Cryptosporidium

Istoria Naturală și dezvoltarea reglării apei potabile

Cryptosporidium a fost inițial descris și numit de E. E. Tyzzer, care, în 1907, a publicat etapele asexuale, sexuale și oociste ale unui parazit pe care l-a găsit frecvent în glandele gastrice și fecalele șoarecilor de laborator (Tyzzer, 1907). El a propus izolatul gastric murin Cryptosporidium muris ca tulpină de tip (Tyzzer, 1910) și în 1912 a publicat o descriere a unei specii noi, mai mici, găsite în intestinul subțire al șoarecilor și iepurilor de laborator, pe care l-a numit C. parvum (Tyzzer, 1912). Observațiile remarcabile ale lui Tyzzer asupra stadiilor endogene, inclusiv propunerea de autoinfecție în cadrul gazdei, au stabilit în mare măsură ciclul de viață al parazitului. Acest lucru a fost confirmat prin microscopie electronică cu observarea suplimentară a etapelor de dezvoltare extracelulară, merozoite și microgamete (Current și Reese, 1986). În 1929 a descris, de asemenea, etapele endogene ale Criptosporidiului în epiteliul cecal de pui (Tyzzer, 1929). Deși identitatea exactă a izolatelor la șoarecii lui Tyzzer nu este cunoscută, iar specia intestinală găsită cel mai frecvent infectând șoarecii sălbatici a fost numită acum C. tyzzeri în onoarea sa, este distinctă genetic de C. parvum, care este numele aplicat acum speciilor zoonotice care infectează cel mai frecvent rumegătoarele tinere (Ren, 2012) (tabelul 16.1).

în 1955, o nouă specie, Cryptosporidium meleagridis, a fost raportată provocând boală și deces la curcanii tineri (Slavin, 1955). În 1971 a fost publicat un raport în care Cryptosporidium a fost asociat cu diareea bovină (Panciera și colab., 1971); în timp ce această investigație veterinară a stimulat parazitul, criptosporidioza umană nu a fost identificată decât în 1976, când au fost publicate două rapoarte, ambele descriind pacienții care locuiau în fermele de bovine. Una a fost o fetiță de 3 ani, altfel sănătoasă, cu simptome de vărsături, diaree apoasă și dureri abdominale (Nime și colab., 1976). Diagnosticul a fost făcut prin examinarea histologică a biopsiei rectale, iar pacientul și-a revenit după 2 săptămâni de boală. În schimb, celălalt raport a descris un pacient imunosupresat sever deshidratat cu diaree apoasă cronică (Meisel și colab., 1976). Diagnosticul a fost prin examinarea histologică a biopsiei jejunale. Pacientul și-a revenit din simptomele criptosporidiozei după întreruperea tratamentului imunosupresor și restabilirea ulterioară a funcției celulelor T.

abia în anii 1980 a început să fie recunoscut rolul Cryptosporidium în boala umană și impactul său asupra sănătății umane. Contribuind la apariția Cryptosporidium și recunoașterea sa ca agent patogen uman a fost epidemia de SIDA și creșterea consecventă a numărului de persoane imunocompromise susceptibile la criptosporidioză severă și uneori fatală. Autoinfecția (reciclarea oochisturilor în cadrul aceleiași gazde) permite boala persistentă la gazdele imunocompromise, crescând vulnerabilitatea lor la infecție. În plus, au apărut o serie de focare pe apă, afectând oameni normali imunologic de toate vârstele, atât în comunitățile rurale, cât și în cele urbane. Acestea au subliniat că există un risc de criptosporidioză în apa potabilă care respectă standardele OMS de calitate a apei potabile (bazate pe E. coli). Metodele de laborator îmbunătățite dezvoltate de lucrătorii veterinari pentru detectarea oochisturilor în materiile fecale animale au fost adoptate în laboratoarele de diagnostic clinic și au condus la o constatare și recunoaștere sporită a parazitului la om. Studii epidemiologice importante de la începutul anilor 1980 au arătat că criptosporidioza a apărut și la subiecți altfel sănătoși, în special la copii (Casemore și colab., 1985). A existat în mod clar o inconsecvență în percepția acestui parazit de importanță veterinară ca infecție oportunistă la pacienții cu SIDA în primul rând urbani, bărbați (Casemore și Jackson, 1984). Raportarea pe scară largă a rezultatelor microbiologice la schemele de supraveghere a bolilor a contribuit la recunoașterea Criptosporidiului ca cauză a gastroenteritei acute, autolimitante în populația generală (Palmer și colab., 1990). Un focar mare în 1993 în Milwaukee, SUA, care afectează aproximativ 403 000 de persoane, a ridicat profilul criptosporidiozei pe bază de apă și a contribuit la reorientarea cerințelor de reglementare din cadrul normelor de tratare a apei de suprafață către Cryptosporidium și la cercetări pentru a înțelege sursele, căile de transmitere, detectarea și prevenirea răspândirii parazitului.

multe specii de Cryptosporidium au fost confirmate acum prin analize genetice și unele infectează o gamă largă de gazde, în timp ce altele demonstrează o anumită adaptare a gazdei (tabelul 16.1). Toate pot fi găsite în apele sursă. Majoritatea bolilor umane sunt cauzate de Cryptosporidium hominis (syn. C. parvum genotip 1) sau Cryptosporidium parvum (syn. C. parvum genotip 2) (Fayer și colab., 2000, Morgan-Ryan și colab., 2002; Xiao și Feng, 2008); alte specii de Cryptosporidium sunt asociate ocazional cu boli umane și unele deloc (tabelul 16.1). Există dovezi bune că C. meleagridis și C. cuniculus sunt agenți patogeni umani și există unele dovezi ale bolii cauzate de C. felis și C. canis în setări specifice (tabelul 16.1). C. hominis este specia antroponotică care este în mare parte limitată la oameni, iar C. parvum este specia zoonotică care provoacă atât boli umane, cât și animale, în special la rumegătoarele tinere (Fayer și colab., 2000; Morgan-Ryan și colab., 2002). Astfel, detectarea C. hominis indică o sursă umană de infecție sau contaminare și C. parvum fie a unui animal, fie a unei surse umane. Segregarea gazdei în cadrul C. parvum a fost identificată, deoarece cel puțin un genotip în special, identificat prin secvențierea genei gp60, pare să circule la om fără implicarea animalelor (Xiao și colab., 2010; Widmer și Sullivan, 2012). Cu toate acestea, sunt necesare mai multe cercetări privind relația dintre genotip și fenotip. Secvențierea genomurilor C. parvum și C. hominis a furnizat date pentru progrese majore în înțelegerea biologiei moleculare a Cryptosporidium spp., și confirmă relația lor genetică strânsă, cu 96-97% identitate și conținut de secvență (4000 de gene între 8 cromozomi) în intervalul 9,1–9,2 Mb (Abrahamsen și colab., 2004; Xu și colab., 2004). Cu toate acestea, doar un izolat din fiecare are o secvență publicată până acum. Secvențele genomului Cryptosporidium sunt accesibile de la http://CryptoDB.org unde poate fi găsită și o secvență de schele C. muris.

în Australia, în urma crizei apei din Sydney, în timpul căreia au fost detectate un număr crescut de oochiste în alimentarea cu apă, dar nu a fost detectată nicio creștere a numărului de cazuri de criptosporidioză în comunitate, a fost elaborat un cadru bazat pe risc, evaluând sistemele existente de la captare la robinet (Fairley și colab., 1999). Derivată din procesul punctului critic de Control al analizei pericolelor utilizat pentru prima dată în industria alimentară, această abordare a fost adoptată acum în planurile de siguranță a apei ale OMS (OMS, 2005). Astfel, este necesar un inventar sistematic al tuturor pericolelor (inclusiv Cryptosporidium), o evaluare a semnificației acestor pericole și a eficacității măsurilor de control luate, care acoperă captarea apei sursă, tratarea și distribuția aprovizionării cu apă. Cunoștințele de captare sunt utilizate pentru a completa datele microbiologice și monitorizarea performanței, astfel încât evaluarea riscurilor este susținută de testare și aplicare (Medema și colab., 2009). Cu toate acestea, legislații detaliate și specifice pentru a face față Cryptosporidium în apa potabilă au fost adoptate în unele țări, așa cum ilustrează cele două abordări diferite din SUA și Marea Britanie prezentate mai jos.Legea SUA privind apa potabilă sigură este legislația umbrelă care acoperă monitorizarea aprovizionării cu apă pentru toți contaminanții din apa potabilă. Din 2002, sistemele care utilizează apă de suprafață sau apă subterană sub influența directă a apei de suprafață au necesitat dezinfectarea sau filtrarea pentru a îndeplini criteriul îndepărtării/inactivării de 99% în conformitate cu reglementările naționale privind apa potabilă primară regula de tratare a apei de suprafață îmbunătățită pe termen lung. Din 2006, Regula 2 de tratare a apelor de suprafață pe termen lung a utilizat o abordare a tehnicii de tratare care atribuie credite jurnal proceselor pe baza eficacității lor la îndepărtarea sau inactivarea Criptosporidiului (tabelul 16.2). Aceste procese cuprind gestionarea bazinului hidrografic,surse alternative/ admisie, filtrare bancară, pre-sedimentare, înmuiere a varului, performanță combinată și individuală a filtrului, filtre cu sac și cartuș, Opțiuni de filtrare și dezinfectare în a doua etapă. Acest lucru este susținut de monitorizarea apelor sursă pentru a determina nivelul de tratament necesar pentru reducerea Cryptosporidium prin îndepărtare sau dezinfectare. Numărul mediu de oociști, pe parcursul unui program lunar de eșantionare de 2 ani, clasifică (bin) consumabilele într-una din cele patru categorii și determină amploarea tratamentului necesar, dacă este cazul, peste tratamentul convențional complet (EPA, 2010). Îndepărtarea adecvată se face prin filtrare asigurată de medii granulare, filtre de cartuș sau membrane; iar dezinfectanții aprobați eficienți împotriva Criptosporidiului sunt dioxidul de clor, lumina UV și ozonul.

incidentele și focarele de apă potabilă din alte părți au condus, de asemenea, la cerințe de reglementare, dar în direcții diferite. În Regatul Unit, de exemplu, între 2000 și 2007, aceasta a fost direcționată către monitorizarea continuă a apei tratate din surse și lucrări considerate a fi expuse riscului de contaminare, dar standardul de tratare a unei medii de mai puțin de 1 oochist în 10 L de apă tratată furnizată, măsurat prin prelevarea continuă de probe de cel puțin 40 L de apă pe oră, încorporat în reglementările privind alimentarea cu apă (calitatea apei) din 2000 a fost revocat în prezent. În timp ce costul monitorizării continue a fost pus la îndoială (Fairley și colab., 1999), există unele dovezi că legislația, combinată cu investițiile din industrie, a contribuit la îmbunătățirea standardelor de calitate a apei în general (Lloyd și Drury, 2002) și la reducerea sarcinii și a focarelor de boală Cryptosporidium (Lake și colab., 2007b). Datele de monitorizare contribuie, de asemenea, la imaginea istorică pentru că alimentarea cu apă și tendințele numărului de oociști sunt probabil mai importante decât numerele individuale. Cu toate acestea, în urma focarelor în care probele de monitorizare continuă nu au depășit niciodată standardul de tratare, legislația a fost înlocuită cu Regulamentul privind alimentarea cu apă (calitatea apei) 2000 (amendament) 2007, care nu numai că a revocat standardul, dar a permis și aplicarea dezinfectării, cum ar fi UV pentru controlul Criptosporidiului.

planificarea siguranței apei este acum încorporată în modificările ulterioare ale regulamentelor din 2010 în Anglia și țara Galilor în Marea Britanie ca evaluări cuprinzătoare ale riscurilor, susținute de testare și aplicare.