Plasmodium Falciparum의 신속하고 자발적인 산후 청소는 태반의 퇴학과 관련이 있습니다
Jul 10, 2023
Plasmodium falciparum malaria에 대한 보호 면역이 있는 임산부의 기생충혈증은 종종 VAR2CSA 양성 감염된 적혈구(IE)에 의해 지배됩니다. VAR2CSA는 태반에서 IE의 격리를 중재합니다. 우리는 이러한 여성에서 이전에 관찰된 산후 기생충 제거가 VAR2CSA 양성 IE의 격리 초점을 제거하는 태반의 배출과 관련이 있다는 가설을 세웠습니다. 우리는 17명의 가나 여성에서 분만 전후에 기생충혈증과 유전자 전사를 평가했습니다. 산후 기생충혈증의 급격한 감소는 VAR2CSA를 암호화하는 유전자의 선택적 전사 감소를 동반했습니다. 우리의 발견은 이전 관찰에 대한 기계론적 설명을 제공합니다.
키워드.
획득 면역; VAR2CSA; pfEMP1; 태반 말라리아; 플라스모듐 팔시파룸(Plasmodium falciparum); 임신; var 유전자; 변종 특이 면역.
Plasmodium falciparum 기생충이 안정적으로 전염되는 지역의 주민들은 어린 시절에 말라리아에 대한 상당한 보호 면역을 얻습니다. P. falciparum 적혈구 막 단백질 1(PfEMP1)은 게놈당 약 60개의 var 유전자에 의해 암호화되고 혈관 수용체를 숙주로 하는 성숙한 감염된 적혈구(IE)의 격리를 매개하는 기생충 항원 계열이며, 참조[2]에서 검토됩니다. 후천적 보호 면역에서 PfEMP1의 중요성에도 불구하고 그러한 지역의 여성은 그럼에도 불구하고 임신 중에 말라리아에 매우 취약합니다. 이것은 VAR2CSA 유형 PfEMP1을 발현하는 기생충 감염과 관련이 있으며, 이는 융모간 공간에 IE가 축적되어 태반 말라리아를 유발합니다[2, 3].
VAR2CSA는 일반적으로 태반으로 제한되는 숙주 수용체인 저 황산화 콘드로이틴 설페이트(CSA)에 대한 IE의 부착을 매개합니다[4]. IE의 수용체 특이적 격리는 성숙한 IE의 비장 파괴를 방지하기 때문에 중요한 기생충 생존 전략입니다[2]. 따라서 VAR2CSA 양성 IE는 비임신 숙주에서 생존에 큰 불리한 점이 있으며 VAR2CSA 특이 면역글로불린 G(IgG)는 첫 임신 전에 획득되지 않습니다[2, 3]. 이것은 가임기 연령에 도달하기 훨씬 전에 상당한 보호 면역이 획득되는 안정적인 기생충 전파가 있는 지역에서도 P. falciparum 말라리아에 대한 임산부(및 특히 primigravidae)의 높은 감수성을 설명합니다[3]. 임신한 여성의 P. falciparum 감염은 실제로 종종 VAR2CSA를 발현하는 기생충에 의해 우세하지만[5], 다른 PfEMP1 유형을 발현하는(아마도 태반 외부에서 격리하는) 기생충도 일반적으로 발견됩니다[6]. 이를 바탕으로 우리는 임신한 여성에게 나타나는 근본적으로 다른 2가지 유형의 말라리아를 정의할 수 있다고 제안합니다. 하나는 태반 말라리아로, VAR2CSA를 발현하는 기생충에 의해 발생하며 실질적인 VAR2CSA 특정 보호 면역이 없는 낮은 출산율의 여성에서 주로 발생합니다. 다른 유형은 다른 PfEMP1 유형을 발현하고 IE가 비태반 조직에서 격리하는 기생충에 의해 발생하는 말라리아입니다. 후자의 유형은 임산부에게만 국한되지 않으며 모든 산모에서 발생할 수 있습니다. 일반적으로 변형(주로 PfEMP1) 특정 면역의 차이를 반영합니다[7].
이러한 점을 염두에 두고, 우리는 출산 후 며칠 이내에 아프리카의 임산부에서 P. falciparum parasitemia의 자발적인 해결에 대한 초기 보고가 [8, 9] VAR2CSA 양성 IE의 격리 초점이 갑자기 사라진 것을 반영한다는 가설을 세웠습니다. 태반은 출산 중에 배출됩니다.
행동 양식
연구 장소 및 참가자
이 연구는 가나 중부 지역의 5개 의료 시설(Abura Dunkwa, Biriwa, Mankessim, Moree 및 Saltpond)에서 수행되었습니다. 연구 지역에서 P. falciparum의 전파는 안정적이지만 상당한 계절적 변화가 있습니다.
2020년 11월에서 2021년 2월 사이에 연구 목적에 대한 구두 및 서면 정보를 받은 후 연구 참여에 서면으로 동의한 단기 임산부를 모집했습니다. 모든 형태의 임신 합병증이 있는 여성은 참여에서 제외되었습니다. 대부분의 여성이 가나의 현재 산전 관리 정책의 일환으로 간헐적 예방 치료를 받았지만(보충 표 1), 연구 기간 동안(즉, 분만 직전부터 출산 직전까지) 어떤 형태의 말라리아 예방 치료도 받지 않았습니다. 며칠 후 그들의 참여). 이 연구는 Noguchi Memorial Institute for Medical Research(NMIMR-IRB CPN 005/20-21)의 기관 검토 위원회와 Ghana Health Service 연구 윤리 위원회(GHS-ERC 005/08/20)의 승인을 받았습니다.
P. falciparum 감염의 검출 및 정량화
P. falciparum 기생충에 의한 감염은 수집된 말초 혈액 샘플을 사용하여 Giemsa-stained blood smears의 현미경 검사 및 본질적으로 이전에 기술된 [10, 11]과 같은 정량적 폴리머라제 연쇄 반응(qPCR)에 의해 신속한 진단 테스트에 의해 결정되었습니다. 1% 기생충혈증에서 링 단계 P. falciparum IT4의 체외 배양의 610-배 희석액에서 추출한 DNA는 기생충혈증의 qPCR 정량화를 허용하는 표준 곡선을 설정하는 데 사용되었습니다.
var 유전자 전사 분석
Parasite RNA was preserved in the field and used for quantification of var gene transcript levels essentially as described [11, 12], but using universal 1-step reverse transcription-qPCR (RT-qPCR) kits (E3005X, NEB Inc), a Quant Studio 5 thermal cycler system and fructose-bisphosphate aldolase as endogenous control. Data points were not considered if the cycle threshold (Ct) value for the endogenous control was >30 and/or if the Tm for the var gene amplicon for each pair of primers diverged >기대값에서 2도. 전사 풍부도는 2-ΔCt를 사용하여 계산되었으며, 여기서 평균 ΔCt=는 Ctvar 프라이머 쌍을 의미합니다 - Ctendogenous 대조군을 의미합니다.
통계 분석
var2csa 전사와 임상 변수 사이의 연관성은 Spearman 순위 상관관계와 다중 테스트에 대한 보정으로 테스트되었습니다. 현미경과 PCR에 의해 검출된 기생충혈증 사이의 상관관계는 Pearson product-moment correlation test로 평가하였다. 서로 다른 시점에서 얻은 데이터를 적절한 경우 반복 측정 분산 분석(RM-ANOVA) 또는 순위에 대한 RM-ANOVA(RM-ANOVA-R)로 비교한 다음 쌍별 차이에 대한 사후 테스트를 수행했습니다. SigmaPlot 버전 14 소프트웨어(Systat Inc)를 사용하여 데이터를 분석했으며 P 값<.05 were considered significant.
결과
연구 참여자
총 377명의 동의한 여성이 분만 중에 P. falciparum 감염에 대해 선별 검사를 받았습니다. 이 중 15명(4.0%)은 말초 손가락 채취 혈액 도말 현미경 검사에서 기생충 양성이었고, 24명(6.4%)은 신속 진단 검사에서, 50명(13.3%)은 PCR에서 양성이었습니다. 이러한 결과를 바탕으로 17명의 신속 진단 검사 양성 여성이 등록되었고 분만 후 8-16시간, 분만 후 24-48시간 및 분만 후 48-72시간에 후속 조치를 위해 선택되었습니다. 연구 참가자의 임상 정보는 보충 표 1에 요약되어 있습니다. var2csa 전사 기생충의 비율과 나열된 임상 변수 사이에는 통계적으로 유의미한 연관성이 없었습니다.
산후 기생충 제거
분만 당시 모든 연구 참가자는 혈액 도말 및/또는 qPCR에 의해 기생했습니다(보충 표 1). 분만 후 8~16시간까지 현미경으로 감지할 수 있는 기생충혈증은 14/17명의 여성에서 자발적으로(즉, 치료적 개입 없이) 감소했습니다(그림 1A). 출산 후 24-48시간까지 기생충혈증은 더 떨어졌고 대부분의 여성에서 매우 낮거나 감지할 수 없었습니다(분만 전 대비 P=.03, Friedman RM-ANOVA-R). 또 다른 24시간 후, 1명을 제외한 모든 여성은 감지할 수 있는 기생충혈증이 없었습니다(분만 전 대비 P=.005, RM-ANOVA-R). PCR에 의해 검출된 기생충혈증과 관련하여(그림 1B), 산후 기생충혈증은 분만 전보다 24-48시간 및 48-72시간까지 유의하게 낮았습니다(P < .001, RM-ANOVA-R). 수치는 산후 8-16시간보다 산후 48-72시간에 훨씬 더 낮았습니다(P < .001, RM-ANOVA-R). 현미경과 qPCR에 의해 추정된 기생충혈증은 상당한 상관관계가 있었습니다(P < .001). 이러한 데이터는 P. falciparum 기생충이 안정적으로 전파되는 지역에 거주하는 여성들 사이에서 P. falciparum 기생충의 신속하고 자발적인 산후 제거에 대한 이전 보고를 확인합니다[8, 9].
var 유전자의 기생충 전사
To identify the likely sequestration focus of the IEs detected, we measured parasite transcription of the PfEMP1-encoding var gene groups. Prior to delivery, var2csa, which encodes VAR2CSA-type PfEMP1 mediating placental IE sequestration [2, 3], was the primary transcript (up to >총 var 전사의 90%) 및 var2csa 전사가 모두에서 검출될 수 있었습니다(그림 2 및 보충 그림 1). 태반 말라리아와 연관되지 않은 var 유전자의 전사는 따라서 이전 관찰에 따라 (var2csa 외에도) 모든 참가자에서 검출되었으며 일부 여성에서 지배적이었습니다 [6].
var2csa 전 사체의 비율은 기생충의 감소와 병행하여 (그림 1) 모든 여성의 산후 추적 기간 동안 감소했습니다 (그림 2 및 보충 그림 1). 따라서 출산 전 var2csa의 전사에서 산후 다른 var 유전자의 전사로의 현저한 이동이 있었습니다. 유일한 예외(산후 전사 데이터가 있는 여성 중)는 참가자 B213, S003, S001 및 B201(보충 그림 1)이었습니다. 그러나 산후 기생충혈증도 해당 여성들 사이에서 현저하게 감소했다는 관찰에 근거하여(그림 1), 이후 시점의 데이터를 사용할 수 있었다면 var2csa의 전사에서 상응하는 변화가 나타났을 가능성이 있다고 생각합니다. 전반적으로 데이터는 우리가 가정한 대로 VAR2CSA 양성 IE의 선택적 소멸과 완전히 일치합니다.
논의
PfEMP1은 적혈구 내 P. falciparum 기생충이 IE의 표면으로 내보내는 단백질 계열이며, 여기에서 서로 다른 숙주 혈관 수용체에 대한 접착 리간드로 기능합니다[2]. 이러한 리간드는 반수체 기생충 게놈당 약 60명의 구성원을 갖는 클론 변이체 var 유전자 패밀리에 의해 암호화됩니다. 유전자는 상호 배타적인 방식으로 전사 및 번역되어 주어진 시간에 단일 PfEMP1만 IE 표면에서 발현되도록 합니다. 그러나 각 기생충은 IE 접착 특이성과 항원 특성의 변화를 가능하게 하는 다른 var 유전자 사이에서 전환할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다[2].
PfEMP1 단백질은 기능적 특성에 영향을 미치는 일련의 구조적 기준에 따라 그룹화 및 하위 그룹화될 수 있습니다[2]. 따라서 그룹 A PfEMP1(게놈당 약 12개의 var 유전자로 암호화됨)은 EPCR 및 ICAM-1과 같은 숙주 수용체에 대한 IE 부착을 매개하고 일반적으로 심각한 소아 말라리아 및 대뇌 말라리아의 병인에 연루되어 왔습니다. 특히 [2]. 대조적으로, 그룹 B 및 C에 속하는 유전자의 전사는 단순 말라리아 및 무증상 감염과 관련이 있는 것으로 보입니다. 마지막으로, 기생충 게놈당 하나 또는 몇 개의 var2csa 유전자에 의해 암호화되는 VAR2CSA 유형 PfEMP1은 기능적으로나 항원적으로 다른 모든 PfEMP1과 완전히 다르며, 태반의 병인 및 획득 면역에 강하게 관련되어 있습니다. 말라리아 [2, 3, 13].
더욱이, 이용 가능한 증거의 대부분은 VAR2CSA가 주요하고 유일한 선의의 CSA 리간드로 지적합니다. 마지막으로, 평생 P. falciparum에 노출된 임산부의 말초 기생충혈증에는 VAR2CSA 양성이고 태반 P. falciparum 감염의 일반적인 특징적인 표현형을 갖는 IE가 포함되며 종종 지배적이라는 것이 이전에 밝혀졌습니다[5, 13- 15]. 이를 바탕으로 우리는 출산 후 수일 이내에 임산부에서 기생충혈증의 자발적인 제거에 대한 가장 설득력 있는 설명은 [8, 9] 분만 중 태반이 배출된 후 VAR2CSA 양성 IE의 선택적 비장 파괴라는 가설을 세웠습니다. 동족 접착 수용체를 효과적으로 제거합니다.
여기에 제시된 결과는 이전에 보고된 [8, 9] 말초 P. falciparum 기생충의 빠른 산후 제거를 확인합니다(그림 1). 그들은 또한 아프리카 임산부의 말초 기생충에 var2- csa[6, 15](그림 2 및 보충 그림 1)를 전사하는 기생충을 포함하고 종종 지배한다는 관찰을 뒷받침합니다. 그러나 가장 중요한 것은 우리의 데이터가 P. falciparum 말라리아에 자연적으로 획득한 면역을 가진 여성의 말초 기생충의 빠른 산후 제거에 대한 기계론적 설명에 대한 최초의 강력한 증거를 제공함으로써 이러한 초기 관찰을 확장한다는 것입니다. var 그룹 A1의 전사 차이(보충 그림 2), 수치적으로 매우 미미하고 경계선만 중요한 차이를 제외하고, 분만 후 var 유전자 전사의 유일하고 통계적으로 유의한 변화는 var2csa의 상대적 전사 감소였습니다(그림 2B 및 보충 그림 2). 그림 2).
우리 연구에는 한계가 있습니다. 샘플 크기가 작습니다. 이것은 주로 임산부를 위한 말라리아의 간헐적 예방 치료의 성공적인 구현으로 인해 태반성 말라리아가 훨씬 덜 유행하게 되었고 적격 참가자를 찾기 위해 많은 여성의 선별 검사가 필요했기 때문입니다. 또한 연구 현장의 제한된 시설로 인해 수집된 IE의 접착 수용체 특이성 또는 면역학적 표현형을 직접 평가할 수 없었습니다. 그럼에도 불구하고 현재의 증거와 이전 연구 결과는 매끄럽게 결합됩니다.
결론적으로 우리는 태반이 배출될 때 VAR2CSA 양성 IE의 격리 초점의 갑작스러운 소멸이 이러한 기생충에 자연적으로 노출된 여성의 P. falciparum 기생충의 신속하고 자발적인 산후 제거에 크게 기여한다는 증거를 제시했습니다. 다른 var 유전자를 전사하고 IE 표면에 비 VAR2CSA 유형 PfEMP1을 표시하는 기생충은 어린 시절에 획득한 말라리아에 대한 보호 PfEMP1- 특정 면역 때문에 종종 번성하지 못하고 풍토병 지역의 성인에게 질병을 유발합니다[2] . 산후 비 VAR2CSA IE의 지속적인 생존은 전염증성 면역 반응과 같은 분만 관련 생리적 과정에 의해 더욱 손상될 수 있습니다. 마지막으로, 분만 직전에 공개되지 않은 항말라리아제 복용이 기여할 수 있습니다. 이유가 무엇이든 간에 기생충혈증은 일부 여성에서 산후에 현저하게 감소했으며, 여기서 var2csa 전사 기생충은 분만 전 기생충혈증의 소수만을 구성했으며 이 발견은 추가 연구가 필요합니다. 우리의 연구는 일반적으로 말라리아에 대한 획득 면역, 특히 태반 말라리아 병인 및 면역에서 VAR2CSA에 대한 PfEMP1의 핵심 역할을 뒷받침합니다.
보충 자료
보충 자료는 The Journal of Infectious Diseases 온라인에서 확인할 수 있습니다. 독자의 이익을 위해 저자가 제공한 자료로 구성되어 게시된 자료는 무단 복제되지 않으며 저자의 전적인 책임이므로 질문이나 의견은 해당 저자에게 전달해야 합니다.
노트
저자 기여.
NGA, MPQ, MFO 및 LH는 연구 개념 및 설계에 기여했습니다. NGA는 샘플 수집을 수행했습니다. NGA, MPQ 및 LH가 데이터 분석을 수행했습니다. NGA, MPQ 및 LH가 원고를 준비했습니다. 모든 저자는 원고의 최종 버전을 읽고 승인했습니다.
감사의 말
우리 연구에 참여하기로 동의한 모든 여성들에게 감사드립니다. 또한 샘플 수집에 도움을 주신 다양한 의료 시설의 모든 조산사, 의사, 의사 보조 및 간호사에게 감사드립니다.
부인 성명.
자금 제공자는 연구 설계, 데이터 수집 및 분석, 출판 결정 또는 원고 준비에 아무런 역할도 하지 않았습니다. 이 기사에 대한 공개 액세스 출판 비용을 지불하기 위한 자금은 Danida에서 제공했습니다.
경제적 지원.
이 작업은 NGA 박사 과정을 포함하여 Danida(교부금 번호 17-02-KU to MAVARECA-II 프로젝트)의 지원을 받았습니다. 유럽 위원회의 연구 집행 기관은 MPQ(교부금 번호 101028915, Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowship 2020)를 지원했습니다. , PAMSEQ 프로젝트).
잠재적 이해 상충.
모든 저자: 보고된 이해 충돌이 없습니다. 모든 저자는 잠재적 이해 상충 공개를 위한 ICMJE 양식을 제출했습니다. 편집자가 원고의 내용과 관련이 있다고 생각하는 충돌이 공개되었습니다.
