Bilharziose (Schistosomiasis)

Schistosomiasis (auch bekannt als Bilharziose, Bilharziasis oder Schneckenfieber) ist ein Sammelbegriff für parasitäre Erkrankungen, die durch mehrere Arten von Trematoden der Gattung Schistosoma hervorgerufen werden. Schnecken dienen als Vermittler zwischen Säugetierwirten. Menschen in Entwicklungsländern, die sich kein Wasser und sanitäre Einrichtungen leisten können oder können, sind häufig mit dem Wasser infizierter Schnecken infiziert.

Obwohl die Sterblichkeitsrate niedrig ist, ist Bilharziose häufig eine chronische Erkrankung, die innere Organe schädigen und bei Kindern das Wachstum und die kognitive Entwicklung beeinträchtigen kann. Die Harnform der Bilharziose ist mit einem erhöhten Risiko für Blasenkrebs bei Erwachsenen verbunden. Die Schistosomiasis ist nach der Malaria die zweithäufigste sozioökonomisch verheerende parasitäre Erkrankung.

Diese Krankheit kommt am häufigsten in Asien, Afrika und Südamerika vor, vor allem dort, wo das Wasser zahlreiche Süßwasserschnecken enthält, die den Parasiten transportieren können. Weltweit sind fast 240 Millionen Menschen von der Schistosomiasis betroffen, mehr als 700 Millionen Menschen leben in endemischen Gebieten.

Die Krankheit betrifft viele Menschen in Entwicklungsländern, insbesondere Kinder, die die Krankheit durch Schwimmen oder Spielen in infiziertem Wasser erlangen können. Wenn Kinder mit einer kontaminierten Wasserquelle in Kontakt kommen, dringen die parasitären Larven leicht über die Haut ein und reifen innerhalb des Organgewebes weiter heran. Ab 2009 identifizierten 74 Entwicklungsländer statistisch gesehen in ihren jeweiligen Populationen Epidemien der Schistosomiasis.

Ein verteiltes Computing-Projekt, SN2S, das auf dem World Community Grid läuft, hat kürzlich angekündigt, dass es bereit ist, menschliche Studien für eine mögliche Behandlung durchzuführen.

Klassifizierung

Schistosom, das Menschen infizieren kann:

Schistosoma-Arten, die andere Tiere infizieren können:

Anzeichen und Symptome

Vor allem Bilharziose ist eine chronische Krankheit. Viele Infektionen sind subklinisch symptomatisch, wobei milde Anämie und Unterernährung in endemischen Gebieten weit verbreitet sind. Akute Bilharziose (Katayama-Fieber) kann Wochen nach der Erstinfektion auftreten, insbesondere durch S. mansoni und S. japonicum. Manifestationen umfassen:

Gelegentlich treten Läsionen des zentralen Nervensystems auf: zerebrale Granulomatose kann durch ektopische S. japonicum-Eier im Gehirn verursacht werden, und granulomatöse Läsionen um ektopische Eier im Rückenmark von S. mansoni und S. hämatobium Infektionen können zu einer transversalen Myelitis mit schlaffer Querschnittslähmung führen.

Eine anhaltende Infektion kann granulomatöse Reaktionen und Fibrosen in den betroffenen Organen auslösen, was zu Manifestationen führen kann, zu denen auch gehören:

Blasenkrebs-Diagnose und Mortalität sind in der Regel in den betroffenen Gebieten erhöht.

Pathophysiologie

Lebensdauer

Schistosomen haben einen typischen Lebenszyklus von Trematodenwirbellosen Wirbellosen, wobei der Mensch der entscheidende Wirt ist.

Schnecken

Die Lebenszyklen aller fünf menschlichen Schistosomen sind sich weitgehend ähnlich: Parasiteneier werden von infizierten Personen in die Umwelt freigesetzt und schlüpfen bei Kontakt mit frischem Wasser, um das freischwimmende Wundermittel freizusetzen. Miracidia infizieren Süßwasserschnecken, indem sie den Schneckenfuß durchdringen. Nach der Infektion, nahe der Penetrationsstelle, verwandelt sich das Miracidium in eine primäre (Mutter) Sporozyste. Die Keimzellen innerhalb der primären Sporozyste beginnen sich dann zu teilen, um sekundäre Sporozysten (Tochter-Sporozysten) zu bilden, die in die Hepatopankreas der Schnecke wandern. Einmal an der Hepatopankreas beginnen sich die Keimzellen innerhalb der sekundären Sporozyste wieder zu teilen, diesmal bilden sich Tausende von neuen Parasiten, die als Cercariae bekannt sind und die Larven sind, die Säugetiere infizieren können.

Täglich tauchen im circadianen Rhythmus Cercariae in Abhängigkeit von Raumtemperatur und Licht aus dem Schneckenwirt auf. Junge Cercariae sind hochmobil, wechseln sich ab zwischen kräftiger Aufwärtsbewegung und Senken, um ihre Position im Wasser zu halten.

Die häufigste Form der Schistosomiasis in Entwicklungsländern ist das Waten oder Schwimmen in Seen, Teichen und anderen Gewässern, die von den Schnecken befallen sind (meist der Gattungen Biomphalaria, Bulinus oder Oncomelania), den natürlichen Reservoirs des Schistosoma-Erregers.

Menschen

Das Eindringen der menschlichen Haut erfolgt, nachdem die Cercaria an der Haut befestigt und erforscht wurden. Der Parasit sezerniert Enzyme, die das Eiweiß der Haut abbauen, um die Penetration des Kopfes durch die Haut zu ermöglichen. Die Cercaria dringt in die Haut ein und verwandelt sich in ein migrierendes Schistosomulum-Stadium.

Das neu transformierte Schistosomulum kann zwei Tage in der Haut verbleiben, bevor es eine postkapillare Venule lokalisiert; von hier aus gelangt das Schistosomulum in die Lunge, wo es weitere entwicklungsbedingte Veränderungen erfährt, die für eine spätere Leberwanderung notwendig sind. Acht bis zehn Tage nach dem Eindringen in die Haut wandert der Parasit in die Lebernebenhöhlen. S. japonicum wandert schneller als S. mansoni und erreicht die Leber in der Regel innerhalb von acht Tagen nach der Penetration. Juvenile S. mansoni und S. japonicum Würmer entwickeln nach ihrer Ankunft in der Leber einen oralen Sauger, und während dieser Zeit beginnt sich der Parasit von den roten Blutkörperchen zu ernähren. Die fast ausgereiften Würmer paaren sich, wobei der längere weibliche Wurm im gynäkophorischen Kanal des kürzeren Männchens liegt. Erwachsene Würmer sind etwa 10 mm lang. Wurmpaare von S. mansoni und S. japonicum verlagern sich in die mesenterialen oder rektalen Venen. S. hämatobium schistosomula wandern schließlich durch den Hämorrhoidalplexus von der Leber zum perivesikalen venösen Plexus der Blase, Harnleiter und Niere.

Parasiten erreichen ihre Reifezeit in sechs bis acht Wochen, zu diesem Zeitpunkt beginnen sie mit der Eierproduktion. Erwachsene S. mansoni-Paare, die in den mesenterialen Gefäßen leben, können im Laufe ihres Fortpflanzungslebens bis zu 300 Eier pro Tag produzieren. S. japonicum kann bis zu 3.000 Eier pro Tag produzieren. Viele der Eier wandern durch die Wände der Blutgefäße und durch die Darmwand, um im Kot aus dem Körper ausgeschieden zu werden. S. Hämatobium-Eier gelangen durch die Ureter- oder Blasenwand in den Urin. Nur reife Eizellen sind in der Lage, sich in den Verdauungstrakt zu dringen, möglicherweise durch die Freisetzung proteolytischer Enzyme, aber auch als Funktion der Wirtsimmunantwort, die eine lokale Ulzeration des Gewebes begünstigt. Bis zur Hälfte der von den Wurmpaaren freigesetzten Eizellen werden in den mesenterialen Adern gefangen oder werden in die Leber zurückgespült, wo sie sich ansammeln. Wurmpaare können im Körper durchschnittlich viereinhalb Jahre leben, können aber bis zu zwanzig Jahre lang andauern.

Die gefangenen Eizellen reifen normalerweise und sezernieren Antigene, die eine starke Immunantwort auslösen. Die Eier selbst schädigen den Körper nicht. Vielmehr ist es die zelluläre Infiltration, die aus der Immunantwort resultiert und die Pathologie verursacht, die klassisch mit der Bilharziose assoziiert wird.

Diagnose

Bei der modernen Diagnostik werden parasitäre Antigene mittels ELISA nachgewiesen; vom Patienten wird lediglich eine Blutprobe benötigt. Diese Screening-Methode ist sehr effektiv. Eine weitere Möglichkeit, zu einer positiven Diagnose zu gelangen, ist die mikroskopische Identifizierung von Eizellen im Stuhl oder, seltener, im Urin. Für die Messung von Eiern im Kot von Patienten, die sich präsentieren, wird die wissenschaftliche Einheit Eier pro Gramm (epg) verwendet. Bei Verdacht auf eine Infektion mit S. mansoni oder S. japonicum sollte eine Stuhluntersuchung und bei Verdacht auf S. haematobium eine Urinuntersuchung durchgeführt werden.

Bei Infektionen mit allen Schistosoma-Arten können Eier im Stuhl vorhanden sein. Die Untersuchung kann an einem einfachen Abstrich (1 bis 2 mg Kotmaterial) durchgeführt werden. Da Eier intermittierend oder in kleinen Mengen passieren können, wird ihr Nachweis durch wiederholte Untersuchungen und/oder Konzentrationsverfahren (z. B. Formalin-Ethylacetat-Technik) verstärkt. Für Feld- und Untersuchungszwecke kann die Eiproduktion zusätzlich mit der Kato-Technik (20 bis 50 mg Fäkalmaterial) oder der Ritchie-Technik quantifiziert werden.

Die Eier befinden sich im Urin bei Infektionen mit S. japonicum und mit S. intercalatum (empfohlener Zeitpunkt der Entnahme: zwischen 12 und 15 Uhr). Die Quantifizierung ist möglich durch Filtration über eine Nukleoporenmembran eines Standardharnstoffvolumens mit anschließender Eizellenzählung auf der Membran. Die Untersuchung von S. hämatobium sollte auch ein Beckenröntgen enthalten, da die Verkalkung der Blasenwand sehr charakteristisch für chronische Infektionen ist.

Vor kurzem wurde in Uganda eine Feldevaluierung eines neuartigen Handmikroskops zur Diagnose der Darmschistosomiasis durch ein Team unter der Leitung von Dr. Russell Stothard vom Natural History Museum of London in Zusammenarbeit mit der Schistosomiasis Control Initiative, London, durchgeführt.

Die Gewebebiopsie (rektale Biopsie für alle Spezies und Blasenbiopsie für S. haematobium) kann bei negativem Stuhl- oder Urinbefund Eier nachweisen.

Die Eier von S. haematobium sind ellipsoidal mit Endwirbelsäule, S. mansoni-Eier sind ebenfalls ellipsoid, aber mit Seitenwirbelsäule, S. japonicum-Eier sind kugelförmig mit kleinem Knopf.

Der Antikörpernachweis kann sowohl im klinischen Management als auch für epidemiologische Untersuchungen nützlich sein.

Prävention

Einige wenige Länder haben die Krankheit ausgerottet, und viele andere arbeiten daran. Die Weltgesundheitsorganisation fördert diese Bemühungen. In einigen Fällen haben Verstädterung, Verschmutzung und/oder die damit verbundene Zerstörung des Schneckenlebensraumes die Exposition verringert, was zu einem Rückgang der Neuinfektionen geführt hat.

Schnecken

Die Vorbeugung ist am besten durch die Beseitigung der Wasserschnecken, die das natürliche Reservoir der Krankheit sind. Dazu können Acrolein, Kupfersulfat und Niclosamid verwendet werden. Neuere Studien haben gezeigt, dass Schneckenpopulationen durch die Einführung oder Vermehrung vorhandener Krebspopulationen kontrolliert werden können.

Aklilu Lemma und Legesse Wolde-Yohannes erhielten 1989 den Right Livelihood Award für ihre Forschung zur Erforschung der Sarkokapflanze als Präventivmaßnahme gegen die Krankheit durch die Bekämpfung der Schnecke. Gleichzeitig forschte Dr. Chidzere aus Simbabwe in den 1980er Jahren an der ähnlichen Gopo-Beere und fand heraus, dass sie zur Bekämpfung von infizierten Süßwasser-Schnecken eingesetzt werden könnte. 1989 machte er auf seine Befürchtungen aufmerksam, dass große Chemiekonzerne die Gopo-Beeren-Alternative zur Schneckenbekämpfung verunglimpft hätten. Gopo-Beeren aus heißeren äthiopischen Klimazonen sollen angeblich die besten Ergebnisse liefern. Später wurden Studien zwischen 1993 und 1995 vom dänischen Forschungsnetzwerk für internationale Gesundheit durchgeführt. Seit den 1950er Jahren wurden viele Jahre lang gewaltige Staudämme und Bewässerungsanlagen gebaut, die zu einem massiven Anstieg von Infektionen durch Wasserverschmutzung durch Bilharziose führten. Die detaillierten Spezifikationen, die in verschiedenen UN-Dokumenten seit den 1950er Jahren festgelegt wurden, hätten dieses Problem minimieren können. Bewässerungsschemata können so konzipiert werden, dass es den Schnecken schwer fällt, das Wasser zu besiedeln und den Kontakt mit der lokalen Bevölkerung zu verringern.

Dies wurde als klassischer Fall der Relevanz des Paradoxons zitiert, da bereits Jahre zuvor Leitlinien für die Gestaltung dieser Systeme zur Minimierung der Ausbreitung der Krankheit veröffentlicht worden waren, die den Designern jedoch nicht bekannt waren.

Behandlung

Schistosomiasis ist leicht mit einer einzigen oralen Dosis des Medikaments Praziquantel jährlich behandelt werden. Wie bei anderen großen parasitären Krankheiten gibt es auch bei der Entwicklung eines Impfstoffs gegen Bilharziose, der den Parasiten daran hindert, seinen Lebenszyklus beim Menschen zu vollenden, eine intensive und intensive Forschung. Im Jahr 2009 entwickelte Eurogentec Biologics gemeinsam mit INSERM und Forschern des Pasteur-Instituts einen Impfstoff gegen Bilharziose.

Die Weltgesundheitsorganisation hat Leitlinien für die Behandlung von Bilharziose in der Gemeinschaft entwickelt, die sich an den Auswirkungen der Krankheit auf Kinder in endemischen Dörfern orientieren:

Die Bill & Melinda Gates Foundation hat kürzlich ein operatives Forschungsprogramm finanziert - das Schistosomiasis Consortium for Operational Research and Evaluation (SCORE), um strategische Fragen zu beantworten, wie man mit der Kontrolle und Eliminierung von Bilharziose vorankommt. Der Schwerpunkt von SCORE liegt auf der Entwicklung von Tools und der Evaluierung von Strategien für den Einsatz in Massenkampagnen zur Medikamentenverabreichung.

Antimon wurde in der Vergangenheit zur Behandlung der Krankheit verwendet. In niedrigen Dosen bindet dieses giftige Metalloid an Schwefelatome in Enzymen, die vom Parasiten verwendet werden, und tötet sie, ohne den Wirt zu schädigen. Diese Behandlung wird in der heutigen Peer-Review-Stipendium nicht erwähnt; Praziquantel ist universell einsetzbar. Außerhalb der USA gibt es ein Medikament, das ausschließlich für die Behandlung von Schistosoma mansoni (Oxamniquin) und eines ausschließlich für die Behandlung von S. hämatobium (Metrifonat) zur Verfügung steht. Während Metrifonat für den britischen National Health Service nicht mehr verwendet wird, ist es in einer Cochrane-Überprüfung als das führende Medikament Praziquantel bei der Behandlung von Urinschistosomiasis ebenso wirksam wie bei der Behandlung von Harninkontinenz.

Mirazid, ein ägyptisches Medikament aus Myrrhe, wurde bis 2005 zur oralen Behandlung der Krankheit untersucht. Die Wirksamkeit von Praziquantel hat sich im Vergleich zu Mirazid ca. 8-mal bewiesen und Mirazid wurde daher nicht als geeignetes Mittel zur Bekämpfung von Bilharziose empfohlen.

Ein weiterer Wirkstoff - Mefloquin -, der bisher zur Malariabehandlung eingesetzt wurde, wurde in den Jahren 2008 und 2009 als wirksam gegen Schistosome anerkannt. Mefloquine kann in Kombination mit Praziquantel oder Artemisininen verwendet werden. Sein Wirkmechanismus ist nicht bekannt, aber es verursacht umfangreiche und schwere morphologische, histopathologische und ultrastrukturelle Schäden an erwachsenen und jugendlichen Schistosomen, insbesondere an Wurmtegument, Muskulatur, Darm und Vitellindrüsen weiblicher Würmer.

Epidemiologie

Die Krankheit kommt in tropischen Ländern Afrikas, der Karibik, Ost-Südamerikas, Südostasiens und im Mittleren Osten vor. In diesen Gebieten sind ab 2010 etwa 238 Millionen Menschen betroffen, von denen 85% in Afrika leben. Weltweit sind schätzungsweise 600 Millionen Menschen durch die Krankheit gefährdet.

Weltweit sterben jährlich schätzungsweise 12.000 bis 200.000 Menschen im Zusammenhang mit Bilharziose.

Schistosoma mansoni kommt in Teilen Südamerikas und der Karibik, Afrikas und des Mittleren Ostens vor, S. haematobium in Afrika und dem Mittleren Osten und S. japonicum im Fernen Osten. S. mekongi und S. intercalatum sind lokal in Südostasien bzw. Zentralwestafrika zu finden.

Unter den parasitären Krankheiten des Menschen rangiert Bilharziose (auch Bilharziose genannt) in Bezug auf die sozioökonomische und gesundheitliche Bedeutung in tropischen und subtropischen Gebieten an zweiter Stelle hinter Malaria. Die Krankheit ist in 74-76 Entwicklungsländern endemisch. Sie leben in ländlichen, landwirtschaftlichen und periurbanen Gebieten.

20 Millionen haben schwerwiegende Folgen. In vielen Gebieten infiziert Bilharziose einen Großteil der Kinder unter 14 Jahren.

Geschichte

Bilharziose ist in vielen Ländern als Bilharziose bekannt, nach dem deutschen Arzt Theodor Bilharz, der 1851 die Ursache der Harnschistosomiasis erstmals beschrieben hatte.

Der erste Arzt, der den gesamten Krankheitszyklus beschrieb, war 1908 Pirajá da Silva.

Es war eine häufige Todesursache für die alten Ägypter in der griechisch-römischen Zeit.

Gesellschaft und Kultur

Die Schistosomiasis ist in Ägypten endemisch, was durch die Staudamm- und Bewässerungsprojekte am Nil noch verstärkt wird. Von den späten 1950er Jahren bis Anfang der 1980er Jahre wurden infizierte Dorfbewohner mit wiederholten Injektionen von Zahnsteinmittel behandelt. Epidemiologische Beweise deuten darauf hin, dass diese Kampagne unbeabsichtigt zur Ausbreitung von Hepatitis C über unreine Nadeln beigetragen hat. Ägypten hat die weltweit höchste Infektionsrate bei Hepatitis C, und die Infektionsraten in verschiedenen Regionen des Landes verfolgen den Zeitpunkt und die Intensität der Anti-Schistosomiasis-Kampagne.