Esquistosomiasis (Schistosoma spp.) – Anticuerpos IgG; Diagnóstico molecular (PCR); Identificación molecular de especie (PCR y secuenciación)

 

Información 13-10-2018.

La esquistosomiasis es una enfermedad parasitaria aguda y crónica causada por duelas sanguíneas (trematodos) del género Schistosoma, incluidas dentro del Phylum Platyhelminthes, clase Trematoda, subclase Digenea, familia Schistosomatidae. Hay constancia de la transmisión de la enfermedad en 78 países y se estima que al menos 206,5 millones de personas necesitaron tratamiento de prevención en 2016, que se debería repetir durante algunos años y que permite reducir y prevenir la morbilidad. Sin embargo, la quimioterapia preventiva para la esquistosomiasis, solamente se requiere en 52 países endémicos con transmisión de moderada a alta.

Los efectos económicos y sanitarios de la esquistosomiasis son considerables, ya que provoca discapacidad. En los niños puede causar anemia, retraso del crecimiento y problemas de aprendizaje, aunque los efectos suelen ser reversibles con el tratamiento. La esquistosomiasis crónica puede afectar a la capacidad de trabajo y en algunos casos puede ser mortal. El número de muertes atribuibles a la esquistosomiasis es difícil de calcular debido a la existencia de patologías ocultas relacionadas como la insuficiencia hepática y renal y el cáncer de vejiga. La OMS estimó que la cifra era de 200.000 muertes anuales, pero es posible que haya disminuido considerablemente gracias a la expansión durante el último decenio de las campañas de quimioterapia profiláctica a gran escala.

Debido al contexto globalizado en el que vivimos, es importante señalar el incremento de casos de esquistosomiasis importada como consecuencia de la movilidad internacional. Ya sea por viajeros, expatriados por motivos laborales o por la emigración Sur-Norte, cada vez es más frecuente encontrar casos de esquistosomiasis en países no endémicos.

Hasta el momento se han llegado a identificar 20 especies de Schistosoma clasificadas en 4 grupos:

  • Grupo S. haematobium: S. haematobium, S. intercalatum, S. bovis, S. matthei, S. curassoni, S. margrebowiei, S. leiperi.
  • Grupo S. mansoni: S. mansoni, S. rodhaini, S. hippopotami, S. edwardiense.
  • Grupo S. japonicum: S. japonicum, S. mekongi, S. malayensis, S. sinensium, S. ovuncatum.
  • Grupo S. indicum: S. indicum, S. nasale, S. spindale, S. incognitum. 

Entre ellas se encuentran las cinco grandes especies de duelas sanguíneas que afectan principalmente a las personas y que producen esquistosomiasis en humanos, cada uno con sus manifestaciones clínicas respectivas:

  • Schistosoma mansoni y Schistosoma intercalatum - causantes esquistosomiasis intestinal. 
  • Schistosoma haematobium – causante de esquistosomiasis urinaria. 
  • Schistosoma japonicum y Schistosoma mekongi – causantes de la variedad asiática de la esquistosomiasis. 

Epidemiología

La esquistosomiasis es prevalente en las regiones tropicales y subtropicales, especialmente en las comunidades pobres sin acceso a agua potable segura ni a saneamiento adecuado. Se estima que al menos un 92% de las personas que necesitan tratamiento contra la esquistosomiasis vive en África.

S. haematobium y S. mansoni son las especies más importantes desde un punto de vista global ya que entre las dos representan más del 90% de los casos de esquistosomiasis en el mundo. La primera es el único agente causal de la esquistosomiasis urogenital y supone más de la mitad de los casos de la enfermedad. Por otro lado, S. mansoni es la especie más importante en términos de morbilidad y distribución geográfica causante de la esquistosomiasis intestinal y hepática, siendo la única especie presente en el continente americano.

Para que ocurra una correcta transmisión de la esquistosomiasis deben concurrir una serie de condiciones. La primera y más importante es que existan poblaciones de moluscos (caracoles) capaces de mantener el ciclo biológico y transmitir la enfermedad. Estos hospedadores son resistentes a la sequía, a la contaminación, y a los cambios climáticos. Si en un área se encuentra una especie de caracol que presenta resistencia natural a la infección la tasa de transmisión será menor. Normalmente, las poblaciones de caracoles son estables y la enfermedad presenta un carácter endémico y local. Sin embargo, los cambios en las condiciones hidrográficas como inundaciones o las construcciones de grandes presas (como la de Aswan en Egipto o diferentes presas en Nigeria) han permitido que los caracoles proliferen y se expandan llevando la enfermedad a zonas no endémicas de esquistosomiasis. Otra característica importante para la transmisión es su asociación con el subdesarrollo. Para que siga manteniéndose el ciclo de vida del parásito se requiere la contaminación del agua con heces y orina por falta de un saneamiento adecuado.

La exposición al agua contaminada suele asociarse a actividades diarias y rutinarias como el lavado de utensilios y el baño, así como a actividades relacionadas con la agricultura, la pesca o la ganadería. Al contrario de lo que cabría esperar, la transición demográfica rural-urbana no ha eliminado la enfermedad, si no que en las periferias de las grandes ciudades de Sudamérica y África se mantiene la transmisión de la esquistosomiasis.

Características clínicas de la esquistosomiasis

La esquistosomiasis progresa en 3 fases distintas: fase de inicio, fase aguda y fase crónica.

Fase de inicio

En el lugar de la penetración percutánea de las cercarias del esquistosoma se produce una erupción maculopapular, eritematosa, caracterizada por lesiones elevadas de 1 cm a 3 cm.

Esquistosomiasis aguda (síndrome de Katayama)

Los síntomas son mediados por el complejo inmunológico y por lo general comienza con la deposición de huevos de esquistosoma en los tejidos del huésped. Los síntomas pueden incluir fiebre, malestar general, mialgias, fatiga, tos no productiva, diarrea (con o sin sangre), hematuria (S. haematobium) y dolor en el cuadrante abdominal superior derecho. La esquistosomiasis aguda se observa en personas que son infectadas por primera vez cuando viajan a zonas endémicas. En el caso de S. japonicum, también se asocia con una sobreinfección o una reacción de hipersensibilidad en personas previamente infectadas. El diagnóstico diferencial incluye la gastroenteritis; las hepatitis A, B y C; la infección por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH); la salmonelosis y las infecciones del tracto urinario.

Enfermedad crónica y avanzada

Las infecciones por esquistosomas maduros se asocian con una respuesta inflamatoria local, crónica a los huevos de esquistosomas atrapados en los tejidos del huésped, que puede conducir a la inflamación y la obstrucción del tracto urinario (S. haematobium) o a enfermedades intestinales, inflamación hepatoesplénica y fibrosis hepática (S mansoni, S intercalatum, S. japonicum, S. mekongi).

Principales formas clínicas de esquistosomiasis:

Enfermedad gastrointestinal y hepática

Los huevos retenidos en la pared del intestino inducen la inflamación, la hiperplasia, la ulceración, la formación de microabscesos y la poliposis. Los síntomas de la enfermedad gastrointestinal incluyen dolor cólico en el hipogastrio o dolor en la fosa ilíaca izquierda, diarrea (especialmente en niños), que puede alternar con estreñimiento y, hematoquezia (sangre en las heces). La enfermedad intestinal grave crónica puede llevar a la estenosis del colon o del recto. La poliposis colónica puede manifestarse como una enteropatía perdedora de proteínas. Una masa inflamatoria en el colon puede incluso imitar el cáncer.

Los huevos de S. mansoni y de S. japonicum embolizan en el hígado, donde la respuesta inflamatoria granulomatosa induce un proceso inflamatorio presinusoidal y fibrosis periportal, asociada a una infección persistente y grave, pudiendo tomar muchos años para desarrollarse.

Enfermedad genitourinaria

La enfermedad del tracto urinario se desarrolla después de la infección con S. haematobium y la inflamación granulomatosa es la respuesta a la deposición de los huevos en los tejidos de las vías urinarias (vejiga y uréter). La hematuria aparece 10 a 12 semanas después de la infección y es el primer signo de la enfermedad establecida. La disuria y la hematuria se producen tanto al comienzo como en las etapas tardías de la enfermedad. Las manifestaciones finales de la enfermedad son la proteinuria (con frecuencia como síndrome nefrótico), la calcificación de la vejiga, la obstrucción uretral, la infección bacteriana secundaria del tracto urinario, el cólico renal, la hidronefrosis y la insuficiencia renal. En los niños pueden existir anomalías estructurales del tracto urinario.

En Egipto y otras partes de África, los estudios epidemiológicos han asociado la esquistosomiasis con el carcinoma de células escamosas de la vejiga. En las últimas décadas, en Egipto, la incidencia de cáncer de vejiga ha disminuido paralelamente con la disminución de la prevalencia de la esquistosomiasis. El carcinoma de células escamosas de vejiga asociado al S. haematobium tiende a ser bien diferenciado y dar metástasis locales. S. haematobium causa enfermedades genitales en aproximadamente un tercio de las mujeres infectadas.

Diagnóstico

Actualmente se dispone de varios métodos diagnósticos, incluyendo métodos parasitológicos basados en microscopía, inmunológicos y moleculares. Se pueden agrupar en tres categorías principales: (a) diagnóstico parasitológico microscópico, basados en la observación de huevos de estos helmintos, (b) diagnóstico inmunológico basados en la detección de anticuerpos específicos, y (c) diagnóstico molecular basado en la detección de ácidos nucleicos.

a) Diagnóstico parasitológico

Los métodos parasitológicos fueron los primeros empleados para el diagnóstico de la esquistosomiasis. Están basados en la detección de los huevos en heces (en el caso de la esquistosomiasis intestinal y hepática) o en orina (en el caso de la esquistosomiasis urogenital). No son apropiados para el diagnóstico precoz de la enfermedad, ya que la puesta de huevos se inicia al menos a la cuarta semana post-infección.

Para la detección microscópica de huevos en heces se utiliza la técnica de Kato-Katz (actualmente recomendada por la OMS como método de referencia -gold standard-). Es sencilla, de bajo coste, muy específica y permite estimar la intensidad de la infección. Sin embargo, cuando la carga parasitaria es baja la sensibilidad de la prueba disminuye notablemente. No obstante, la sensibilidad puede mejorarse si se aumenta el número de extensiones examinadas en muestras recogidas en días consecutivos.

Para la detección de huevos de S. haematobium se utiliza la filtración o la sedimentación/centrifugación de la orina y posterior observación microscópica. Al igual que en la detección de huevos en heces, el principal problema es la baja sensibilidad, especialmente en infecciones leves. Por otro lado, la presencia de proteinuria y principalmente hematuria son indicadores que se han usado en el diagnóstico de la esquistosomiasis urogenital. Sin embargo, la hematuria no es un signo específico de la esquistosomiasis ya que se puede presentar en otras patologías.

b) Diagnóstico inmunológico

El diagnóstico inmunológico consiste en la detección de anticuerpos antiesquistosomas o la detección de antígenos de esquistosomas en diferentes fluidos (orina, suero, plasma o esputo). Hay una gran variedad de pruebas diagnósticas con diferente nivel de sofisticación. Estos métodos son particularmente útiles cuando las pruebas parasitológicas no son efectivas, especialmente en situaciones donde la carga parasitaria es muy baja.

Muchas de las técnicas inmunológicas se han desarrollado para la detección de anticuerpos contra las diferentes fases del parásito y son capaces de diagnosticar infecciones por S. mansoni y S. haematobium, resultando útil en zonas de baja endemicidad.

Prueba de precipitación circumoval (COPT), detecta anticuerpos en suero de pacientes infectados empleando huevos del parásito liofilizados. Ha resultado ser sensible y específico y empleándolo junto con la microscopía ha mejorado notablemente la eficacia del diagnóstico. Las principales desventajas del COPT son la complejidad de la técnica y que el resultado continúa siendo positivo una vez que se ha eliminado el parásito del organismo.

Prueba de inmunofluorescencia indirecta (IFI), detecta anticuerpos en suero empleando utilizando como antígeno secciones de helmintos adultos, huevos o cercarias y observando los resultados mediante microscopía de fluorescencia. Se ha utilizado de forma aislada o en combinación con otros métodos de diagnóstico en zonas de baja prevalencia. Esta prueba es de difícil aplicación ya que este tipo de microscopía y los reactivos, suponen una barrera para su uso en zonas endémicas.

Prueba de hemaglutinación indirecta (IHA), es capaz de detectar anticuerpos de pacientes infectados empleando eritrocitos recubiertos de antígenos de esquistosomas. Gracias a su simplicidad, esta prueba se ha utilizado para estudiar la prevalencia y la vigilancia en áreas endémicas. Sin embargo, además del elevado título de anticuerpos tras el tratamiento, posee elevada reactividad cruzada con otras especies de helmintos, lo que implica una baja especificidad.

Pruebas de ELISA, que utilizaba en un primer momento extractos crudos de helmintos adultos o huevos como antígenos, dando reactividad cruzada con otros helmintos. Posteriormente se desarrollaron pruebas de ELISA con proteínas o fracciones de proteínas purificadas para mejorar su especificidad. Esta prueba muestra la misma sensibilidad que la prueba de Kato-Katz (K-K) para el diagnóstico de S. mansoni y la prueba de filtración de orina para S. haematobium. Sin embargo, es necesario evaluar esta prueba en otro tipo de situaciones, como en zonas de baja endemicidad o tras una campaña post-tratamiento.

Actualmente existen diferentes kits comerciales basados en la detección de anticuerpos (ELISA e IHA), utilizándose en la práctica clínica particularmente en países no endémicos, para diagnosticar casos de esquistosomiasis importada. No obstante, la especificidad de estos kits continúa siendo baja.

c) Diagnóstico basado en la detección de ácidos nucleicos o molecular

El diagnóstico molecular consiste en la detección de ácidos nucleicos (ADN) mediante técnicas de amplificación, principalmente la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) con todas sus variantes. La detección de ADN de esquistosomas en muestras de heces, orina o biopsias de tejidos se ha empleado como diagnóstico altamente sensible y específico.

La PCR convencional es más sensible que la microscopía, tanto en heces para el diagnóstico de S. mansoni, como en orina para el diagnóstico de S. haematobium. Se pueden amplificar secuencias comunes a partir de cebadores específicos para los genes codificantes del ácido nucleico 28S del ARN ribosomal de S. haematobium, S. mansoni y S. intercalatum, en muestras de orina, para poder realizar el diagnóstico de las 3 especies de esquistosomiasis importada. Estudios recientes demuestran una gran eficacia diagnóstica para detectar ADN de todas las especies de esquistosomas en muestras de orina y en heces, pero parece existir menor eficacia en muestras de suero.

A su vez, se ha aumentado la sensibilidad de la prueba estudiando genes mitocondriales, gracias al elevado número de copias que existen en cada célula. Al ser secuencias únicas de cada especie, presentan un alto grado de especificidad. El gen mitocondrial de la citocromooxidasa 1 (Cox1) es utilizado como marcador molecular de los huevos de S. haematobium y S. mansoni en muestras de orina y heces.

Pruebas realizadas en IVAMI:

  • Examen microscópico.
  • Detección molecular del esquistosoma mediante amplificación del gen mitocondrial de la citocromooxidasa 1 (Cox1).
  • Identificación de la especie de Schistosoma spp. mediante secuenciación de la región codificante del gen mitocondrial del citocromo oxidasa 1 (Cox1).

Muestra recomendada:

  • Examen microscópico: heces u orina.
  • Diagnóstico molecular: biopsias de tejidos, orina, heces.

Conservación y envío de la muestra:

  • Las muestras deben recibirse refrigeradas o congeladas y su tiempo de transporte debe ser inferior a 48 horas.

Plazo de entrega de resultados:

  • Examen microscópico: 24 horas.
  • Detección molecular del ADN de Schistosoma : 24 a 48 horas.
  • Identificación de la especie de Schistosoma spp. mediante secuenciación de la región codificante del gen mitocondrial del citocromo oxidasa 1 (Cox1): 48 a 72 horas.

Coste de la prueba:  

  • Examen microscópico: Consultar a ivami@ivami.com.
  • Detección molecular del ADN de Schistosoma spp (PCR): Consultar a ivami@ivami.com.
  • Secuenciación de la región codificante del gen mitocondrial del citocromo oxidasa 1 (Cox1): Consultar a ivami@ivami.com.