Циклоспора каетаненсис: описание и история изучения одноклеточного паразита.

Введение

Вид одноклеточного организма

Cyclospora cayetanensis – это кокцидия, паразит, вызывающий диарейное заболевание, называемое циклоспориазом, у людей и, возможно, у других приматов. Впервые о данном новом патогене, предположительно относящемся к кокцидиям, было сообщено в 1980-х годах, а описание было дано в начале 1990-х годов.

История

Как впервые отметили Маркус и Фреан (1993), первым опубликованным сообщением о Cyclospora cayetanensis у человека, по-видимому, является работа Эшфорда (1979), который обнаружил неопознанные кокцидии, подобные Isospora, в фекалиях трех жителей Папуа – Новой Гвинеи. Они ссылались на статью Эшфорда. Фотомикрографии в его публикации демонстрируют организм, морфологически идентичный современному. Маркус предполагал вероятную кокцидиальную природу Cyclospora еще в 1980-х годах, но не опубликовал свои идеи официально. Позже Наранго и соавторы (1989) сообщили об организме, который, возможно, является тем же, у нескольких перуанцев с хронической диареей, и назвали его Cryptosporidium muris-подобным. Другие исследователи полагали, что неспорированные ооцисты больше похожи на цианобактерии, и название "образование, подобное цианобактерии", или CLB, стало распространенным в литературе (иногда авторы также использовали термин "образование, подобное кокцидии", или CLB). В конечном итоге, Ортега и соавторы (1992) опубликовали тезисы, сообщающие о споруляции и выходе ооцист, что привело к отнесению паразита к роду Cyclospora. В то же время они предложили название Cyclospora cayetanensis. Однако, поскольку в тезисах не было представлено морфологической информации, C. cayetanensis технически стал nomen nudum (название вида без описания). Хотя Ортега и соавторы (1993) позже опубликовали дополнительные сведения об этой кокцидии, полное морфологическое описание, необходимое для подтверждения названия, было опубликовано только в 1994 году. Таким образом, правильное название этого паразита – Cyclospora cayetanensis Ortega, Gilman, & Sterling, 1994, а происхождение тривиального имени связано с Университетом Каэтано Эредиа в Лиме, Перу. В течение этих двух лет, когда C. cayetanensis был nomen nudum, любой, кто хотел опубликовать полное морфологическое описание и изменить название, имел на это право. Единственными подтвержденными хозяевами C. cayetanensis являются люди. Протозойный организм проходит весь свой жизненный цикл внутриклеточно, в эпителиальных клетках хозяина и в желудочно-кишечном тракте. Инфекция передается фекально-оральным путем и начинается, когда человек проглатывает ооцисты с загрязненной пищей или водой. Различные химические вещества в желудочно-кишечном тракте хозяина вызывают выход ооцист и высвобождение спорозоитов; обычно наблюдается по два спорозоита в каждой ооцисте. После проникновения спорозоитов в эпителиальные клетки они подвергаются мерогонии – форме бесполого размножения, в результате которой образуется множество дочерних мерозоитов. Эти дочерние клетки могут либо инфицировать новые клетки-хозяева и инициировать новый цикл мерогонии, либо перейти к половому процессу посредством гаметогении: дочерние мерозоиты превращаются в мужские макрогамонты (образующие множество микрогаметов) и женские макрогамонты. После оплодотворения, происходящего путем слияния мужского микрогамета с женским макрогамонтом, зигота созревает в ооцисту и разрывает клетку-хозяина, после чего она выделяется с фекалиями. Однако выделяемые ооцисты не являются сразу заразными. Спорация может занять от одной до нескольких недель, что делает передачу от человека к человеку маловероятной. Это отличает C. cayetanensis от Cryptosporidium parvum – близкородственного организма, вызывающего аналогичное заболевание, поскольку ооцисты C. parvum становятся заразными сразу после выхода из организма хозяина.

As originally recognized by Markus & Frean (1993), the first published report of Cyclospora cayetanensis in humans appears to be by Ashford (1979), who found unidentified Isospora like coccidia in the feces of three individuals in Papua, New Guinea. They referenced Ashford's article. The photomicrographs in his paper reveal an organism morphologically identical to that seen nowadays. Markus had perceived the probable coccidial nature of Cyclospora in the 1980s but did not formally publish his ideas on the matter. Later, Narango et al. (1989) reported what may be the same organism from several Peruvians with chronic diarrhea and termed the organism Cryptosporidium muris–like. Other investigators thought the unsporulated oocysts appeared more similar to cyanobacteria, and the name "cyanobacterium like body" or CLB became prevalent in the literature (occasionally, authors also used the term "coccidian like body", or CLB). Eventually, Ortega et al. (1992) published an abstract reporting that they had sporulated and excysted the oocysts, resulting in placement of the parasite in the genus Cyclospora. They also created the name Cyclospora cayetanensis at this time. However, since no morphologic information was presented in the abstract, C. cayetanensis technically became a nomen nudum (a named species without a description). Although Ortega et al. (1993) later published additional details about this coccidian, a complete morphologic description was not published to validate the name until 1994. Thus, the correct name for this parasite is Cyclospora cayetanensis Ortega, Gilman, & Sterling, 1994, and the etymology of the nomen triviale is derived from Cayetano Heredia University in Lima, Peru. During this two year period when C. cayetanensis was a nomen nudum, anyone wishing to publish a complete morphologic description and change the name would have been free to do so. The only confirmed hosts for C. cayetanensis are humans. The protozoan lives out its lifecycle intracellularly within the host's epithelial cells and gastrointestinal tract. Infection is transmitted through the fecal oral route, and begins when a person ingests oocysts in feces contaminated food or water. Various chemicals in the host's gastrointestinal tract cause the oocysts to excyst and release sporozoites; generally, two are observed per oocyst. After these sporozoites invade the epithelial cells, they undergo merogony, a form of asexual reproduction that results in many daughter merozoites. These daughter cells may either infect new host cells and initiate yet another round of merogony or take on a sexual track via gametogony: Daughter merozoites become male macrogamonts—which form many microgametes—and female macrogamonts. After fertilization has occurred via male microgamete fusion with female macrogamont, the zygote matures into an oocyst and ruptures the host cell, from which point it is passed with the stool. The oocysts that are passed are not, however, immediately infectious. Sporulation can take from one to several weeks, meaning person to person transmission is not a likely event. This differentiates C. cayetanensis from Cryptosporidium parvum—a closely related organism that causes a similar disease—since C. parvum oocysts are immediately infectious upon release from the host.

Симптомы

C. cayetanensis вызывает гастроэнтерит, при этом тяжесть заболевания варьируется в зависимости от возраста, состояния организма и размера инфекционной дозы. Симптомы включают "водянистую диарею, потерю аппетита, потерю веса, вздутие и спазмы в животе, повышенное газообразование, тошноту, усталость и субфебрильную температуру", хотя в более тяжелых случаях они могут усугубляться рвотой, значительной потерей веса, обильной диареей и мышечными болями. Как правило, следует подозревать заболевание у пациентов с упорной водянистой диареей, продолжающейся более нескольких дней, особенно если они посещали регион, эндемичный по этому простейшему. Инкубационный период у хозяина обычно составляет около недели, а болезнь может длиться до шести недель, после чего наступает самоизлечение. Без лечения болезнь может рецидивировать. Более тяжелые формы заболевания возникают у пациентов с ослабленным иммунитетом, например, у больных СПИДом. Циклоспориаз человека клинически схож с криптоспоридиозом, изоспориазом, лямблиозом и микроспоридиозом из-за сходства клинических проявлений. Гриппоподобный синдром с миалгией и артралгией может предшествовать началу диареи. Лихорадка обычно субфебрильная и нетипичная. Возможно развитие умеренной или выраженной дегидратации, компенсаторной тахикардии, снижение систолического артериального давления (САД < 90 мм рт. ст.) и уменьшение тургора кожи. Однако при легкой инфекции клинические симптомы могут отсутствовать или быть слабо выражены. Проявление симптомов может зависеть от иммунной системы, то есть переход от симптоматической к бессимптомной стадии определяется резистентностью иммунной системы.

Факторы риска

Лица, проживающие или путешествующие в развивающихся тропических или субтропических районах, могут подвергаться повышенному риску заражения C. cayetanensis, поскольку он эндемичен в этих районах. Инфекции в эндемичных регионах обычно демонстрируют выраженную сезонность, причины которой изучены недостаточно, в то время как вспышки в Северной Америке чаще всего происходят в конце весны и летом, что связано с увеличением импорта сельскохозяйственной продукции из тропиков. Поскольку ооцисты выделяются с фекалиями инфицированных людей и затем должны созревать в окружающей среде в течение 2–14 дней, прежде чем стать инфекционными, маловероятно заражение от человека к человеку, например, от инфицированного работника пищевой промышленности. В прошлом C. cayetanensis путали с другими простейшими инфекциями, чаще всего ошибочно диагностируя как Cryptosporidium parvum. Однако между ними существуют различия, позволяющие обеспечить правильную диагностику. Эти различия включают: разницу в размерах – C. parvum меньше; различные результаты при модифицированном окрашивании по Цилю-Нильсену – C. parvum демонстрирует устойчивое красное окрашивание, в то время как C. cayetanensis показывает вариабельное окрашивание; и наличие автофлуоресценции под УФ-светом – C. cayetanensis обладает этим свойством, а C. parvum – нет. Случаи заражения C. cayetanensis часто остаются невыясненными, частично из-за трудностей, связанных с эпидемиологическими расследованиями таких случаев, и отсутствия методов генотипирования. Недавние попытки улучшить генотипическую характеристику включают мультилокусное секвенирование на основе микроспутниковых маркеров и однонуклеотидных полиморфизмов (СНП) ядерных маркеров.

Лечение

Большинство людей со здоровой иммунной системой выздоравливают без лечения. Если не лечить, болезнь может длиться от нескольких дней до месяца и более. Симптомы могут казаться исчезающими, а затем возвращаться один или несколько раз (рецидивировать). Лекарства против диареи могут помочь уменьшить диарею, но перед их приемом необходимо проконсультироваться с медицинским работником. Люди с плохим состоянием здоровья или ослабленной иммунной системой могут быть подвержены более высокому риску тяжелого или продолжительного течения заболевания. На сегодняшний день наиболее эффективным препаратом для лечения этого простейшего является семидневный курс перорального триметоприма-сульфаметоксазола (TMP SMX). Эффекты препарата включают значительное сокращение продолжительности выделения ооцист, прекращение диареи и отрицательные результаты анализов кала на ооцисты в течение двух-трех дней. На данный момент не выявлено высокоэффективных альтернативных схем лечения для пациентов с аллергией на сульфаниламиды.

Профилактика

Вакцина против этого патогена отсутствует. Поскольку заражение происходит через пищу и воду, загрязненные фекалиями, в эндемичных районах, было предложено несколько простых решений для профилактики инфекций, вызываемых C. cayetanensis. Самое простое – предупредить путешественников о нежелательности посещения регионов, где этот простейший организм эндемичен (в основном, тропических и субтропических регионов с плохой санитарией, таких как Перу, Бразилия и Гаити), особенно в период наибольшей активности распространения. Путешественники также должны знать, что обработка воды или пищи хлором или йодом, скорее всего, не уничтожит ооцисты Cyclospora. Кроме того, улучшение санитарных норм в местах производства сельскохозяйственной продукции – например, обеспечение того, чтобы системы полива не использовали воду, контактирующую с человеческими фекалиями. Использование фильтрующих систем, таких как система абсолютной угольной фильтрации в 1 микрон, снизит содержание Cyclospora и значительно уменьшит распространение этого паразита. Год(ы)*Месяц(ы)*Юрисдикция(и)*Кол-во случаев†Источник пищи и, если известно, причина заражения‡2000МайДжорджия19Малина и/или ежевика (предположительно)2000ИюньПенсильвания54Малина2001Январь–ФевральФлорида392001ЯнварьНью-Йорк32001–02Декабрь–ЯнварьВермонт22Малина (вероятно)2002Апрель–МайМассачусетс82002ИюньНью-Йорк142004ФевральТехас382004ФевральИллинойс57Базилик (вероятно)2004МайТеннесси122004Май–ИюньПенсильвания96Стручковый горошек из Гватемалы2005Март–МайФлорида582 ¶Базилик из Перу2005МайЮжная Каролина62005АпрельМассачусетс582005МайМассачусетс162005ИюньКоннектикут30Базилик (предположительно)2006ИюньМиннесота142006ИюньНью-Йорк202006ИюльДжорджия32008МартВисконсин4Стручковый горошек (вероятно)2008ИюльКалифорния45 ¶Малина и/или ежевика (вероятно)2009ИюньОкруг Колумбия342011ИюньФлорида122011ИюльДжорджия1002012Июнь–ИюльТехас162013**ИюньАйова и Небраска161Салат в пакетах из Мексики2013**Июнь–ИюльТехас38Кинза из Мексики2013ИюльВисконсин8Фруктовый салат (предположительно)2014ИюньМичиган142014††Июнь–ИюльТехас26Кинза из Мексики2014ИюльЮжная Каролина13

No vaccine against this pathogen is available. Since infection occurs via fecally contaminated food and water in endemic environments, several simple solutions have been suggested for the prevention of C. cayetanensis infections. The simplest is to warn travelers not to visit regions where the protozoan is endemic (in general, tropical and subtropical regions where sanitation is poor, such as Peru, Brazil, and Haiti), especially when the season is best for spreading: Travelers also should be aware that treatment of water or food with chlorine or iodine is unlikely to kill Cyclospora oocysts. Additionally, better health practices in the originating agricultural setting—such as making sure produce watering systems are not pulling water that has access to human feces. Additionally, using filtering systems such as a 1 micron absolute carbon filtration system will reduce the presence of Cyclospora, drastically decreasing the incidence of the spread of this parasite. Year(s)*Month(s)*Jurisdiction(s)*No. of cases†Food vehicle and source, if identified‡2000MayGeorgia19Raspberries and/or blackberries (suspected)2000JunePennsylvania54Raspberries2001January–FebruaryFlorida392001JanuaryNew York City32001–02December–JanuaryVermont22Raspberries (likely)2002April–MayMassachusetts82002JuneNew York142004FebruaryTexas382004FebruaryIllinois57Basil (likely)2004MayTennessee122004May–JunePennsylvania96Snow peas from Guatemala2005March–MayFlorida582 ¶Basil from Peru2005MaySouth Carolina62005AprilMassachusetts582005MayMassachusetts162005JuneConnecticut30Basil (suspected)2006JuneMinnesota142006JuneNew York202006JulyGeorgia32008MarchWisconsin4Sugar snap peas (likely)2008JulyCalifornia45 ¶Raspberries and/or blackberries (likely)2009JuneDistrict of Columbia342011JuneFlorida122011JulyGeorgia1002012June–JulyTexas162013**JuneIowa and Nebraska161Bagged salad mix from Mexico2013**June–JulyTexas38Cilantro from Mexico2013JulyWisconsin8Berry salad (suspected)2014JuneMichigan142014††June–JulyTexas26Cilantro from Mexico2014JulySouth Carolina13

* Данные в первых трех столбцах относятся к известному или вероятному году(ам), месяцу(ам) и юрисдикции(ям), в которых произошло воздействие Cyclospora. ** Дополнительные сведения см. в сводной информации об исследованиях вспышек в 2013 году. Для целей данной таблицы месяцы воздействия и количество случаев ограничены теми, которые в ходе расследований были явно связаны с пищевым продуктом, указанным в последнем столбце. † Количество случаев включает лабораторно подтвержденные и вероятные случаи циклоспориаза. По определению, каждая вспышка включала по меньшей мере два связанных случая, по крайней мере один из которых был лабораторно подтвержден. ‡ Источник пищи указывается только в том случае, если в ходе расследования вспышки был выявлен один ингредиент или товар. ¶ Случаи, произошедшие у канадских путешественников в Соединенных Штатах, не были включены. †† Для получения дополнительной информации см. сводную информацию об исследованиях вспышек в 2014 году. Для целей данной таблицы месяцы воздействия и количество случаев вспышки в Техасе ограничены теми, которые в ходе расследований были прямо связаны с пищевым продуктом, указанным в последнем столбце.

2013 вспышка в США

По состоянию на 26 июля 2013 года, по меньшей мере 285 человек в 11 штатах были затронуты. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний США (CDC), точная причина вспышки на тот момент не была установлена. Большинство случаев заболевания наблюдалось на Среднем Западе, где было зарегистрировано 138 случаев в Айове и 70 в Небраске. Другие пострадавшие штаты: Техас, Флорида, Джорджия, Висконсин, Коннектикут, Иллинойс, Канзас, Миннесота, Нью-Джерси и Огайо. По состоянию на 29 июля 2013 года CDC сообщила о 373 заболевших в 15 штатах, 21 пациент из трех штатов был госпитализирован, смертельных случаев не зарегистрировано. Источник заражения не был выявлен, однако представители органов здравоохранения Айовы – штата с наибольшим числом заболевших – предположили, что причиной могут быть импортные овощи. 30 июля 2013 года Департамент здравоохранения и социальных служб штата Небраска и Департамент здравоохранения штата Айова объявили, что упакованный салат из сети ресторанов является источником заражения паразитом. Тем не менее, CDC и Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) продолжали анализировать информацию из других штатов, чтобы определить, применимы ли эти выводы к заболеваниям, зарегистрированным там. В обновлении от 1 августа 2013 года CDC сообщила о 397 случаях, в то время как Айова и Техас сообщили еще о 22 заболевших. Это увеличило неофициальное число случаев до более чем 400. Кроме того, Луизиана зарегистрировала первый случай, в результате чего общее число затронутых штатов достигло 16. 3 августа 2013 года CNN сообщила, что вспышка была связана с упакованным салатом, подаваемым в ресторанах Olive Garden и Red Lobster, произведенным компанией Taylor Farms de Mexico. 15 августа 2013 года CDC сообщила о девяти новых случаях циклоспороза, увеличив общее число заболевших до 548. Количество затронутых штатов осталось на уровне 19, однако CDC отметила, что не все случаи были подтверждены как связанные с вспышкой в Айове и Небраске, вызванной зараженной смесью салатов из Мексики. 19 августа 2013 года CDC сообщила о 10 новых случаях циклоспороза, увеличив неофициальное число случаев до более чем 600. В Теннесси также был зарегистрирован первый случай, в результате чего число затронутых штатов достигло 20. CDC по-прежнему предостерегает, что неясно, связаны ли случаи во всех штатах с вспышками в Айове и Небраске. По состоянию на 27 августа 2013 года источник вспышки оставался невыясненным. FDA заявила, что не выявила нарушений в области безопасности пищевых продуктов на заводе Taylor Farms de Mexico, который был связан с некоторыми заболеваниями.

At least 285 people in 11 states had been affected as of July 26, 2013. The exact cause of the outbreak had not yet been identified according to the U. S. Centers for Disease Control and Prevention (CDC). The majority of cases were located in the Midwest, with 138 reported cases in Iowa and 70 in Nebraska. The other states affected are: Texas, Florida, Georgia, Wisconsin, Connecticut, Illinois, Kansas, Minnesota, New Jersey, and Ohio. As of July 29, 2013, the CDC reported 373 people in 15 states had been affected by the outbreak, and 21 patients from three states had been hospitalized, with no deaths reported. No food source had been identified, but health officials in Iowa—the state reporting the most cases—said they suspected imported vegetables. On July 30, 2013, the Nebraska Department of Health & Human Services and the Iowa Department of Health announced that a restaurant chain's packaged salad was the disease vector for the parasite. However, the CDC and the U. S. Food and Drug Administration (FDA) continued to assess information from other states to see if the findings applied to illnesses there. In an August 1, 2013, update, the CDC reported 397 cases, while Iowa and Texas added another 22 more. This pushed the unofficial count to over 400 cases. Additionally, Louisiana reported its first case, bringing the total number of states affected to 16. On August 3, 2013, CNN reported that the outbreak was traced to packaged salad served at Olive Garden and Red Lobster restaurants that was manufactured by Taylor Farms de Mexico. On August 15, 2013, the CDC reported nine more Cyclospora infections, raising its case count to 548. The number of affected states remained at 19, but the CDC said that not all cases were confirmed to be linked to an outbreak in Iowa and Nebraska traced to a contaminated salad mix from Mexico. On August 19, 2013, the CDC reported 10 more Cyclospora cases, raising the unofficial count to over 600. Tennessee also reported its first case, bringing the number of states affect to 20. The CDC still cautions that whether cases in all of the states are related to outbreaks in Iowa and Nebraska is not clear. As of August 27, 2013, the origin of the outbreak still remained a mystery. The FDA said it found no food safety violations at the Taylor Farms de Mexico salad plant that was linked to some of the illnesses.

Вспышка в Техасе в 2015 году

В заявлении FDA цитируется CDC: «В настоящее время (в июле 2015 года) в Соединенных Штатах продолжается еще одна вспышка циклоспориаза, в рамках которой Департамент здравоохранения штата Техас, Департамент здравоохранения штата Висконсин и Департамент сельского хозяйства, торговли и защиты потребителей штата Висконсин выявили кинзу из мексиканского штата Пуэбла как предполагаемый источник отдельных очагов заболеваний». В прошлом году в Техасе было зарегистрировано 200 случаев, некоторые из которых были связаны с кинзой из региона Пуэбла.

Вспышка в Техасе в 2016 году

Представители органов здравоохранения сообщили, что в четырех крупных округах Северного Техаса подтверждено более десятка случаев циклоспориаза, и, вероятнее всего, источником является зараженная пища. Департамент здравоохранения штата Техас заявил в среду, что паразит был обнаружен в округах Даллас, Таррант, Коллин и Дентон, и что его происхождение может быть связано с употреблением свежих овощей и фруктов. Представители округов сообщили телеканалу NBC 5, что в округе Даллас зарегистрировано четыре случая, в округе Коллин – три, в округе Дентон – четыре и в округе Таррант – семь. Жители округа Дентон и как минимум четыре заболевших из округа Таррант недавно выезжали за границу, что ставит под вопрос место возникновения инфекции. По всему штату на данный момент зарегистрировано 66 подтвержденных случаев циклоспориаза, однако источники заражения остаются невыясненными. У большинства людей симптомы не представляют серьезной опасности. "Однако для очень молодых, пожилых людей или людей с ослабленной иммунной системой это заболевание может вызвать серьезные проблемы", – заявил доктор Ханг Тран, главный врач Медицинского центра Плано. В последние годы, в период с 2012 по 2015 год, вспышки циклоспориоза были связаны со свежей кинзой, импортированной из Пуэблы, Мексика. С лета 2015 года Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов ввело запрет на импорт из этого региона в период с апреля по август.

2018 г. вспышка в районе Среднего Запада Дель Монте

По данным CDC, компания Del Monte отозвала упакованные наборы со свежими овощами Del Monte Fresh Produce, содержащие брокколи, морковь, цветную капусту, стебли сельдерея и соус с укропом, из продажи в некоторых торговых сетях, включая Kwik Trip и Peapod. Жители четырех штатов – Айова, Мичиган, Миннесота и Висконсин – заболели циклоспорозом.