Связь клинического течения тропической малярии с особенностями строения генома Plasmodium falciparum

Цель исследования. Изучение генотипических особенностей Plasmodium falciparum, вызывающих тропическую малярию, осложненную гемолитической анемией.
Материалы и методы. Материалом для клинических наблюдений послужили 2 случая тропической малярии, выявленных в стационарах Санкт-Петербурга в 2018 г. В одном случае заболевание протекало тяжело и сопровождалось развитием тяжелой анемии, другой случай протекал без осложнений. Для исследования использовали технологию полимеразной цепной реакции (ПЦР). Применяли праймеры к маркерным нуклеотидным последовательностям главного фактора вирулентности P. falciparum (Plasmodium falciparum erythrocyte membrane protein 1 – PFEMP1), кодирующим структуру доменов DBL1α, DBLß, CIDR1α.
Результаты. Показано, что в случае тяжелой тропической малярии, сопровождавшейся развитием гемолитической анемии, в крови пациента выявляются генетические маркеры PFEMP1, соответствующие доменам DBL1α и DBLß. В случае неосложненного течения тропической малярии эти генетические маркеры отсутствовали. Высказано предположение о возможной связи между особенностями генома P. falciparum и клиническим течением тропической малярии. Специфические нуклеотидные последовательности генома P. falciparum, кодирующие домены DBL1α и DBLß в составе PFEMP1, являются ранними предикторами тяжелого течения заболевания.
Заключение. Выявление в крови больных соответствующих генетических маркеров может использоваться в клинической практике для прогноза развития тропической малярии.

Малярия – одно из наиболее широко распространенных и опасных инфекционных заболеваний [1–3]. По данным ВОЗ, ежегодно малярией болеют более 660 000 человек, около 330 000 из них погибают [4]. В Российской Федерации среди лиц, возвращающихся из эндемичных по малярии регионов, регулярно регистрируются случаи тропической малярии, вызываемой P. falciparum [1, 5–7]. При отсутствии своевременного адекватного лечения это заболевание может быстро прогрессировать и приводить к гибели пациентов [6, 8]. Одним из наиболее частых признаков злокачественного течения тропической малярии служит гемолитическая анемия, сопровождающаяся уменьшением количества эритроцитов и снижением уровня гемоглобина [8, 9]. Клетки крови разрушаются вследствие внедрения в них малярийных плазмодиев в процессе эритроцитарного цикла развития паразитов. Однако выраженность признаков анемии не всегда напрямую зависит от уровня паразитемии [9]. Даже при высокой концентрации паразитов в крови количество эритроцитов и уровень гемоглобина могут сохраняться в пределах физиологической нормы. Вместе с тем в отдельных случаях признаки тяжелой анемии регистрируются на фоне умеренной степени паразитемии, а уровень гемоглобина может снижаться даже после элиминации плазмодиев из крови [10]. Помимо непосредственного инфицирования эритроцитов малярийными плазмодиями наиболее вероятными причинами гемолитической анемии принято считать токсическое действие противомалярийных препаратов, а также аутоиммунные процессы [9]. Однако конкретные механизмы этого патологического процесса до конца не изучены.

В литературе высказываются предположения о том, что способность вызывать массовое разрушение неинфицированных эритроцитов является генетически детерминированным свойством отдельных штаммов P. falciparum [11–13]. Так, в последнее время появились сведения о наличии у P. falciparum генов, кодирующих специальные DBL-домены (Duffy-binding-like domains) [7, 14]. Эти структуры отличаются высокой полиморфностью и входят в состав наиболее вариабельной части главного фактора вирулентности P. falciparum (PFEMP1). Установлено, что домены типа DBL1α и DBLß обладают высокой тропностью к рецептору комплемента 1 (complement receptor 1 – CR1), известному как рецептор C3b/C4b или CD35 (кластер дифференциации 35) [7, 13]. В результате взаимодействия CR1 со структурами PFEMP1 активируется система комплемента, что может инициировать развитие аутоиммунного процесса и, как следствие, вызвать массовую гибель неинфицированных клеток крови. В настоящее время структура генома P. falciparum полностью расшифрована. В частности выявлены нуклеотидные последовательности генов групп upsB и upsC, которые кодируют полипептиды доменов DBL1α и DBLß, а также других функциональных участков PFEMP1 (DBLγ, DBLδ, DBLε, DBLζ, CIDRα, CIDRβ, CIDRγ и др.) [15–17]. Подобраны праймеры для идентификации соответствующих маркерных участков генома паразитов [13].

Предположения о возможной генетической детерминированности клинических проявлений малярийной инфекции основываются на результатах обширных экспериментальных исследований, проведенных с использованием биологических моделей [7, 11]. Клинических наблюдений, подтверждающих связь между развитием тяжелой анемии и особенностями строения генома P. falciparum, пока недостаточно. В Российской Федерации подобные исследования еще не проводились. В связи с этим приобретает актуальность изучение молекулярно-генетических особенностей штаммов P. falciparum, вызывающих случаи тропической малярии с разными формами клинического течения заболевания.

Цель работы – изучение генотипических особенностей Plasmodium falciparum при тяжелой форме тропической малярии, осложненной гемолитической анемией.

Материалы и методы

Материалом для исследования послужили 2 случая тропической малярии, выявленных в стационарах Санкт-Петербурга в 2018 г. В одном случае заболевание протекало тяжело и сопровождалось развитием тяжелой анемии, в другом случае оно протекало без осложнений.

Клиническое наблюдение 1.

Больной В., 29 лет, житель Санкт-Петербурга. 5.10.2018 возвратился из поездки в Буркина-Фасо (Западная Африка). В период пребывания в Африке профилактического противомалярийного лечения не получал. Считает себя больным с 11.10.2018, когда отметил повышение температуры тела до 39,9 °С. Получал амбулаторное лечение по поводу острого респираторного заболевания. На фоне приема жаропонижающих препаратов отмечал ухудшение состояния, наблюдались ...

Соловьев А.И., Усков А.Н., Гудков Р.В., Дементьева Н.В., Капацина В.А., Комаров А.Г., Крутикова А.А., Коваленко А.Н., Ласкин А.В., Ракин А.И.