Mouchy tse-tse (Glossina) jako přenašeči africké trypanosomózy u lidí: A Review

Abstract

Lidská africká trypanosomóza (HAT) přenášená mouchou tse-tse je navzdory více než stoletému výzkumu stále problémem veřejného zdraví. Existují dva typy onemocnění, chronická gambiense a akutní rhodesiense-HAT. Početnost a rozšíření mouchy byly ovlivněny změnami ve využívání půdy a klimatu. Přenos nemoci však stále pokračuje. V tomto článku podáváme přehled některých aspektů ekoepidemiologie HAT v kontextu změněných vzorců zamoření a udržování cyklu přenosu, jakož i nových možností v oblasti kontroly onemocnění a vektorů.

1. Úvod

Africká trypanosomóza je jednou z rozmanitých zanedbávaných tropických nemocí. Moucha tse-tse, Glossina sp. je hlavním přenašečem trypanosom, parazitů způsobujících trypanosomózu. Toto onemocnění postihuje jak lidi, tak hospodářská zvířata. U lidí je nemoc známá jako spavá nemoc nebo lidská africká trypanosomóza (HAT), zatímco u hospodářských zvířat se označuje jako nagana nebo africká trypanosomóza zvířat (AAT). AAT je rozšířena ve většině z 38 zemí subsaharské Afriky, které jsou považovány za endemické pro mouchy tse-tse a tuto nemoc, a je považována za hlavní faktor omezující zemědělskou produkci . Naproti tomu HAT se vyskytuje jako vysoce ohniskové onemocnění . Od doby, kdy David Bruce poprvé popsal souvislost mezi mouchami tse-tse a HAT , jsou tato nemoc i její přenašeč předmětem intenzivního vědeckého zájmu . Přesto trypanosomóza nadále představuje překážku pro obživu na venkově založenou na chovu hospodářských zvířat a potenciálně smrtelné onemocnění lidí .

2. Epidemiologie spavé nemoci

Existují dvě odlišné formy spavé nemoci s rozdíly v etiologii, epidemiologii, klinických projevech a léčebných režimech. Chronická antroponotická forma, kterou způsobuje Trypanosoma brucei gambiense (gHAT), se vyskytuje ve 24 zemích západní a střední Afriky a představuje přibližně 98 % hlášených případů (Technická zpráva WHO 2012). Nejvyšší počet případů gHAT je nadále hlášen v Demokratické republice Kongo (DRK), která se podílí až 84 % na endemických případech hlášených v roce 2012 . Akutní zoonotická forma onemocnění způsobená T. b. rhodesiense se označuje jako rhodesiense-HAT (rHAT) a vyskytuje se ve 13 zemích východní a jižní Afriky. Méně než 2 % hlášených případů HAT jsou způsobena T. b. rhodesiense . Uganda se vyznačuje tím, že je jedinou zemí, kde se vyskytuje jak rHAT, tak gHAT; ohniska výskytu obou onemocnění jsou však prostorově odlišná a zatím nebyla pozorována konvergence obou zón výskytu onemocnění .

2.1. Cyklus přenosu onemocnění

Za cyklus přenosu gambiense-HAT (gHAT) se nejčastěji považuje cyklus člověk-moucha-člověk. Předpokládá se, že v přítomnosti vektoru je dlouhé trvání infekce gHAT u člověka dostatečné k udržení cyklu přenosu. To je základem tradičního přístupu k tlumení gHAT „screen and treat“. V epidemiologii gHAT byl naznačen možný zvířecí rezervoár, ale jeho podíl na přenosu onemocnění zůstává nejasný. Průzkumy prováděné v ohniscích gHAT totiž ukazují, že se u hospodářských nebo volně žijících zvířat nevyskytuje žádná infekce T. b. gambiense nebo jen velmi málo. Kromě toho se podařilo lokálně eliminovat přenos T. b. gambiense pouze léčbou lidského rezervoáru, aniž by bylo nutné přistoupit k cíleným zásahům u zvířat . Zapojení zvířat do tohoto cyklu však nelze zcela vyloučit. Bylo navrženo, že udržitelná kontrola AAT je nezbytným přístupem k dosažení eliminace gHAT v západní a střední Africe .

Na druhé straně přenos rHAT závisí na přítomnosti rezervoárů obratlovců zahrnujících jak domácí, tak volně žijící zvířata a cyklus je typicky zvíře – zvířata – zvíře / člověk. Během epidemií, kdy je počet nakažených osob relativně vysoký, však může přenosový cyklus probíhat po trase člověk-tsetse-člověk . Ve východní a jižní Africe slouží četné druhy volně žijících zvířat žijících v chráněných oblastech k udržování rezervoáru nákazy. V důsledku toho se někteří z nakažených osob nacházejí v oborách nebo rezervacích nebo v jejich okolí . V období 1990-2007 bylo zdokumentováno 49 neendemických případů; jednalo se především o turisty, kteří byli pravděpodobně vystaveni kousnutí tse-tse v herních parcích v Keni, Malawi, Tanzanii, Ugandě, Zambii a Zimbabwe (přehled ). Přestože v těchto herních parcích jsou hlavními rezervoáry volně žijící zvířata, šetření odhalila nízkou míru infekce a nízkou úroveň parazitémie trypanosomami způsobujícími infekci u člověka . Například nedávná studie provedená v zambijském údolí Luangwa zjistila u sledovaných volně žijících zvířat mizivou 0,5% () prevalenci infekce T. b. rhodesiense . Hospodářská zvířata v ohniscích s nízkou endemičností vykazují odpovídající nízkou prevalenci T. b. rhodesiense, což však může stačit k tomu, aby došlo k propuknutí nemoci. Výskyt HAT v severní Ugandě byl spojen se zavlečením infikovaného skotu z endemických jižních oblastí v rámci programu obnovy stavů a poukazuje na důležitou roli veterinární politiky při zmírňování dopadů zoonotického onemocnění .

2.2. Výskyt HAT v severní Ugandě. Trendy v počtu hlášených případů

Výskyt spavé nemoci v průběhu let klesá, z přibližně 26 000 případů hlášených v roce 2000 na méně než 8 000 případů hlášených v roce 2012. Konkrétně počet případů gHAT a rHAT nahlášených WHO v tomto období klesl o 75,9 %, resp. 87,9 % . Tento pokles je přičítán lepšímu odhalování případů a léčbě a managementu vektorů . I přes tento pokles výskytu se odhaduje, že až 70 milionů lidí rozmístěných na ploše 1,5 milionu km2 je stále ohroženo nákazou .

2.3. Vliv změn ve využití půdy a klimatu na riziko a výskyt onemocnění

Zvyšující se počet obyvatel v mnoha částech subsaharské Afriky způsobil zvýšený tlak na půdu, což vytlačilo více lidí do okrajových oblastí zamořených tse-tse. Tato imigrace vedla k jednomu ze dvou výsledků: (i) eliminace stanovišť mouchy tse-tse, tedy vymizení mouchy tse-tse a zjevná eliminace nemoci , nebo (ii) zvýšený kontakt člověka s mouchou, což vede ke zvýšenému riziku nákazy trypanosomózou . Simulační modely naznačují, že růst populace způsobí úbytek tse-tse na savanách a v lesích s možným vyhynutím ve východní a jižní Africe . V těchto regionech byly populace tse-tse-tse omezeny na diskrétní biotopy s vysokým výskytem v oblastech ochrany divoké zvěře, jako jsou obory a rezervace, a v jejich okolí. Tyto chráněné oblasti poskytují vhodné podmínky pro přežití tse-tse a fungují jako místa rozmnožování. Se zvýšeným pronikáním člověka do chráněných oblastí se nutně zvyšuje riziko onemocnění , přinejmenším v počátečním období osídlení.

Přenos vektorem přenášených onemocnění, včetně trypanosomózy, je ovlivňován prostředím a jakékoli změny v tomto prostředí mohou mít vliv na onemocnění, a tedy i jejich dopad na zdraví a hospodářství . V tradičních ohniscích HAT jsou environmentální a biologické podmínky ideální pro koexistenci a interakci vektoru, hostitele a parazitů, což umožňuje přenos onemocnění. Faktory, které ovlivňují místa odpočinku dospělých much tse-tse, jako jsou dlouhodobé změny srážek a teploty, mohou mít významný vliv na epidemiologii a přenos trypanosomózy . Jak v Burkině Faso, tak v Mali se snížené množství srážek a zvýšená hustota lidí podílely na zmenšení dříve zdokumentovaných hranic stanovišť tse-tse . Fragmentace biotopu tse-tse má dále významný vliv na populační dynamiku much a bylo prokázáno, že snižuje zdánlivou hustotu tse-tse .

Krajinné prvky a mobilita hospodářských zvířat a lidí jsou důležitými prediktory výskytu HAT, protože ovlivňují přítomnost, hustotu a rozptyl much . Výsledky výskytu onemocnění ovlivňují také sociální, kulturní a ekonomické faktory. Srovnávací analýza socioekonomických a kulturních determinantů HAT ve čtyřech sousedících ohniscích na pomezí keňsko-ugandské hranice dospěla k závěru, že znalosti o tse-tse a její kontrole, kultura, zemědělské praktiky a demografické a socioekonomické proměnné vysvětlují výskyt HAT lépe než krajinné prvky . Tyto sociokulturní praktiky lze rovněž využít k vysvětlení fenoménu pacientů se spavou nemocí, kteří se dostavují do městských zdravotnických středisek, zejména v ohniscích gHAT ve střední Africe. Tseti ze skupiny Palpalis, z nichž poddruh G. fuscipes je podle odhadů zodpovědný za přibližně 90 % všech případů HAT, obývají poměrně zachovalé lužní prostředí . Mouchy této skupiny jsou schopny se přizpůsobit a snadno kolonizovat peridomácí prostředí , včetně příměstských oblastí v okolí měst, například Kinshasy, Libreville, Bononu a Bangui . Tato ohniska byla označena jako „venkovská ohniska s městskými projevy“, přičemž k nákaze obvykle nedochází na území města, ale lidé se nakazí při svých výletech do okrajových částí města zamořených tse-tse .

3. Ohniskem nákazy je město, kde se mouchy vyskytují. Mouchy tse-tse jako přenašeči trypanozomů infikujících člověka

Mouchy tse-tse lze rozdělit do tří hlavních podskupin v závislosti na prostředí, které obývají: tedy tse-tse žijící v řekách (palpalis), savanách (morsitans) nebo v lesích (fusca). Všechny druhy tse-tse jsou schopny přenášet trypanosomy nakažlivé pro člověka. Hlavními druhy, které se podílejí na přenosu HAT, jsou však tseti skupiny palpalis, konkrétně G. palpalis spp. a G. fuscipes spp. Spavá nemoc se vyskytuje v geograficky vymezených oblastech označovaných jako „ohniska“ . Tato ohniska jsou často zamořena sympatrickými druhy, přičemž jeden druh je dominantní . Mouchy přebírají krevní parazity od svých hostitelů: hospodářských zvířat, volně žijících zvířat a lidí. Vektorová kapacita popisuje vrozenou schopnost určitého druhu mouchy získávat, dospívat a přenášet trypanosomy. Různé druhy tse-tse, které se vyskytují na stejném stanovišti, mají často různou vektorovou kapacitu pro trypanosomy způsobující infekci člověka. Z tohoto důvodu je důležité stanovit prevalenci infekce u sympatrických druhů tse-tse, aby bylo možné určit, které druhy jsou pro přenos nemoci klíčové. Tyto údaje pak mohou být použity při rozhodování o kontrolních zásazích. Kromě toho údaje o prevalenci infekce pomáhají vědcům lépe pochopit dynamiku přenosu a odhalit časoprostorové trendy, což má v obou případech důležité důsledky pro kontrolu onemocnění . V přírodě je však prevalence trypanozomů infikujících člověka u much tse-tse, zjištěná parazitologickými metodami (pitva a mikroskopie), často velmi nízká , a to i v aktivních ohniscích . Klasická pitevní/mikroskopická technika je sice pracná, ale může být jediným dostupným nástrojem pro stanovení míry infekce v terénu. Pomocí pitvy se infekce T. brucei indikuje přítomností trypanosom ve slinných žlázách. Tento postup má však nevýhodu v tom, že vyžaduje kvalifikované techniky a má nízkou diagnostickou citlivost . V mnoha případech se výsledky pitvy v epidemických nebo endemických situacích příliš neliší a často je nižší než 1 %, přestože jsou k dispozici důkazy o aktivních infekcích u zvířat nebo lidí . Technika PCR se často používá k detekci DNA parazitů v přenašečích onemocnění . Přítomnost DNA parazitů však neznamená přítomnost zralé, přenosné infekce, a není proto přímým ukazatelem rizika . PCR často poskytuje zavádějící nadhodnocení infekce mouch ve srovnání s výsledky pitvy . Je to proto, že PCR detekuje DNA trypanosomů a nerozlišuje mezi aktivní přenosnou infekcí v mouše a nedávným infekčním krmením. Proto je nutné vyvinout a používat nové metody, které umožní korelovat prevalenci s rizikem onemocnění.

4. Nové možnosti kontroly onemocnění a vektorů

I přes značné investice směřující k její kontrole a/nebo eradikaci zůstávají tse-tse a trypanosomóza stále velkým problémem veřejného zdraví. Kontrola spavé nemoci závisí na dvou klíčových aspektech: kontrole nemoci a kontrole vektorů. Nedávná a probíhající zlepšení těchto dvou aspektů přispívají k dosažení cíle WHO, kterým je eliminace onemocnění.

4.1. Integrace diagnostiky a léčby spavé nemoci do národních systémů primární zdravotní péče

Znovuobjevení spavé nemoci v zemích, jako je Súdán, Angola a Demokratická republika Kongo, se připisuje politickým a občanským nepokojům, které vedly k masové migraci obyvatelstva do rizikových situací a k rozpadu tradičních vládních systémů podpory a kontroly nemocí . V mnoha z těchto zemí jsou činnosti v oblasti dozoru a kontroly nemocí do značné míry závislé na zahraniční pomoci, včetně nevládních humanitárních agentur . Snížení a/nebo zastavení zahraniční pomoci může ovlivnit kontrolní činnosti, což může vést ke vzplanutí nákazy. V případě Konžské demokratické republiky došlo k dramatickému nárůstu počtu případů (až 25 000 případů ročně), když byla v roce 1990 ukončena belgická dvoustranná pomoc financující dohled nad nemocí a léčebné aktivity. Tento trend se obrátil po obnovení bilaterální pomoci v roce 1998 a následném pokračování rozsáhlých screeningových aktivit a léčebných programů . Aby se snížila závislost kontroly HAT na zahraniční pomoci, jsou endemické země povzbuzovány a podporovány, aby převzaly odpovědnost za proces kontroly . Za tímto účelem bylo vyvinuto úsilí o integraci diagnostických a léčebných aktivit ve vládních centrech primární zdravotní péče .

4.2. Zdokonalené diagnostické nástroje

V endemických zemích bylo rovněž dosaženo značného pokroku ve vývoji a rutinním používání zdokonalených diagnostických nástrojů. Patří mezi ně nové a/nebo zdokonalené techniky, například techniky zahrnující použití fluorescenční mikroskopie se světelnou diodou , technika izotermické amplifikace zprostředkované smyčkou (LAMP) a jednotlivé rychlé diagnostické testy (RDT), které jsou v současné době vyhodnocovány směrem k rutinnímu používání jako testy v místě péče. Kromě toho se vyvíjejí nové algoritmy pro zkrácení doby do léčby gHAT, což účinně snižuje možnost dalšího přenosu. Dalším pokrokem směrem ke zlepšení kontroly HAT bylo sestavení map rozšíření HAT, které využívají ohniskové povahy onemocnění k sestavení komplexních map rozšíření HAT na úrovni vesnic jako základního nástroje pro kontrolu onemocnění, výzkum a propagaci . Atlas HAT poskytuje cenný příspěvek k informovanému rozhodování pro plánování a monitorování kontrolních činností a hodnocení epidemiologických trendů i výzkumných aktivit.

4.3. Zahrnutí strategií řízení vektorů jako klíčové součásti kontroly gHAT

Je již dlouho všeobecně uznáváno, že kontrola tse-tse hraje ústřední roli v kontrole zoonotické rHAT . Epidemiologové se však nyní shodují, že kontrola vektorů je nutná i při zvládání gHAT . Zavedení strategií kontroly vektorů spolu s lékařskými zásahy (screening a léčba) v několika ohniscích gHAT, včetně Mandoulu (Čad), severozápadní Ugandy a Boffy (Guinea), skutečně výrazně snížilo výskyt nových případů . Nezbytnost kontroly vektorů podporuje také chronický charakter infekce gHAT, přičemž jeden případ se údajně objevil až 29 let po první infekci . V přítomnosti vektoru může mít takový asymptomatický přenašeč důležitou potenciální roli v přenosu onemocnění. Bylo dosaženo značného pokroku při hledání účinných a nákladově efektivních kontrolních nástrojů proti říčním tseti, kteří se podílejí na přenosu gHAT . Toto hledání vyvrcholilo vývojem takzvaných „malých cílů“ . Tyto terče ošetřené insekticidy jsou mnohem menší (25 cm × 50 cm) než tradiční terče o rozměrech 1 × 1 m . Navzdory své velikosti se drobné terče ukázaly jako poměrně účinné pro kontrolu říčních tse-tse, konkrétně G. fuscipes spp. a G. palpalis spp. Kromě toho jsou díky své menší velikosti mnohem levnější (a tím se snižují náklady na impregnaci a materiál). Kromě toho je lze díky jejich nízké hmotnosti snadno nasadit pěšky nebo pomocí jízdních kol a motocyklů . Dále se ukázalo, že malé terče namontované na pirohách pohybujících se podél řeky jsou účinné při snižování hustoty tse-tse . Vývoj těchto nových kontrolních nástrojů, stejně jako standardizace stávajících modelů, povede k identifikaci nákladově efektivních zařízení pro řízení výskytu tse-tse .

4.4. Přijetí koncepce „jednoho zdraví“ při kontrole HAT

Stále více se prosazují integrované strategie, které využívají mezioborové studie a opatření k současnému řešení kontroly HAT i AAT. Tento přístup kontroly veterinárně významných škůdců, kteří přenášejí původce zoonóz, je příkladem koncepce „Jedno zdraví“, kdy jediná technika kontroly vektorů zmírňuje riziko přenosu dvou chorob. WHO skutečně výslovně doporučuje, aby byly dohled a kontrola rHAT koordinovány s veterinárními službami v rámci přístupu „Jedno zdraví“ . Dnes se tato strategie široce uplatňuje jak v ohniscích gHAT, tak rHAT, aby se snížila hustota tse-tse, čímž se omezil kontakt člověka s tse-tse a prokázalo se, že souběžná kontrola AAT i HAT má větší dopad na výskyt onemocnění .

4.5. Kontrola vektorů v chráněných oblastech

Ve východní a jižní Africe se výskyt much tse-tse stále více omezuje na chráněné oblasti, jako jsou herní parky a rezervace. Tyto parky díky svému vhodnému vegetačnímu krytu a řadě dostupných hostitelských druhů fungují jako místa rozmnožování tse-tse a velký počet současných ohnisek rhodesiense je vázán na herní parky. Tato situace má za následek zvýšené riziko a výskyt infekce rHAT mezi turisty a zaměstnanci loveckých parků , což některé země nutí zavést kontrolu tse-tse v loveckých parcích. Ve spolupráci s odborníky na tlumení výskytu tse-tse zavedly orgány ochrany přírody opatření ke snížení kontaktu člověka s mouchami, včetně leteckého postřiku, instalace impregnovaných pastí a terčů/screenů a postřiku vozidel na výjezdu z parku . Takové zásahy mohou být úspěšné, pokud budou trvat delší dobu, a proto by měly být podporovány.

4.6. Ošetření proti tsetici. Budoucí možnosti kontroly pomocí paratransgenního přístupu

Další vývoj směrem k řízení vektorů při kontrole HAT pochází z oblasti genetických modifikací. Výzkum členovců odhalil přítomnost symbiontů, kteří se podílejí na potlačování patogenních organismů a které lze manipulovat tak, aby exprimovali cizorodé proteiny určené k blokování přenosu patogenů . Tato strategie, známá jako paratransgenese, byla vyvinuta a navržena pro boj s různými chorobami zvířat a lidí přenášenými hmyzem . Paratransgenní přístup byl navržen jako strategie inhibice přežívání, vývoje a zrání trypanosomů u tse-tse, a tedy zásahu do přenosu africké spavé nemoci . Bylo prokázáno, že symbiont tsetidy, S. glossinidius, ovlivňuje schopnost přenašeče, přinejmenším u některých druhů much . Z tohoto důvodu je tato bakterie považována za potenciální nosič léků in vivo pro kontrolu vývoje trypanosom u mouchy . Dostupnost in vitro kultur S. glossinidius umožnila vývoj genetických transformačních systémů, které zavádějí a exprimují cizorodé produkty v Sodalis a následně v hostitelském hmyzu . V tomto směru belgičtí výzkumníci úspěšně geneticky modifikovali Sodalis k expresi antitrypanozomálních genů, které jsou specificky zaměřeny proti krevním parazitům. Jedná se o důkaz konceptu, že bakterie Sodalis je skutečně schopna exprimovat a uvolňovat dostatečné množství aktivní, funkční sloučeniny cílené na parazity . Tento objev představuje slibnou cestu v boji proti trypanosomóze přenášené tse-tse.

5. Jaké jsou výsledky tohoto objevu? Vyhlídky do budoucna

Po více než 100 letech výzkumu tse-tse a trypanosomózy zůstává prognóza tohoto onemocnění nejednoznačná. Existuje prominentní myšlenka, že eradikace přenašečů nemusí být možné dosáhnout, a to ani při použití trvalých integrovaných přístupů, které však mohou stačit k udržení vysoké úrovně potlačení . Kromě toho se předpokládá, že eliminace T. brucei rhodesiense je nepravděpodobná vzhledem k jejímu rozsáhlému zoonotickému rozšíření. Vzhledem k tomu by se budoucí výzkum směřující ke kontrole onemocnění měl zaměřit na zlepšení metod kontroly vektorů, nákladově efektivní sledování onemocnění a včasné odhalení a léčbu případů . Některé vyhlídky jsou však obecně pozitivnější. WHO zahrnutím HAT do svého plánu „Eradikace, eliminace a kontroly zanedbávaných tropických nemocí“ stanovila cíl eliminovat HAT jako problém veřejného zdraví do roku 2020, kdy se očekává méně než jeden nový případ/10 000 obyvatel v nejméně 90 % endemických ohnisek . Tvrdí se, že přenesení všech nashromážděných vědeckých poznatků o tse-tse a HAT z laboratoří do terénu povede k účinné diagnostice, léčbě a zásahům proti vektorům . Zejména eliminace gHAT je považována za proveditelnou vzhledem k „epidemiologické zranitelnosti onemocnění, současnému stavu kontroly, dostupnosti strategií a nástrojů a mezinárodnímu závazku a politické vůli“ .

Konflikt zájmů

Autoři prohlašují, že v souvislosti s publikací tohoto článku nedošlo ke střetu zájmů.

Poděkování

Autoři děkují řediteli (KALRO) za povolení k publikaci tohoto článku.