Malaria Control.net

Úvod

Historie poznávání nemoci

Kolem 8000 př. n. l. - toto období je podle antropologů označováno za okamžik vzniku agresivního typu malárie.
Kolem 2000 př. n. l. - v kostech obyvatel východního Středomoří byly nalezeny rozšířené dutiny dlouhých kostí, což je důkaz onemocnění srpovitou anémií. Velký podíl této poruchy v populaci ukazuje na předchozí značný výskyt malárie.
Kolem 400 př. n. l. - Hypokrates popsal malárii a rozdělil ji do několika typů: denní, třídenní a čtyřdenní
Kolem 1500 n. l. - Evropští osadníci a otroci zavlekli malárii na americký kontinent.
Kolem r. 1630 - středoameričtí indiáni učí Jezuitské misionáře používat kůru chininovníku, kterou domorodci léčili různé nemoci a ti ji jako antimalarikum přivážejí do Evropy.
Druhá polovina 17.století - Giovanni Maria Lancisi podle své mylné domněnky, že malárie vzniká působením jedovatých plynů z tropických močálů, dal nemoci jméno malárie. Toto pojmenování vychází ze složení italských výrazů ,,mal,, a „aire,, tedy ,,špatný vzduch,,.
R. 1880 - Charles Louis Alphonse Laveran objevil původce malárie, krevního parazita Plasmodium.
Asi r. 1882 - Poprvé byla oficiálně vyslovena hypotéza o přenosu malárie moskytem.
R. 1898 - Glovanni Batista Grassl prokázal, že malárii přenášejí moskyti z rodu Anopheles.
R. 1907 - Charles Louis Alphonse Laveran získal za svůj objev původce malárie Nobelovu cenu za lékařství.
R. 1927 - J. Wagner von Jauregg získal Nobelovu cenu za objev léčby syfilidy pomocí malárie. Tato metoda byla v roce 1950 nahrazena antibiotiky.
R. 1948 - Pečlivou léčbou se podařilo v Egyptě a Brazílii malárii zcela vymýtit.
Okolo r. 1950 - počátek intenzivních postřiků DDT, které měly za cíl decimování moskytů.
R. 1970 - DDT bylo zakázáno z důvodu negativního dopadu na životní prostředí i obyvatele v místě použití.

Výskyt malárie

Malárie je jednou z nejzávažnějších tropických chorob a po tuberkulóze je druhou nejrozšířenější smrtelnou chorobou na světě. Statistické údaje vypovídají o této nemoci krutou skutečnost a jen málokdo si je troufne zpochybnit. Bohužel i na počátku 21. století jsou čísla týkající se malárie šokující a reálná šance na vítězství člověka nad touto nemocí čeká pravděpodobně až na příští generace. Už v roce 1975 vydala Světová zdravotnická organizace zprávu, že do roku 2000 zmizí z povrchu světa nejen malárie, ale i tuberkulóza či lepra. Nejen že se lidstvo dosud s těmito chorobami musí potýkat, ale v případě tuberkulózy dokonce zaznamenává její prudký nárůst. Malárie sice už na vzestupu není, avšak stále ohrožuje bezmála polovinu všech obyvatel naší planety. Není tajemstvím, že za tento stav může hlavně lokalita, kde se malárie nejvíce vyskytuje, a malý přísun financí do těchto oblastí a do výzkumu nemoci. Například na nemoc AIDS, která postihuje ročně mnohem méně lidí, nedosahuje ročně zdaleka tolika obětí a známe ji teprve od roku 1975, se vynakládá několikanásobně více finančních prostředků. Je to dáno hlavně její globálností, jelikož ohrožuje populaci bez ohledu na ekonomickou úroveň či zeměpisnou šířku. Proto v této oblasti dosáhli vědci takového pokroku, jaký ve výzkumu malárie nebylo dosaženo za celou dobu její existence. A to o ní najdeme zmínky už ve starověku.

Malárie se vyskytuje ve více než 100 zemích světa. Podle nejnovějších údajů (2005) Světové zdravotnické organizace (WHO) jí každoročně onemocní přes 300 milionů lidí,z toho až pro dva a půl miliony postižených (hlavně dětí do pěti let) znamená smrt. Největší nebezpečí hrozí mezi 40. rovnoběžkou jižní a severní zeměpisné šířky. Zárodky malárie (plasmodia) přenáší na lidi komár rodu Anopheles, jehož výskyt je v jednotlivých mikroregionech vázán na roční období.

Každý rok je malárie v Evropě diagnostikována u více než 10 000 turistů, kteří navštívili endemické oblasti, tedy oblasti s častým výskytem chudoby. Informace o aktuální situaci v každé malarické oblasti vám sdělí na hygienické stanici nebo středisku cestovní medicíny. Bez ohledu na velikost rizika vám většinou doporučí užívat preventivní léky. Též se doporučuje prolistovat internetové stránky Světové zdravotní organizace WHO, kde jsou u malarických mikroregionů uvedena období výskytu malárie a také léky, které jsou nejúčinnější antimalarickou prevencí (profylaxí) pro danou oblast.

Obrovská mezikontinentální migrace, do níž se po listopadu 1989 zapojila také Česká republika, pochopitelně sebou přináší řadu negativních důsledků. Jedním z nejobávanějších je přenos nejrůznějších chorob. V souvislosti s malárii se dokonce hovoří o takzvané letištní formě. V Anglii a Francii se na přelomu století lidé v okolí letišť nakazili malárií, aniž by kdy ohroženou oblast navštívili. Vše způsobil infikovaný komár importovaný v zavazadlech cestujících, proto se letadla z těchto oblastí začala desinfikovat.

Každoročně se nemocí nakazí asi sto Čechů, jedná se o takzvanou importovanou malárii. Léčíme ji zpravidla jiným lékem než byla prováděná profylaxe. Pokud ji rozpoznáme včas, je téměř vždy vyléčitelná. Na importovanou tropickou malárii ve vyspělých zemích umírá jedno až dvě procenta nemocných. Rostoucí zájem o návštěvu exotických oblastí zaznamenávají všechny cestovní kanceláře a na vzestupu je i individuální turistika či obchodní zájmy soukromých firem.

Není radno podceňovat ani ,,bezrizikové zóny,,, za které jsou považována větší města a hory nad 1 800 m. n m. Před pár lety propukla malarická epidemie v Addis Abebě, tedy ve výšce 2 400 m. n.m, kde se nakazili komáři krví infikovaného člověka a přenášeli ji dále.

Co o malárii vlastně víme

Jedná se o infekční horečnaté onemocnění způsobené parazity. Ačkoliv existují desítky druhů malárie, jen čtyři z nich mohou postihnout člověka. Nejzávažnějším typem malarického onemocnění je tropická malárie, Plasmodium falciparum (původce maligní terciány). Pro toho, kdo se nechrání profylaxí nebo zanedbá léčbu, může končit smrtí. Kromě ní je rozšířeným typem benigní Plasmodium vivax (tzv. třídenní malárie), která kdysi zaplavila celý svět. Naopak Plasmodium ovale a Plasmodium malariae (čtyřdenní)jsou méně časté a způsobují jen slabou formu malárie. Maligní forma tropické malárie se na rozdíl od ostatních vyskytuje jen v tropických oblastech a veškeré užití antimalarické chemoprofylaxe se podřizuje právě jí.

Všeobecný průběh nemoci

Parazit z rodu Plasmodium (cizopasník červených krvinek), který nemoc způsobuje, je přenášen samičkami komárů rodu Anopheles. K nákaze komára dochází po bodnutí nakaženého člověka komárem. Samička saje krev potřebnou pro svá vajíčka a během tohoto procesu mohou z krve nemocného člověka přejít i pohlavní buňky (tzv. gametocyty) plasmodií. Ve slinných žlázách komárů se vyvíjejí, aniž by jim nějak škodily. Již po týdnu je parazit (vývojové stádium zvané Sporozoity) v těle komára schopen (opět bodnutím) přesunu do dalšího hostitele, například člověka. V těle pak putuje nejdříve do jater, kde nastartuje výrobu DNA a vytvoří velkou mnohojadernou buňku (schizont). Tyto obrovské útvary se pak rozpadají na merozoity (nepohlavně vzniklé stádium vývoje). Tyto merozoity napadají červené krvinky, které přinutí, aby je sami spolkly (fagocytóza).

V červených krvinkách mají nejen hojnou zásobu živin, ale zároveň jsou takto chráněny před protilátkami a bílými krvinkami. Aby se při cestě krevním řečiště nedostal parazit až do sleziny, donutí krvinku, aby se přilepila na stěnu cévy a dále neputovala. V tomto stádiu (merozoity) rostou a čerpají živiny z červených krvinek. Tento proces trvá podle druhu parazita v rozmezí 3 dnů až několik měsíců. Jakmile vyčerpají živiny v červený krvinkách, pak se opět zakuklí do velkých mnohojaderných schizontů, případně jejich prstenčitých verzí (trofozoitů). Poté se při velkém ,,výbuchu,, rozdělí opět na velké množství merozoitů. Tento výbuch nezničí jen schizont, ale také červenou krvinku, jelikož při něm merozoity pohlcují hemoglobit a jeho velký úbytek způsobuje právě praskání červených krvinek. Výbuch je u všech schizontů synchronizovaný, a tak se velké množství merozoitů (až několik desítek tisíc) dostává najednou do krevní plazmy. Tento hromadný výbuch značně pocítí lidský organismus, jelikož merozoity zároveň vyrábějí látky, způsobující prudké zvýšení teploty. Proto se u pacientů postižených malárií pravidelně objevují záchvaty horečky a zimnice.

Do krve se také začnou postupně uvolňovat parazitické toxické látky způsobující klinické projevy malarického onemocnění – horečku, kašel, zimnici, pocení, bolesti hlavy, svalů, únavu, někdy i zvracení a průjmy. Často se vyskytují mj. poruchy srážení krve, šok, selhání jater a ledvin, otok plic a mozku a také hluboké bezvědomí.

Vzniklé merozoity si rychle naleznou v červených krvinkách nové hostitele, aby zopakovaly masové množení nebo aby dospěly do pohlavní formy (gametocytů). Gametocity existují ve dvou druzích, samčích (mikrogametocyty) a samičích (makrogametocyty). Pokud je v tomto období nenasaje komár, po několika dnech hynou. Pokud se jim ovšem poštěstí dostat se do trávícího traktu komára, dozrají tam na gamety a mohou se párovat. Spojením mikro a makrogamety vzniká ookineta, která se zavrtává do střevní stěny a dozrává v oocystu a později na mnohojaderné plasmodium. To se podobně jako schizont u člověka rozpadne na desítky nových sporozoitů. Po týdnu množení se noví prvoci stěhují do slinných žláz komára, kde čekají na to, až se budou moci při bodnutí přesunout do nového hostitele. Kromě člověka se stávají vhodným hostitelem i některé opice nebo šelmy.

Jen v subsaharské Africe zemře na tropickou malárii každých 30 vteřin malé dítě. Méně nebezpečné druhy malárie bývaly i u nás – například na Hodonínsku, kde se nemoc nazývala “hodonka“.

Plasmodium falciparum

Onemocnění charakterizují několik hodin trvající záchvaty, které mají tři fáze: fázi zimnice, fázi horečky a fázi poklesu horečky s pocením. První fáze začíná u pacienta pocitem silného chladu, mrazení a třesavky. Kůže je suchá a bledá, objevuje se promodrání rtů a prstů. Nemocný je malátný, má bolesti hlavy, hučí mu v uších, má bolesti v zádech a končetinách, zvrací a jektá zuby. Za 15 minut až 2 hodiny teplota stoupne na 39 až 41,5 stupňů, nemocný má pocit silného horka. Kůže je teplá a suchá, krevní tlak klesá, puls a dýchání jsou zrychlené. Nemocný je neklidný, vzrušený, někdy také dezorientovaný. Horečnatá fáze trvá 2-6h. Pokles teploty provází silné pocení, pocit úlevy a vyčerpanosti. Nemocný usíná, mezi záchvaty se cítí relativně lépe. Některé formy a komplikace mohou končit smrtelně. Nemocný se cítí tak špatně, že nemusí ani rozeznat jednotlivé záchvaty, které se fakticky vracejí v třídenních intervalech.

Malárie po nakažení ničí červené krvinky (to se projeví chudokrevností), nebo může ucpat cévy a žíly, které zásobují krví mozek (pak se jedná o tzv. mozkovou malárii), nebo může obdobně zasáhnout další životně důležité orgány.

Ostatní druhy malárie

Pro další tři typy malárie jsou charakteristické klasické záchvaty s horečkou a třesavkou, které trvají několik hodin a jsou prokládány dvou až čtyřdenními stavy, kdy se člověk cítí téměř zdravě. Neléčené malárie (kromě tropické) odeznívají po 5 až 20 záchvatech. Ojediněle se záchvaty mohou vrátit do 3 let, u malárie se čtyřdenními intervaly záchvatů dokonce do 30 let. Malárii lze laboratorně prokázat jen z krve odebrané při záchvatu. Při těchto typech malárie mohou být poškozeny některé vnitřní orgány.

Turisté pozor!

Cestovatel může onemocnět během pobytu v malarické oblasti nebo po návratu domů (tzv. importovaná malárie). K nejčastějším příznakům malárie patří horečka (tu mívá 81 % cestovatelů z Evropy), dále jde o bolest hlavy (49,7%), únavu (34,8%), bolest kloubů a svalů (23,2%). Postižení trpí v 13,9 % průjmem a v 11,9 % zvracením.

Léčba – jak bojovat s Malárií?

V boji s parazitem jsme se příliš nevzdálili od prostředků, kterým se proti této chorobě v 16. století začali bránit středoameričtí indiáni. Jejich lék, chininová kůra, se jako zdroj účinných látek využívá na léčbu dodnes.
Malárii by šlo teoreticky úplně vymýtit. Vždyť dříve byla i v Evropě a dokonce až za polárním kruhem. Podařilo se však vyléčit posledního nakaženého člověka a nemoc tím pádem zmizela. Faktem jistě je, že v Evropě se nemoc nešířila tak rychle jako v Africe či jihovýchodní Asii.

Kolébkou malárie je Afrika, pravděpodobně nížinná oblast Etiopie, odkud se postupně rozšířila na další kontinenty. Zlikvidovala řadu armád včetně vojáků Alexandra Velikého, celou říši Khmérů a postihla i legionáře na Sibiři. V období po 2. světové válce byla nejúčinnějším prostředkem boje proti malárii bílá krystalická látka DDT, která hmyz účinně ničila. Později se však zjistilo, že působí jako jed i na člověka. Původce byl ale objeven a popsán teprve ve druhé polovině 19. století. Do té doby nemoc nazývali „mal aire“ čili špatný vzduch.

Průběh nejen malárie, ale i jiných exotických nemocí, bývá u Evropanů atypický, takže zapomeňte na samodiagnózu, jejíž závěry bývají v těchto případech naprosto scestné.

V současné době umíme vyléčit malarický záchvat a v ranném stádiu nemoci i odstranit parazita z jater. Co však stále nedokážeme dokonale, je přerušení řetězce jeho životního cyklu. Kromě toho se ale hypotetických řešení, jak se s malárii vypořádat, nabízí více. Všechny však mají společného jmenovatele – peníze. Bylo by například možné, stejně jako kdysi v Evropě, zlikvidovat malárii tím, že se poslední člověk zbaví prvoka v krvi. Žádný komár se pak nebude mít kde nakazit. Při představě oněch stamiliónů nemocných a ještě více potencionálně nakažených, však tento způsob zřejmě nikdy nepřekročí hranici teorie. Jistou šanci dává objevení účinného preparátu, který by dokázal přerušit životní cyklus plasmodia dříve, než začne napadat červené krvinky. Při hledání nových léků je tedy potřeba rozlišit jednotlivé fáze cyklu parazita.

V současné době je předmětem nejrozsáhlejšího výzkumu tzv. cirkumsporozoitální antigen, který se vyskytuje na povrchu vřetenovitého stadia plasmodia zvaného sporozoit. Tímto stadiem parazita je infikován člověk po sání komárem. Úkol to však není lehký, původce choroby má velmi složitý životní cyklus. Jeho genetická výbava obsahuje asi 6000 genů, to je 250x více než u virů či bakterií. U minimálně 60% z nich přitom vůbec neznáme jejich funkci. Nutno však dodat, že i proti jiným parazitárním onemocněním dodnes neexistuje žádná vakcína. Zpráva o rozluštění genové sekvence parazita vyvolávajícího malárii znamená tedy „jen“ další krok kupředu a problém malárie v dohledné době nevyřeší. Vzhledem ke složitému životnímu cyklu parazita je obtížné nalézt klíčové znaky plasmodií, které by bylo možno využít k vývoji účinné očkovací látky.

Malárii je možné předcházet léky, které se nazývají antimalarika (profylaxe) a užívají se před, během a po skončení cesty. Mnoho antimalarických léků může být užíváno preventivně turisty v endemických (místních) oblastech, nebo také jako ochrana pro těhotné ženy či jako léčba. Nejlepší antimalarika jsou chlorochinin a chinin. Mefloquine je užívaný v regionech, kde jsou paraziti odolní vůči chlorochininu.

Tradiční antimalarické léky užívané jako monotherapie (jediný užívaný lék) rychle ztratí svoji účinnost díky rychlému vývoji odolnosti vůči lékům. V některých místech bylo zjištěno, že malárie je odolná proti všem levným lékům (jedná se o tzv. zkříženou odolnost). Nicméně vývoj nových cenově dostupných léků může nahradit ty, které se stávají neúčinnými. Za poslední desetiletí nová skupina antimalarik v kombinaci s odvozeninami z artemisininu (výtažek z rostliny Artemisia annua) vytvořila velmi rychlou léčebnou odezvu, (rozliší příznaky a zmenší možný přenos malárie). Doposud nebyla objevena žádná odolnost parazitů k této směsi. Použití takovéto "základní artemiské kombinované terapie" může velmi zpomalit vývoj odolnosti vůči léku. Kombinace artemisininu a dvousložkové účinné látky s různými mechanismy působení se jeví jako nejlepší řešení a je nepravděpodobné, že si cizopasník bude schopný tak rychle vyvinout odolnost jako k tradiční monotherapii. Mohl by však vyvinout odolnost k jednomu ze součástí těchto kombinací.

Pro profylaxi se léky užívají minimálně jeden týden před vstupem do malarické oblasti v případě, že se užívají jednou týdně. Léky užívané každý den pak stačí brát 2 dny před odjezdem. V užívání profylaxe se pokračuje po celou dobu pobytu v malarické oblasti a ještě 4 týdny po návratu s výjimkou Malaronu, který stačí brát jen 7 dní po návratu z malarické oblasti. Délka profylaxe by neměla přesáhnout dobu 5 měsíců a v případě delšího pobytu je nutné uvažovat o tzv. pohotovostní léčbě, tedy léčbě v případě vzniku příznaků malárie i bez stanovení diagnózy. Během životně důležitého prvního týdne, kdy je nutné s léčbou začít, může její průběh zrádně připomínat jiná onemocnění, třeba úpal. Výskyt tropické malárie není striktně vázán jen na tropy.

Jestliže jste profylaxi brali, je malarický parazit částečně paralyzován, ale ne úplně. Věřte, že místní lékař, ač na to třeba vůbec nevypadá, pozná deset nejčastějších nemocí charakteristických pro danou oblast a ví, jak je léčit. Odebere kapku krve z vašeho prstu, prohlédne si ji v obyčejném mikroskopu a za půl hodiny víte, na čem jste. Trvejte však na tom, aby zdravotník rozbalil sterilní jehlu před vámi. Nezapomeňte lékaři sdělit, jakou profylaxi berete, a v jejím braní také pokračujte.

Nekomplikovaná malárie, která se podchytí včas, se léčí ambulantně. Koupíte si předepsaný lék a lékař vám dá sbohem, jako byste měli rýmu a kašel. Léčení komplikovaných a pokročilých nákaz, kdy je třeba mimo jiné nemocnému několikrát vyměnit krev, je možné provádět jen ve specializovaných a dobře vybavených nemocnicích. A těch v malarické zóně moc není.

Ani negativní krevní test však neznamená, že malárii nemáte - malarický parazit není v určité fázi svého vývoje v krvi zjistitelný. Lékař proto většinou pro jistotu nasadí malarickou léčbu „naslepo“. V případě, že se chystáte do odlehlé malarické oblasti zcela bez dosahu lékaře, kupte si pohotovostní léčebnou dávku místních antimalarik a tu si v případě důvodného podezření z tropické malárie naordinujte. Poté co nejdříve navštivte lékaře, který rozhodne, zda je třeba v léčbě pokračovat. Jen nepatrné procento lidí úspěšně „přechodí“ tropickou malárii a nákaza u nich do několika měsíců po opuštění malarické oblasti vymizí. Stává se, že doporučované léky v 10 – 20 % případů malárii stejně nezabrání. Tato odolnost malárie vůči profylaxi však rozhodně není signálem k její ignoraci.

Znázornění výsledků testování PCR pro detekci na DNA Plasmodia:

S - znázorňuje standatní výsledky bez nákazy.
1 - znázorńuje nákazu Plasmodium Vivax.
2 - nákaza Plasmodium Malariae
3 - nákaza Plasmodium Falciparum
4 - nákaza Plasmodium Ovale

Existující zařízení pro testování infekčních nemocí, jako je např. malárie (založená na testu protilátek), jsou většinou poměrně levná. Avšak i cena pouhého jednoho amerického dolaru za jeden test se skládá do poměrně veliké částky ve chvíli, kdy je zapotřebí průběžně testovat milionové populace v nejchudších zemích světa.

Nedávno se však objevil nový hit: metody založené na hmotové spektrometrii. Touto běžnou chemickou metodou je možno přesně identifikovat molekuly podle jejich atomové hmotnosti a jejich využití v lékařské diagnostice je známé. Problémem byla donedávna poměrně značná hmotnost těchto zařízení. Tento problém však byl vyřešen na John Hopkins University, kde zkonstruovali pro účely “polní" diagnostiky infekčních nemocí přenosný hmotový spektrometr. Při testování se ukázalo, že toto zařízení je dokonce ještě citlivější než běžné testy založené na detekci protilátek, umožňuje testovat všechny čtyři druhy malárie a jeho provoz je nesrovnatelně levnější.

Imunita

V některých oblastech, zejména ve Vietnamu či Gambii již se objevila rezistence i na velmi účinné antimalarikum - meflochin (to znamená, že lék nezabránil rozvoji onemocnění malárií). Je to paradoxní, čím více lidí bude brát chemoprofylaktika, tím více se bude utvářet rezistence. To může způsobit, že samičky Anophela se stanou agresivnějšími a doplatí na to chudí domorodci, kteří pochopitelně žádné léky neberou.

Během války ve Vietnamu byl dokonce vydán zákaz používání léků na prevenci, povolená byla jen léčba v případě onemocnění. Rusové ani Američané ale nedbali zákazu a antimalarikum užívali. Dnes je díky tomu v této části Asie zóna, kde je například meflochin zcela neúčinný.

Alternativní léčba:

1) Tým vědců objevil druh plísně pocházející z východní Afriky, jež by mohla být důležitým prostředkem v boji proti malárii. Vědci z Nizozemska, Tanzánie a Británie tvrdí, že když se moskyt touto plísní nakazí, přestane se živit krví, což zabraňuje přenosu parazitů způsobujících malárii na člověka. Testy prováděné v Tanzánii, při nichž byli moskyti vystaveni bavlněným pokrývkám pokrytým zmíněnou plísní, vedly k poklesu přenášení malárie o 76 procent. Délka života moskytů infikovaných danou plísní se také zkrátila o dvě třetiny na pouhých sedm dní. Podle vědců není pravděpodobné, že by si moskyti mohli vůči plísni vyvinout imunitu, protože plíseň napadá více moskytích genů najednou.

2) Tým Britských vědců z univerzity v Edinburgu a expertů z Londýnské Imperial College zase našel houbu druhu Beauveria bassiana. Pokud se jí nakazí moskyt, který malárii přenáší, nepřežije déle než 14 dní. To je přesně doba, než se moskyt od prvního sání krve od infikovaného člověka stane hrozbou pro ostatní a parazit, způsobující nemoc, se v jeho těle rozmnoží. Při laboratorních testech byla úspěšnost tohoto postupu až 98 procent. Jakmile moskyt zavadil o houbu, ta pronikla do jeho těla, kde vzklíčila a doslova ho „požírala“ zevnitř, až ho nakonec zabila. V posledních dnech svého života nemohl navíc moskyt téměř vůbec létat. Odborníci by nyní rádi z této zvláštní houby vytvořili rozprašovače.

3) Výzkumníci Evropské molekulární biologické laboratoře v německém Heidelbergu objevili pár komářích genů, o kterých se domnívají, že řídí imunitní odpověď hmyzu na přítomnost parazitů. Plasmodium přežívá uvnitř organismu komárů rodu Anopheles maculipennis (je jich přes 70 druhů, některé vegetují i v ČR). Ukazuje se, že komára lze vhodně podnítit k tomu, aby parazitického vetřelce zničil ještě dřív než dostane šanci při komářím bodnutí proniknout do lidského těla. Jeden z genů komára, pojmenovaný CTL 4, dokáže zničit až 97 % parazitů vyvíjejících se v komářím těle. Ovšem když se z organismu odstraní další gen označovaný jako LRIM1, dochází k opaku: Plasmodium se začíná velice rychle množit. Mezi akcí těchto dvou genů existuje jemná rovnováha. Lze vytvořit látky, které by uvedenou rovnováhu zvrátily ve prospěch genu vyvolávajícího smrt parazitů. Vzniklé nové chemikálie by bylo možné používat jako pesticidy k postřiku v oblastech ohrožených malárií. Dají se využít i k napouštění povrchu moskytiér – ochranných sítí proti komárům, i k preventivní dezinfekci různých místností.

4) Tým Institutu molekulární biologie univerzity ve skotském Edinburghu objevil strukturu proteinu DHFR, který způsobuje odolnost přenašeče malárie na většinu antimalarik. Tento protein je schopný mutovat tak, aby na něj nepůsobil pyrimethamin - hlavní složka léků proti malárii. Změna zjištěné struktury DHFR negativně ovlivní schopnost plasmodia přežít.

5) Jihokorejští rybáři našli všežravou rybu Misgurnus mizolepsis, která při dostatečném množství dokáže za jediný den vyčistit rýžové pole od všech larev moskytů. Podobně i v Indii do řek, rybníků i vodních nádrží, kde komáři kladou vajíčka, nasazují vhodné rybky (především paví očka). Ty bezpečně zlikvidují vylíhnuté larvy komárů.

Prevence – jak snížit riziko nákazy

Nelze se spoléhat jen na léky. Doporučuje se repelent s vysokým obsahem účinné látky (třeba Autan lotion), dlouhé rukávy a kalhoty, funkční moskytiéra nad postelí (plus izolepa na jejich opravu...) a pálení tzv. moskyto coil - kadidlových spirálek s účinným insekticidem, které rovněž výrazně snižují riziko nákazy. Spolehlivá prevence před nákazou sice neexistuje, avšak dodržováním určitých zásad lze toto riziko výrazně snížit.:

a) omezením pobytu venku po západu slunce (za soumraku), kdy je aktivita komárů nejvyšší
b) používáním moskytiér dokonale utěsněných pod lůžkem a ošetřených repelenty
c) nošením světlého oděvu s dlouhými rukávy a nohavicemi
d) instalací sítí v oknech a dveřích
e) používáním repelentů především na nekrytých částech těla
f) používáním insekticidních přípravků
 

Doporučuje se všem, aby si šest týdnů po dlouhodobém pobytu v tropech nechali provést parazitární vyšetření a vždy, pokud se u nich i po letech od návratu objeví horečka, upozornili lékaře na pobyt v zasažených oblastech.

Společensko - hospodářský dopad malárie

V mnoha rozvojových zemích se malárie jeví jako nepřítel číslo jedna ve veřejném zdravotnictví. Četné africké země nemají ve své infrastruktuře zdroje nezbytné k organizování, ani k pravidelnému udržování antimalarické kampaně. V Africe je dnes malárie chápána, jako onemocnění chudých, ale není tomu tak, protože je i příčinou chudoby. Ekonomický růst zemí s vysokým malarickým přenosem byl historicky nižší než v zemích bez malárie. Takto představuje malárie skutečnou zátěž na rozvoj ekonomiky. Ekonomové věří, že malárie je odpovědná za ztrátu až 1.3% ročně v některých afrických zemích. Malárie má na svědomí až 40% z veřejných zdravotnických výdajů, 30 - 50% z nemocničních přijetí a až 50% z ambulantních návštěv. Peněžní ztráty za malárii byly odhadovány v Africe na více než 12 miliard amerických dolarů každým rokem z HDP (hrubý domácí produkt).

Malárie má ohromný dopad na africké obyvatelstvo. Nejen že malárie má za následek ztracený život a ztracenou produktivitu zásluhou nemoci a předčasné smrti. Malárie také brání vzdělávání dětí a společenskému vývoji, které se odráží třeba špatnou docházkou, atp. Africké země, dobře si vědomé ekonomických důsledků malárie, teď věnují více zdrojů k boji proti malárii a tím i boji proti chudobě.

Perspektivy pro vakcínu

Hlavní potíž ve vývoji vakcíny proti původci malárie je skutečnost, že cizopasník podstoupí během svého života sérii změn. Jak ve stádiu silného nepohlavního množení v člověku a nebo stádiu pohlavního rozmnožování a následovaného množení v komárovi. Každý stupeň končí osvobozením cizopasníka. Odlišuje se různými antigeny, ale i jinými odolnostmi.

Dnes je do výzkumu vakcíny proti malárii zapojeno mnoho laboratoří po celém světě. Například výsledky testů provedených na dětech do pěti let v Mosambiku hodnotící účinnost antimalarické vakcíny vyvinutého firmou GlaxoSmithKline Biologicals ( Lanceta, 16.října 2004), se ukázaly jako velmi povzbuzující. Došlo k významnému snížení počtu nakažených v poměru k celkovému počtu obyvatel. Ve stádiu zkoušek byla tato vakcína během testů dobře snášena.

Co je MalariaControl.net?

Simulace obsahující přenosovou dynamiku této nemoci, její průběh a možnosti léčby jsou důležitým nástrojem pro kontrolu šíření malárie. Mohou být užívány pro zvolení optimální strategie - například pro použití moskytiér, chemoterapii, nebo nových vakcín, které jsou právě ve vývoji či ve stádiu testů. Takové modelování je extrémně náročné a intenzivní, vyžadující simulace velké lidské populace s různorodým souborem parametrů souvisejících s biologickými i sociálními faktory, které ovlivňují šíření nemoci.

Švýcarský tropický institut vyvinul počítačový model pro kontrolu šíření epidemie malárie a do přípravné studie zapojil 40 počítačů, které pro tento výzkum dostal k dispozici. Při přípravách se zjistilo, že bude třeba podstatně více výpočetního výkonu, aby bylo možné potvrdit funkčnost takových modelů a aby bylo možné adekvátně simulovat kompletní soubor možných opatření a přenosové vzory významné pro kontrolu šíření malárie v Africe.

To byl hlavní impuls ke zrodu projektu MalariaControl.net, který má za úkol spojit dobrovolně vložený výpočetní výkon tisíců lidí z celého světa za účelem pomoci zlepšit schopnost výzkumníků předpovídat a snad postupně získat kontrolu nad šířením malárie v Africe.

Dle dřívějších zkušeností se očekává , že aplikace dokončí úvodní výpočty při zapojení tisíců dobrovolníků a jejich počítačů během několika měsíců. Jen tyto výpočty by byly na výpočetním výkonu který mají k dispozici vědci, kteří vyvinuli aplikaci, dokončeny nejdříve za 40 let.

Soudě podle dřívějších zkušeností většina takto poskytnutého dobrovolnického výpočetního výkonu přijde zejména ze států Severní Ameriky a Evropy. Hlavním cílem AFRICA@home je zapojit africké univerzity a instituce do vývoje a provozování aplikací, které budou běžet na tisících dobrovolně připojených počítačích po celém světě.

>Členové týmu Africa@Home z CERNu.
Z leva: Francois Grey, Bakary Sagara, Christian S?ttrup, Rosy Mondardini, Jacques Fontignie, Ben Segal, William Kamden.

Jak pracuje MalariaControl.net?

Matematické modely jsou důležitým nástrojem v boji s infekčními onemocněními. Malárie byla jedna z prvních infekcí, k jejímuž potlačení byly použity matematické modely. Již v 19. století Ronald Ross (průkopník ve vytváření matematických modelů) viděl velký potenciál v modelování šíření malárie a následném použití těchto modelů v boji proti malárii. Proto to byl právě on, kdo vyvinul první matematický model pro boj s touto nemocí.

Pravděpodobný dopad modelování šíření malárie byl obecně odvozený ze zkušebních klinických výsledků. Malý počet porovnatelných výsledků a výrazně odlišné druhy malárie vedly nevyhnutelně k dlouhodobému zjišťování možného dopadu opatření na šíření nemoci. Tyto překážky vedou ke zpomalení vývoje, přizpůsobování strategie v boji s nemocí a seřazení postupů podle důležitosti oblastí výzkumu.

Charakteristické rysy jednotlivých infekcí

Model, který se použije v předpovídání šíření malárie a jeho dopadu na populaci, v sobě musí obsahovat co nejpřesnější popis průběhu jednotlivých infekcí Plasmodia.

Členové týmu STI (Swiss Tropical Institute) z Ženevské univerzity.
Z leva: Josh Yukich, Tom Smith, Wilson Sama, Amanda Ross, Lucy Ochola, Nicolas Maire.

Krátkodobé účinky na jedince

Očkovací látky mohou ovlivnit konkrétní výsledky, tedy odolnost očkovaného jedince vůči infekci. Nemají však žádný významnější pozitivní dopad na šíření infekce. Účinek vakcíny jednoduše sníží sílu infekce v krátkodobém důsledku, i riziko úmrtnosti, ovšem vzhledem k odolnosti parazita a jeho schopnosti přizpůsobení se očkovacím látkám, nedochází z dlouhodobého hlediska ke snížení nákazového poměru.

Dlouhodobé účinky a jejich dopad

Uvedení insekticidů, kterými se ošetřují sítě, vyvolalo rozsáhlou diskuzi o možných dlouhodobých účincích, související zejména s problémy, které mohou nastat ve vztahu sledování účinků očkovacích látek a dopadem použití insekticidů na výsledky těchto sledování.

Dlouhodobé účinky očkovacích programů je možné nyní kvůli tomu předpovídat ještě obtížněji. Od té doby proběhly terénní pokusy několika očkovacích látek proti malárii, například i zkoušky vakcín na loveckých psech. Bohužel se musela vzít v úvahu jen data, která mohla být naměřena během 6-18 měsíců po užití očkovací látky, jelikož po delší době už nemohou být jednoduše vyvozeny výsledky takovýchto zkoušek. Výsledky očkování se mohou ale projevit až po delší době po očkování. Toto může nastat například v případě, kdy dojde k efektu přirozeného posilování organismu. Nebo naopak, očkování může mít u některých jedinců pouze za následek prodloužení průběhu nemoci a následného úmrtí.

Epidemiologické modely musí zvažovat i závislosti průběhu nemoci u různých jedinců. Například zkoušky na loveckých psech jsou obecně navrženy s cílem přímo chránit jedince buď před infekcí nebo v prvních fázích průběhu nemoci, neberou ale v potaz širší vliv na přenos. Vzájemná závislost hostitelů bude zařazena do pozdějších malarických modelů jako jeden z hlavních prvků.

Struktura malárie v modelech MalariaControl.net

Švýcarský tropický institut vyvinul nové modely pro mnohočetné předpovědi potenciálního dopadu očkování proti P. maligní terciáně. Hlavní součást těchto modelů je stochastická (náhodná) simulace epidemiologie P. falciparum, která připojuje další „pohledy zevnitř“ z dalších hostitelských modelů, ale je implementovaná nezávisle na nich. Švýcarský institut využíval pro tyto modely simulování výsledků z nedávno (v roce 2004) dokončených zkoušek malarických očkovacích látek RTS,S/AS02, které se uskutečnily na dospělých lidech v Gambii a dětech ve věku 1-5 let v Mosambiku.

Model také zároveň zpracovával předpověď potenciálního dopadu použití takové vakcíny na šíření epidemie a její rentabilitu. Pro vytvoření těchto předpovědí vědci vložili do modelu propočet dat pro zdravotní systém, který je aktuální v daném místě a který je velkou měrou ovlivněn nízkým příjmem obyvatel, k čemuž jim i značně pomohla data z Tanzanie.

Navíc Švýcarský tropický institut udělal také pokrok ve výzkumu vývoje během hostitelské fáze malárie. Tato práce má za cíl doplnit dřívější hostitelské modely, výslovně se zaměřuje na pohledy týkající se modelování očkování, jehož výstupní informace budou užitečné pro epidemiologické modely. Hostitelské modely obsahují data z léčby malárie od pacientů a směřují k závěrům, které se zvláště týkají modelování nepohlavního krevního stadia vakcinace.

Tyto modely reprezentují jeden velký celek spojený z několika vzájemně propojených specifických modelů, které slouží jako nový důležitý nástroj pro další plánování kontroly šíření malárie a vývoje očkovacích látek. Do těchto modelů jsou vkládána aktuální data a mají velký rozsah nastavení, aby mohly být pohotově přizpůsobeny konkrétním požadavkům. To umožní ovlivňovat epidemiologický a ekonomický dopad a snížit tím velké břemeno malárie. Vzhledem k složitému životnímu cyklu původce malárie a stále ještě některým mezerám v našich současných znalostech jsou v modelech základní omezení napojená na některé z jejich součástí, které postupně ovlivňují celkové modelové výsledky.

Pro dosažení co nejpřesnějších výsledků, založených na komplexních simulacích obyvatelstva, je třeba modely pro kontrolu šíření malárie stále ještě vyvíjet. Ovšem již nyní reprezentují důležitý nový nástroj při plánování opatření i při vývoji vakcíny. Umožňuje zároveň vědcům na základě výsledků velice pohotově přizpůsobit účinnost a rentabilitu dalších zákroků zaměřených na jednotlivé nebo kombinované zdroje infekce. Tímto umožňuje integrovat epidemiologické a ekonomické aspekty při rozhodování v dalších krocích při redukci nesnesitelného břemene jménem malárie.

Aktuální problémy malarické nemocnosti a úmrtnosti (zvláště v subsaharské Africe) jsou tak velké, že má význam sledovat i zákroky, které upravují průběh nemoci u velkého počtu jedinců bez jakýchkoliv účinků na přenos. Účinky jednotlivých opatření na přenos a šíření nemoci by neměly být ale v modelech ignorovány a je potřeba, aby byly součástí modelu, ve kterém budou zahrnuty i nezávislé účinky.

Strategie epidemiologického modelování

Důležité je, aby modely simulovaly procesy, které mohly být ovlivňovány vakcinací a také zachycovaly vztahy mezi těmito procesy a výsledky z veřejného zdravotního výzkumu. Pro současné modely jsou použity jako vstupní data sezónní výkyvy přenosu a výsledkem je předpověď, ze které vyplývá nákazový poměr lidí. Dále je zvažováno, jestli tento vztah může být ovlivněný přirozeně získanou imunitou či očkováním.

Imunitní variace modelu

Švýcarský tropický institut vloží empirický popis hustoty vnitřních hostitelských nepohlavních parazitů do každého modelu pro nastavení úrovně infekčního procesu a ten nám dá pravděpodobnou (stochastickou) předpověď, jaký bude mít vliv období průběhu nemoci na účinnost imunitního systému, tedy jak bude reagovat na jednotlivé hustoty parazita. Dále také bude simulovat tyto reakce imunitního systému vůči polo-imunnímu hostiteli. Tento model testu imunity poskytne přímý základ pro analyzování možných účinků vakcín a posune znalosti pro správnou analýzu možných efektů, které by mohly mít skryté funkce v podobě například pouhé redukce parazitické hustoty v organismu.

Dále též probíhá analýza vztahů mezi hustotou nepohlavních parazitů a jejich nakažlivostí ke vzorku pacientů v průběhu léčby malárie za účelem odvodit model pro zjištění přenositelnosti na komáří hostitele a z nich na další jedince. Tento vztah je užíván pro simulaci blokování přenositelnosti prostřednictvím různých vakcín. Takto vytvořené simulované populační šíření parazitů umožňuje předpovídat rozsah šíření a dopad na lidskou populaci v dané lokalitě. Důležité jsou tyto výsledky také pro možnost vyhnout se použití takových prostředků, které mají nevhodný poměr mezi množstvím vynaložených financí a jejich epidemiologickými výsledky.

Ukázka grafiky projektu při jeho spuštění. Od roku 2010 tato funkce dočasně ukončena.

Postup simulace

Institut využívá jednotlivě vytvořené simulace s pětidenními časovými intervaly pro zpracování modelu epidemiologie P. falciparum. Tento přístup umožňuje modelovat obyvatelstvo z možných již infikovaných hostitelů a každého charakterizovat souborem nepřetržitých a statických proměnných (parazitických hustot, délky trvání nákazy a imunitní proměnné pro individuální hostitele). Takovýto komplexní model poskytuje přesnější prognózy o vzájemném ovlivňování mezi jednotlivými hostiteli než by umožňovalo použití oddělených modelů. Nevýhoda je v tom, že je tato metoda výpočetně hodně náročná. Použit byl programovací jazyk FORTRAN.

Ukázka grafiky projektu při jeho spuštění. Od roku 2010 tato funkce dočasně ukončena.

Složení modelu

Při výpočetních nárocích a složitosti vhodného procesu se zjistilo, že by nešlo provést výpočet pro celkový model a pro všechna data současně, proto jsou data rozdělena na jednotlivé, mnohem menší a méně náročné sub-modely. Výsledky těchto sub-modelů slouží k předpovědím kvantifikujícím vztah mezi šířením nemoci a skutečným výsledkem.

Každý sub-model je tak postavený na odhadech parametrů z výsledků modelování v institutu v daném procesu. Tento přístup přináší možnost zpracovávat klinická data pomocí dynamických modelů. Tyto modely ve výsledku slouží pro předpovídání lokálního dopadu epidemie i ke zvolení nejefektivnějšího a nejekonomičtějšího zákroku proti ní.

Struktura projektu je založena na základní rovnici epidemiologického modelu, která je postavena na šesti základních součástech:

1) nákaza lidského hostitele
2) charakteristické rysy ze simulovaných modelových infekcí
3) přenositelnost z hostitele zpět na komáry
4) aktuální procento nákazy v dané lokalitě
5) úmrtnost
6) chudokrevnost

Jsou výsledkem skutečná data?

Možné nepřesnosti v komplexních modelech jsou ošetřeny maximální možnou přesností všech vstupních dat, aby se modely dokázaly co možná nejlépe přizpůsobit realitě. Institut má k dispozici pro nastavení jednotlivých částí modelu bohatou databázi a mnoho různých ekologických i epidemiologických nastavení.Tento přístup za použití statistických modelů využívajících metody mnohačetného opakovaní simulací vede k tomu, aby výsledkem byl co možná nejpřesnější předpověď. Švýcarský tropický institut upravil modely tak, aby byly použitelné pro veřejné zpracovávání pomocí distribuovaných výpočtů.

Při přípravě informací o Malariacontrol.net, bylo použito z velké části překladu textů přímo z webu projektu. S překladem některých textů z webu projektu mně částečně pomáhal M1.Lan a s gramatickou korekcí celého článku JardaM. Tímto bych jim oběma chtěl poděkovat.

Svůj komentář na tento článek, co by mělo být opraveno, či doplněno můžete napsat do této sekce na našem týmovém fóru.
Téma s komentářem k tomu konkrétnímu článku, by mělo nést stejný název, jako článek na webu.