Wykorzystanie serologicznych metod w rozpoznawaniu zarażeń
Transkrypt
Wykorzystanie serologicznych metod w rozpoznawaniu zarażeń
Perinatologia, Neonatologia i Ginekologia, tom 2, zeszyt 3, 223-226, 2009 Wykorzystanie serologicznych metod w rozpoznawaniu zarażeń Toxoplasma gondii u kobiet w ciąży EWA ŚPIEWAK Streszczenie Podstawą laboratoryjnego rozpoznawania toksoplazmozy są metody serologiczne. Wykrywanie przeciwciał klasy IgA, IgM, IgG w surowicy pacjentów i ocena ich miana są pomocne w ustaleniu fazy zarażenia. Jest to szczególnie ważne w grupie kobiet w ciąży, gdyż pierwotna inwazja T. gondii w tym czasie może stanowić zagrożenie dla płodu. Wyniki badań wykonanych w późniejszym okresie ciąży są trudne do interpretacji. Słowa kluczowe: toksoplazmoza, diagnostyka serologiczna, kobieta w ciąży Pierwotniak T. gondii jest pasożytem wywołującym chorobę odzwierzęcą – toksoplazmozę. Jej przebieg u zarażonych żywicieli jest najczęściej bezobjawowy. Dlatego, podstawą laboratoryjnego rozpoznawania choroby są metody serologiczne. Wykrywanie powstających w następstwie inwazji różnych klas przeciwciał, i ocena ich miana, są pomocne w ustaleniu, czy gospodarz zetknął się z pasożytem, a jeśli tak, to czy ich obecność świadczy o świeżym, czy dawno przebytym zarażeniu. Jest to szczególnie ważne w grupie kobiet w ciąży, gdyż pierwotna inwazja T. gondii w tym czasie może stanowić zagrożenie dla płodu (toksoplazmoza wrodzona).Testy serologiczne wykorzystywane w różnicowaniu wczesnej i przewlekłej fazy zarażenia cechują się niską swoistością i wysoką czułością, co sprawia, że do ustalenia fazy zarażenia konieczne jest stosowanie różnych metod. Relacje pasożyt-człowiek Toxoplasma gondii jest pasożytem oportunistycznym, a więc takim, który rzadko niszczy żywiciela. Występuje w trzech podstawowych formach rozwojowych. Tachyzoit jest aktywną formą wegetatywną, mającą zdolność ruchu. Pokonuje barierę jelitową, przedostaje się do krwi, następnie wnika do komórek jądrzastych, gdzie tworzy wakuole ochronną i szybko się namnaża. Namnażanie powoduje pęknięcie komórki i rozsianie tachyzoitów drogą krwi do wielu tkanek i narządów (1-3 tygodni). Tachyzoity indukują silną odpowiedź immunologiczną. Pod jej wpływem proces namnażania zostaje zahamowany, a tachyzoity przekształcają się w bradyzoity. Są to formy, które namnażają się wolno, ale zachowują zdolności inwazyjne przez całe życie żywiciela. Ich skupiska tworzą cysty tkankowe w wielu narządach. W przypadku załamania odpowiedzi immunologicznej mogą uwalniać się z cysty i przekształcać w formę inwazyjną. Trzecia forma to oocysta, wydalana przez kota (żywiciela ostatecznego pasożyta), wraz z jego odchodami, która dojrzewa w glebie i zachowuje inwazyjność przez ok. 1,5 roku, zawiera sporozoity. Jest to forma przetrwalna, której spożycie powoduje uwolnienie sporo- zoitów w jelicie i przekształcenie w aktywne tachyzoity. Wśród gatunku T. gondii wyróżnia się 3 szczepy różniące się zjadliwością, szczep I jest patogenny dla ludzi i może powodować zarażenia wrodzone, II powoduje zarażenia u chorych na AIDS, szczep III jest patogenny dla zwierząt [4]. Pasożyt Toxoplasma gondii nie wykazuje preferencji w doborze żywiciela. W grupie zarażonych zwierząt: domowe stanowią ok.10-39%, hodowlane ok. 38-78%, morskie ok. 36-66%, kotowate ok. 36-66% [4]. U ludzi dodatnie odczyny serologiczne w zależności od szerokości geograficznej, stwierdza się od ok. 3 do 90%. W Polsce odsetek osób zarażonych szacuje się na ok. 60% [13], a w grupie kobiet w ciąży na ok. 43-54% [14]. Od momentu wniknięcia pasożyta do organizmu ustala się stan zmiennej równowagi pomiędzy jego dążeniem do przetrwania i ukończenia swojego pełnego cyklu życiowego a obroną żywiciela przed obecnością pierwotniaka. Te oddziaływania są ze sobą powiązane i aktywują szereg mechanizmów immunologicznych typu komórkowego i humoralnego. Jest to odporność śródzakaźna zmuszająca pasożyta do małej aktywności, ale sprzyjająca zachowaniu przez pasożyta cech właściwych dla patogenów oportunistycznych. Kontroluje liczebność populacji, nie doprowadzając do usunięcia wszystkich pasożytów z organizmu żywiciela. Na jakość relacji pasożyt- człowiek maja więc ogromny wpływ: • wirulencja i patogenność szczepu T. gondii, • odporność swoista człowieka (komórkowa i humoralna), • intensywność inwazji (superinwazje i reinwazje), • droga transmisji zarażenia (inwazja nabyta lub wrodzona, Zasadniczy udział w tworzeniu odporności przeciwtoksoplazmowej ma odporność komórkowa. Reakcja humoralna prowadząca do wytwarzania swoistych przeciwciał klasy IgM, IgA, IgE, a następnie IgG (serokonwersja) hamuje namnażanie się tachyzoitów, kończąc krótki okres parazytemii i doprowadza do powstawania cyst tkanko- Zakład Mikrobiologii Klinicznej, Instytut Centrum Zdrowia Matki Polki, Łódź 224 E. Śpiewak wych (przewlekła faza zarażenia). Odporność ta ma drugorzędnie znaczenie w ograniczaniu inwazji, okres parazytemii jest na tyle krótki, że produkcja przeciwciał nie wpływa znacząco na przebieg inwazji. U osób z prawidłową funkcją układu immunologicznego inwazja przebiega bez istotnych uszkodzeń tkankowych, lub ogranicza się jedynie do lokalnych zmian w węzłach chłonnych. Do niedawna utrzymywane było przekonanie, że odporność uzyskana po zarażeniu pierwotniakiem zabezpiecza dożywotnio żywiciela przed superinwazją innym szczepem T. gondii. Obecnie rozważa się możliwość superinwazji, gdy dochodzi do zarażenia szczepem o większym potencjale wywoływania choroby i zmian tkankowych [5]. Ciężki przebieg kliniczny toksoplazmozy obserwuje się u osób z osłabionym układem immunologicznym i przy jego niedojrzałości, u płodów i noworodków, a także u osób z wrodzonym lub nabytym upośledzeniem odporności. Złożona struktura antygenowa pierwotniaka i jego cykl rozwojowy, w czasie którego pojawiają się zróżnicowane antygenowo tachyzoity i bradyzoity, sprawia, że reakcja żywiciela jest złożona, swoista nie tylko dla danego szczepu pasożyta, ale i dla poszczególnego stadium rozwojowego. Wykrywane przeciwciała są skierowane przeciw [7]: • antygenom tachyzoitów (ostra faza zarażenia), • antygenom bradyzoitów (przewlekła faza zarażenia), • antygenom tachyzoitów i bradyzoitów (reinwazja, superinwazja) [3]. Przeciwciała powstające w następstwie inwazji mają nieocenioną wartość diagnostyczną, ponieważ na wykrywaniu ich obecności, oznaczaniu miana i klasy opiera się rozpoznawanie laboratoryjne toksoplazmozy [15]. Kolejność pojawiania się przeciwciał Przeciwciała klasy IgM Pojawiają się jako pierwsze, bo już w 2. tygodniu inwazji, ich stężenie gwałtownie wzrasta, po czym stopniowo obniża się około 6-9 miesiąca po zarażeniu. W niskich mianach może utrzymywać się nawet do 12 lat [6], [10], [11]. Przeciwciała klasy IgA Charakteryzują się podobną dynamiką, jak przeciwciała klasy IgM, mogą utrzymywać się 9 miesięcy i dłużej, są wykrywane nawet po 3 latach po pierwotnym zarażeniu [1, 2, 9, 10, 12]. Przeciwciała klasy IgG Pojawiają się już w 2 tygodniu inwazji, osiągają szczytowe miana ok. 2-3 miesiąca, następnie ich stężenie w surowicy maleje. Są obecne w surowicy do końca życia żywiciela (dowód przebytego zarażenia) [11]. Awidność przeciwciał klasy IgG Oznaczanie awidności jest pomocne w różnicowaniu obecnie nabytego zarażenia od przewlekłej fazy choroby. Wczesne przeciwciała IgG posiadają słabą siłę wiązania antygenów pasożyta (niskie powinowactwo do antygenu – do 16 tygodni od zarażenia) [9]. W miarę trwania inwazji odpowiedź humoralna dojrzewa, co wyraża się przez powstawanie przeciwciał o większym powinowactwie do antygenu (wysoka awidność – wykluczenie inwazji w ciągu ostatnich – 12-16 tygodni). U niektórych osób dojrzewanie IgG przebiega bardzo wolno i niska awidność może utrzymywać się nawet do 18 miesięcy od zarażenia, a graniczna nawet do 36 miesięcy [10, 11]. Pierwsze pojawiają się przeciwciała skierowane przeciw antygenom błonowym pasożyta, które mogą być wykryte za pomocą testów immunofluorescencji pośredniej (IF), próby barwnej (DT), testu aglutynacji bezpośredniej (DA). W późniejszej fazie obecne są przeciwciała, przeciwko białkom zlokalizowanym w cytoplazmie lub błonie komórkowej pasożyta, wykrywane metodami immunoenzymatycznymi (EIA, ELISA), immunoabsorpcji aglutynacyjnej(ISAGA) lub technikami immunoenzymatycznymi z odczytem fluorescencyjnym(ELFA) [13]. Są to techniki o różnej swoistości i czułości (IgM: swoistość: 14-89%, czułość: 93-100%; IgA: swoistość: 4-99%; czułość: 49-99%; awidność IgG: swoistość: 0-51%, czułość: 91-100%) [2, 8]. Rozpoznawanie zarażenia T. gondii u kobiet w ciąży Populacja kobiet ciężarnych stanowi grupę, w której konsekwencje zarażenia pasożytem są szczególne, ze względu na możliwość transmisji tachyzoitów od zarażonej matki do płodu poprzez łożysko. Ryzyko przeniknięcia pasożyta do płodu wzrasta wraz z wiekiem ciążowym i wynosi: 6% w 13 tygodniu, 40% w 25, a w 36. tygodniu wzrasta aż do 72% [11]. Większość kobiet w ciąży ze świeżym zarażeniem nie wykazuje objawów chorobowych. 52% kobiet, które uległy zarażeniu w czasie ciąży, nie potrafi zidentyfikować czynnika ryzyka związanego z chorobą. Czasami, możliwość zarażenia jest brana pod uwagę dopiero podczas badania USG, które wykazuje wady płodu lub po porodzie u kobiet, których noworodki wykazują objawy zarażenia. Dlatego decyzja o wykonaniu badania serologicznego podczas ciąży nie powinna być oparta wyłącznie na obecności lub braku objawów chorobowych. Systematyczne serologiczne badania przeglądowe powinny być wykonywane jak najwcześniej, jeszcze przed zajściem w ciążę lub w pierwszych tygodniach ciąży. Celem badań jest: 1) Potwierdzenie lub wykluczenie zarażenia pierwotniakiem na 2-3 miesiące przed zajściem w ciążę lub w czasie ciąży (tab. 1, 2), 2) Określenie fazy zarażenia (w przypadku potwierdzenia zarażenia) (tab. 3). Jak wykazano powyżej, tylko wykonanie pierwszego badania w I trymestrze lub przed zajściem w ciążę, zapewnia wiarygodną interpretację wyniku, przy wykorzystaniu dostępnych metod serologicznych. Interpretacja wyniku badania wykonanego po raz pierwszy w II i III trymestrze nastręcza trudności z określeniem fazy zarażenia. Wykorzystanie serologicznych metod w rozpoznawaniu zarażeń Toxoplasma gondii u kobiet w ciąży 225 Tabela 1. Schemat postępowania – dla kobiet wykonujących I badanie przed 16. tygodniem ciąży Ocena fazy zarażenia Wynik badania Zalecenia IgG – ujemny IgM – ujemny Pacjentka seronegatywna Badania kontrolne wykluczające możliwość serokonwersji (koniecznie przed porodem), zalecenia higieniczne IgG – ujemny IgM – dodatni Wskazane badanie kontrolne za 1-3 tygodni, jeśli IgM dodatni, IgG ujemny, zalecenia tak jak Pacjentka do dalszej dla pacjentek seronegatywnych, jeśli IgG dodatni – serokonwersja – inwazja nabyta w czadiagnostyki sie ciąży– zagrożenie płodu IgG – dodatni IgM – ujemny Pacjentka seropozytywna IgG – dodatni IgM – dodatni Pacjentka do dalszej Określenie fazy zarażenia – przy zastosowaniu różnych metod (IgG, IgM, awidność IgG, diagnostyki IgA, IgE, AC/HS) Wykluczenie zarażenia w czasie ciąży, można potwierdzić badaniem awidności przeciwciał klasy IgG (wysoka) Tabela 2. Schemat postępowania- dla kobiet wykonujących I badanie po 16. tygodniu ciąży Wynik badania IgG– ujemny IgM – ujemny Ocena fazy zarażenia Pacjentka seronegatywna Zalecenia Badania kontrolne, wykluczające możliwość serokonwersji (koniecznie przed porodem), zalecenia higieniczne IgG – ujemny IgM – dodatni Wskazane badanie kontrolne za 1-3 tygodni, jeśli IgM dodatni, IgG ujemny, zalecenia tak jak Pacjentka do dalszej dla pacjentek seronegatywnych, jeśli IgG dodatni – serokonwersja – inwazja nabyta w czadiagnostyki sie ciąży – zagrożenie płodu IgG – dodatni IgM – ujemny Pacjentka seropozytywna IgG – dodatni IgM – dodatni Pacjentka do dalszej Określenie fazy zarażenia – przy zastosowaniu różnych metod: (IgG, IgM, awidność IgG, diagnostyki IgA, IgE, AC/HS) Możliwość zarażenia w czasie ciąży, potwierdzić badaniem awidności przeciwciał klasy IgG * * Trudno ocenić fazę zarażenia, w przypadku pacjentki z szybkim obniżaniem miana przeciwciał klasy IgM, dalsza diagnostyka przy zastosowaniu różnych metod serologicznych.Wynik badań serologicznych wykonanych później, w czasie ciąży, jest często trudny do interpretacji. Oznaczenia wyznaczników świeżego zarażenia (poziomu przeciwciał klasy IgM, IgA, awidności IgG), bardzo często nie pozwalają na jednoznaczne wykluczenie lub potwierdzenie zarażenia we wczesnej ciąży Tabela 3. Określenie fazy zarażenia u pacjentek IgG+, IgM+ w powiązaniu z trymestrem ciąży (data I badania) Awidność IgG Trymestr ciąży I Ocena awidności Wysoka lub graniczna Niska Określenie fazy zarażenia Zarażenie przed ciążą, brak zagrożenia dla płodu Podejrzenie świeżego zarażenia * *Potwierdzenie ostrej fazy zarażenia innymi metodami, ponowne badanie za 2-3 tygodnie Awidność IgG Trymestr Ocena ciąży awidności II Trymestr ciąży III Awidność IgG Ocena Określenie awidności fazy zarażenia Nie można wykluczyć Wysoka zarażenia w czasie ciąży *, ** Nie można wykluczyć Graniczna zarażenia w czasie ciąży *, ** Prawdopodobnie Niska świeże zarażenie ** Trudności w interpretacji: * Ponowne badanie za 2-3 tygodnie – ocena dynamiki przeciwciał klasy IgG, IgM, IgA. ** Potwierdzenie lub wykluczenie zarażenia w czasie ciąży innymi metodami, pobranie kolejnego badania za 2-3 tygodnie. Określenie fazy zarażenia Wysoka Prawdopodobnie lub graniczna zarażenie przed ciążą * Prawdopodobnie świeże Niska zarażenie*, ** Trudności w interpretacji: * Ponowne badanie za 2-3 tygodnie – ocena dynamiki przeciwciał klasy IgG, IgM, IgA, w celu wykluczenia zarażenia w czasie ciąży ** Potwierdzenie lub wykluczenie zarażenia w czasie ciąży innymi metodami, pobranie kolejnego badania za 2-3 tygodnie Związane jest to z jednej strony, z ograniczeniami stosowanych metod (długotrwałe utrzymywanie się przeciwciał klasy IgM, IgA, niska awidność IgG, nawet po 36 miesiącach od zarażenia, niska swoistość i wysoka czułość testów diagnostycznych), a z drugiej strony ze zróżnicowaną swoistą odpowiedzią komórkową i humoralną zarażonego człowieka. 226 E. Śpiewak Wnioski Właściwa interpretacja wyników badań serologicznych jest możliwa, gdy: • Na skierowaniu zostaną umieszczone informacje dotyczące objawów klinicznych, przyczyny badań, wieku ciążowego, ewentualnie wcześniejszych wyników badań pacjentki. • Badania w kierunku toksoplazmozy zostaną zlecone przed ciążą lub w pierwszych tygodniach ciąży (trudności w ocenie fazy zarażenia w II i III trymestrze). • Badania zostaną zlecone i wykonane w jednym laboratorium (ta sama metoda oznaczania), w przypadku konieczności oceny fazy zarażenia pacjentka powinna być skierowana do ośrodków specjalizujących się w diagnostyce serologicznej toksoplazmozy.(Podajemy wyniki poprzednich badań). • Interpretacja wyników zostanie dokonana w powiązaniu z wiekiem ciążowym pacjentki oraz wiedzą na temat ograniczeń stosowanych metod, ewentualnie konsultacją z diagnostą laboratoryjnym wykonującym badanie. Piśmiennictwo [5] Dzbeński T.H. (2003) Intrygujące aspekty odporności i zapobiegania w toksoplazmozie.Przegl. Epidemol. 57: 571-7. [6] Garyy D.J., Elimian A., Wiencek V. et al. (2005) Commercial laboratory IgM testing for Toxoplasma gondii in pregnancy: A 20-year experience Inf. Dis. Obstet. Ginekol. 13 (3): 151-3. [7] Gross U., Hoplert M., Goebel S. (2004) Impact of stage differentiation on diagnosis of toxoplasmosis. Ann. Ist. Super Sa- nita 40 (1): 65-70. [8] Leroy V., Harambat J., Perez P. i wsp. (2006) Eurotoxo-panel 3-version 9/4/. [9] Lisandra A., Suzuki, Rosangela J. i wsp.. (2001) Evaluation of serological markers for the immunodiagnosis of acute acquired toxoplasmosis. J. Med. Microbiol. 50: 62-70. [10]Montoya J.G., Rosso F. (2005) Diagnosis and management of toxoplasmosis. Clin. Perinatol. 32 (3): 705-26. [11]Montoya J.G., Remington J.S. (2008) Management of Toxoplasma gondii infection during pregnancy. CID 47: 554-66. [12]Nascimento F.S., Suzuki L.A., Rossi C.L. (2008) Assessment of the value of detecting specific IgA antibodies for the diagnosis of a recently acquired primary Toxoplasma infection. Prenatal. Diagnosis 28 (8): 749-52. [13]Niezgoda A., Dobrzańska A. (2008): Toksoplazmoza wrodzona – rozpoznawanie i leczenie. Przew. Lek. 2: 44-50. [14]Paul M (2004) Kryteria wczesnego rozpoznawania i leczenia zarażenia Toxoplasma gondii u kobiet ciężarnych i noworodków. Med. po Dyplomie 13, 6 (99): 30-41. [15]Remington J.S., Thulliez P., Montoya J.G., (2004) Recent developments for diagnosis of toxoplasmosis. J. Clin. Microbiol. 42 (3): 941-5. [1] Ashburn D., Joss A.W., Pennington T.H. et al. (1998) Do IgA, IgE, end IgG avidity tests have any value in diagnosis of toxoplasma infection in pregnancy.J. Clin. Pathol. 51 (4): 312-5. [2] Basiak W., Żarnowska H., Dziubek Z. et al. (2001) Przydatność odczynów serologicznych w rozpoznawaniu wczesnej fazy zarażenia Toxoplasma gonidii. Przegl. Epidemol. 55: 475-82. [3] Długońska H. (2006) Aspekty diagnostyki i profilaktyki toksoplazmozy. Pol. Merk. Lek. XX 118: 379-81. [4] Dytnerska K., Stączek P., Długońska H. (2004) Toxoplasma gondii – kosmopolityczny pasożyt o małym zróżnicowaniu genetycznym. Post. Mikrobiol. 43, 2: 141-54. J Ewa Śpiewak Zakład Mikrobiologii Klinicznej Instytut Centrum Zdrowia Matki Polki ul. Rzgowska 281/289, 93-338 Łódź e-mail: [email protected] Serological tests in recognizing toxoplasmosis in pregnant women A routine diagnosis of toxoplasmosis is based on serological tests which detect a level of specific IgM, IgA, IgG antibodies in patient’s serum. The differential diagnosis between recent and chronic infection may be important for a pregnant women, because only primary infection during pregnancy can be transmitted to the fetus via the placenta. Serological test results of serum samples obtained later in gestation are frequently difficult to interpret Key words: toxoplasmosis, serological diagnosis, pregnant woman