Leishmania | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|
Promastigotes Leishmania major | ||||||
tieteellinen luokittelu | ||||||
Verkkotunnus:eukaryootitRyhmä:KaivinkoneetAarre:DiscobaTyyppi:EuglenozoaLuokka:KinetoplastiditAlaluokka:MetakinetoplastinaJoukkue:TrypanosomatidaPerhe:TrypanosomatiditSuku:Leishmania | ||||||
Kansainvälinen tieteellinen nimi | ||||||
Leishmania Ross , 1903 | ||||||
Erilaisia | ||||||
|
||||||
|
Leishmania [5] ( W. Leishmanin puolesta ) on loisprotistien suku , joka aiheuttaa leishmaniaasia [6] . Vanhan maailman Phlebotomus - suvun ja uuden maailman Lutzomyia -suvun hyttyset ovat Leishmanian levittäjiä . Nisäkkäiden ja liskojen kuuteen luokkaan kuuluvat selkärankaiset toimivat eri lajien luonnollisena varastona [7] ; Liskoloisten isoentsyymianalyysin perusteella ehdotettiin kuitenkin trypanosomatid - lajin Sauroleishmania erottamista omaksi suvuksi [8] . Leishmania tarttuu pääasiassa jyrsijöihin , koiriin ja ihmisiin, mutta tapauksia on havaittu myös hyraxeissa , kissoissa ja hevosissa . Uudessa maailmassa tartuntaa esiintyy opossumissa , laiskuissa ja armadilloissa [9] ; leishmaniaasitapauksia kenguruilla on raportoitu vuonna [10] . 1990-luvun alussa WHO arvioi , että leishmaniaasi sairastaa noin 12 miljoonaa ihmistä 88 maassa.
Leishmanian alkuperä on epäselvä [11] [12] . Yksi teoria viittaa afrikkalaiseen alkuperään, jota seuraa muuttoliike Pohjois- ja Etelä-Amerikkaan. Toinen on muuttoliike Pohjois- ja Etelä-Amerikasta Beringin kannaksen kautta noin 15 miljoonaa vuotta sitten. Kolmas viittaa palearktiseen alkuperään [13] .
Leishmaniaa esiintyy kahdessa morfologisessa muodossa: promastigootit (pitkä etusiima, fusiform, pitkänomainen, liikkuva) [14] isäntähyönteisessä ja keinotekoisilla ravintoalustoilla ja amastigootit (lyhyellä siimalla, pyöreä tai soikea, liikkumattomat, sijaitsevat solunsisäisesti ) selkärankaisen kehossa.
Eri lajien promastigootit ovat käytännössä erottamattomia, mutta joidenkin lajien amastigootit voidaan olettaa tunnistaa joidenkin ulkoisten merkkien tai ominaisen jakautumisen perusteella makrofagien sisällä. Joten L. major amastigotit ovat yleensä suurempia (4-5 mikronia) kuin L. tropica (1,5-2,5 mikronia; molemmat lajit esiintyvät yhdessä joissakin pesäkkeissä), ja niiden lukumäärä kussakin solussa on pienempi: L. major , kuten sääntö, enintään kymmenen promastigottia makrofagia kohden (yleensä 2-4 amastigottia), kun taas L. tropica - jopa sata loista solua kohden [15] . Leishmania mexicana sijaitsee usein suurissa tyhjiöissä solun reuna-alueella muodostaen tyypillisiä "seppeleitä" [16] .
Leishmania, kuten kaikki trypanosomatidit , ovat pakollisia loisia. Leishmanian elinkaareen kuuluu kaksi isäntä: nisäkäs ja hyönteis ( hyttynen ).
Hyttyset saavat Leishmania-tartunnan juoessaan tartunnan saaneen nisäkkään verta. Vain naarashyttyset ruokkivat verta. Leishmania tunkeutuu niellyn veren mukana hyttysen ruoansulatuskanavaan. Keskisuolen takaosassa hyttynen (samoin kuin jotkut muut verta imevät hyönteiset, kuten hyttyset) kehittää niellyn veren ympärille niin sanotun peritrofisen matriisin .
Leishmania promastigootit lisääntyvät naarashyttysten ruoansulatuskanavassa . Noin viikon kuluttua infektio leviää ruoansulatuskanavan yläosaan ja loiset tukkivat kanavan ontelon kehollaan ja erittämänsä geelillä. Kun naaras puree potentiaalista isäntää, hän erittää sylkeään ihoon. Naaras, jonka ruuansulatuskanava on tukkeutunut, ei pysty nielemään ja hänellä on puuskittaisia liikkeitä, jotka saavat hänet repimään ulos promastigootteja isäntänsä iholle.
Keskimäärin 100-1000 promastigottia pääsee ihoon tartunnan saaneen hyttysen pureman aikana.
Ensimmäisenä vauriokohtaan saapuvat polymorfonukleaariset neutrofiilit , jotka fagosytoivat loisia. Neutrofiilien sisällä Leishmania ei lisäänty eikä muutu amastigootiksi. Sitten, kun neutrofiilit tulevat apoptoottiseen vaiheeseen, makrofagit tuhoavat ne ja Leishmania siirtyy makrofageihin aiheuttamatta immuunivastetta [17] . Makrofagit ovat nisäkkäiden Leishmanian pääisäntäsoluja. Makrofagien sisällä Leishmania muuttuu solunsisäiseksi morfologiseksi muodoksi - amastigootiksi.
Makrofagin sisällä Leishmaniat on suljettu niin kutsuttuihin "parasiforisiin vakuoleihin", jotka muodostuvat primaarisen fagosomin fuusiosta lysosomien ja endosomien kanssa . Niissä promastigootit muuttuvat amastigootiksi. Samanaikaisesti tapahtuu muutoksia morfologiassa - pitkänomaiset promastigootit, joilla on pitkä siima, muuttuvat soikeiksi amastigoteiksi, joilla on lyhyt siima, aineenvaihdunnassa sopeutuakseen happamaan ympäristöön ja kalvon biokemiallisessa koostumuksessa. Muutos kestää kahdesta viiteen päivää. Amastigootit pystyvät selviytymään näiden vakuolien happamassa ympäristössä ja ruokkimaan niiden sisältöä. Vakuolin sisällä amastigootit lisääntyvät hitaasti, ja jokainen lisääntymisjakso kestää noin 24 tuntia.
Ihon leishmaniaasissa infiltraatti muodostuu ihoon ja sisältää pääasiassa makrofageja sekä lymfoidisoluja ja joitain plasmasoluja. Viskeraalisen leishmaniaasin yhteydessä retikuloendoteliaalijärjestelmän elimiin muodostuu infektiopesäkkeitä [18] .
Venäläinen kirurgi P. F. Borovsky julkaisi ensimmäisen tarkan kuvauksen leishmaniasta ihohaavojen osissa Military Medical Journalissa vuonna 1898 artikkelissa "On the Sart haavauma". Borovsky kuvaili oikein loisten rakennetta ja niiden suhdetta isäntäkudoksiin. Borovskin havainnot vahvisti hänen kollegansa Taškentin sotasairaalassa Konstantin Jakovlevich Shulgin Russian Doctor -lehdessä vuonna 1902. Vuonna 1903 amerikkalainen lääkäri Wright julkaisi itsenäisen kuvauksen loisista armenialaisen tytön ihohaavassa, mikä teki eivät pohjimmiltaan eroa Borovskin kuvauksesta, mutta sisälsivät korkealaatuisia kuvia. Wright ehdotti löydetylle organismille nimeä Helcosoma tropicum . Ilmeisesti Wright ei tiennyt Borovskin työstä, samoin kuin kala-azarin aiheuttaneiden loisten kuvauksista , jotka ilmestyivät samana vuonna, tai ei yhdistänyt kala-azarin aiheuttajan kuvausta omaan. [19] .
Martsinovsky ja Bogrov julkaisivat vuonna 1904 venäjäksi ja saksaksi mikrokuvilla varustetun kuvauksen itämaisen haavan aiheuttajasta, jolle he ehdottivat nimeä Ovoplasma orientale , ja ilmeisesti he työskentelivät tietämättä Wrightin työstä, vaikka he olivat tuntenut Borovskin julkaisun. Mainitussa artikkelissa he aliarvioivat Borovskin ansioita ja lainaavat hänen havaintojaan väärin. Vaikka Martsinovskin ja Bogrovin havainnot julkaistiin muutama kuukausi Wrightin jälkeen, heidän tutkimuksensa tehtiin useita kuukausia aikaisemmin [19] .
Leishmania-luokituksessa on neljä päällekkäistä ajanjaksoa. XX vuosisadan alussa. Luokittelu perustui kliinisiin, epidemiologisiin ja morfologisiin piirteisiin, ja Leishmania jaettiin viskeraalisen leishmaniaasin aiheuttajiin - L. donovani ja ihon leishmaniaasin aiheuttajiin - L. tropica .
Vuosina 1913-1915 V. L. Yakimov tunnisti Turkestanissa kaksi morfologista muunnelmaa iholeishmaniaasin aiheuttajasta - suurilla tai pienillä amastigootilla - Leishmania tropica var. major ja L. tropica var. minor [20] , myöhemmin ne nimettiin useammin alalajiksi ilman nimitystä "var.". 1940-luvulla Kozhevnikov ja Latyshev liittivät nämä morfologiset lajikkeet kahteen eri iholeishmaniaasin muotoon, antroponoottiseen ( L. tropica ) ja zoonoottiseen ( L. major ) [21] . Myöhemmin näitä kahta alalajia ehdotettiin pidettäväksi erillisinä lajeina - L. tropica ja L. major kliinisten ja epidemiologisten piirteiden perusteella [22] [23] . Morfologista luokittelua käytetään käytännössä 2000-luvun alussa; esimerkiksi Balkhin maakunnassa Pohjois- Afganistanissa , jossa esiintyy infektioita molemmilla näistä lajeista, leishmanian tyyppi määritetään mikroskooppisesti haavaumien sivelysoluissa olevien amastigoottien koon ja lukumäärän perusteella [15] .
Suuntaus käsitellä iholeishmaniaasi L. tropican alalajina on ollut olemassa jo pitkään. Niinpä Biagi ehdotti vuonna 1953, että hänen Keski-Amerikassa kuvaamansa iholeishmaniaasin aiheuttaja nimetään L. tropica var. mexicana [16] .
Serologiset menetelmät Leishmanian luokittelussa ovat olleet käytössä 1910-luvun puolivälistä lähtien. Ne mahdollistivat lajien tai lajikompleksien erottamisen. Agglutinaatiotesti ja komplementin kiinnitystesti osoittivat, että L. donovani ja L. infantum ovat serologisesti erottamattomia. 1930-luvulla antiseerumien käyttö mahdollisti näiden kahden lajin erottamisen [24] . Myöhemmin monoklonaalisia vasta-aineita käyttämällä tuli mahdolliseksi erottaa yksittäiset serotyypit lajien sisällä [25] .
Leishmanian karakterisointia isoentsyymielektroforeesilla on kehitetty 1970-luvulta lähtien alkaen yksittäisistä entsyymeistä [26] ja sitten entsyymien yhdistelmistä [27] [28] . Riittävän resoluution varmistamiseksi on tarpeen käyttää monien entsyymien järjestelmiä - kymmenestä viiteentoista [29] . Organismikantoja, joilla on samanlaiset elektroforeettiset profiilit, kutsutaan " tsymodeemiksi ".
Täydellisin Leishmania-pankki, jolle on ominaista isoentsyymianalyysi, säilytetään Montpellierin yliopistossa 1 . Karakterisointia on tehty 15 isoentsyymin elektroforeesin perusteella vuodesta 1981 lähtien. Vuodesta 1989 lähtien on käytetty isoelektristä fokusointimenetelmää [30] , jolla on korkeampi resoluutio, mutta se soveltuu vain kuuteen entsyymiin [31] .
Isoentsyymianalyysi on ollut vakiomenetelmä Leishmanian tyypitykseen laji- ja alalajitasolla viimeisen neljännesvuosisadan ajan, koska sitä on sovellettu useimpiin monimuotoisimpiin kantoihin verrattuna muihin menetelmiin [32] .
Montpellier-laboratorion tsymodeemit saavat merkinnän, joka koostuu lyhenteestä MON (Montpellier), jota seuraa tsymodeemin sarjanumero. Vuodesta 2008 lähtien laboratoriossa on yli 3000 Leishmania-näytettä, jotka on jaettu yli 260 tsymodeemiin.
PCR :ään perustuvia geneettisiä menetelmiä on käytetty 1970-luvulta lähtien. Näillä menetelmillä on joitain rajoituksia. Etenkin heterotsygoottisuuden ja rekombinaation tutkimus ei ole riittävän kehittynyt lajeille, joiden elinkaaressa ei ole haploidista vaihetta [32] .
Eri luokittelumenetelmät ovat periaatteessa yhteneväisiä lajikompleksien ja niiden välisten geneettisten suhteiden määrittelyssä.
Hyttysvektorin tartunnan kulun perusteella Leishmania -suku jaetaan kahteen alasukuun: Leishmania (Leishmania) ja Leishmania (Viannia) . Leishmania -alasuvun jäsenet kiinnittyvät hyttysen keskisuolen epiteeliin, kun taas Viannia- alasuvun jäsenet kiinnittyvät myös takasuolen epiteeliin. Leishmania -alasuvun edustajat ovat jakautuneet vanhaan ja uuteen maailmaan, kun taas Viannia -alasuku on jaettu vain uuteen maailmaan [8] .
Jotkut kirjoittajat erottavat matelijaloiset Leishmanian kolmannesta alasuvusta - Leishmania (Sauroleishmania) , toiset pitävät sitä erillisenä trypanosomatids-sukuna - Sauroleishmania [8] .
Kolmen lajin ( L. major, L. infantum ja L. braziliensis ) genomit sekvensoitiin , ja yli 8300 proteiinigeeniä ja 900 RNA -geeniä tunnistettiin . Lähes 40 % proteiinia koodaavista geeneistä jaettiin 662 perheeseen, jotka sisälsivät 2-500 geeniä. Pieniä perheitä edustavat pääasiassa geenit, jotka muodostavat tandemtoistoja eri lokuksissa koko genomissa. Jokainen 35 tai 36 kromosomista on järjestetty pieneen määrään 10-100 geenin klustereita, jotka sijaitsevat yhdessä DNA-juosteessa. Nämä klusterit voidaan järjestää pää to-head (divergentti) tai tail-to-tail (konvergentti). Jälkimmäisessä tapauksessa ne voidaan erottaa rRNA- , tRNA- tai snRNA -geeneillä . Proteiinia koodaavien geenien transkriptio alkaa klusteridivergenssin alueelta ja jatkuu polykistronisesti konvergoituvien klustereiden välisen ketjunvaihdon alueelle.
Leishmania- telomeerit ovat yleensä suhteellisen lyhyitä ja koostuvat useista toistuvista sekvensseistä [33] .
Vuonna 2009 osoitettiin, että Leishmanian hyönteisen kehossa tapahtuu geneettisen tiedon vaihtoprosessi, joka viittaa meioosiin [34] .
![]() |
| |||
---|---|---|---|---|
Taksonomia | ||||
|