Mortalitet i behandlad form 1 % • Hyperhemolys, njurinsufficiens, förstorad lever, svart urin (black water fever), cerebral malaria med hypoxi Plasmodium falciparum • Utbredd resistensproblematik • 36:e-48:e timme • Erytrocyter i alla utvecklingsstadier • Parasitemi: högre grad än andra arter • Inga hypnozoiter Plasmodium falciparum • Flera trophozoiter/erytrocyt • Dubbla kromatinkorn • Accolé • Maurers klyftor • Bananformade (mån-) gametocyter • Normalstora erytrocyter http://www.cdc.gov/dpdx/malaria/dx.html Gametocyt Utvecklad trophozoit Tjock droppe Dubbla kromatinkorn Maurers klyftor Flera trophozoiter per cell Accolé http://www.cdc.gov/dpdx/malaria/gallery.html Plasmodium vivax • Vanligast • 48:e timma • Unga omogna erytrocyter (Duffy ag) • Erytrocyterna svullnar + schüffners prickar • Hypnozoiter, reaktivering (upp till 2 år) http://www.cdc.gov/dpdx/malaria/dx.html Trophozoiter Svullen erytrocyt med Schüffners prickar Tjock droppe Schizont Gametocyt http://www.cdc.gov/dpdx/malaria/gallery.html Plasmodium ovale • 48:e timma • Unga erytrocyter • Erytrocyterna svullnar + schüffners prickar • Ev. ovala, fransiga ery. • Hypnozoiter, reaktivering (upp till 4 år) http://www.cdc.gov/dpdx/malaria/dx.html Trophozoit Oval, fransig cell Tjock droppe Mikrogametocyt Makrogametocyt Schizont http://www.cdc.gov/dpdx/malaria/gallery.html Plasmodium malariae • ”Mildaste” • 72:a timma • Mogna erytrocyter • Normalstora erytrocyter • Inga hypnozoiter http://www.cdc.gov/dpdx/malaria/dx.html Tjock droppe Korgform Trophozoit – ”bird’s eye” Gametocyt Bandform Schizont - rosettform http://www.cdc.gov/dpdx/malaria/gallery.html Diagnostik • Blodprov i EDTA-rör för blodutstryk - mellan febertoppar (ej P. falciparum) • Klinisk diagnos! • Antigendetektion med snabbtester (MalaQuick®) - problem med känsligheten på tester pga. flera arter • PCR - kräver speciell utrustning, höga krav på renhet - brister i sensitivitet Beredning av blodpreparat • Tjock droppe = finns/finns inte malariaparasiter, % • Tunt utstryk = artbestämma, dubbelinfektioner? • Preparaten färgas med Giemsa Tjock droppe • Sprid droppen till 50-örings storlek • 30 lager av erytrocyter • Låt torka, färga (Giemsa + fosfatbuffert), pH 7,2 • Kan ej artbestämma! • 10 minuter/prov - om positivt → titta på tunt utstryk - om negativt → svara ut som negativt http://www.cdc.gov/dpdx/malaria/gallery.html Tunt utstryk • Som vid diff. • Torka snabbt! ”spikklubbor” • Studera den tunnaste delen • Studera: - erytrocytens form (oval och fransig?) - cytoplasma (Maurers klyftor, Schüffners prickar) - erytrocytens storlek (svullen eller ej) - trophozoiter, schizonter och gametocyter http://www.cdc.gov/dpdx/malaria/gallery.html Vävnadsprotozoer -Toxoplasma gondii • Toxoplasmos • Primärvärd är tamkatt • Sekundärvärd: människa, andra däggdjur (ex gnagare) och fåglar • Stor andel smittade i världen: - ca 15-25 % av Sveriges befolkning - vissa länder upp till 95 % (varmt, fuktigt klimat el. matvanor) Toxoplasmos • Inkubationstid 2-3 veckor • Akut (ny) infektion ofta asymptomatisk (ca 85-90 %) Influensaliknande symptom med lymfadenopati, ev. encephalit, retinit, myokardit • Efter dagar-månader latensfas • Nyinfektion hos immunsupprimerade ger symptom hos fler + allvarligare (ex ögon) Toxoplasmos och graviditet • Nyinfektion vid graviditet är allvarligt: - Spontanabort, intrauterin död - Hydro- eller mikrocephalus - Missbildningar (mentala och fysiska) - Ögonsymptom, ev. blind (direkt eller efter flera år) • 50-100 gravida smittas/år i Sv. Ca 1/5 skador hos fostret • Vissa länder screenar gravida (ej Sv.) Reaktivering hos immunsupprimerade • Stark koppling till HIV/AIDS • Allvarliga symptom: - feber - illamående/kräkningar - CNS-besvär (huvudvärk, konfusion, koordination, epilepsi mm) • Kräver livslång behandling Livscykel • Coccidia sexuell förökning i katt, asexuell förökning i övriga djur • Katt äter smittade djur (ex råttor) där cystor finns i muskelvävnad • Omogna oocystor avges med kattens faeces mognar → infektiösa på 1-5 dgr • Djur/människor smittas oocystor transporteras till tarmen → blodbanan transport till övriga kroppen Livscykel • Oocystorna invaderar humana celler omvandlas till tachyzoiter, snabb förökning • Cellys → tachyzoiter frisätts = akut toxoplasmos • Tachyzoiter invaderar nya celler vävnadscystor (bradyzoiter) • Bradyzoiterna förökar sig långsamt (kroniskt) • Oklart varför bradyzoit tachyzoit (immunförsvaret?) Smittvägar 1) Via föda - Dåligt tillagat eller rått kött - Främst får, gris och vilt (nöt är sällsynt) 2) Kattfeces - Rengöring av kattlåda - Kontakt med infekterad jord, sand - Frukt/grönsaker som kontaminerats av infekterad jord - Vatten som kontaminerats av infekterad jord eller faeces Smittvägar 3) Kongentialt - Mor till barn via placenta 4) Ovanlig smittväg - Transplantation - Blodtransfusion http://www.cdc.gov/dpdx/toxoplasmosis/index.html Human vävnad som infekteras • Skelettmuskulatur • Hjärna och nervsystem • Myokardiet Cysta i hjärnvävnad • Öga • Cystorna kan finnas kvar livslångt http://www.cdc.gov/dpdx/toxoplasmosis/gallery.html Retinochorodit Påverkan på beteende? • Studier: infekterade råttor är mindre rädda för katter • Råttorna blir lättare uppätna av katten → parasitens sexuella förökning kan ske • Hur påverkas vi människor? http://www.cdc.gov/ncidod/eid/vol9no11/03-0143.htm Diagnostik • Serologi - Vanligaste metoden - IgM, IgG - För att bestämma sjukdomsfas (ny, latent, reaktivering) • Immunofluorescens - Fluorescensmärkt ak mot parasiten - Visualiseras i fluorescensmikroskop - Påvisar förekomst av parasit, men ej best. av sjukdomsfas Diagnostik • PCR - Detekterar parasitens DNA (ex fostervatten) - Bestämmer ej sjukdomsfas • Infärgning av vävnad och likvor - Direkt påvisning i biopsier och likvor vid infärgning - Kan se bradyzoiter och tachyzoiter - Görs sällan, krånglig provtagning • Kliniska data http://www.cdc.gov/dpdx/toxoplasmosis/index.html Tachyzoiter Vem behandlas? • Ej behandling om frisk • Gravida som nyinfekteras • Nyfödda som smittats kongenitalt • Immunsupprimerade som fått akut eller reaktiverad toxoplasmos