Histoplazmoza
Etiologia i przyczyny
Histoplazmoza jest infekcją grzybiczą wywołaną przez dimorficzny grzyb Histoplasma capsulatum, który występuje w formie mycelialnej w środowisku (około 25°C) oraz drożdżakowej w organizmie człowieka (37°C). Zakażenie następuje przez inhalację mikrokonidiów o średnicy 2-5 μm, które po dotarciu do pęcherzyków płucnych przekształcają się w formę drożdżakową i są fagocytowane przez makrofagi, w których potrafią przetrwać, unikając mechanizmów obronnych gospodarza. Choroba jest endemiczna w dolinach rzek Ohio i Missisipi w USA, Ameryce Środkowej i Południowej, Afryce, Azji i Australii, a ryzyko zakażenia wzrasta przy ekspozycji zawodowej (rolnicy, pracownicy budowlani, speleolodzy) oraz u pacjentów z obniżoną odpornością (HIV/AIDS, immunosupresja). W obszarach endemicznych nawet 80-90% populacji może mieć kontakt z grzybem, a częstość występowania w USA wynosi około 6,1/100 000 mieszkańców.
- Histoplazmoza Etiologia, przyczyny i czynniki wywołujące
- Charakterystyka grzyba Histoplasma capsulatum
- Źródła zakażenia i występowanie geograficzne
- Drogi zakażenia i mechanizm rozwoju choroby
- Czynniki ryzyka rozwoju histoplazmozy
- Rozprzestrzenianie się infekcji w organizmie
- Reakcja immunologiczna na zakażenie
- Epidemiologia histoplazmozy
- Globalne występowanie histoplazmozy
- Częstotliwość i liczba przypadków
- Czynniki wpływające na epidemiologię
- Ogniska epidemiczne histoplazmozy
- Grupy zawodowe podwyższonego ryzyka
- Patogeneza histoplazmozy
Histoplazmoza Etiologia, przyczyny i czynniki wywołujące
Histoplazmoza to infekcja grzybicza wywoływana przez dimorficzny grzyb Histoplasma capsulatum. Jest to choroba, która pierwotnie zajmuje płuca, ale w niektórych przypadkach może rozprzestrzeniać się do innych narządów organizmu. Histoplazmoza nie jest chorobą zakaźną – nie przenosi się z człowieka na człowieka ani ze zwierząt na ludzi.123
Charakterystyka grzyba Histoplasma capsulatum
Histoplasma capsulatum należy do rodziny workowców (Ascomycetes) i występuje w dwóch formach:
- Forma mycelialna (pleśniowa) – występuje w środowisku zewnętrznym w temperaturze otoczenia (około 25°C)
- Forma drożdżakowa – występuje w temperaturze ciała człowieka (37°C) po inhalacji zarodników
Grzyb ten został po raz pierwszy opisany w 1905 roku przez patologa Samuela Darlinga, stąd też histoplazmoza bywa nazywana chorobą Darlinga. Badania z użyciem technik molekularnych zidentyfikowały osiem odmian (kladów) H. capsulatum, które występują w różnych częściach świata: dwie odmiany północnoamerykańskie, dwie południowoamerykańskie, a także odmiany australijskie, indonezyjskie, afrykańskie i euroazjatyckie.67
Mikroskopowa ocena fazy mycelialnej ujawnia dwa rodzaje zarodników (konidiów):
- Makrokonidia – mierzące 8-15 μm średnicy
- Mikrokonidia – mierzące 2-5 μm średnicy, uważane za właściwe cząstki zakaźne
Źródła zakażenia i występowanie geograficzne
Histoplasma capsulatum występuje na całym świecie, ale jest szczególnie powszechna w określonych regionach geograficznych. W Stanach Zjednoczonych grzyb ten jest endemiczny w dolinach rzek Ohio i Missisipi oraz w stanach południowo-wschodnich. Zakażenie może wystąpić także w niektórych częściach Ameryki Środkowej i Południowej, Afryki, Azji i Australii.101112
Grzyb rozwija się przede wszystkim w:
- Wilgotnej glebie bogatej w materię organiczną
- Obszarach zanieczyszczonych odchodami ptaków (szczególnie gołębi, kurczaków, szpaków)
- Miejscach bytowania nietoperzy (jaskinie, strychy, stare budynki)
- Parkach i obszarach, gdzie gromadzą się odchody ptaków
Zarodniki grzyba mogą przetrwać w glebie przez wiele lat. W obszarach endemicznych, gdzie grzyb jest powszechny, nawet 80-90% populacji może zostać narażone na kontakt z H. capsulatum w ciągu życia.1617
Drogi zakażenia i mechanizm rozwoju choroby
Zakażenie histoplazmozą występuje poprzez wdychanie mikrokonidiów grzyba unoszących się w powietrzu. Zarodniki dostają się do powietrza, gdy gleba lub materiał zawierający H. capsulatum zostaje naruszony podczas takich działań jak:1819
- Wykopy ziemne i prace budowlane
- Wyburzanie starych budynków
- Sprzątanie kurników lub gołębników
- Odkurzanie lub czyszczenie obszarów zanieczyszczonych odchodami ptaków lub nietoperzy
- Eksploracja jaskiń (speleologia)
- Wycinka lub transport drewna z rozkładających się stert drewna lub martwych drzew
Po wdychaniu, mikrokonidia osiągają pęcherzyki płucne, gdzie dochodzi do ich transformacji. W odpowiedzi na temperaturę ciała ludzkiego, zarodniki przekształcają się w formę drożdżakową. Następnie są one fagocytowane przez makrofagi i neutrofile. Jednakże w przeciwieństwie do innych patogenów, H. capsulatum potrafi przeżyć wewnątrz fagosomów makrofagów.222324
Mechanizm infekcji obejmuje kilka kluczowych etapów:
- Wdychanie mikrokonidiów, które docierają do pęcherzyków płucnych
- Przekształcenie zarodników w formę drożdżakową pod wpływem temperatury ciała
- Wiązanie się z receptorami makrofagów i fagocytoza
- Przeżycie wewnątrz makrofagów poprzez unikanie mechanizmów obronnych
- W przypadku prawidłowej odpowiedzi immunologicznej – ograniczenie infekcji do płuc
- W przypadku osłabionej odporności – rozprzestrzenianie się poprzez układ krwionośny i limfatyczny do innych narządów
Czynniki ryzyka rozwoju histoplazmozy
Ryzyko zakażenia histoplazmozą związane jest głównie z ekspozycją środowiskową i stanem układu odpornościowego. Czynniki zwiększające ryzyko obejmują:2829
- Czynniki geograficzne:
- Zamieszkiwanie lub przebywanie w obszarach endemicznych (doliny rzek Ohio i Missisipi)
- Narażenie zawodowe (rolnicy, pracownicy budowlani, rzemieślnicy)
- Ilość inhalowanych zarodników:
- Wdychanie dużej liczby zarodników zwiększa ryzyko rozwoju objawowej choroby
- Ekspozycja podczas prac budowlanych lub remontowych zwiększa stężenie zarodników w powietrzu
- Stan układu odpornościowego:
- Zakażenie HIV/AIDS
- Transplantacja narządów
- Leczenie immunosupresyjne (szczególnie inhibitory TNF-α, kortykosteroidy)
- Nowotwory
- Inne czynniki ryzyka:
- Skrajne grupy wiekowe (niemowlęta, małe dzieci, osoby starsze)
- Przewlekłe choroby płuc (rozedma, rozstrzenie oskrzeli)
Rozprzestrzenianie się infekcji w organizmie
U większości osób z prawidłowo funkcjonującym układem odpornościowym, infekcja pozostaje ograniczona do płuc i często przebiega bezobjawowo lub z łagodnymi objawami przypominającymi przeziębienie. Jednak w niektórych przypadkach, szczególnie u osób z osłabionym układem odpornościowym, grzyb może rozprzestrzeniać się do innych narządów.3435
Rozsiana histoplazmoza może zajmować:3637
- Układ limfatyczny
- Wątrobę i śledzionę
- Szpik kostny
- Nadnercza
- Układ pokarmowy
- Ośrodkowy układ nerwowy (mózg i rdzeń kręgowy)
- Błony śluzowe i skórę
Szczególnym powikłaniem histoplazmozy może być zespół ocznej histoplazmozy (POHS – Presumed Ocular Histoplasmosis Syndrome). Uważa się, że H. capsulatum dociera do oka poprzez krwioobieg, zajmując naczynia naczyniówki i ostatecznie powodując bliznowacenie. W niektórych przypadkach może to prowadzić do rozwoju nieprawidłowych naczyń krwionośnych pod siatkówką, co stanowi zagrożenie dla widzenia.404142
Reakcja immunologiczna na zakażenie
Odpowiedź immunologiczna na H. capsulatum odgrywa kluczową rolę w przebiegu choroby. W przypadku prawidłowej odpowiedzi komórkowej, limfocyty T aktywują się przeciwko antygenowi H. capsulatum i stymulują makrofagi do zabicia pochłoniętych drożdży.43
Reakcja immunologiczna obejmuje formowanie się ziarniniaków (skupisk komórek odpornościowych), które mogą ulec martwicy serowatej lub nie. W badaniu histopatologicznym można zaobserwować charakterystyczne cechy infekcji, w tym obecność owalnych drożdży z wąską podstawą pączkowania.4445
Istnieje bezpośrednia korelacja między liczbą limfocytów T CD4+ a zdolnością makrofagów do wiązania komórek drożdży. Dlatego pacjenci z HIV lub AIDS są bardziej podatni na rozsianą chorobę. Zaangażowanie ośrodkowego układu nerwowego powstaje po rozsiewie z ogniska płucnego.46
Epidemiologia histoplazmozy
Histoplazmoza jest chorobą grzybiczą o szerokiej dystrybucji globalnej, jednak jej częstość występowania znacznie różni się w zależności od regionu geograficznego. Wzorce epidemiologiczne odzwierciedlają warunki środowiskowe sprzyjające rozwojowi grzyba Histoplasma capsulatum.4748
Globalne występowanie histoplazmozy
Histoplazmoza występuje na całym świecie, ale najczęściej spotykana jest w:4950
- Ameryce Północnej – szczególnie w dolinach rzek Ohio i Missisipi w Stanach Zjednoczonych
- Ameryce Środkowej i Południowej – gdzie częstość występowania infekcji może przekraczać 30%
- Częściach Afryki – gdzie występuje zarówno H. capsulatum var. capsulatum, jak i H. capsulatum var. duboisii
- Regionach Azji – w tym w dorzeczu rzeki Jangcy w Chinach
- Niektórych częściach Australii
W Stanach Zjednoczonych obszar nazywany „Pasem Histoplazmozy” (Histo Belt) obejmuje doliny rzek Ohio i Missisipi, gdzie nawet 80-90% dorosłej populacji miało kontakt z tym grzybem. W tych regionach częstość występowania szacuje się na 6,1 przypadków na 100 000 mieszkańców.5455
Częstotliwość i liczba przypadków
Szacuje się, że w Stanach Zjednoczonych około 40 milionów osób zostało zakażonych histoplazmozą, z około 500 000 nowych przypadków rocznie. Większość zakażonych osób ma niewiele objawów lub nie ma ich wcale.56
Globalnie, liczbę przypadków rozsianej histoplazmozy u pacjentów z AIDS szacuje się na około 100 000 rocznie. W Ameryce Środkowej i Południowej rzeczywista liczba przypadków może być niedoszacowana, ponieważ wiele infekcji jest błędnie diagnozowanych jako gruźlica.5758
Czynniki wpływające na epidemiologię
W ostatnich dziesięcioleciach zaobserwowano zmiany w epidemiologii histoplazmozy, które związane są z:59
- Zaburzeniami środowiskowymi (wycinanie lasów, urbanizacja)
- Zmianami klimatycznymi
- Zwiększoną mobilnością ludzi (podróże i migracje)
- Wzrostem liczby osób z obniżoną odpornością (HIV/AIDS, leczenie immunosupresyjne)
Pandemia HIV znacząco wpłynęła na epidemiologię histoplazmozy, ponieważ osoby z HIV są bardziej narażone na rozwój objawowej choroby. Rozsiana histoplazmoza jest jednym z definiujących zakażeń oportunistycznych dla AIDS.6263
Ogniska epidemiczne histoplazmozy
Ogniska epidemiczne histoplazmozy nie są powszechne, ale mogą wystąpić w wyniku działań, które powodują naruszenie gleby zanieczyszczonej odchodami ptaków lub nietoperzy. Takie ogniska pomagają naukowcom lepiej zrozumieć, gdzie występuje grzyb w środowisku.64
Większość ognisk epidemicznych związana jest z:65
- Pracami budowlanymi lub rozbiórkowymi
- Eksploracją jaskiń
- Pracami wykopaliskowymi
- Czyszczeniem lub remontami budynków, w których przebywały ptaki lub nietoperze
Grupy zawodowe podwyższonego ryzyka
Osoby wykonujące określone zawody mają zwiększone ryzyko narażenia na H. capsulatum i rozwój histoplazmozy:6768
- Rolnicy i pracownicy farm
- Pracownicy budowlani i rozbiórkowi
- Ogrodnicy i architekci krajobrazu
- Speleolodzy i badacze jaskiń
- Osoby pracujące przy wycinaniu drzew
- Pracownicy zajmujący się czyszczeniem kurników i gołębników
- Osoby czyszczące kominy, w których gnieździły się ptaki lub nietoperze
U tych osób ryzyko zakażenia jest wyższe z powodu regularnego kontaktu z glebą, szczególnie wzbogaconą odchodami ptaków i nietoperzy.71
Patogeneza histoplazmozy
Patogeneza histoplazmozy obejmuje złożone interakcje między grzybem Histoplasma capsulatum a układem odpornościowym gospodarza. Proces chorobowy rozpoczyna się od wniknięcia zarodników do organizmu i obejmuje szereg etapów prowadzących do rozwoju infekcji.7273
Inicjacja infekcji
Infekcja histoplazmozą rozpoczyna się od wdychania mikrokonidiów H. capsulatum. Są to małe zarodniki o średnicy 2-5 μm, które mogą dotrzeć do pęcherzyków płucnych. Po inhalacji zachodzą następujące procesy:7475
- Mikrokonidia docierają do pęcherzyków płucnych
- W odpowiedzi na temperaturę ciała (37°C) przekształcają się w formę drożdżakową
- Transformacja może nastąpić w ciągu godzin do dni
- Forma drożdżakowa to komórki o typowej średnicy 2-5 μm
Za transformację i wzrost komórek drożdżowych odpowiadają geny Ryp1, Ryp2 i Ryp3. Zdolność do zmiany morfologii jest kluczowym elementem patogenności tego grzyba.78
Interakcja z układem odpornościowym
Po przekształceniu w formę drożdżakową, H. capsulatum wchodzi w interakcję z układem odpornościowym gospodarza:7980
- Komórki drożdżowe wiążą się z receptorami makrofagów (rodzina integryn CD11-CD18)
- Następuje fagocytoza przez neutrofile i makrofagi
- W przeciwieństwie do innych patogenów, H. capsulatum potrafi przeżyć wewnątrz fagosomów
- Główne białko powierzchniowe grzyba, Hsp60, działa jako adhezyna do makrofagów
- Grzyb unika działania reaktywnych form tlenu i azotu
- Reguluje zakwaszenie fagosomu i fuzję fagolizosomów
Skuteczność odpowiedzi immunologicznej gospodarza zależy głównie od komórkowej odpowiedzi immunologicznej. Limfocyty T odgrywają kluczową rolę w eliminacji infekcji, aktywując makrofagi do zwalczania grzyba.83
Rozwój choroby w organizmie
Po początkowej infekcji płuc, przebieg choroby może być różny w zależności od liczby wdychanych zarodników i stanu układu odpornościowego:8485
- Infekcja bezobjawowa lub łagodna – u większości osób z prawidłową odpornością i przy małej ekspozycji na zarodniki
- Ostra pierwotna histoplazmoza płucna – w przypadku narażenia na większą liczbę zarodników
- Przewlekła histoplazmoza płucna – częstsza u pacjentów z istniejącymi chorobami płuc
- Rozsiana histoplazmoza – gdy grzyb rozprzestrzenia się poza płuca poprzez układ krwionośny i limfatyczny
W przypadku postępującej rozsianej histoplazmozy, grzyb może rozprzestrzeniać się do różnych narządów, w tym do:8889
- Wątroby i śledziony (w około 90% przypadków rozsianej histoplazmozy)
- Szpiku kostnego
- Nadnerczy
- Przewodu pokarmowego
- Ośrodkowego układu nerwowego (w 10-20% przypadków postępującej, rozsianej choroby)
- Skóry i błon śluzowych
Histoplazmoza narządowa
Poza płucami, histoplazmoza może prowadzić do różnych manifestacji narządowych:9293
- Histoplazmoza wątroby – może powodować zaburzenia funkcji wątroby, od łagodnego podwyższenia enzymów wątrobowych do ciężkiej żółtaczki cholestatycznej z gorączką i bólem
- Histoplazmoza ośrodkowego układu nerwowego – najczęstszą manifestacją jest zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych
- Histoplazmoza oczna (POHS) – charakteryzuje się zmianami ziarniniakowymi w naczyniówce oka i może prowadzić do tworzenia nieprawidłowych naczyń krwionośnych pod siatkówką
- Histoplazmoza afrykańska – powodowana przez H. capsulatum var. duboisii, zwykle dotyka skóry, kości i węzłów chłonnych
Powikłanie w postaci włóknienia śródpiersia (fibrosing mediastinitis) i ziarniniaka śródpiersia (mediastinal granuloma) to rzadkie, ale poważne skutki wcześniejszej infekcji histoplazmozą. Oba schorzenia są uznawane za dwie różne odpowiedzi organizmu gospodarza występujące w węzłach chłonnych śródpiersia po wcześniejszej infekcji.97
Rola czynników wirulencji Histoplasma capsulatum
H. capsulatum posiada szereg czynników wirulencji, które przyczyniają się do jego zdolności wywołania choroby:98
- Zdolność do transformacji w formę drożdżakową
- Powierzchniowe białko Hsp60 – główna adhezyna do makrofagów
- Mechanizmy unikania wewnątrzkomórkowego zabijania
- Zdolność do regulacji zakwaszenia fagosomu
- Hamowanie fuzji fagolizosomów
- Oporność na stres oksydacyjny w makrofagach
Te czynniki wspólnie przyczyniają się do zdolności H. capsulatum do przetrwania i namnażania się w organizmie gospodarza, szczególnie u osób z obniżoną odpornością.101
Kolejne rozdziały
Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.
Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.