Cryptosporidium og Giardia: vurdering av funn i drikkevatn

Transkript

1 Cryptosporidium og Giardia: vurdering av funn i drikkevatn av Bjørn Gjerde

2 Cryptosporidium og Giardia Funn av parasittar (oo/cyster) i drikkevatn Risiko for smitte og sjukdom hos menneske

3 Cryptosporidium - utvikling Smitte skjer via munnen med oocyster. Deretter kraftig oppformeiring av parasitten på overflata av tarmslimhinna og utskiljing av store mengder med nye infektive oocyster med avføringa. Stadium på overflata av tarmepitelceller (t.v.) og oocyster (t.h.)

4 Cryptosporidium arter og vertstilhøve Slekta Cryptosporidium omfattar 16 arter og mange genotypar. C. hominis og C. parvum er vanlegast og viktigast hos menneske. Dei andre artene finst primært hos ulike dyreslag, men kan av og til smitta immunsvekte personar. Cervine (hjortedyr) og monkey (aper) genotypane kan også smitta menneske. Art C. hominis C. parvum C. canis C. suis C. felis C. meleagridis C. muris C. bovis C. andersoni C. wrairi C. baileyi C. galli C. molnari C. scophthalmi C. saurophilum C. serpentis Vertsspekter menneske, (nokre få dyreslag) hovudsakleg hos drøvtyggjarar (storfe/kalv, sau), menneske hund, (menneske) gris, (menneske) katt, (menneske) fugl, m.a. fjørfe, (menneske) gnagarar, (menneske) storfe (eldre dyr) storfe marsvin fugl, m.a. fjørfe fugl fisk fisk firfisle krypdyr

5 Giardia duodenalis - utvikling Smitte skjer via munnen med cyster. Aktive organismar med 8 flagellar lever og formeirar seg på overflata av tunntarmsslimhinna. Organismar som følgjer med tarminnhaldet bakover til tjukktarmen, kapslar seg inn og dannar infektive cyster, som blir skilde ut med avføringa og kan smitta nye individ. Aktive trofozoitar på overflata av tarmslimhinna (t.v.) og cyster.

6 Giardia duodenalis genotypar og vertstilhøve Arta Giardia duodenalis (=G. intestinalis=g. lamblia) blir inndelt i 7 ulike genotypar. Berre organismar frå samling (Assemblage) A og B er påvist hos menneske. Liknande/identiske variantar er også påvist hos ulike dyreslag, slik at dei ser ut til å kunna smitta frå dyr til menneske (zoonotiske). Dei 5 andre genotypane opptrer berre hos visse dyreslag. Genotype Samling A Samling B Samling C Samling D Samling E Samling F Samling G Vertsspekter menneske, storfe, sau, geit, hund, katt, bever m.fl. menneske, hund, katt, bever, m.fl. hund hund klauvdyr (partåa), m.a. storfe, geit, sau katt rotte

7 Cryptosporidium og Giardia eigenskapar som bidrar til infeksjon via drikkevatn (1) Kolossal oppformeiring av parasittane hos smitta individ med massiv utskiljing av oo/cyster til miljøet (opptil fleire millionar pr. gram avføring over mange dagar). Fleire av dei artene/genotypane som kan smitta menneske, finst også hos husdyr og ville dyr, slik at både dyr og menneske kan medverka til utsmitting av drikkevasskjeldene (utslepp av avløpsvatn, direkte tilførsel av human avføring, avrenning av gjødsel frå husdyr og ville pattedyr frå beiteareal eller gjødsla areal). God overleving (opptil 2-3 månader) av oocyster/cyster i eit fuktig miljø/vatn ved låge/moderate temperaturar. Sollys, tørke, kulde (frysing/tining) drep oocystene/cystene.

8 Cryptosporidium og Giardia - eigenskapar som bidrar til infeksjon via drikkevatn (2) Cryptosporidium-oocystene er berre 4-5 µm store og Giardia-cystene ca. 12 x 5 µm. Oo/cyster kan lett bli vaska ut i drikkevasskjeldene ved kraftig regn og snøsmelting. Oo/cyster for små til å bli stoppa av raske sandfilter i vassverka. Oocyster/cyster overlever vanleg klorering av drikkevatn i vassverka, men blir inaktiverte av UV-stråling (skade på DNA som hindrar formeiring etter smitte) og ozonering. Låg infektive dose. Teoretisk er inntak av ei infektiv oo/cyste nok til å starta ein infeksjon, som kan gje sjukdom, sidan det skjer ei gradvis oppformeiring i tarmen.

9 Cryptosporidium og Giardia Funn av defekte oo/cyster (tomme skall) Oo/cystene er døde Ingen umiddelbar smittefare for menneske eller dyr Vasskjelda har blitt tilført smitte tidlegare Det kan også finnast små mengder intakte oo/cyster som ikkje blei oppdaga

10 Cryptosporidium og Giardia Funn av strukturelt intakte oo/cyster Døde Ingen umiddelbar smittefare Har skjedd tilførsel til vasskjelda tidlegare Kan også finnast levande oo/cyster som ikkje blei påviste Levande (potensielt infektive) Infektive/smittsomme for menneske og/eller dyr Ikkje-infektive ingen smittefare

11 Cryptosporidium og Giardia Funn av potensielt infektive oo/cyster av arter/genotypar som vi veit/trur ikkje kan smitta menneske (ikkje-zoonotiske) Ingen umiddelbar smittefare for menneske Oo/cyster frå ulike dyreslag har nådd fram til drikkevasskjelda Dei same dyra, eller somme av dei, kan på eit seinare tidspunkt vera smitta med zoonotiske variantar og kontaminera drikkevasskjelda med desse.

12 Cryptosporidium og Giardia Funn av potensielt infektive oo/cyster av arter som kan smitta menneske Humanspesifikke Stor smittefare Kontaminering med human avføring Zoonotiske Graden av smittefare avhengig av art/genotype eller subgenotype (variantar/isolat) Kontaminering med avføring frå menneske og/eller dyr

13 Cryptosporidium og Giardia påvising av oocyster/cyster i vatn Filtrering av eit større volum vatn (stikkprøvar eller kontinuerleg filtrering). Ulike typar filter. Separering av oocyster/cyster frå andre partiklar i vatnet vha. immunomagnetisk separasjon eller flotasjon. Mikroskopisk identifisering og kvantifisering av oocyster/cyster med immunfluorescensmikroskopi og interferenskontrastmikroskopi.

14 Cryptosporidium og Giardia identifikasjon ved hjelp av genotyping Vanskeleg, tidkrevande og kostbart å genotypa isolat frå vatn i rutineprøvar pga. at det er få oo/cyster og enkelte tomme oo/cyster, dvs. lite DNA. Isolering av DNA frå oo/cyster og PCR-oppformeiring av bestemte DNA-sekvensar (gjerne to ulike gener), sekvensering (eventuelt RFLP) og samanlikning med kjente sekvensar av ulike arter/genotypar/subgenotypar. Presis identifikasjon nødvendig for å vita kvar oo/cystene kjem frå (dyr/menneske; grupper; enkeltindivid), men tolkinga vanskeleg utan omfattande kjennskap til kva slag arter/genotypar som normalt finst hos dyr og menneske i området.

15 Cryptosporidium og Giardia Symptomfri infeksjon eller sjukdom? Infeksjonsdose (antall oo/cyster tatt opp) Konsentrasjonen i drikkevatnet X volum konsumert Virulensen til vedkomande isolat (kan vera ei blanding av fleire variantar) Generell helsetilstand hos den smitta Immunstatus mot Cryptosporidium/Giardia Graden av og tidspunktet for tidlegare eksponering med same art/genotype/subgenotype Eventuell medikamentell behandling

16 Cryptosporidiose Magesmerter og tuntflytande diaré, kvalme, oppkast, lett feber, hovudverk. Stort væsketap. Inkubasjonstid 3-4 dagar. Hos personar med normalt immunforsvar, vil immunreaksjonar raskt hemma vidare formeiring av parasittane. Symptoma varer i 1-2 veker hos personar med normalt immunforsvar; i mange månader hos immunsvekte. Tilstanden kan då bli livstruande pga. væsketap. Personar som har gjennomgått infeksjon, er truleg godt beskytta mot seinare smitte med same art/genotype. Har lenge mangla effektiv behandling, men enkelte studiar tyder på at nitazoxanid har brukbar effekt.

17 Giardiasis Magesmerter, diaré, oppkast, kvalme, luftplager, lett feber. Inkubasjonstid 2-3 veker. Kan også vera symptomfri infeksjon. Dårleg immunitetsutvikling; ofte langvarig infeksjon. Enkelte får vedvarande fordøyelsesproblem etter infeksjon. Giardia duodenalis kan kanskje føra til visse typar matallergi. Fleire medisinar har effekt mot parasitten (m.a. Flagyl/metronidazol, albendazol, fenbendazol). Lett å bli smitta på nytt utan god personleg hygiene.

18 Cryptosporidium og Giardia Cryptosporidium og Giardia er vanlege parasittar i tarmen hos menneske og dyr, spesielt hos yngre individ. Vil alltid kunna finnast i overflatevasskjelder som har menneske og dyr i nedbørsfeltet; dvs. i dei aller fleste. I råvatnet er det ei blanding av potensielt smittsomme og ikkjesmittsomme oo/cyster. Totalkonsentrasjonen og den prosentvise fordelinga mellom potensielt farlege og ufarlege oo/cyster varierer kontinuerleg. Sjukdom kan opptre dersom konsumentane får i seg store mengder og/eller uvanlege variantar av parasittane. Kan kontinuerleg eksponering for små mengder føra til immunitet og fråvær av sjukdom(sutbrot)?