ライフサイクル

連絡先

Lily Cheng ’06, [email protected]

Stanford University

Parasites and Pestilence: Infectious Public Health Challenges

Prof. Dr. Scott Smith, [email protected]

Above Image : Scanning electron micrographshowing spore groups and

ejected polar filaments from the microsporidium Bohuslavia asterias.

Image fromhttp://www.biol.lu.se/cellorgbiol/microsporidia/index.html

Introduction

ミクロスポリジウムはミクロスポラ門に属する真核の単細胞生物である。 本菌は胞子を形成する偏性細胞内寄生生物であり、無脊椎動物や無脊椎動物に寄生している。 マイクロスポリジウムの特徴は、宿主細胞に浸潤するために使用される胞子に見られるthepolarチューブまたは極性フィラメントです。彼らは1200種以上characterized.Howeverと自然界に広く分布している、マイクロスポリジウムは、最近ヒトに寄生することが記録されたばかりで、さらなる研究がこの新興感染症.Infection inヒト、マイクロスポリジウム症、主にヒトImmunodeficiencyウイルス(HIV)に感染した患者、特にで見つかったり、臓器移植を受けたことがあります。 しかし、いくつかの種は、健康な免疫システムを持つ人々にも寄生することが知られている。 また、ヒト以外にも、漁業や動物薬、害虫駆除の分野でも重要な寄生虫である。

分類と分類

Microsporidiaの科学的な分類は、この分野の科学的研究の成長に伴って時代とともに進化し、その詳細は現在も議論されているところです。 当初は原生動物(原生生物界)と考えられていましたが、DNA技術を用いた最近の研究により、ミクロスポラ門は真菌界に分類されるべきか、少なくとも真菌の姉妹王国として分類されるべきであるとされています。しかし、遺伝子ツール(すなわちリボソームRNA配列)を使用した最近の科学的研究は、このアプローチに挑戦し、科学的分類のためのより正確な方法として、遺伝子マーカーを示唆している。 しかし、リボソームRNAシーケンスを用いた最近の研究では、このアプローチに疑問を投げかけ、遺伝マーカーを用いた分類がより正しいとされている。 このような状況にもかかわらず、現在では143属1200種以上が確認されている。 現在、少なくとも8属14種がヒトに感染することが知られている。

ノセマチア

Brachiola

〈90〉

B. algerae, B. vesicularum

Encephalitozoonidea

Encephalitozoon

E. cuniculi, E. hellem, E. intestinalis (syn. Septata intestinalis).

Enterocytozoonidea

Enterocytozoon

Enterocytozoon bieneusi.の項参照。

Microsporidea

Microsporidium

M. ceylonensis, M. africanum

Nosematidea

Nosema

N. ocularum, N. connori (syn.C.). B connori)

Pleistophoridea

Pleistophora

Sp.

Pleistophoridea

Trachipleistophora

T. hominis, T. anthropophthera,

Nosematidea

Vittaforma

Vittaforma corneae (syn. Nosema corneum)

Microsporidia の同義語は、microspora, microsporan, microsporidea です。

発見された経緯

ミクロスポラ門は1800年代後半に発見されましたが、ヒトでの最初の症例は1959年に日本の小児で報告されたばかりです。 微胞子虫症は主にAIDS患者や免疫不全患者(臓器移植患者など)で発見され、HIVの登場や感染拡大に伴って増加している。 しかし、少なくともノゼマ属の3種とブラキオラ属の1種が免疫不全の患者において記録されている。 マイクロスポリジウムは、人間にとって偶然の、あるいは日和見的な病原体であると考えられています。

Agent Morphology

Microsporidia are primitive eukaryotes with well defined nuclei and plasma membrane but lacksome typical organelles found in more typical eukaryotes mainly mitochondria,ゴルジ体やペルオキシスムなどが積層されている。 小胞子虫の胞子はすべて丸い楕円形で、ヒトに感染したものは約1〜4μmの大きさになる傾向がある(一部の種は細菌と間違われることが多いため、診断上重要な特徴である)。 いずれの胞子も、コイル状の極性管、管またはフィラメント、層状の極性プラスト、後方の液胞(ゴルジ体として機能すると考えられる)、タンパク質とキチンからなる保護的な外胞子からなる特徴を持っている。 キチン質は、胞子の高い耐環境性を支えている。 以下は、典型的なミクロスポリジウムの胞子を示す2つの図(3Dと2D)である。

Taking from: http://www.palaeos.com/Eukarya/Units/Microsporidia/Microsporidia.000.html

感染すると胞子の細胞膜は浸透圧によりホスト細胞に注入されます。 感染後、胞子菌は宿主細胞にエネルギーを求め、宿主細胞の細胞質内で増殖を開始する。 宿主細胞との関係は種によって異なり、宿主細胞の機能を変化させ、栄養吸収や細胞増殖を促進させる種もある。 小胞子虫は有性生殖と無性生殖がある。 無性生殖では、核分裂が起こり、1対以上の核を形成し、細胞分裂は核を分離するか、またはadiplokaryon配列でそれらを対にすることができる。 有性生殖についてはよくわかっていないが、自殖融合と遺伝物質の再編成を伴うと考えられている。

微胞子虫の生活環は種によって異なるが、一般的には以下の図のようになる。

http://www.dpd.cdc.gov/dpdx/HTML/Microsporidiosis.html

より引用 まず、(1)環境に強い感染力のある胞子を摂取するなどして、その胞子を感染させる。 この環境刺激により胞子の発芽が活性化され、反転して多核球が放出される。 (2)胞子は極管を宿主細胞内に注入し、(3)胞子原基を宿主細胞内に放出する。 このとき、胞子原体は通常、単純な形質膜に包まれた緩く組織化された細胞であるメロンになる。 (4) 微胞子虫は宿主細胞質に接触しながら(E. bieneusiの場合)、あるいは寄生孔の中で(E. interstinalisの場合)増殖していく。 (5) その後、胞子形成期を経て、さらに分裂して胞子芽細胞を形成し、成熟胞子に特徴的な厚い外胞子層を形成する準備をする。 胞子は宿主細胞の細胞質内に自由に拡散するか、胞子嚢(または胞子芽細胞膜)に包まれる。 この特徴は、種を区別する上で分類学的に重要である。 最後に、(6)胞子が宿主細胞内を完全に満たすと、形質膜が影響を受け、胞子を周囲に放出する。 胞子は周囲の細胞に感染したり、宿主内の新しい場所に運ばれたり、糞便や尿中に排出されて他の宿主に感染したりすることがある。

ミクロスポラムの胞子の正確な潜伏期間は不明であるが、胞子は極めて抵抗力が強いと考えられており、そのため環境中に長期間残留すると推測される。

微胞子虫胞子はどこにでも存在し、昆虫、魚、哺乳類、さらには他の寄生虫の細胞を含むあらゆる動物の細胞に感染することができる! そのため、このような寄生虫は人類に感染することがほとんどです。 ヒトに感染する14種の多くは、野生および家畜化された多くの哺乳類(ウサギ、マウス、子犬、子猫など)にも見られます。 実際、E. cuniculiの最初の症例は、1923年にウサギで報告された。 標準的な意味での小胞子虫症は存在しない(感染した昆虫が摂取されるとヒトに感染することがあるが、これは必要でもなければ普遍的なものでもない)。

感染

顕性胞子虫症の感染経路はまだ不明である。 しかし、最も一般的な方法は、芽胞の吸入、摂取、その他の方法(例えば、眼球感染や性行為)による感染と考えられている。 また、Encephalitozoon、Enterocytozoon、Vittaformaの種が水源で記録されているように、微胞子虫の胞子は水中で感染することもある(Dowd et al.1998)。感染動物との重大な接触によっても感染する(人獣共通感染症)こともあるが、その事例はまれである。

ヒトの臨床症状

微胞子虫症は慢性下痢と消耗が最も多い症状ですが、種によって角膜、二本足、筋肉など侵入する部位が異なります。 そのため、感染した部位によって症状が大きく異なる。

o 腸管や胆道では、慢性下痢(多くは緩い水様性で非血性)、体重減少または消耗、腹痛、吐き気、嘔吐などの一般的な症状が見られる。

o 播種性感染では、胆嚢炎(胆嚢の炎症)、腎不全、呼吸器感染、頭痛、鼻づまり、眼痛、副鼻腔炎などの症状が特徴的である。

o 呼吸器感染症は、咳、呼吸困難、喘鳴を引き起こす可能性があります。

o 眼感染症では、異物感、眼痛、光感受性、充血、過度の涙、目のかすみなどの症状があります。

o 尿路感染症では、通常、症状は現れません。

o 筋肉感染症は、全身の筋力低下と痛みを引き起こします。

o 最後に、脳やその他の神経組織の感染症は、発作や頭痛など、感染部位に応じた症状を引き起こします。

以下の表は、ヒトにおけるさまざまなミクロスポリジウム感染症の臨床症状について説明しています。

臨床症状

B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC algerae, B. vesicularum

角結膜炎(眼の炎症)、皮膚・深部筋感染

E. cuniculi*, E. col. hellem *

角結膜炎、呼吸器・泌尿器感染症、播種性感染症

Enterocytozoonビエネウスイ*

下痢症, 無石胆嚢炎(胆嚢の炎症)、呼吸器感染症(まれ)

E. intestinalis (syn. Septata intestinalis)*

GI感染、下痢、眼、泌尿器、呼吸器への播種

M.I. ceylonensis, M. africanum

角膜感染症

N. ocularum、N. connori (syn. B connori)

眼感染症

角膜炎 (syn. Vittaforma corneae)

N. Nosema corneum)

眼感染症、尿路感染症

Pleistophora属(Sp.Nosema corneum)

筋肉感染

T. hominis,

筋肉感染、角膜間質炎および播種性感染

T.,ホモトケミカルズSp. anthropophthera,

播種性感染

http://www.dpd.cdc.gov/dpdx/HTML/Microsporidiosis.htm

より引用*下図は、本種の感染部位を絵にしたもので、播種性感染と播種性感染とがある。

Imagetaken rom http://www.dpd.cdc.gov/dpdx/HTML/Microsporidiosis.htm

の感染部位を図解します。

診断試験

診断方法は、通常、糞便中の芽胞を同定する。 尿、その他の体液または体組織。 透過型電子顕微鏡(TEM)は、特定種の同定と小胞子虫症の診断のためのゴールドスタンダードであるが、しばしば高価で時間がかかる。 代替案には、グラム染色(微胞子虫はグラム陽性で、暗い暴力的な染色をし、顕微鏡下で容易に見えるようになる)、修正トリクロム染色(例えば、トリクロム青)、Warthin-Starrys銀染色、ギムザ、およびCalcoflurのような化学蛍光剤などの様々な染色を用いて光学顕微鏡検査が含まれています。 E. bieneusiは0.8~1.5μm、B. algerae、Encephalitozoon spp、V.corneae、Nosema spp.は顕微鏡下で1.5~4μmの大きさである。 診断方法としては、免疫蛍光法(IFA)や分子生物学的手法が注目されている。

治療、治療および管理

アルベンダゾールによる治療はすべての種で最も一般的で、眼感染症にはフマジリン局所投与と組み合わせられる(下記の主要薬物治療のテーブルを参照されたい)。 しかし、ほとんどの薬物療法は寄生虫を完全に駆除することはできません。 例えば、NikkomycinZ(NIK-Z)は、キチン合成を阻害する薬剤で、多くの真菌病原体に有効であることが示されています。 この薬はEncephalitozoon種に対する実験室試験で成功したが、生体内ではまだ試験されていない。

病気のさらなる管理がしばしば必要である。 一般的には、可能であれば症状を治療する必要がある。 慢性または重度の下痢の患者は、定期的に電解質と水分を補給し、栄養摂取を維持するよう注意してください。

治療薬の概要

投与量

薬効分類

薬剤

治療薬

注意事項

駆虫剤

アルベンダゾール

胃部, 筋肉、播種性、眼球の感染症。

400mg PO2回/日。4週間

妊娠を避ける

抗生物質

フマグリン-局所

口頭

角結膜炎と眼病変(Encephalitozoon spp. B. algarae, E. hellum, E. cuniculi, V. corneae)

E. bieneusi

3mg/ml drops 1週間外用+管理

不明

マイクロスポリジウム症についてはFDAより承認されていない。

血小板減少症

抗原虫

メトロニダゾール

E. bieneusiなど。

500mg PO bid for 2 week。

免疫調節剤

Thalidomide

他の薬剤が効かない場合の下痢

不明

毒性があること。 最後の手段としてのみ

重篤な先天性障害、妊娠を避ける。

Epidemiology

前述のようにミクロスポリジウムは非常に広く分布しています。 ミツバチやカイコから哺乳類や鳥類に至るまで、地球上のほぼすべての生物に感染する。 しかし、その感染経路は不明な点が多く、疫学的な知見はほとんどない。 先進国、途上国を問わず、水源から微胞子虫の胞子が発見されているが、微胞子虫症は主にHIV/AIDS患者の疾患である。 微小病原体は、AIDS患者の39%が下痢をし、30%がクリプトスポリジウムに感染していると報告されている。 この病原体が発見されたのは比較的最近ですが、AIDS患者への感染は顕著であり、HIVが蔓延し、微小病原体が人間の健康に果たす役割を理解するための研究が進むにつれ、この寄生体は今後ますます重要な存在になると考えられます。

地理

マイクロスポリジウムは世界中に分布し、発展途上国と先進国の両方に影響を与えていますが、特に発展途上国では適切な診断が困難な状況が続いています。 以下は、マイクロスポリジウム症が正式に記録されている数少ない国々を示した地図である。

Map made by Lily Cheng, May 21th, 2006

Public Health and Prevention Strategies

In recent years, 米国環境保護庁(EPA)は、微胞子虫を監視の必要な水系新興病原体として、EPA汚染物質候補リスト(CCL)にリストアップしました。 しかし、水源をろ過することが最も有効な予防策であることに変わりはありません。 マイクロスポリジウムの芽胞の測定とろ過の技術はまだ初歩的で未開発ですが、科学界はこの知識のギャップを改善するために積極的に取り組んでいます。

現在、マイクロスポリジウム感染症に対するワクチンはありませんし、検討されてもいません。

ヒトにおけるマイクロスポリジウムの感染は、ほとんどが免疫系が低下した患者で起こりますが、世界的にエイズがさらに広がっているため、近い将来、マイクロスポリジウムを理解し管理する必要性が高まると考えられます。 この菌の研究が進むにつれて、ヒトの患者における有病率が増加していることが分かっています。 これはまさに新興の感染症である。

役に立つリンク

CDC Website on Microsporidiosis

E-…マイクロスポリジウムに関する医学のウェブサイト

The Microbial Biorealmによるマイクロスポリジウム

マイクロスポリジウム症に関するウェブサイト for AIDS Patients

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Dowd, Scot E., Gerba, Charles P.,Pepper, Ian L. “Confirmation of the Human-Pathogenic MicrosporidiaEnterocytozoon bieneusi, Encephalitozoon intestinalis, and Vittaforma corneaein Water.”(邦訳『ヒト病原性有糸分裂病菌』)。 アプライド・エンバイロメンタル・マイクロバイオロジー。 1998 64: 3332-3335

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