Wykorzystanie serologicznych metod w rozpoznawaniu zarażeń

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