Blastocystis is een van de meest voorkomende intestinale protisten bij de mens. Blastocystis werd 100 jaar geleden voor het eerst beschreven, maar er is nog verrassend weinig bekend over de pathogeniciteit, genetische diversiteit, gastheerbereik en behandeling. Blastocystis werd eerst ingedeeld bij de gisten, maar vervolgens bij de protisten en is nu ondergebracht bij de Stramenopielen. Blastocystis komt over de hele wereld voor, maar de grootste aantallen worden aangetroffen in ontwikkelingslanden, waarschijnlijk als gevolg van slechte sanitaire voorzieningen. Blastocystis is aangetroffen bij een groot aantal dieren, waaronder zoogdieren, vogels en amfibieën. Er zijn 17 subtypes beschreven, waarbij subtype (ST) 1-9 bij de mens wordt aangetroffen. ST3 is de overheersende ST die in de meeste epidemiologische studies bij de mens wordt aangetroffen. Door het gebrek aan kennis over deze parasiet bestaat er nog steeds onenigheid over de vraag of infecties moeten worden behandeld, aangezien het misschien alleen maar om opportunistische kolonisatie gaat. Er zijn tegenstrijdige resultaten over de werkzaamheid van behandelingen en dit is een gebied waar veel meer onderzoek nodig is. Blastocystis wordt via de fecale orale route overgedragen door mens-mens of dier-mens overdracht. Er zijn verschillende studies die hebben aangetoond dat overdracht mogelijk is door besmet water en er is gesteld dat de slechte verstrekking van basisvoorzieningen een belangrijke rol speelt bij de overdracht. Een recente studie toonde aan dat 100% van de mensen uit dorpen met een lage sociaal-economische status in Senegal besmet waren met Blastocystis sp. hetgeen suggereert dat de transmissie verhoogd was als gevolg van slechte hygiënische sanitaire voorzieningen, nauw contact met huisdieren en vee, en watertoevoer rechtstreeks uit put en rivier . Er zijn verschillende methoden voor het opsporen van Blastocystis. Microscopie van een permanente vlek is de gouden standaard voor de diagnose van Blastocystis in de meeste klinische laboratoria. Microscopie bleek de laagste gevoeligheid te hebben voor de detectie van Blastocystis (48%), terwijl PCR de meest gevoelige techniek was (94%) . Figuur 1 beschrijft een actueel beeld van de levenscyclus van Blastocystis.
levenscyclus van Blastocystis sp.
Pathogeniciteit
Er is nog veel discussie over de pathogeniciteit van Blastocystis bij de mens. Hoewel veel auteurs Blastocystis als ziekteverwekker hebben aangemerkt, zijn er nog steeds veel mensen die twijfelen aan de rol van Blastocystis bij ziekte bij de mens. De meest voorkomende symptomen van Blastocystis-infectie zijn diarree, buikpijn en braken. Er zijn veel verslagen van afzonderlijke patiënten waaruit blijkt dat er geen andere oorzaak van ziekte bij de patiënten werd vastgesteld, waarbij Blastocystis de enige ontdekte infectie was.
Er zijn verschillende casusverslagen die suggereren dat Blastocystis verband houdt met urticaria . De amoeboïde vormen van Blastocystis ST3 werden aangetroffen in een geval van acute urticaria en de auteurs suggereerden dat de cutane symptomen kunnen worden veroorzaakt door verstoringen van de immuunhomeostase doordat de gastheer een ontstekingsreactie produceert tegen de amoeboïde vormen. Een ander geval toonde de aanwezigheid van Blastocystis ST2 in een ernstig geval van gastro-intestinale symptomen en chronische urticaria in afwezigheid van enig ander infectieus agens. De symptomen hielden aan na een initiële antibiotische therapie maar werden uiteindelijk uitgeroeid na een gecombineerde behandeling met metronidazol en paromomycine. Een recente retrospectieve studie meldde dat 8/80 (11%) met Blastocystis geïnfecteerde patiënten zowel huidmanifestaties als gastro-intestinale symptomen vertoonden. Helaas berustte deze studie uitsluitend op microscopie, zodat geen informatie kan worden verzameld over ST in verband met cutane laesies; al deze studies tonen echter aan dat Blastocystis cutane symptomen kan veroorzaken. In tabel 1 worden de meldingen van gevallen samengevat.
Onlangs werd gesuggereerd dat gastro-intestinale symptomen gerelateerd aan Blastocystis ST-gerelateerd zouden kunnen zijn, maar de resultaten zijn nog niet overtuigend. Er werd gesuggereerd dat ST1 gerelateerd zou kunnen zijn aan pathogeniciteit waarbij een hogere subtype-symptoom relatie werd waargenomen.
Er zijn tegenstrijdige rapporten over de pathogeniciteit van ST2, waarbij sommige studies hoge symptoom-infectie percentages laten zien terwijl andere geen verband hebben gezien. Een studie in Colombia toonde aan dat 100% van de patiënten met diarree ST2 hadden, terwijl asymptomatische mensen allemaal ST1 hadden. In twee eerdere studies werd geopperd dat ST4 een pathogene stam zou zijn, gezien de hoge incidentie van deze ST bij patiënten met ernstige diarree. Er werd ook gesuggereerd dat ST8 een pathogene stam zou kunnen zijn. ST8 is een zeldzaam subtype dat bij de mens wordt aangetroffen en in twee studies in verband is gebracht met ernstige symptomen . Hoewel ST3 het meest voorkomende ST is dat bij de mens wordt aangetroffen, is er een gering verband tussen ST en de symptomen die patiënten vertonen. Een dierstudie bij ratten toonde aan dat ST1 statistisch gerelateerd was aan pathogeniciteit en dat er mogelijk pathogene en niet-pathogene stammen binnen ST3 en ST4 bestaan. Deze studies onderstrepen de noodzaak van meer onderzoek naar de relatie tussen ST en symptomen.
Het volledige genoom van ST7 is beschreven. Dit genoom heeft licht geworpen op enkele belangrijke processen waarbij genen zijn geïdentificeerd die coderen voor eiwitten die verantwoordelijk zijn voor de remming van gastheerproteasen. Dergelijke eiwitten kunnen de protease activiteit van de gastheer moduleren en zo de intestinale homeostase verstoren. Verdere informatie zal worden verzameld naarmate meer genomen worden beschreven die kunnen helpen bij het bepalen van de rol van genen in de potentiële pathogeniciteit van Blastocystis.
De studie van de immuniteit van de gastheer tegen Blastocystis is ondervertegenwoordigd in de literatuur en biedt veel mogelijkheden voor toekomstige studie. Bijvoorbeeld de studie van fysiologische of genetische factoren van de gastheer die de uitkomst van Blastocystis-infectie als mogelijk pathogeen organisme kunnen beïnvloeden.
Immuunrespons en dierstudies
Er zijn verschillende lijnen van bewijs die licht werpen op de mogelijke mechanismen van pathogenese. Blastocystis brengt cysteïne proteasen tot expressie waarvan is aangetoond dat ze gevoelig zijn voor de remmers iodoacetamide en E-64 in azoceaseïne-tests. Cysteïneproteasen spelen een belangrijke functionele rol bij de invasie van gastheercellen, de ontwijking van het immuunsysteem, de pathogenese, de virulentie en de regulering van de celcyclus. Aangetoond werd dat proteasen van Blastocystis-isolaten menselijke secretorische immunoglobuline A kunnen afbreken en dat Blastocystis WR1 ST4 contactonafhankelijke apoptose, F-actineherschikking en verstoring van de barrièrefunctie in IEC-6-cellen induceert. Er bleek een grote variatie te bestaan in morfologie en protease activiteit tussen de twee verschillende ST’s, 4 en 7, van Blastocystis waarbij de aviaire (ST7) isolaten bijna tweemaal zoveel cysteïne protease activiteit vertoonden als de knaagdier (ST4) isolaten. Deze twee ST’s bleken ook secretorisch IgA te klieven met respectievelijk cysteïne- en asparagine- protease-activiteiten. Deze resultaten suggereren de mogelijkheid van Blastocystis proteasen als virulentiefactoren en dat zij bijdragen aan de overleving van de parasiet in vivo door de afbraak van neutraliserende mucosale antilichamen. In een andere studie werden twee door ST7 uitgescheiden cysteïneproteasen (een cathepsine B en een legumine) geïdentificeerd, die nuttig zouden kunnen zijn bij de ontwikkeling van virulente en diagnostische markers en van doelwitten voor chemotherapie. Eén studie suggereerde dat 32 kDa proteasen van ST3 virulentiefactoren zouden kunnen zijn die verantwoordelijk zijn voor eiwitafbraak, terwijl een andere studie suggereerde dat het 29 kDa Blastocystis antigeen gebruikt zou kunnen worden als een marker voor pathogeniciteit en om onderscheid te maken tussen symptomatische en asymptomatische infecties. Er is ook een hogere IgA-spiegel beschreven bij symptomatische personen met Blastocystis in vergelijking met gezonde asymptomatische dragers. Een recente studie naar het effect van Blastocystis op de expressie van interferon gamma en proinflammatoire cytokines in het slijmvlies van de blindedarm van ratten toonde een significant verhoogde hoeveelheid gentranscriptie van type 1 en proinflammatoire cytokines IFN-γ, IL-12 en TNF-α aan. Dit suggereert dat Blastocystis-infectie bij ratten specifieke lokale gastheerreacties stimuleert, waaronder T-cellen, monocyten/macrofagen en/of natuurlijke killercellen bij blootstelling aan antigenen. Verschillende studies bij muizen hebben het effect van Blastocystis op geïnfecteerde muizen aangetoond, waarbij gewichtsverlies en diarree optraden wanneer muizen werden geïnoculeerd met hoge doses Blastocystis. Een andere studie toonde aan dat Blastocystis de lamina propria, de submucosa en de spierlagen kan binnendringen, terwijl in een andere studie verhoogde niveaus van hyaluronidase werden aangetroffen in de urine van ratten die met Blastocystis besmet waren, hetgeen erop wijst dat Blastocystis het epitheel van de dikke darm binnendringt, maar verder onderzoek bij mensen is nodig om dit te bevestigen. In één studie werd gewezen op het gebruik van laboratoriumratten als een goed diermodel voor Blastocystis-infectie. Zij toonden aan hoe met ST1 geïnfecteerde ratten histopathologische veranderingen vertoonden bij alle verschillende toegediende doses en suggereerden dat ST1-infectie een pathogeen potentieel heeft met individuele variatie . Deze studies tonen aan hoe dieren kunnen worden gebruikt als een goed model voor pathogeniteit, maar het is belangrijk in overweging te nemen dat muizen niet van nature geïnfecteerd zijn met Blastocystis, in tegenstelling tot ratten die vaak Blastocystis blijken te dragen.
Blastocystis-infectie bij immunodeficiënte patiënten
Infecties van het maag-darmkanaal spelen een fundamentele rol in de morbiditeit en mortaliteit van patiënten met het verworven immunodeficiëntiesyndroom (AIDS) en het humaan immunodeficiëntievirus (HIV). Sinds de eerste gevallen van HIV en AIDS werden gemeld, is een veel hoger percentage infecties van het maagdarmkanaal beschreven, waaronder diarree die gepaard gaat met parasitose . Diarree is een van de klinische verschijnselen bij HIV-infectie en is meestal chronisch van aard. Door parasieten veroorzaakte diarree is prominent aanwezig bij AIDS-patiënten en de infectiegraad varieert als gevolg van de geografische locatie, met een hoge incidentie in ontwikkelingslanden (bijv. tot 95% van de geïnfecteerde mensen in Afrika en slechts tot 50% in de ontwikkelde landen). Onderdrukte immunologische reacties op mucosaal niveau die de intestinale niet-specifieke afweermechanismen in het maagdarmkanaal belemmeren, spelen een belangrijke rol in de pathogenese van AIDS.
Er zijn verschillende studies gedaan naar de prevalentie van intestinale parasieten bij met HIV en AIDS besmette mensen met wisselende resultaten en in het bijzonder naar de incidentie van Blastocystis bij deze studiepopulaties. In een studie in Brazilië bleek 40% van de patiënten in een HIV-positieve populatie geïnfecteerd te zijn met ten minste één enteropathogeen en bij sommigen waren er twee of meer aanwezig. In deze studie was echter slechts één patiënt besmet met Blastocystis, wat suggereert dat deze protozoön wellicht geen opportunistische parasiet is bij HIV-geïnfecteerde mensen. In een andere studie in Noord-India bleken slechts twee patiënten (7,7%) van de onderzochte populatie geïnfecteerd te zijn met Blastocystis, terwijl 19 van de 26 onderzochte mensen parasitaire infecties hadden. Hoewel dit geen hoge incidentie van de parasiet in de bevolking is, werd aangetoond dat er bij deze twee patiënten 10 of meer organismen per gezichtsveld werden gezien en de aanwezigheid van geen andere pathogenen suggereerde dat Blastocystis de oorzaak van de diarree bij deze patiënten was. Dit in vergelijking met studies die in Afrika zijn verricht en waaruit bleek dat Blastocystis-infectie een hoger percentage besmette HIV-positieve patiënten betrof dan een controlegroep. In een onderzoek in Senegal werd Blastocystis alleen aangetroffen bij HIV-geïnfecteerde patiënten, die op één na allemaal diarree hadden en waarbij geen andere ziekteverwekkers in de monsters werden aangetroffen. Deze studie suggereerde dat Blastocystis beschouwd moet worden als een opportunistische parasiet. In een ander Afrikaans onderzoek in een Ethiopisch academisch ziekenhuis werd een incidentie van 14,1% van Blastocystis-infectie bij HIV/AIDS-patiënten gevonden. Er waren geen statistisch significante verschillen in de prevalentie van parasieten tussen de gevallen en de controles, behalve die van Blastocystis die significant hoger was bij HIV/AIDS patiënten. Zij concludeerden dat Blastocystis een mogelijk pathogeen agens was bij immuungecompromitteerde patiënten. Een recenter onderzoek naar darmparasieten bij HIV/AIDS patiënten in Ethiopië toonde aan dat Blastocystis met 10,6% van de 248 patiënten de derde meest voorkomende parasiet was. Er werden geen Blastocystis infecties gezien in de HIV-negatieve groep. Diarree was een klinische bevinding bij 80,9% van de parasietpositieve patiënten. Een andere studie in Ethiopië toonde aan dat de aanwezigheid van intestinale parasietinfecties significant hoger was bij HIV-positieve mensen die geen antiretrovirale behandeling (ART) gebruikten dan bij degenen die wel ART gebruikten. Blastocystis was met 12,8% de tweede meest voorkomende parasiet die in de niet ART groep werd geïdentificeerd en er was een significant verband tussen Blastocystis infectie en symptomen van diarree. Een studie in Iran toonde aan dat het voorkomen van parasieten bij HIV-positieve patiënten niet zo hoog was als in Afrikaanse landen met een infectiepercentage van slechts 18,4%. Van de parasieten die in deze studie werden gezien, kwam Blastocystis met 4,4% echter op de tweede plaats, waarbij de meeste gevallen werden gezien bij diarree-positieve patiënten. In Indonesië werden in totaal 318 HIV-positieve patiënten onderzocht op parasieten en werd Blastocystis geïdentificeerd als de meest voorkomende parasiet die bij 73,6% van de patiënten voorkwam. Blastocystis bleek aanwezig te zijn in alle CD4+ groepen met zowel hoge als lage aantallen. Een studie in China identificeerde Blastocystis als de meest voorkomende enterische parasiet in zowel de HIV-positieve als de HIV-negatieve groep, maar er werd een hoger percentage waargenomen in de HIV-negatieve groep. In deze studie werd ook waargenomen dat co-infectie met Blastocystis en HIV leidde tot lagere CD4 niveaus en hogere IL-2 niveaus in vergelijking met de andere co-infecties met parasieten. Een recente studie naar de ST’s die gevonden zijn bij HIV/AIDS patiënten identificeerde 19,8% van de patiënten die positief waren voor Blastocystis, waarbij ST3 het meest voorkomende subtype was met 55% van de isolaten, gevolgd door ST4 met 25%, ST1 met 15% en ST2 met 5% . De meerderheid van de isolaten die behoren tot ST3 komt overeen met de resultaten van de meeste moleculair-epidemiologische studies die over de hele wereld zijn uitgevoerd.
De meeste van deze studies tonen aan dat Blastocystis in de HIV/AIDS populatie niet hoger is dan wat eerder werd gevonden in normale populaties, waarbij de Blastocystis incidentie varieert van 6-70% in ontwikkelingslanden. Er zijn ook enkele problemen met betrekking tot de nauwkeurigheid van deze resultaten, aangezien de meeste studies zich baseren op technieken zoals de minder gevoelige microscopie en kweek. Hoewel deze studies verschillende resultaten geven met betrekking tot Blastocystis infectie bij HIV/AIDS patiënten, moet deze parasiet nog steeds worden beschouwd als een oorzaak van diarree in deze gevallen en toont het belang aan van parasiet infectie bij immuungecompromitteerde patiënten.
Een studie naar kankerpatiënten en Blastocystis infectie toonde aan dat Blastocystis werd opgelopen na aanvang van de chemotherapie behandeling. Deze studie wijst op de mogelijkheid van opportunistische infecties van Blastocystis bij immuungecompromitteerde mensen. Uit een andere studie bleek dat 7,7% van de kankerpatiënten besmet was met Blastocystis, waarbij een iets hoger percentage werd aangetroffen in de groep vóór de behandeling (9,7%) in tegenstelling tot de groep na de behandeling (6,7%) . Een andere studie in Frankrijk vergeleek het vóórkomen van Blastocystis bij immuungecompromitteerde patiënten met hematologische maligniteiten (HM) met een niet-immuungecompromitteerde controlegroep. De studie toonde aan dat er geen groot verschil was tussen de twee groepen met prevalentiewaarden van 16% voor de HM-groep en 13% voor de controlegroep, maar er was wel een verschil in ST’s die binnen de groepen werden gevonden. ST4 was de meest voorkomende ST die in zowel de HM- als de controlegroep werd aangetroffen (respectievelijk 66,7% en 58,3%), gevolgd door ST3 (20%), ST6 (6,7%) en ST7 (6,7%) in de HM-groep. In de controlegroep was de op één na hoogste ST7 (16,7%) gevolgd door een gelijk aantal ST1, ST2 en ST3 (8,3%) . Deze studies laten zien hoe Blastocystis gemakkelijk een opportunistische infectie kan zijn.
Irritable bowel syndrome and the role of Blastocystis
Er zijn de laatste jaren verschillende hypothesen en toenemende studies geweest die de incidentie van Blastocystis infecties in verband brengen met de prevalentie van het irritable bowel syndrome (IBS) bij patiënten. Aangezien Blastocystis symptomen veroorzaakt die lijken op die welke worden toegeschreven aan IBS, zoals diarree, buikpijn en -krampen en misselijkheid, is het gemakkelijk te begrijpen waarom een verband zou kunnen worden gelegd tussen deze parasiet en IBS-patiënten. Het is ook mogelijk dat de verandering in het milieu in de darm, veroorzaakt door IBS, de omstandigheden bevordert waarin Blastocystis kan groeien. Er is geopperd dat een mogelijk mechanisme voor de IBS-achtige symptomen de laaggradige ontsteking zou kunnen zijn door de aanhoudende blootstelling aan antigenen bij een chronische Blastocystis-infectie. Er is ook gesuggereerd dat polymorfismen in genen die coderen voor ontstekingsbevorderende cytokines een rol zouden kunnen spelen in de pathofysiologie van IBS. Een recente studie heeft gesuggereerd dat er een rol is in de etiologie van IBS door de associatie tussen IL-8 en IL-10 genpolymorfismen bij IBS- Blastocystis-dragers . Eén studie heeft een mogelijk verband aangetoond tussen Blastocystis en IBS (met 95 IBS-patiënten en 55 controlegevallen) waarbij een infectiepercentage van 46% bij IBS-patiënten en slechts 7% in de controlegroep werd aangetoond . Er zijn verschillende andere studies geweest die het hoge aantal Blastocystis-positieve personen in de IBS-groep vergeleken met de controlegroep hebben aangetoond met percentages van 71%, 76% en 49% tegen minder dan 20% in de controlegroepen.
Een recente studie uitgevoerd in Mexico bij IBS-patiënten toonde een verband aan tussen Blastocystis en pathogeniteit waarbij 31% van de IBS-patiënten Blastocystis bleek te hebben. Deze studie toonde een hoog aantal ST1 en ST3 infecties aan binnen deze populatie, die ook veel voorkomen bij de meeste populaties die geen IBS hebben. Deze studie toont dus geen verband aan tussen subtype en IBS-infectie. Een andere studie over de ST’s geassocieerd met IBS toonde een veel hogere incidentie van ST1 in de IBS-groep vergeleken met de controlegroep, maar met een gelijk aantal ST3 in beide groepen. Een andere studie uit Egypte wijst op de prevalentie van ST1, ST3 en ST4 bij IBS-patiënten, waarbij ST1 alleen in de IBS-groep werd aangetroffen en niet in de controlegroep, en toonde ook aan dat ST1 statistisch relevanter was voor de pathogeniciteit dan de andere STs . In Colombia werd bij 100% van de IBS-patiënten met Blastocystis ST3 vastgesteld. De verschillen uit deze studies benadrukken dat er meer onderzoek gedaan moet worden naar IBS en Blastocystis STs die geassocieerd zijn met ziekte, maar suggereren wel dat er een rol kan zijn van Blastocystis in IBS.
Behandeling
Door de controverse rond de mogelijke pathogeniciteit van Blastocystis en de self-limiting aard van de symptomen, is de behandeling van deze ziekte twijfelachtig. Metronidazol is het meest voorgeschreven antibioticum voor infecties . Er zijn verschillende behandelingen met metronidazol voorgeschreven variërend van 250-750 mg driemaal daags gedurende 10 dagen of gebruikt in combinatie met andere geneesmiddelen waaronder paromomycine of trimethroprim- sulfamethoxazol (TMP-SMX) . Er zijn meldingen van resistentie tegen metronidazol en de cystevorm blijkt resistentie te vertonen tot 5 mg/ml . Nitazoxanide, een 5-nitrothiazol-antiparasiticum met een breed spectrum, is ook effectief gebleken bij de behandeling. Andere studies hebben de werkzaamheid aangetoond van emetine, furazolidon, TMP-SMX, iodochloorhydroxyquin en pentamidine . Een studie toonde ook de potentiële voordelen van Saccharomyces boulardii behandeling op Blastocystis geïnfecteerde kinderen in Turkije . Een casestudy in Australië bij 18 patiënten toonde aan dat er geen klaring van Blastocystis en symptomen optrad na behandeling met metronidazol, iodoquinol of een drievoudige combinatietherapie bestaande uit nitazoxanide, furazolidon en secnidazol, waaruit blijkt dat verscheidene veelgebruikte antimicrobiële stoffen niet werkzaam zijn bij de behandeling van Blastocystis. Tabel 2 geeft een overzicht van de werkzaamheid van antibiotica uit eerdere studies. Uit deze tabel blijkt de grote variatie en de tegenstrijdige resultaten van de verschillende studies, waarbij dezelfde antibioticadosis in verschillende studies een verschillende werkzaamheid heeft.
Er is ook voorgesteld dat de verschillende ST’s van Blastocystis een verschillende gevoeligheid voor antimicrobiële geneesmiddelen hebben. Er zijn vier in vitro studies gedaan naar de gevoeligheidspatronen van Blastocystis. Hoewel deze studies een klein aantal studie-isolaten hadden, bleek dat verschillende ST’s verschillende gevoeligheidspatronen vertonen en dat metronidazol niet de meest effectieve behandeling is voor Blastocystis-infectie.
Door de onzekerheid of deze parasiet een ziekteverwekker is of niet, is het voor artsen moeilijk om te beslissen of ze de infectie moeten behandelen. Er zijn verschillende online bronnen, waaronder de Blastocystis Research Foundation (http://www.bhomcenter.org) die nuttig is voor zowel artsen als patiënten met informatie over symptomen en behandelingen en ook enkele van de implicaties van infectie met betrekking tot overdracht binnen gezinnen en huishoudens.
Behandeling moet worden overwogen als er sprake is van chronische symptomen van diarree en buikpijn in afwezigheid van andere ziekteverwekkers die uit het ontlastingmonster zijn geïdentificeerd. Metronidazol moet niet noodzakelijk als eerstelijnsbehandeling worden beschouwd gezien het grote aantal gevallen waarin behandeling faalt en andere antimicrobiële middelen zoals trimethroprim- sulfamethoxazol. Er kan een correlatie bestaan tussen ST en gevoeligheid voor geneesmiddelen, die nog in studies moet worden onderzocht.