Патогенетические особенности Giardia lamblia, достижения и перспективы генотипирования простейшего

Лямблиоз не теряет своей актуальности, несмотря на активное развитие таких направлений медицины, как диагностика, лечение и профилактика. Выделяют 8 генетических групп простейшего Giardia lamblia – от А до Н. Генетические комплексы А и В долгое время связывали с возникновением инвазии у человека, когда другие – от С до H – выявлялись лишь у специфичных животных-хозяев. Последние данные исследования простейшего указывают на то, что это распределение условно и циркуляция генетических сборок G. lamblia является более сложным и многофакторным процессом. В свою очередь фенотипически неразличимые группы А и В также имеют значительные генетические отличия и делятся на подгруппы АI, АII и АIII, а также ВIII и ВIV. Во многих научных исследованиях основным методом, позволяющим установить принадлежность G. lamblia к определенной сборке, наряду с частичным или полногеномным секвенированием является мультилокусное определение полиморфизма длин рестрикционных фрагментов с использованием «традиционных» генов, таких как бета-гардин (β-giardin (bg)), триозофосфатизомераза (triosephosphate isomerase (tpi)) и глутаматдегидрогеназа (glutamate dehydrogenase (gdh)). Активно ведутся поиски по выявлению новых мишеней, пригодных для определения принадлежности к генетическим группам.

В связи с отсутствием стандартизированных подходов к молекулярному генотипированию возбудителя лямблиоза продолжается этап накопления знаний о его генетическом разнообразии. Данные сведения важны для понимания связей между генетическими комплексами G. lamblia и клиническими проявлениями, а также отдаленными последствиями заболевания, патогенеза и взаимодействия между возбудителями при коинфицировании различными генетическими сборками, равно как оценки вклада каждой из них в инфекционный процесс, так и потенциала для накопления генетических рекомбинационных мутаций и уровнем их распространенности в возрастных группах или по территориям.

В обзоре представлены актуальные данные о современном уровне знаний о генетическом разнообразии возбудителя лямблиоза и его патогенетических особенностях, а также оценены перспективы усовершенствования генотипирования G. lamblia.

1. Файзуллина Р.М., Санникова А.В., Гафурова Р.Р. Паразитозы как коморбидное состояние у детей с аллергическими заболеваниями. РМЖ. 2020;(2):24-27.

2. Kitowska W, Sadkowska-Todys M Giardiasis (lambliasis) in Poland in 2020. Przegl Epidemiol. 2022;76(4):616-625. DOI: https://doi.org/10.32394/pe.76.56

3. Deksne G, Kruminš A, Mateusa M, et al. Occurrence of Cryptosporidium spp. and Giardia spp. Infection in Humans in Latvia: Evidence of Underdiagnosed and Underreported Cases. Medicina. 2022;58(4):471. DOI: https://doi.org/10.3390/medicina58040471

4. Белова А.А., Шестакова М.Д., Хавкин А.И. Лямблиоз и постинфекционный СРК. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2021;(4):178-187. DOI: https://doi.org/10.31146/1682-8658-ecg-188-4-178-187

5. Esch, KJ, Petersen CA. Transmission and epidemiology of zoonotic protozoal diseases of companion animals. Clin Microbiol. 2013;26(1) :58-85. DOI: https://doi.org/10.1128/CMR.00067-12

6. Мочалова А.А., Ершова И.Б., Карпенко И.Н., Черкасова С.Н. Лечение и диагностика лямблиоза в современных условиях. Актуальная инфектология. 2013;1(1):95-100.

7. Бодня Е.И., Кадельник Л.А., Бодня И.П. Современное представление о патогенезе и клинике лямблиоза. Педиатрия. Восточная Европа. 2017;5(4):670-682

8. Adam RD. Giardia duodenalis: Biology and Pathogenesis. Clinical Microbiology Reviews. 2021;34:1-35. DOI: https://doi.org/10.1128/CMR.00024-19

9. Campbell SM, Pettersen FO, Brekke H, Hanevik K, Robertson LJ. Transition to PCR diagnosis of cryptosporidiosis and giardiasis in the Norwegian healthcare system: could the increase in reported cases be due to higher sensitivity or a change in the testing algorithm? European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases. 2022;41:835-839. DOI: https://doi.org/10.1007/s10096-022-04426-3

10. Ankarklev J, Jerlström Hultqvist J, Ringqvist E, Troell K, Svärd SG. Behind the smile: cell biology and disease mechanisms of Giardia species. Nature Reviews Microbiology. 2010;8(6):413-22. DOI: https://doi.org/10.1038/nrmicro2317

11. Ryan U, Zahedi A. Molecular epidemiology of giardiasis from a veterinary perspective. Advances in Parasitology. 2019;106:209-254. DOI: https://doi.org/10.1016/bs.apar.2019.07.002

12. Fantinatti M., Bello AR, Fernandes O, Da-Cruz AM. Identification of Giardia Lamblia Assemblage E in Humans Points to a New Anthropozoonotic Cycle. Journal of Infectious Diseases. 2016;214(8):1256-1259. DOI: https://doi.org/10.1093/infdis/jiw361

13. Zahedi A, Field D, Ryan U. Molecular Typing of Giardia Duodenalis in Humans in Queensland – First Report of Assemblage E. Parasitology. 2017;114:1154-1164. DOI: https://doi.org/10.1017/S0031182017000439

14. Garcia-R JC, Ogbuigwe P, Pita AB, Velathanthiri N, Knox MA, Biggs PJ, et al. First report of novel assemblages and mixed infections of Giardia duodenalis in human isolates from New Zealand. Acta Tropica. 2021;220:105969. DOI: https://doi.org/10.1016/j.actatropica.2021.105969

15. Zhang XX, Tan QD, Zhao GH, Ma JG, Zheng WB, Ni XT, et al. Prevalence, risk factors and multilocus genotyping of Giardia intestinalis in dairy cattle, Northwest China. Journal of Eukaryotic Microbiology. 2016;63(4):498-504. DOI: https://doi.org/10.1111/jeu.12293

16. Read C, Walters J, Robertson ID, Thompson RC. Correlation between genotype of Giardia duodenalis and diarrhoea. International Journal for Parasitology. 2002;32(2):229-231. DOI: https://doi.org/10.1016/s0020-7519(01)00340-x

17. El Basha NR, Zaki MM, Hassanin OM, Rehan MK, Omran D. Giardia assemblages A and B in diarrheic patients: A comparative study in Egyptian children and adults. Journal of Parasitology. 2016;102(1):69-74. DOI: https://doi.org/10.1645/14-676

18. Minetti C, Lamden K, Durband, Cheesbrough J, Platt K, Charlett A, O’Brien SJ, et al. Case-control study of risk factors for sporadic giardiasis and parasite assemblages in North West England. Journal of Clinical Microbiology. 2015;53:3133-3140. DOI: https://doi.org/10.1128/JCM.00715-15

19. Pelayo L, Nuñez FA, Rojas L, Furuseth Hansen E, Gjerde B, Wilke H, et al. Giardia infections in Cuban children: The genotypes circulating in a rural population. Annals of Tropical Medicine & Parasitology. 2008;102:585-595. DOI: https://doi.org/10.1179/136485908X355247

20. Wang Y, Gonzalez-Moreno O, Roellig DM, Oliver L, Huguet J, Guo Y, et al. Epidemiological distribution of genotypes of Giardia duodenalis in humans in Spain. Parasites & Vectors. 2019;12:432. DOI: https://doi.org/10.1186/s13071-019-3692-4

21. Kohli A, Bushen OY, Pinkerton RC, Houpt E, Newman RD, Sears CL, et al. Giardia duodenalis assemblage, clinical presentation and markers of intestinal inflammation in Brazilian children. Transactions of the Royal Society of Tropical Medicine & Hygiene. 2008;102(7):718-725. DOI: https://doi.org/10.1016/j.trstmh.2008.03.002

22. Adam RD, Dahlstrom EW, Martens CA, Bruno DP, Barbian KD, Ricklefs SM, et al. Genome Sequencing of Giardia lamblia Genotypes A2 and B Isolates (DH and GS) and Comparative Analysis with the Genomes of Genotypes A1 and E (WB and Pig). Genome Biology & Evolution. 2013;5(12):2498-2511. DOI: https://doi.org/10.1093/gbe/evt197

23. Solaymani-Mohammadi S, Singer SM. Host Immunity and pathogen strain contribute to intestinal disaccharidase impairment following gut infection. The Journal of Immunology. 2011;187(7):3769-3775. DOI: https://doi.org/10.4049/jimmunol.1100606

24. Шуманская С.Ю., Григорьева Е.Е., Дронина А.М., Фомина Е.Г. Сравнительный анализ методов выделения генетического материала из фекальных образцов и пути оптимизации молекулярно-генетической диагностики лямблиоза. Лабораторная диагностика. Восточная Европа. 2024;13(1):103-115. DOI: https://doi.org/10.34883/PI.2024.13.1.009

25. Thompson RCA, Ash A. Molecular epidemiology of Giardia and Cryptosporidium infections. Infection, Genetics and Evolution. 2016;40:315-323. DOI: https://doi.org/10.1016/j.meegid.2015.09.028

26. Zajaczkowski P, Lee R, Fletcher-Lartey SM, et al. The controversies surrounding Giardia intestinalis assemblages A and B. Current Research in Parasitology & Vector-Borne Diseases. 2021;1:100055. DOI: https://doi.org/10.1016/j.crpvbd.2021.100055

27. Margulies M, Egholm M, Altman WE, et al. Genome sequencingin microfabricated high-density picolitre reactors. Nature. 2005;437:376-380. DOI: https://doi.org/10.1038/nature03959

28. de Paula Baptista R, Tucker MS, Valente MJ, Srivastava SK, Chehab N, Li A, et al. Comparative genomics of Giardia duodenalis sub-assemblage AI beaver (Be-2) and human (WBC6) strains show remarkable homozygosity, sequence similarity, and conservation of VSP genes. Sci Rep. 2024;14:13582. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-63783-5

29. Pollo SMJ, Reiling SJ, Wit J, Workentine ML, Guy RA, Batoff GW, et al. Benchmarking hybrid assemblies of Giardia and prediction of widespread intra-isolate structural variation. Parasit Vectors. 2020;13(1):108. DOI: https://doi.org/10.1186/s13071-020-3968-8