کشف توکسوپلاسما گوندی در سال 1908 انجام شد که 100 سال از آن زمان می گذرد.چرخه کامل زندگی توکسوپلاسما زمانی کشف شد که در سال 1970 مشخص شد که یک انگل کوکسیدیایی به عنوان واسطه در گربه و همچنین همه حیوانات خونگرم و حتی در خانواده بجز گربه سانان (حتی انسانها)می باشد. با کشف مرحله مقاوم به محیط این انگل یعنی همان مرحله اووسیست، میزان گستردگی شیوع آن امکان پذیر می باشد. در این مقاله اتفاقاتی که منجر به کشف چرخه زندگی این انگل گردیده است مورد بررسی قرار گرفته است.
تا سال 1970 تنها چرخه غیر جنسی توکسوپلاسما گوندی ( تاکی زوئیت یا تروفوزوئیت ، برادی زوئیت یا سیستوزوئیت) شناخته شده بود و اوویست یا چرخه جنسی و مقاوم به محیط توکسوپلاسما گوندی در سال 1970 شناسایی شد. در این مقاله به بازبینی اتفاقاتی که منجر به کشف مرحله جنسی این انگل شده و نیز به تاثیر این مرحله بر روی گسترش بیماری و کنترل آن دارد می پردازیم.
توکسوپلاسما در سال 1908 توسط دانشمندانی همانند Nicolle , Manceux و Splendore که بر روی لیشمانیا و ویروسها کار می کردند شناخته شد. انتقال این انگل تا زمان شناسایی آن در جونده ای بنام Ctenodactylus gundi کاملاً ناشناخته بود. Chatoon , Blanc دریافتند که جونده Gundis بصورت طبیعی آلوده نشده بلکه در قفس دچار این آلودگی شده است. این جوندگان در دامنه کوه و کوههای جنوبی تونس زندگی می کنند و در بررسیهای مربوط به لیشمانیا در انستیتو پاستور تونس مورد استفاده قرار می گرفتند.
سه پاتولوژیست با نامهای Wolf, Cowen , Paige در آمریکا در نیویورک در تاریخ 23 می 1938 ، توکسوپلاسما گوندی را در نوزاد دختری که پس از طی 9 ماه دوران جنینی بصورت سزارین به دنیا آمده بود تشخیص دادند. این نوزاد در 3 روزگی حمله و شوک ناگهانی داشت و ضایعات ماکولا در هر دو چشم این نوزاد با افتالموسکوپ رویت شد. این نوزاد در 1 ماهگی مرد و کالبد گشایی انجام شد و مغز، طناب نخاعی و چشم راست او را برداشته و برای انجام آزمایشات ارسال نمودند. در ضایعات حاصل از انسافالومیلیت در مغز و تورم شبکیه در چشم نوزاد توکسوپلاسما گوندی بصورت آزاد و درون سلولی مشاهده گردید. بخشهایی از قشر مغزی و طناب نخاعی را در محلول سرم فیزیولوژی بصورت همگن در آورده و داخل مغزی به موش و خرگوش تزریق نمودند.این حیوانات نیز دچار انسفالیت شدند. توکسوپلاسما گوندی از ضایعات مغزی آنها جدا شده و توکسوپلاسما گوندی جدا شده از این حیوانات نیز بطور موفقیت آمیزی به موشهای دیگر منتقل شدند.
Weinman , Chandler در سال 1954عنوان کردند که انتقال توکسوپلاسما گوندی ممکن است از طریق هضم گوشت نپخته صورت گیرد. Jacob و همکاران مدارکی را تهیه نمودند که دال بر اثبات این ایده بود و مقاوم بودن توکسوپلاسما گوندی به آنزیم پروتئولیتیک که از بافت کیست مشتق می شود را نشان می داد. آنها متوجه این موضوع شدند که دیواره کیست به سرعت با این آنزیمها حل شده ولی برادی زوئیت های آزاد شده تا زمان آلوده کردن میزبان به راحتی دوام می آورند. فرضیه آلودگی از طریق خوردن گوشت آلوده بطور تجربی بوسیله Desmont و همکاران در سال 1965 مورد آزمایش قرار گرفت. این بررسی در یک آسایشگاه اطفال در پاریس صورت گرفت که میزان درصد آلودگی با توکسوپلاسما گوندی قبل و بعد از انتقال به آسایشگاه بررسی شد. پس از اضافه نمودن 2 تکه گوشت نپخته گاو یا اسب به خوراک روزانه اطفال، میزان آنتی بادی توکسوپلاسما گوندی از 10 % به 50% افزایش پیدا کرد و همین میزان نیز با افزودن گوشت نپخته گوسفند به 100% افزایش یافت. میزان شیوع توکسوپلاسما در گوشت گوسفند خیلی بالاتر از اسب و گاو می باشد که این اهمیت گوشتخواری در انتقال توکسوپلاسما را نشان می دهد. بنا بر بررسی های اپیدمیولوژیکی مدارکی موجود می باشد که نشان می دهند که در برخی از مناطق که گوشت خام بطور رایج مصرف می شود توکسوپلاسموز نیز شایع می باشد. در یک بررسی در پاریس Desmont و همکاران دریافتند که بالاتر از میزان 80% نمونه های برداشته شده از جمعیت بالغ آنتی بادی بر علیه توکسوپلاسما گوندی را داشتند. در سال 1969 Kean و همکاران توکسوپلاسموز را در گروهی از دانشجویان پزشکی که همبرگر نپخته مصرف کرده بودند گزارش دادند.انتقال از طریق مواد غذایی یا آب آلوده به اووسیست و انتقال از طریق جنسی
در حالیکه انتقال مادرزادی و انتقال از طریق خوردن گوشت توکسوپلاسما گوندی می تواند تا حدی معرف روش انتقال توکسوپلاسما گوندی باشد ولی نمی تواند گسترش وسیع عفونت در افراد گیاهخوار را نشان دهد.Rawal در یک تحقیقی در بمبئی در هند میزان شیوع توکسوپلاسما گوندی در افراد گیاهخوار را مشابه افراد گوشتخوار یافت. در سال 1965 Hutchison برای اولین بار ارتباط عفونت زا بودن توکسوپلاسما گوندی و مدفوع گربه را کشف کرد. در یک آزمایش اولیه Hutchison کیستهای توکسوپلاسما گوندی را به یک گربه ی آلوده به نماتود توکسوکارا کتی خورانده و مدفوع حاوی نماتود جمع آوری گردید.مدفوع را در محلول 33% اکسید روی شناور کرده و به مدت 12 ماه در زیر آب شیر نگه داری نموده تا تخم های توکسوکارا کتی جنین دار شده و باعث ایجاد توکسوپلاسموز در موش گردند. این یافته بسیار حائز اهمیت بود زیرا هر دو فرم شناخته شده از توکسوپلاسما گوندئی شامل برادی زوئیت و تاکی زوئیت بوسیله آب کشته شده بودند. آزمایش میکروسکوپی مدفوع تنها تخمهای توکسوکارا کتی و اووسیستهای ایزوسپورا را نشان داد. در گزارش Hutchison عفونت با توکسوپلاسما گوندی به اووسیست ها و تخم های توکسوکارا کتی ارتباط داده نشده بود. او آزمایش خود را با دو گربه آلوده شده با توکسوکارا کتی و دو گربه عاری از توکسوکارا کتی ادامه داد. توکسوپلاسما گوندی تنها در همکاری با توکسوکارا کتی منتقل شد. بر این اساس Hutchison فرضیه ای مبنی بر انتقال توکسوپلاسما گوندی از طریق نماتود را داد. او انتقال توکسوپلاسما گوندی از طریق تخم های نماتود توکسوکارا را همانند انتقال هیستوموناس از طریق تخمهای هتراکیس تصور کرد. در ابتدای کار Hutchison تصمیم به انجام آزمایش توکسوکارا کانیس و توکسوپلاسما گوندی در سگها را داشت ولی به علت نبودن فضای مناسب برای نگهداری سگها مجبور به انجام آزمایش بر روی گربه و توکسوکارا کتی گردید. پس از بررسیهای انجام شده توسط فرانکل و همکاران در سال 1969 فرضیه یا تئوری انتقال توکسوپلاسما توسط تخم توکسوکاراکتی رد شده و توکسوپلاسما و عفونت توکسوپلاسمایی در مدفوع گربه های وحشی که توکسوپلاسما گوندی خورانده شده بودند پیدا شد در نهایت در سال 1970 اطلاعات مربوط به چرخه زندگی توکسوپلاسما گوندی با پیدا شدن مرحله جنسی انگل در روده کوچک گربه کامل شد .بر طبق بررسی های Dubey و همکاران محصول ناشی از شیزوگونی و گامتوگونی در مدفوع گربه پیدا شده و از نقطه نظر بیولوژیکی و مورفولوژی مشخص گردید.
کشف اووسیست
گروههای متعددی از محققین همانند (Hutchison,Frenkel,Dubey,Melton,… ) در سالهای 1969 و 1970 بطور مستقل و همزمان اووسیست های توکسو پلاسما گوندی را در مدفوع گربه پیدا کردند. پیدایش اووسیست های توکسوپلاسما گوندی در مدفوع گربه و مفهوم و درک ویژگیهای اووسیست توکسوپلاسما توسط فرانکل در 1970سال مورد بازبینی قرار گرفت.
اگرچه کشف اووسیست در چرخه زندگی یک انگل کوکسیدیایی انتظار می رفت ولی اثبات توکسوپلاسما گوندی به عنوان یک انگل کوکسیدیایی یک بحث بسیار بزرگ و مهمی در آن زمان بود به دلایل زیر:
اول اینکه آلودگی مدفوعی(اووسیست) با آلودگی توکسوکارا ارتباط داشت. دوم اینکه اووسیست یک کیست جدید نامیده شده بود. اووسیست های توکسوپلاسما گوندی از نظر ظاهر شبیه به اووسیست های انگل های کوکسیدیایی ایزوسپورا بایجمینا در سگ و گربه بودند. با توجه به این واقعیتها ، مدارکی برای صحت ارتباط با اوسسیست های توکسوپلاسما گوندی با آلودگی مدفوعی فراهم شد که قابل ملاحظه می باشد. ما برای تشخیص شباهت یا عدم شباهت اووسیست کشف شده با توکسوپلاسما گوندی اقدامات زیر را انجام دادیم:
1-کنترل گربه های تازه متولد شده برای اجتناب از آلودگی با کوکسیدیاهایی که قبلاً در محیط وجود داشته است.
2-مقایسه گسترش اووسیست و عفونت زایی آن در مقابل حرارت، سرما، اکسیژن دادن و مواد شیمیایی
3-مقایسه سایزع وامل عفونی با سایز اووسیست بوسیله فیلتراسیون
4-مقایسه تراکم ، سختی و عفونت زایی اووسیست
5-مقایسه الکتروفورز اووسیست و عفونت زایی آن
6-مقایسه آنتی ژنی اووسیست با سویه استاندارد RH توکسوپلاسما بوسیله آزمایش فلورسنت آنتی بادی
7-شناسایی چرخه درونی اندوژنز که باعث تسریع گسترش اووسیست و ارتباط دادن آن از نقطه نظر آنتی ژنتیکی به عفونت اووسیستی قبل و بعد از خارج شدن از کیست
8-مقایسه ظاهر اووسیست و توکسوپلاسما در مدفوع گربه پس از تغذیه کیستها ،تروفوزوئیت ها و اووسیست ها
در سال 1970 Ben Rachid اووسیست های توکسوپلاسما گوندی را به گونه گوندی خورانید و به علت درگیری با توکسوپلاسموز 6 تا 7 روز بعد از بین رفت.
اگرچه توکسوپلاسما گوندی میزبانهای وسیعی دارد، خانواده گربه سانان به عنوان میزبان اختصاصی باقی مانده است.زحمات دکتر J.K Frenkel به عنوان آغازگر آزمایشات دفع اووسیست در گونه های مختلفی از حیوانات از جمله گربه سانان وحشی با نگهداری در شرایط خانگی ، قابل توجه و قدردانی می باشد.
در تمامی حیوانات آزمایش شده قبل از خوراندن کیست ها بدون تزریق داروی بی هوشی نمونه خون جمع آوری گردید. از بین تمامی حیوانات آلوده شده با توکسوپلاسما گوندی تنها گربه سانان اووسیست های توکسوپلاسما گوندی را دفع کردند. (جدول شماره2) آزمایشهای سرمی جهت بررسی های اپیدمیولوژی در جزیره های جداگانه در استرالیا و آمریکا و… انجام گرفت که با توجه به عدم حضور توکسوپلاسما گوندی در جزیره های بدون گربه در آن مناطق، نشان داده شد که نقش گربه ها در انتقال طبیعی توکسوپلاسما گوندی تائید گردید. واکسیناسیون گربه ها با سویه زنده توکسوپلاسما گوندی در 8 مزرعه پرورش خوک در آمریکا انجام گردید که میزان آلودگی توکسوپلاسما گوندی را در موشها و خوکها کاهش داد.( سال 1999 Mateus و همکاران ).
بنابراین توکسوپلاسما گوندی به روشهای مختلفی منتقل می شود، بصورت فعالانه با گوشتخواری به گربه منتقل می شود و با خوراندن مدفوع در سایر میزبانها منتقل می گردد.
احتمالاً انسانها حتی می توانند با خوردن یک اووسیست آلوده شوند علی رغم اینکه 100 اووسیست هم ممکن است باعث آلودگی یک گربه نشود.(جدول شماره 1) علاوه بر این ، خوراندن حتی تعداد کمی اووسیست به میزبان مشخص می تواند کشنده باشد در صورتیکه اووسیست ها بصورت خوراکی برای گربه بیماریزا نمی باشند .
| تعداد اووسیست |
خوراکی در گربه | خوراکی در موش | زیر پوستی در موش |
| 1000000 | a12/12 | 5/5 b | 5/5 |
| 100000 |
1/1 | 5/5 | 5/5 |
| 10000 | 3/4 | 5/5 | 5/5 |
| 1000 | 3/4 | 5/5 | 5/5 |
| 100 | 1/4 | 5/5 | 5/5 |
| 10 | 0/4 | 4/5 | 5/5 |
| 1 | ايجاد نشد | 2/5 | 2/5 |
| 1> | ايجاد نشد | 1/5 | 1/5 |
a : عداد گربه هایی که با آزمایش سرمی از لحاظ توکسوپلاسما مثبت بودند.(این گربه ها هیچ کدام علائم بالینی را نشان ندادند.)عداد گربه هایی که اووسیست به آنها خورانده شد.
b : تعداد موشهای آلوده شده / تعداد موشهایی که اووسیست به آنها خورانده شد.( تمامی موشهای آلوده شده مردند).
گربه ها پس از خوراندن حتی یک برادی زوئیت می توانند میلیونها اووسیست را دفع کنند در حالیکه خوراندن صدها برادی زوئیت به موش بصورت خوراکی ممکن است باعث آلودگی نشود. پس با خوراندن گوشتی با تعداد کمی کیست به گربه احتمال دفع اووسیست از گربه وجود دارد. گربه ها پس از خوراندن هرکدام از مراحل توکسوپلاسما گوندی شامل تاکی زوئیت، برادی زوئیت و اسپروزوئیت اووسیست را دفع می کنند.(Frenkel و همکاران 1970) .دوره پیش آشکاری( فاصله زمانی بین آلودگی اولیه و دفع اووسیست) بسته به مرحله خورانده شده توکسوپلاسما گوندی متفاوت می باشد. دوره پیش آشکاری بدون توجه به دوز مورد استفاده پس از خوراندن کیست از 3 تا 10 روز ، پس از خوراندن اووسیست از 18 روز تا بیشتر تغییر می کند.(Frenkel , Dubey 1976) .کمتر از 50% گربه ها پس از خوراندن تاکی زوئیت و یا اووسیست ، اووسیست را دفع می کنند در حالی که تقریباً همه گربه ها پس از خوراندن کیست، اووسیست را دفع می کنند.
کشف چرخه زندگی توکسوپلاسما گوندی در گربه باعث ایجاد درک بهتر و مفیدتری از زیست شناسی انگلها شد. برای مثال، تفاوت ها در دوره پیش آشکاری در دفع اووسیست ها پس از خوراندن مراحل مختلف انگل، باعث ایجاد مدرک قاطعی شد که برادی زوئیت ها می توانند در عفونت خیلی سریع گسترش پیدا کنند.( حدود 3 روز داخل صفاقی) و در موارد غیاب فاکتورهای ایمنی ( مواردی که در کشت سلولی آنتی بادی دیده نشده) بطور مستقیم بدون تبدیل شدن به تاکی زوئیت به برادی زوئیت تبدیل می شوند(Dubey و همکاران در سال 1998 و 2005). تبدیل برادی زوئیت به تاکی زوئیت و بالعکس از نظر زیست شناسی بسیار حائز اهمیت می باشد زیرا توکسوپلاسموز کلینیکی در بیماران ایدزی به علت رسیده شدن کیست و تبدیل برادی زوئیت به تاکی زوئیت رخ می دهد. تبدیل تاکی زوئیت به برادی زوئیت و برادی زوئیت به تاکی زوئیت یک قانون نمی باشد و مرحله بینابینی از نظر ظاهری و زیست شناسی قابل تشخیص نمی باشد. برای مثال، تاکی زوئیت ها ، گرانولهای PAS کمتری دارند ولی در برادی زوئیت ها این مورد بیشتر است .سنتز و تجمع در برادی زوئیت ها بصورت تدریجی است ( Dubey و همکاران).
دانشمندانی که با توکسوپلاسما گوندی کار می کنند بطور تجربی تاکی زوئیت را از مایع داخل صفاقی موشی که داخل صفاقی به آن توکسوپلاسما گوندی تزریق شده بود گرفتند، اگرچه که اطلاعات دوره پیش آشکاری در گربه نشان می دهد که در یک زمان هر سه مرحله تاکی زوئیت، برادی زوئیت و مرحله انتقالی آن در اکسودای صفاقی می توانند یافت شوند.
از دیدگاه انگل شناسی تنها چرخه اندوژنز برادی زوئیت در گربه شناخته شده است. پس از خوردن کیست توسط گربه دیواره کیست با آنزیم پروتئولیتیک در معده و روده کوچک هضم می شود. برادی زوئیت های آزاد شده به سلولهای پوششی روده کوچک وارد شده و نسل جدیدی از توکسوپلاسما گوندی را گسترش می دهند. پیش از شروع گامتوگونی 5 نوع شناخته شده از توکسوپلاسما گوندی در سلولهای پوششی روده گسترش می یابند. این مراحل به جای نسلهای جدید به انواع A تا E در یک نوع توکسوپلاسما گوندی نامگذاری شدند. چرخه جنسی 2 روز پس از خوردن کیست توسط گربه آغاز می گردد. گامونت ها در روده کوچک نیز دیده می شوند ولی 3 تا 15 روز پس از تلقیح بصورت رایج در ایلیوم بروز می کنند. پس از لقاح دیواره اووسیست اطراف انگل شکل می گیرد. سلولهای پوششی آلوده شده پاره شده و اووسیست ها به درون لومن وارد می شوند.
اووسیست های دفع شده که وارد محیط شده و باعث شیوع بیماری در انسانها می شوند.
تعداد برادی زوئیت گربه موش
خوراکی
درصدخوراكی درصدزير پوستی درصد1000 8.1361.512.245024.2410010011.1668.74.2416.617.17100105.1827.73.2412.58.2433.313.1816.60.2405.2420.8
علائم
درصد شیوع در آتلانتا
(در 35 بیمار)
پاناما
( در 35 بیمار)
پارانا
(در 155 بیمار)
تب 94 90 82لنفوادنوپاتی 88 77 75سردرد 88 77 87درد گوش 17 گزارش نشده گزارش نشدهدرد چشم 14 26 گزارش نشدهتهوع 17 36 38درد شکمی 11 55 گزارش نشدهگیجی 20 گزارش نشده گزارش نشدهگلودرد 46 گزارش نشده گزارش نشدهبی اشتهایی 57 گزارش نشده 69دانه پوستی 23 0 7سفتی گردن 57 55 گزارش نشدهدرد ماهیچه 63 68 80Arthralgia 26 29 61
اووسیست های توکسوپلاسما گوندی در مدفوع خانواده گربه سان آلوده شده بطور طبیعی نیز یافت شدند که از نقطه نظر اپیدمیولوژیکی با شیوع بیماری توکسوپلاسموزی که از طریق آب آلوده ارتباط داشت اما اووسیست ها از منابع آب جدا نشدند. توکسوپلاسما گوندی برای اولین بار از منبع آب ذخیره در مدرسه جدا شد.
شدت علائم بیماری در شیوع در انسانها: در جدول شماره 4 آورده شده است که نشان می دهد که شدت بیماری زائی اووسیست ها خیلی بالاتر از برادی زوئیت و تاکی زوئیت می باشد.پس از خورانده شدن اووسیست ها به میزبانها خصوصاً درموش دیده شده که مبتلایان از آنتریت حاد مرده اند .پس از کشف چرخه زندگی توکسوپلاسما گوندی در گربه مشخص شده که چرا کیسه داران استرالیا و میمونهای جدید بسیار به توکسوپلاسموز حساس می باشند. در استرالیا یا گربه بسیار کم بوده و یا اصلاً نبوده است و این که میمونها نیز در بالای درخت زندگی می کرده اند و با مدفوع گربه در تماس نبوده اند. در مقابل، کیسه داران آمریکا و میمونهای قدیم به توکسوپلاسموز مقاوم بوده اند.(Dubey و همکاران 1988) .
یکی از تحقیقات اخیر در مورد اووسیست، گستردگی عفونت آن در پستانداران دریایی می باشد. حیوانات خونسردی همانند ماهی ها میزبان توکسوپلاسما گوندی نمی باشند و هیچ مدرکی نیز دال بر تکثیر آن در حیوانات خونسرد وجود ندارد.(Dubey , Beattie). مشخص نشده که اسپروزوئیت ها پس از خورده شدن توسط حیوانات خونسرد از کیست خارج می شوند یا خیر؟ اگرچه حلزون می تواند به عنوان یک میزبان انتقالی برای توکسوپلاسما گوندی باشد. علاوه بر این، ممکن است سگ آبی اووسیست ها را بصورت مستقیم بخورد.
نتیجه گیری:
یکی از واضحترین اثرات کشف چرخه زندگی توکسوپلاسما گوندی بر روی مدیریت نگهداری حیوانات می باشد. در حال حاضر با دور نگهداشتن گربه ها از محل پرورش خوکها می توان خوکهای عاری از بیماری را پرورش داد. در دهه گذشته در آمریکا بطور عجیبی شیوع توکسوپلاسما گوندی در خوکهای بازار کم شده است. اگرچه برخی از رازهایی در مورد انتقال توکسوپلاسما گوندی حل شده ولی نباید نادیده گرفت که این انگل بسیار مهم است و پیشگیری از دفع اووسیست های آن از گربه آسان نیست .