Determinazione del suolo-infezione trasmessa elminti Stato e la forma fisica dei bambini in età scolare

Published 8/22/2012
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Immunology and Infection

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Summary

L'infezione cronica da elminti suolo trasmesse (STHS) provoca malassorbimento, arresto della crescita, e di sprecare nel bambino in crescita. Quindi, è plausibile che queste infezioni anche ridurre la forma fisica dei bambini. Qui, noi visualizziamo due tecniche per la diagnosi di STHS e di 20 metri di test run navetta per valutare la forma fisica dei bambini.

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Yap, P., Fürst, T., Müller, I., Kriemler, S., Utzinger, J., Steinmann, P. Determining Soil-transmitted Helminth Infection Status and Physical Fitness of School-aged Children. J. Vis. Exp. (66), e3966, doi:10.3791/3966 (2012).

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Abstract

Suolo-trasmesse da elminti (STH), le infezioni sono comuni. In effetti, più di 1 miliardo di persone sono colpite, soprattutto nel mondo in via di sviluppo dove la povertà e il comportamento prevale l'igiene, l'approvvigionamento idrico, servizi igienico-sanitari e sono spesso carenti 1,2. Ascaris lumbricoides, Trichuris trichiura, e le due specie hookworm, Ancylostoma duodenale e Necator americanus, sono le più diffuse STHS 3. L'onere stimato globale a causa di malattia hookworm, ascariasis, e trichuriasis è 22.1, 10.5, e 6,4 milioni di disability-adjusted anni di vita (DALY), rispettivamente 4. Inoltre, si stima che 30-100000000 persone sono infettate con Strongyloides stercoralis, la specie più trascurate STH di rilevanza mondiale che logicamente anche provoca un considerevole impatto sulla salute pubblica 5,6. Multiple-specie infezioni (ad esempio, STHS diverse nutriti in un singolo individuo) sono comuni, e le infezioni sono state lin ked alla produttività abbassato e quindi prospettive economiche dei paesi in via di sviluppo 1,3.

Per la diagnosi di STHS comuni, l'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) raccomanda l'Kato-Katz tecnica di 7,8, che è un metodo relativamente semplice per determinare la prevalenza e l'intensità di tali infezioni. Facilita la ricerca di uova di parassiti che i soggetti infetti passano nelle loro feci.

Per quanto riguarda la diagnosi di S.stercoralis, attualmente non esiste strumento semplice e preciso disponibile. La tecnica Baermann è il metodo più largamente utilizzato per la sua diagnosi. Il principio alla base della tecnica è che le larve Baermann attiva S.stercoralis migrare su un sistema di illuminazione campione fresco di feci come le larve sono phototactic 9. Richiede materiali di laboratorio meno sofisticate e meno tempo rispetto ai metodi di coltura e immunologici 5.

t "> patologie associate a infezioni da STH gamma di sintomi acuti, ma comune, come dolore addominale, diarrea, prurito e, di sintomi cronici, come l'anemia, sotto-e malnutrizione, e deficit cognitivo 10. Poiché i sintomi sono generalmente aspecifici e sottile, che spesso passano inosservati, sono considerati una condizione normale di individui affetti, o sono trattati come sintomi di altre malattie che potrebbero essere più comune in un determinato contesto. Quindi, non si può escludere che il vero peso delle infezioni STH è sottovalutato da una valutazione basandosi su strumenti di auto-dichiarati segni e dei sintomi è di solito il caso in ricerche basate sulla popolazione.

Alla fine del 1980 e all'inizio del 1990, Stephenson e colleghi hanno evidenziato la possibilità di infezioni da STH abbassando la forma fisica dei ragazzi di età compresa tra 6-12 anni 11,12. Questa linea di ricerca scientifica sono state accelerate di recente 13,14,15. Il 20 metri (m) di esecuzione dei test è stato messo a punto un servizio navettad convalidato da Léger et al. 16 e viene utilizzato in tutto il mondo per misurare la capacità aerobica dei bambini 17. Il test è facile da standardizzare e può essere effettuata ovunque un 20-m lungo corso e di marcia a piatto e una sorgente audio sono disponibili, rendendo il suo uso attraente in risorse limitate impostazioni 13. Per facilitare e standardizzare i tentativi di valutare se le infezioni STH hanno un effetto sulla forma fisica dei bambini in età scolare, presentiamo metodologie per la diagnosi di infezioni da STH o idoneità misura fisica che sono semplici da eseguire e ancora, fornire risultati accurati e riproducibili. Ciò contribuirà a generare nuove prove per quanto riguarda l'impatto sulla salute delle infezioni STH.

Protocol

1. Kato-Katz Tecnica

  1. Posizionare uno standard Kato-Katz modello con un foro per lo svolgimento di 41,7 milligrammi (mg) di feci su un vetrino da microscopio.
  2. Scoop 2-3 grammi (g) di un campione fresco di feci su un pezzo di giornale o un foglio di alluminio, e premere un pezzo di filo o di maglia di plastica sulla parte superiore per setaccio esso.
  3. Con una spatola di plastica, raschiare il materiale setacciato largo della maglia e riempire completamente il foro nel Kato-Katz modello con esso. Per rimuovere i residui di materiale fecale, livellare il contenuto del foro con la spatola.
  4. Verticale rimuovere la mascherina senza disturbare il materiale fecale ora aderente al vetrino da microscopio. Il modello e spatola possono essere puliti in acqua con detergente, e riutilizzati.
  5. Posizionare un pezzo di cellophane, pre-imbevuto di glicerina-malachite soluzione di verde per almeno 24 ore (h), sul campione fecale sul vetrino da microscopio.
  6. Per diffondere il materiale fecale in uno striscio di spessore, premere delicatamente un panno pulito microdiapositiva portata contro la diapositiva campione, distribuire uniformemente il materiale in un cerchio di diametro leggermente inferiore alla larghezza del vetrino da microscopio.
  7. Lasciare il vetrino per cancellare per 30-60 minuti (min), durante la quale i vetrini devono essere tenuti lontano dalla luce diretta del sole. Poi, sistematicamente esaminare lo striscio spesso sotto un microscopio ottico (40-100x ingrandimento). Contare il numero di uova STH e stratificare loro per specie (cioè, A.lumbricoides, T.trichiura e anchilostomi). Di nota, uova di elminti altri (ad esempio Schistosoma mansoni) possono anche essere rilevate da questo metodo e dovrebbero essere contati e registrati separatamente.
  8. Per ottenere una stima standardizzata dell'intensità di infezione, convenzionalmente espressa come numero di uova per grammo di feci (EPG), moltiplicare il numero di uova da 24 (24 x 41,7 mg ≈ 1 g).

2. Baermann Tecnica

  1. Allestito uno stand che può contenere un bicchiere imbuto e collegare un tubo di gomma, chiuso spiritoha clip, sul fondo dell'imbuto.
  2. Collocare un setaccio o un pezzo di schermo di filo a forma di cono, nell'imbuto e strato con una garza medica.
  3. Riempire l'imbuto con acqua del rubinetto e garantire che l'intero set-up non perde.
  4. Scoop 20-30 g di feci fresche sul centro della garza medica e assicurarsi che sia completamente immerso in acqua. Aggiungere più acqua se necessario. Piegare la garza medica sul campione.
  5. Dal basso, brillare di luce artificiale al imbuto per 2 ore.
  6. Drenare 50 millilitri (ml) della porzione inferiore dell'acqua nell'imbuto in un tubo da centrifuga delicatamente rilasciando la clip sul tubo di gomma.
  7. Centrifugare l'acqua raccolta a 600 xg (forza centrifuga relativa) per 5 min e con attenzione versare il sopranatante senza disturbare il sedimento. Conservare le ultime gocce nel tubo.
  8. Risospendere le 2 gocce di sedimento e pipettare della soluzione su un vetrino da microscopio ed esaminare il vetrinoal microscopio ottico (ingrandimento 40x per il rilevamento e 100-400x di ingrandimento per la conferma specie). Larve di primo stadio (L1) di S. stercoralis sono vivi e attivamente muoversi sotto il microscopio.

3. 20-m Shuttle Test Run

  1. Misura 20 m di percorso piatto e dritto in esecuzione e lo contrassegna con coni.
  2. Aiuta il partecipante al test indossare un cardiofrequenzimetro al polso e il trasmettitore corrispondente attorno al torace 18. Questa apparecchiatura permette la frequenza cardiaca del partecipante a essere misurato prima e dopo la prova e quindi controlla che il partecipante ha esercitato sforzo massimo.
  3. Chiedere ai partecipanti di correre avanti e indietro sul campo, seguendo il ritmo della pre-registrati i segnali sonori che delimitano 20 m giri. Iniziando con una velocità di marcia di 8,5 chilometri all'ora (km / h), la frequenza dei segnali indicativi 20-m aumenta intervalli di un equivalente di 0,5 km / h ogni min.
  4. Garantire °al partecipante inizia un nuovo intervallo di 20 m ogni volta che viene emesso un segnale e termina prima che il segnale successivo arriva.
  5. Arrestare il partecipante se lui / lei non riesce a seguire il ritmo per due consecutivi di 20 m intervalli.
  6. Registrare la massima velocità di marcia indicato per l'ultimo intervallo che il partecipante ha completato completamente, insieme con l'età e il sesso del partecipante.
  7. Verificare che la frequenza cardiaca raggiunta al termine della prova è la frequenza cardiaca massima del bambino 19. Se la frequenza cardiaca non è raggiunto, il bambino potrebbe non aver esercitato il massimo sforzo, e quindi il test deve essere ripetuto.
  8. Stimare la capacità aerobica massima (VO2 max) del partecipante, utilizzando un'equazione portata avanti da Léger e collaboratori: VO 2 max = 31,025 + 3,238 * velocità (in km / h) - 3,248 * età (in anni) + 0,1536 * velocità (in km / h) * età (in anni).

4. Risultati rappresentativi

In termini diDiagnosi STH con la tecnica Kato-Katz, caratteristiche uniche delle uova di elminti diverse consentire l'individuazione della maggior parte delle specie 20. Le uova di A.lumbricoides (circa 45-75 micrometri (micron) di lunghezza e larghezza 35-50 micron, Figura 1) presentano pareti guscio più spesso rispetto alle uova di T.trichiura (Figura 2) e hookworm (Figura 3). Un uovo fecondato di A.lumbricoides (figura 1) ha un cappotto esterno albuminosa, che lo fa apparire dorato, mentre un uovo non fecondato non ha questa cappotto esterno ed è leggermente allungata e più grande generale. Le uova di T.trichiura (circa 50 micron di lunghezza e 22 micron di larghezza, Figura 2) sono allungate e sono distinti spine polari. Hookworm uova (circa 64-76 micron di lunghezza e 36-40 micron di larghezza, Figura 3), invece, ha una parete molto sottile, seguito da un anello libero intorno un cluster denso di cellulenel centro dell'uovo.

S.stercoralis L 1 larve (Figura 4) sono circa 180-380 micron di lunghezza e ha una cavità buccale molto breve. Un distinto primordium genitale (evidenziata con una freccia blu in figura 4) può essere osservato e la coda delle larve (indicato da una freccia rossa in figura 4) ha una estremità affilata.

Come il vero impatto delle infezioni STH sulla forma fisica dei bambini è ancora in discussione 13,14,15, non ci sono risultati rappresentativi per il loro impatto, a questo punto. Interpretazione dei risultati 20-m run navetta prova può essere eseguita in vari modi. La forma fisica dei bambini possono essere confrontati tra i soggetti infetti e non infetti, che sono simili in termini di età e sesso, altre condizioni di salute potenzialmente rilevanti, lo stato socio-economico, e le abitudini culturali. Questo può essere fatto in una sezione in cui il rilevamento 13,14,15Stato di infezione STH e forma fisica dei bambini infetti e non infetti sono valutati in un punto particolare momento. La forza delle prove sarà più alto quando si segue un disegno randomizzato e controllato in cui viene valutata l'idoneità fisica dei bambini in età scolare, prima e dopo anthelminthic / placebo trattamento, consentendo sia la valutazione a breve e lungo termine. Si può inoltre cercare di identificare una possibile relazione dose-risposta tra l'intensità delle infezioni da STH e forma fisica e confrontare i diversi livelli di multiparasitism 1 con la forma fisica. Nel lavoro presentato da Yap e collaboratori 15, idoneità fisica, come rappresentato da VO 2 max, è risultata essere significativamente ridotta nei bambini con infezione da T.trichiura rispetto ai bambini che non sono stati infettati con T.trichiura (Figura 5) .

Figura 1
Figu re 1. immagini microscopiche di uova fecondate A.lumbricoides: (A) e non fecondate (B) sotto ingrandimento 500x. Barra della scala = 50 micron.

Figura 2
Figura 2. Immagine microscopica di un uovo T.trichiura sotto ingrandimento 500x. Bar Scala = 50 micron.

Figura 3
Figura 3. Immagine microscopica di un uovo di hookworm sotto ingrandimento 500x. Barra della scala = 50 micron.

Figura 4
Figura 4. Immagine microscopica di un L S.stercoralis 1 larva sotto ingrandimento 250x. Le frecce indicano la coda (rosso) e genitale primordio (blu). Barra di scala = 100 micron.

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Figura 5. Grafico mostra il livello di forma fisica dei bambini con infezione da T.trichiura rispetto al livello di forma fisica dei bambini non infettati con T. trichiura.

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Discussion

I tre protocolli descritti in questo documento sono stati testati ed eseguito nella parte sud-ovest della provincia dello Yunnan, Repubblica popolare cinese tra i membri della minoranza etnica Bulang 21 e in diverse parti dell'Africa 6,13,14.

Ci sono diversi modelli disponibili per il Kato-Katz tecnica. Ogni distinto foro-size consegnerà una quantità distinta di materiale fecale. Per il calcolo delle EPG, è quindi necessario conoscere l'unità del modello, in modo da moltiplicare il numero contato delle uova con il corretto fattore di giungere alla stima EPG. Inoltre, quando hookworm è presente nella comunità in esame, è essenziale leggere i vetrini subito dopo la preparazione (dopo un tempo di compensazione di 30 min, ma entro un tempo massimo di compensazione 60 min). La ragione principale è che a temperature elevate, hookworm uova rapidamente disintegrarsi 22. Il tempo tra la produzione di feci da par studiopante e l'esame dei campioni è importante anche come un intervallo di 3 ore o più può portare ad una diminuzione del 50% nella sensibilità del Kato-Katz tecnica per la diagnosi hookworm 23. Infine, per migliorare la sensibilità diagnostica del Kato-Katz tecnica, in particolare nelle zone a bassa intensità infezioni STH, più campioni di feci devono essere ottenute da un partecipante, e doppio o triplo, Kato-Katz strisci di spessore deve essere preparato da ciascun campione di feci 7,24.

Per quanto riguarda la tecnica di Baermann, bisogna fare attenzione quando si esegue l'esperimento come larve infettive potrebbero essere presenti e, quindi, guanti devono essere indossati. Anche se la tecnica Baermann mostra una sensibilità notevolmente superiore rispetto alle tecniche di concentrazione di altri ed è meno laborioso rispetto ai metodi di coltura, ci sono diversi inconvenienti. Per esempio, una grande quantità di materiale fecale fresco è richiesto, che è un problema quando i pazienti presentare piccoli campioni di feci.D'altra parte, un ampio campione fecale può aumentare le probabilità di rilevamento larvale in bassa intensità infezioni 9. Inoltre, vi è il rischio che le larve di nematodi altri, come hookworm o Trichostrongylus spp., Potrebbe essere presente, così attento esame microscopico è garantito.

Ci sono modi diretti e indiretti di misura VO max 2 per la valutazione della capacità aerobica. Protocolli dirette richiedono tapis roulant, ergometri ciclabili, e altre attrezzature specializzate e ingombranti, che permettono di misurare le concentrazioni volumetriche e gas dell'aria espirata. Tale approccio non è fattibile in una risorsa limitata-ambiente rurale in via di sviluppo. Per tali contesti, modi indiretti, come il 20-m prova navetta conduzione, sono i metodi preferiti. Anche se i metodi indiretti non sono mai più accurate metodi diretti, di 20 m di esecuzione dei test navetta istituito dal Léger e collaboratori ha dimostrato l'alta riproducibilità (r = 0,89) e di validity contro il massimo consumo di ossigeno su un tapis roulant 16. Inoltre, il rapporto ricercatore e partecipante può essere più bassa e più partecipanti può effettuare il test, allo stesso tempo, risparmio di risorse umane e di tempo. Monitor della frequenza cardiaca non sono tipicamente utilizzati in tali test 13,16. Tuttavia, il loro utilizzo permette al ricercatore di ottenere informazioni aggiuntive che il partecipante che ha esercitato il massimo sforzo nel test. Infine, è consigliabile lasciare che i partecipanti possono fare delle prove degli intervalli prime in modo che possano familiarizzare con la velocità di esecuzione e rotta.

In conclusione, riteniamo che una combinazione delle suddette metodologie, seguendo protocolli standard, permette la valutazione della prevalenza e l'intensità delle infezioni STH e forma fisica di bambini in età scolare in un suono, scientificamente ancora modalità gestibile e conveniente.

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Disclosures

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

Acknowledgements

Gli autori sono grati alle comunità in provincia di Yunnan, Repubblica Popolare Cinese e Agboville, Costa d'Avorio, per la loro partecipazione negli studi sopra descritti. Siamo in debito con le squadre di campo locale che hanno assistito nella sperimentazione ed esecuzione dei protocolli. Siamo particolarmente grati ai seguenti colleghi della Salute Istituto tropicale svizzero e pubblico: Yvette Endriss per fornire le immagini microscopiche, Hanspeter Marti e il suo team per il laboratorio di supporto e Stefanie Krauth per la sua assistenza durante le riprese video. Infine, ringraziamo i due referee anonimi per una serie di utili commenti.

Materials

Name Company Catalog Number Comments

Note: Materials in this list are generic and can be obtained from different sources.

Kato-Katz kit
[400 plastic templates with a hole of 6 millimeter (mm) (diameter) in a 1.5 mm thick template; 400 plastic spatula; a 20-m role of nylon screen of 80 mesh size; a 20-m role of hydrophilic cellophane, 34 μm thick.]
Vestergaard Frandsen Please note that the glycerin-malachite green solution is not included in this kit but can be bought from any chemical supplier.
Glass funnel [about 8 centimeter (cm) wide and 6 cm deep] The glass funnel for the Baermann technique should be able to hold about 60 mL of water. The size of the rubber hose and gauze is dependent on the type of glass funnel used.
Biological microscope Olympus CX21LED/CX21
Centrifuge Shanghai Medical Instruments Group 80 - 2T
Pre-recorded signals Bitworks Design Team Bleep Test Version 1.3.1 iPhone application
Heart rate monitor POLAR FT1 Watch and transmitter

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