Cryptosporidium

Natural History and Development of Drinking Water Regulation

Cryptosporidium werd oorspronkelijk beschreven en benoemd door E. E. Tyzzer, die in 1907 de aseksuele, seksuele en oocyste stadia publiceerde van een parasiet die hij vaak vond in de maagklieren en feces van laboratoriummuizen (Tyzzer, 1907). Hij stelde het muriene maag-isolaat Cryptosporidium muris voor als de typestam (Tyzzer, 1910) en publiceerde in 1912 een beschrijving van een nieuwe, kleinere soort gevonden in de dunne darm van laboratoriummuizen en konijnen, die hij C. parvum noemde (Tyzzer, 1912). Tyzzers opmerkelijke waarnemingen van de endogene stadia, waaronder het voorstel van autoinfectie binnen de gastheer, bepaalden grotendeels de levenscyclus van de parasiet. Dit werd bevestigd door elektronenmicroscopie met extra observatie van de extracellulaire ontwikkelingsstadia, merozoieten en microgameten (Current en Reese, 1986). In 1929 beschreef hij ook endogene stadia van Cryptosporidium in kippencafé epitheel (Tyzzer, 1929). Hoewel de exacte identiteit van de isolaten in de muizen van Tyzzer niet bekend is en de darmsoorten die het meest voorkomen bij wilde muizen nu naar hem vernoemd zijn, is het genetisch verschillend van C. parvum, de naam die nu wordt gebruikt voor de zoönotische soorten die het vaakst jonge herkauwers infecteren (Ren, 2012) (tabel 16.1).in 1955 werd een nieuwe soort, Cryptosporidium meleagridis, gemeld die ziekte en dood veroorzaakte bij jonge kalkoenen (Slavin, 1955). In 1971 werd een rapport gepubliceerd waarin Cryptosporidium geassocieerd werd met runderdiarree (Panciera et al., 1971); terwijl dit veterinair onderzoek naar de parasiet stimuleerde, werd menselijke cryptosporidiose pas geïdentificeerd in 1976 toen twee rapporten werden gepubliceerd, die beide patiënten beschrijven die op veehouderijen leefden. Eén was een verder gezond 3-jarig meisje met symptomen van braken, waterige diarree en buikpijn (Nime et al., 1976). De diagnose werd gesteld door histologisch onderzoek van rectale biopsie en de patiënt herstelde na 2 weken ziekte. In het andere rapport daarentegen werd een ernstig gedehydrateerde immunosuppressieve patiënt met chronische waterige diarree beschreven (Meisel et al., 1976). De diagnose werd gesteld door histologisch onderzoek van jejunale biopsie. De patiënt herstelde van de symptomen van cryptosporidiose na het staken van de immunosuppressieve behandeling en vervolgens herstel van de T-celfunctie.het was pas in de jaren tachtig dat de rol van Cryptosporidium in de menselijke ziekte en de impact ervan op de menselijke gezondheid echt begon te worden erkend. Bijdragen aan de opkomst van Cryptosporidium en zijn erkenning als een menselijke pathogeen was de AIDS-epidemie en de daaruit voortvloeiende toename van het aantal immuungecompromitteerde individuen gevoelig voor ernstige en soms fatale cryptosporidiose. Auto-infectie (recycling van oöcysten binnen dezelfde gastheer) maakt persisterende ziekte in immunogecompromitteerde gastheren verhogen hun kwetsbaarheid voor infectie. Daarnaast deden zich een aantal watergedragen uitbraken voor, die immunologisch-normale mensen van alle leeftijden in zowel landelijke als stedelijke gemeenschappen beà nvloeden. Hieruit bleek dat er een risico was op cryptosporidiose in drinkwater dat voldeed aan de WHO-kwaliteitsnormen voor drinkwater (gebaseerd op E. coli). In klinische diagnostische laboratoria werden verbeterde laboratoriummethoden toegepast die door dierenartsen werden ontwikkeld voor de detectie van oöcysten in dierlijke feces en die leidden tot een verhoogde bepaling en herkenning van de parasiet bij de mens. Belangrijke epidemiologische studies tijdens de vroege jaren 1980 toonde aan dat cryptosporidiose ook voorkwam bij gezonde proefpersonen, in het bijzonder kinderen (Casemore et al., 1985). Er was duidelijk een inconsistentie in de perceptie van deze parasiet van veterinair belang als een opportunistische infectie bij voornamelijk stedelijke, mannelijke AIDS-patiënten (Casemore en Jackson, 1984). Wijdverbreide rapportage van microbiologische resultaten aan ziektebewakingsschema ‘ s droeg bij tot de erkenning van Cryptosporidium als een oorzaak van acute, zelfbeperkende gastro-enteritis bij de algemene bevolking (Palmer et al., 1990). Een grote uitbraak in 1993 in Milwaukee, VS, die naar schatting 403 000 individuen trof, verhoogde het profiel van watergedragen cryptosporidiose en droeg bij tot de heroriëntering van de wettelijke vereisten onder de oppervlaktewaterzuiveringsregels naar Cryptosporidium, en onderzoek naar de bronnen, routes van transmissie, detectie en preventie van verspreiding van de parasiet.

veel Cryptosporidium-soorten zijn nu bevestigd door genetische analyses en sommige infecteren een breed scala aan gastheren, terwijl andere een zekere aanpassing van de gastheer vertonen (tabel 16.1). Alle kunnen worden gevonden in bronwateren. De meerderheid van de menselijke ziekte wordt veroorzaakt door Cryptosporidium hominis (syn. C. parvum genotype 1) of Cryptosporidium parvum (syn. C. parvum genotype 2) (Fayer et al., 2000, Morgan-Ryan et al., 2002; Xiao and Feng, 2008); andere Cryptosporidium soorten worden af en toe geassocieerd met menselijke ziekte en sommige helemaal niet (tabel 16.1). Er zijn goede aanwijzingen dat C. meleagridis en C. cuniculus humane pathogenen zijn, en er zijn aanwijzingen voor ziekte veroorzaakt door C. felis en C. canis in specifieke omstandigheden (tabel 16.1). C. hominis is de antroponotische soort die grotendeels beperkt is tot de mens, en C. parvum is de zoönotische soort die zowel menselijke als dierlijke ziekte veroorzaakt, vooral bij jonge herkauwers (Fayer et al., 2000; Morgan-Ryan et al., 2002). De detectie van C. hominis wijst dus op een menselijke bron van infectie of besmetting en C. parvum van een dierlijke of een menselijke bron. Gastheer segregatie binnen C. parvum is geïdentificeerd, als ten minste één genotype in het bijzonder, geïdentificeerd door sequencing het GP60 gen, lijkt te circuleren in de mens zonder dierlijke betrokkenheid (Xiao et al., 2010; Widmer and Sullivan, 2012). Er is echter meer onderzoek nodig naar de relatie tussen genotype en fenotype. De sequencing van C. parvum en C. hominis genomen heeft gegevens opgeleverd voor belangrijke vooruitgang in ons begrip van de moleculaire biologie van Cryptosporidium spp., en bevestigt hun nauwe genetische relatie, met 96-97% sequentieidentiteit en inhoud (≈4000 genen onder 8 chromosomen) binnen 9,1–9,2 Mb (Abrahamsen et al., 2004; Xu et al., 2004). Echter, slechts één isolaat van elk heeft een sequentie gepubliceerd tot nu toe. Cryptosporidium genoomsequenties zijn toegankelijk vanaf http://CryptoDB.org waar ook een C. muris scaffold sequentie kan worden gevonden.in Australië werd na de watercrisis in Sydney, waarbij een toename van het aantal oöcysten in de watervoorziening werd vastgesteld, maar geen toename van het aantal gevallen van cryptosporidiose in de Gemeenschap werd vastgesteld, een op risico ‘ s gebaseerd kader ontwikkeld dat de bestaande systemen van stroomgebied tot tap evalueerde (Fairley et al., 1999). Afgeleid van het Hazard Analysis Critical Control Point proces dat Voor het eerst werd gebruikt in de voedingsindustrie, is deze aanpak nu overgenomen in de Waterveiligheidsplannen van de WHO (WHO, 2005). Daarom is een systematische inventarisatie van alle gevaren (met inbegrip van Cryptosporidium), een evaluatie van de Betekenis van deze gevaren en van de doeltreffendheid van de genomen controlemaatregelen vereist, die betrekking hebben op het stroomgebied van de bron, de behandeling en de distributie van de watervoorziening. Kennis van het stroomgebied wordt gebruikt om microbiologische gegevens en prestatiebewaking aan te vullen, zodat de risicobeoordeling wordt ondersteund door testen en handhaving (Medema et al., 2009). In sommige landen zijn echter gedetailleerde en specifieke wetgeving aangenomen om Cryptosporidium in drinkwater aan te pakken, zoals blijkt uit de twee verschillende benaderingen van de VS en het Verenigd Koninkrijk die hieronder worden beschreven.

het Drinken van water incidenten en uitbraken elders reed ook wettelijke eisen, maar in verschillende richtingen. In het Verenigd Koninkrijk bijvoorbeeld was dit tussen 2000 en 2007 gericht op continue monitoring van gezuiverd water uit bronnen en werken die geacht werden verontreinigingsrisico ’s te lopen, maar de’ zuiveringsnorm ‘ van gemiddeld minder dan 1 oöcyst op 10 L gezuiverd water, gemeten door continue bemonstering van ten minste 40 L water per uur, opgenomen in de Water Supply (Water Quality) Regulations 2000, is nu ingetrokken. Terwijl de kosten van continue monitoring werd ondervraagd (Fairley et al., 1999), zijn er aanwijzingen dat de wetgeving, in combinatie met investeringen van de industrie, heeft bijgedragen tot verbeteringen van de waterkwaliteitsnormen in het algemeen (Lloyd en Drury, 2002) en tot vermindering van de ziektelast en uitbraken van Cryptosporidium (Lake et al., 2007b). De monitoringgegevens dragen ook bij aan het historische beeld dat de watervoorziening en de trends in het aantal oocysten waarschijnlijk belangrijker zijn dan individuele aantallen. Echter, na uitbraken waar de continue monitoring monsters nooit de zuiveringsnorm overschreden, werd de wetgeving vervangen door de water Supply (Water Quality) Regulations 2000 (Amendment) Regulations 2007, die niet alleen de norm herriep, maar ook toepassing van desinfectie zoals UV voor de bestrijding van Cryptosporidium toestond.

waterveiligheidsplanning is nu opgenomen in verdere wijzigingen van de regelgeving in 2010 in Engeland en Wales in het Verenigd Koninkrijk als uitgebreide risicobeoordelingen, ondersteund door testen en handhaving.