Дорота ЛИТВИН

1. Катедра по медицинска биология, Факултет по медицински науки, Университет на Вармия и Мазури, Олщин, Полша

постоянни

WenChieh ЧЕН

2. Департамент по дерматология и алергия, Университет "Лудвиг-Максимилиан" в Мюнхен, Мюнхен, Германия

3. Център за здраве на жените, Далекоизточна болница за паметници, Ню Тайпе, Тайван

Ева ДЗИКА

1. Катедра по медицинска биология, Факултет по медицински науки, Университет на Вармия и Мазури, Олштин, Полша

Йоана КОРИЦИЙСКА

1. Катедра по медицинска биология, Факултет по медицински науки, Университет на Вармия и Мазури, Олштин, Полша

Резюме

Заден план:

Demodex е род акари, живеещи предимно в бозайникови единици бозайници. Те често се откриват в кожата на лицето, с нарастващ брой при възпалителни лезии. Причината между акари Demodex и възпалителни заболявания, като розацея, блефарит, периорален и себореен дерматит или халазион, е спорно обсъждана. Клиничните наблюдения показват основна форма на човешка инфекция с Demodex. Целта на този преглед беше да подчертае биологичните аспекти на заразяването с Demodex и да посочи насоки за бъдещите изследвания.

Методи:

Проведохме широк преглед, базиран на източниците на електронни бази данни като MEDLINE, PubMed и Scopus по отношение на характеристиките на вида Demodex, методите за изследване и световната епидемиология, молекулярните изследвания и неговата роля в сложната човешка екосистема.

Резултати:

Акарите Demodex са организми със световно значение, тъй като те действат при индикиране на няколко дерматози при определени условия. Трябва обаче да се вземат предвид корелациите между Demodex и други паразити или микроорганизми, заемащи един гостоприемник, както и взаимодействията между тези паякообразни и неговите симбиотични бактерии. Има малко методи за изследване на човешки акари в зависимост от целта на изследването. Въпреки това трябва да се обърне внимание, тъй като се съобщава за полиморфизъм на видовете Demodex.

Заключение:

Като цяло настоящият преглед ще се съсредоточи върху различни аспекти на биологията на акарите Demodex и значението на тези паякообразни в човешкото здраве.

Въведение

Има три основни групи паразити, които могат да причинят заболяване при хората: протозои, хелминти и ектопаразити. Паразитните акари при хората включват чигъри (т.е. Trombicula autumnalis), човешка краста (Sarcoptes scabiei var. Hominis) и Demodex акари. Сред тях само акарите Demodex са постоянни ектопаразити на човешка и друга пилозабетозна единица на бозайници. Общо 140 вида или подвида са идентифицирани по целия свят в 11 порядъка на бозайници, включително хора (1). Човешки демодекс са открити в почти всички възрастови и расови групи (2–4).

Има два вида паразитиращи хора: D. folliculorum и D. brevis. Първият обикновено живее във фоликуларния инфундибулум, докато D. brevis се намира в мастните и мейбомиевите жлези (5). Те заразяват предимно кожата на лицето и скалпа, въпреки че и двата вида първоначално са били открити в ушния канал (6). D. folliculorum често заема фоликули на миглите (7-9). Съобщава се за идентифициране на D. folliculorum в отделянето от зърната (10) или в биопсични проби на невуси (11) и рак на кожата (12).

Всеки човек носи колония от 1000 до 2000 акари Demodex (13). Въпреки че акарите Demodex се считат за специфични за видовете гостоприемници, са документирани кръстосани инфекции между хора и животни (14, 15). Въпреки това, надеждността на тези редки доклади за случаи остава да бъде проверена, особено поради полиморфизма, докладван при D. canis и D. folliculorum (16, 17). Много проучвания показват по-висока плътност на паразитите в болната възпалителна кожа, отколкото в нормалната кожа, но дали тя е причина или резултат от възпалението, остава неясно (18–20). В сравнение с добре познатите кожни микроорганизми, обитаващи човешкия микробиом, като Propionibacterium acnes, Staphylococcus epidermidis и Malassezia, акарите Demodex притежават много по-висока йерархия в хронологията на развитието на живота.

Ето защо е наистина важно да се знае по-добре биологията на акарите Demodex, за да се разбере сложната връзка между тези акари и хората и най-вече да се приложи правилното лечение, когато е необходимо.

Методи

Проведохме преглед въз основа на източници на база данни като MEDLINE, PubMed и Scopus. Ключова дума, използвана за търсене на цялата ценна информация, бяха: Demodex, Demodicidae, човешки акари и техните комбинации с всички думи по отношение на биологичните характеристики на видовете и взаимодействията между един организъм гостоприемник, епидемиологията и методите за изследване или молекулярни изследвания. Търсенето включва статиите, публикувани до 2015 г. Не са поставени ограничения върху дизайна на изследването или езика на публикуване.

Резултати

Класификация, морфология и жизнен цикъл

Demodex прекарва целия си жизнен цикъл (14–18 d) върху гостоприемника (8). Размножаването е сексуално, включващо възрастни мъже, чифтосващи се с възрастни жени. Нимфите вероятно се игнорират, тъй като не са зрели по полов път. Мъжкият генитален отвор е поставен дорзално, между втора двойка крака, докато вулвата се простира вентрално на нивото на четвъртата двойка крака (23). Възрастните се копулират в отвора на космения фоликул (8). Няма данни за поведението на чифтосване, но можем да предположим, че протича подобно на други акари: мъжкото и женското лице са в противоположни посоки, пенисът се вкарва в женския отвор и сперматозоидите се прехвърлят на женската (24). Копулацията може да отнеме до 48 часа при акари от домашен прах, като през това време женската е подвижна (24). Яйцата на акарите Demodex лежат във вътрешността на космените фоликули или мастните жлези. Следващите етапи са ларва, протонимфа, девтонимфа и възрастен (25).

Модел на култура Demodex

Единственият начин за получаване на акари Demodex е събирането им от хора, като по този начин създаването на модел на култура значително би увеличило възможностите за изследване. Поддръжката им in vitro все още не е постигната поради лекотата на умирането им. Изследван е обаче ефектът от температурата и средата върху жизнеспособността in vitro на акари Demodex (26). Активността на акарите е свързана с фотопериода и температурата (27). Акарите Demodex са фотоотрицателни (27). Оптималната температура in vitro и за двете: D. folliculorum и D. brevis е около 16–22 ° C, докато при 36–37 ° C (така че при температурата на човешкото тяло) те са живели най-кратко (28). Оцеляването и на двата вида е най-дълго при човешки серум и 1640/разтвор за серокултура (28).

При разработването на ex vivo модел на култура на изкуствената кожа на акари Demodex може да бъде от полза. Моделът на човешката кожна тъкан все още е разработен, но наличието на космени фоликули и кръвоносни съдове са от решаващо значение за култивирането на човешки акари. Предварителните проучвания на немски учени върху комбинираната кожа са обещаващи (29).

Молекулярни изследвания

Наличието на твърд хитинов екзоскелет прави акарите Demodex трудни за изследване на молекулярно ниво. Следователно търсенето на техния генотип започна едва наскоро (17, 30). Първата частична ДНК последователност на D. canis хитин синтаза (CHS) беше подадена в Gen-Bank (No.> AB080667). CHS генните фрагменти на D. canis и D. brevis бяха клонирани и секвенирани с резултати, показващи сходство на ниво от 99,1% до 99,4% между тези два вида (31). През същата година беше проведена успешно геномна екстракция на ДНК от отделни акари Demodex (1).

Генетичната връзка между D. folliculorum и D. canis е по-близка от тази между D. folliculorum и D. brevis (32). Фокусирането на вторичната структура за пълната rDNA последователност на D. folliculorum беше фокусирано (33). В усилията да се идентифицират вариации между и между видовете, генният регион на цитохром оксидаза I (cox1) е полезен инструмент за разграничаване на популации като тези на D. folliculorum (17). Вътрешновидови вариации на базата на cox1 и митохондриални 16S рДНК (16S mtDNA) бяха оценени (1, 34). Не съществуват географски разлики между изолатите на Demodex от Испания и Китай. Въпреки това се наблюдават различия в гена cox1 между популациите на D. folliculorum от кожата на лицето и клепачите, причинени от вариации в местната среда (34).

Генът Cox1 кодира протеин, който е компонент на дихателната верига, който катализира намаляването на кислорода до вода. Този ген има по-бързи темпове на развитие от 16S mtDNA, следователно е по-полезен за филогенетичния анализ на тясно свързани видове, подвидове и различни географски популации (34). Въпреки че 16S mtDNA не е подходяща за вътревидово определяне на Demodex (1), изглежда, че е приложима за анализ на филогенетична връзка в ниски таксони (30). По същия начин 18S рДНК е използвана за идентификация на семейството в Cheyletoidea (1).

Напоследък молекулярната идентификация на четири фенотипа на човешки акари Demodex демонстрира дълго и кратко тяло D. folliculorum с пръст-подобен край и D. brevis с пръст или конус-подобен край (35). Молекулните данни на D. brevis с пръстообразен край, морфологично класифицирани като D. brevis, са молекулярно идентифицирани като D. folliculorum и може да са морфологичен вариант на D. folliculorum (35). Следователно сред D. folliculorum съществува полиморфизъм, който може да бъде свързан с типа кожа на гостоприемниците, паразитното място и източника на хранене (16). Подобни констатации са публикувани в проучването на Demodex при кучета, където D. canis, D. injai и D. cornei, считани преди за три различни вида, от генетичните данни и разминаването се считат за полиморфизъм на същия вид (17).

Следователно трябва да се обърне внимание на посочването на видове Demodex.

Методи за изследване

Епидемиология

Човешките акари са повсеместни и присъстват във всички раси (2, 37). По принцип повечето хора са нападнати от D. folliculorum, но D. brevis често се среща в един и същ гостоприемник (46–48). Разликата между броя на двата вида акари е най-силно изразена в космените фоликули на клепачите, D. brevis регистрира рядко (2,3). Общият процент на заразяване в различните проучвани групи варира обикновено от 17 до 72% при здрави хора, достигайки до 100% при хора над 96 години (49). Докладите с разпространение под 100% вероятно се дължат на използваните методи за вземане на проби (13).

Честотата на заразяване се увеличава с възрастта (2, 3, 50). Висока интензивност на инфекцията от Demodex spp. на ниво 44% –86% е отбелязано във възрастови групи: 17–25, 26–34 и над 35 години (3). Demodex sp. среща се сред: 13% от хората на възраст от 3 до 15 години; 34% от хората на възраст от 19 до 25 години; 69% от хората на възраст от 31 до 50 години; 87% от хората на възраст от 51 до 70 години и 95% от хората на възраст от 71 до 96 години (51). Само 11% от здравите деца на възраст под 10 години са заразени (2), въпреки че има някои съобщения за множество D. folliculorum, открити при имунокомпетентни деца на възраст между 10 месеца и 5 години (52). В Бразилия разпространението е високо във всички възрастови групи (46). Това може да се дължи на влажно-субтропичния климат, но е трудно да се потвърди това предположение, тъй като много други фактори влияят върху разпространението на човешки акари.

Пол и тип кожа

Въздействието на пола върху степента на разпространение на акарите от рода Demodex е спорно обсъждано, с преобладаване на мъжете (47–49), преобладаването на жените (40, 50) до без разлика (2,37). Не е показана разлика в плътността на акарите между бременни жени и небременни контролни групи (53). В китайското население хората с мазна или смесена кожа показват по-високо разпространение на заразяване от тези със суха или неутрална кожа (37,50), където хората с мазна кутис са имали увеличени количества D. folliculorum на повърхността на кожата, отколкото тези със сухи кутиси (54).

Имунен статус

Проучванията показват увеличен брой D. folliculorum при имунокомпрометирани пациенти: с краен стадий на хронична бъбречна недостатъчност, диабет, болест на Behçet, урологични ракови заболявания и карциноми на базалните клетки на клепачите (55–59). Сред епидермалните новообразувания по лицето най-високата степен на заразяване с D. folliculorum е в случаите на назална епидермална неоплазма в сравнение с други места (60). Недохранването при деца показва много по-високо разпространение на акари (25%), отколкото контролните групи (1,6%) (61). Въпреки това, разпространението на човешки акари при пациенти с хроничен бъбречен дефицит и ревматоиден артрит е сходно в сравнение с контролните групи (62, 63). Налице е положителна връзка между човешката демодекоза и някои хаплотипове на HLA (човешки левкоцитен антиген) клас I, които включват имунни реакции. HLA A2 беше разкрит маркер на резистентност за развитие на демодекоза (64). Остава да се определи кой вид клетъчен имунитет може да насърчи разпространението на акари.

Кожни заболявания

Патогенната роля на човешките акари Demodex при някои възпалителни кожни заболявания е дискусионна. По-голямо разпространение на акари се наблюдава при розацея (19, 39), себореен дерматит (20), периорален дерматит (7), блефарит (65, 66) и халазион (67, 68). Наскоро първичната демодекоза при човека е призната за първично заболяване sui generis и е предложена клинична класификация (4). Вторична форма на човешка демодекоза е свързана главно със системна или локална имуносупресия (4).

Двуликият Demodex като част от сложната човешка екосистема

Друг тип корелации е, че сред микрожителите на гостоприемника, тъй като повърхността на човешката кожа образува сложна екосистема, състояща се от бактерии (напр. S. epidermidis), дрожди (Malassezia furfur) или акари (Demodex акари). Demodex може да има синергична връзка с бактерии от род Staphylococcus. Бактериалните антигени работят с антитела на гостоприемника, за да инхибират реакцията на гостоприемника и следователно благоприятстват размножаването на двата дадени организма (76). Съобщава се, че Malassezia pachydermatis, която е способна да причини възпаление на кожата, се размножава по-добре в присъствието на стафилококи, но не е известно взаимодействие между Malassezia и Demodex (76).

Нещо повече, членестоногите имат свои собствени симбиотични бактерии, при които връзките варират от полезни до вредни. Най-разпространеният бактериален ендосимбионт сред членестоногите е Wolbachia (77). Wolbachia са в състояние да модифицират репродуктивната система на гостоприемника в собствена полза, поради което се счита само за вредна (78). Въпреки че напоследък бяха открити доказателства за взаимни взаимоотношения на Wolbachia при членестоноги, като например при дървениците Cimex lectularius, където бактериите осигуряват основни витамини от група В или в комара Culex pipiens, където защитават гостоприемника си срещу смъртността, причинена от плазмодий Wolbachia директно взаимодейства с вируси и други патогени в хоста на членестоногите. Този директен ефект на Wolbachia може да възпрепятства или насърчава репликацията и оцеляването на патогена (79). Обаче Wolbachia все още не е открит при акари Demodex (80). Въпреки че бактерията Bacillus oleronius, намерена вътре в акарата и вероятно действаща там като симбионт, е в състояние да произвежда протеини, причиняващи възпаление на кожата (9).

Лечение на демодекоза

Налични са няколко възможности за лечение на демодекоза, включително перорални и локални лекарства, но нито една от тях няма 100% ефективност (81). Използвани са акарициди (т.е. ивермектин), както и антибактериални антибиотици (т.е. тетрациклин), подкрепящи хипотезата за приноса на ендосимбиотичните бактерии в индуцирането на демодекоза (81, 82). Метронидазол и ивермектин са антипаразитни лекарства, които се прилагат и през устата, показват относително висока ефективност - 71,6% от пациентите показват пълна ремисия в случай на розацея и блефарит (82). При тези, които са били лекувани само с ивермектин, 45% от пациентите са били много излекувани (82). Местните лекарства могат да се използват като добавка към перорални лекарства - локалният ивермектин проявява антимикробни, антипаразитни, антибактериални и противовъзпалителни действия (83). Използването на масло от масло от чаено дърво също намалява броя на D. folliculorum върху клепачите (84) и може да се приложи като допълнителна възможност за лечение. Основният въпрос е често повтарящи се демодекози. Комбинираната терапия може да бъде по-ефективна от монотерапията, но за да се намери най-добрият начин за лечение на демодекоза, трябва да се установи in vitro култура на човешки акари.

Заключение

Акарите Demodex са организми с голямо световно значение, тъй като са повсеместни при хората и ролята им за индикиране на няколко дерматози е напълно сигурна, поне при определени условия. Диференциацията на демодекозата на първична (симптомите са пряко причинени от прекомерна популация на акари) и вторична (първоначално свързана с локална или обща имуносупресия, на второ място с увеличения брой на акарите) изглежда съответства на фактите. Насоките на бъдещите изследвания са със сигурност: 1) култура ex vivo (или in vitro) на акарите и следователно намиране на ефективни методи за лечение на демодекоза, 2) намиране на ендосимбионти и специфични ензими в акарите Demodex, за да се определят други патогенни механизми, при които те може да действа, 3) изследвайте полиморфизма сред D. folliculorum - може да се наложи прекласификация.

Благодарности

Авторите заявяват, че няма конфликт на интереси.