background image

Cryptosporidium

 

 

 

 

1  

1  

Cryptosporidium

Cryptosporidium  species  are  protozoan  parasites  that  infect  a  broad  range  of 
hosts  including  humans,  domestic  and  wild  animals,  causing  asymptomatic, 
mild to severe gastrointestinal disease in their host species. The most common 
species  reported  in  humans  worldwide  are  Cryptosporidium  parvum  and 
Cryptosporidium hominis

Oocyst morphology: 

   Round to oval oocyst 4-6 ㎛ in diameter. Oocyst seems often refractile at wet 
smear.    They  appear  as  black  dots  or  small  vacuoles  seen  after  modified  acid 
fast staining. 

 

Cryptosporidium Oocyst stained by modified acid-fast stain.  

Life cycle 

Cryptosporidium  species  exist  as  multiple  cell  types,  which  correspond  to 
different  stages  during  the  infection  (e.g.,  a  sexual  and  asexual  stage). 
Cryptosporidium oocyst is hardy, thick-walled, can survive in the environment 
for months and is resistant to many common disinfectants, particularly chlorine-
based disinfectants.  


background image

Cryptosporidium

 

 

 

 

2  

2  

 After  being  ingested,  the  oocysts  exist  in  the  small  intestine.  They  release 
sporozoites  that  attach  to  the  microvilli  of  the  epithelial  cells  of  the  small 
intestine.  They  become  trophozoites  that  reproduce  asexually  by  multiple 
fission (schizogony). The trophozoites develop into Type 1 meronts that contain 
8 daughter cells. These daughter cells are Type 1 merozoites, which get released 
by the meronts. Some of these merozoites can cause autoinfection by attaching 
to  epithelial  cells  and  develop  into  new  trophozoites  and  multiply  a  sexually. 
Others  of  these  merozoites  become  Type  II  meronts,  which  contain  4  Type  II 
merozoites. These merozoites get released and they attach to the epithelial cells. 
Type  II  merozoites  changed  to  either  macrogamonts  or  microgamonts.  These 
are  the  female  and  male  sexual  forms,  respectively.  This  stage,  when  sexual 
forms  arise,  is  called  gametogony.  Zygotes  are  formed  by  microgametes  from 
the  microgamont  penetrating  the  macrogamonts.  The  zygotes  develop  into 
oocysts  of  two  types.  20%  of  oocysts  have  thin  walls  and  so  can  reinfect  the 
host  by  rupturing  and  releasing  sporozoites  that  start  the  process  over  again. 
80%  of  the  oocysts  are  thick-walled  oocysts,  which  are  excreted  into  the 
environment. The oocysts are mature and infective upon being excreted. 


background image

Cryptosporidium

 

 

 

 

3  

3  

 

Life cycle of Cryptosporidium  spp 

Transmission of oocysts: 

Infected individuals shed large numbers of oocysts (infective stage), which are 
environmentally  resistant  to  inactivation  by  commonly  used  drinking  water 
disinfectants  including  chlorine  treatment  and  are  able  to  survive  routine 
wastewater treatments. Cryptosporidium oocysts are highly infectious as few as 
10 or less Cryptosporidium oocysts can produce disease in healthy adults. 

 


background image

Cryptosporidium

 

 

 

 

4  

4  

Mode of transmission: 

1-The faecal–oral route, either directly or indirectly. 

 For  humans,  direct  transmission  can  be  from  person  to  person  due  to  poor 
hygiene in overcrowded areas as day care centres, aged care facilities, schools, 
kids  nurseries  and  other  institutions,  or  from  animals  to  persons  such  as 
farmworkers and pet owners. 

 Most indirect transmission is from contaminated drinking or recreational water. 
Contaminated food can also be a source of transmission.  

2- Cryptosporidium is  rarely transmitted  via  inhalation  of  aerosolized  droplets 
or by contact with fomites contaminated by coughing.  

Pathogenesis: 

Two to ten oocysts are enough to initiate an infection. The parasite is located in 
the brush border of the epithelial cells of the small intestine.  The parasite can 
cause  damage  to  the  microvilli  where  it  attaches.  The  most  pronounced 
morphologic alteration is villous atrophy, although villous blunting and fusion 
might also occur. The severity of mucosal injury correlates with the numbers of 
infecting  organisms.  Moderate  to  severe  infections  can  be  accompanied  by  a 
patchy or prominent neutrophil and mononuclear infiltrate in the lamina propria 
and  numerous  intraepithelial  neutrophils.  Pro-inflamatory  cytokines  such  as 
interleukin  IL-1,  IL-6,  IL-8,  and  tumour  necrosis  factor  (TNF)  are  released 
during  the  infection  and  they  could  induce  leucocytes  chemotaxis  increasing 
inflammatory  response  in  the  wall  of  the  intestine.  Prostaglandins  level 
increases  leads  to  increase  excretion  of  NaCl  leading  to  increase  severity  of 
diarrhoea. 

The immune status of the host, both innate and adaptive immunity, has a major 
impact  on  the  severity  of  the  disease  and  its  prognosis.  In  immunocompetent 
hosts, disease–parasite development and replication is relatively confined to the 
terminal  jejunum  and  ileum.  In  immunocompromised  hosts,  the  entire 
gastrointestinal tract, as well as biliary and pancreatic ducts  could be infected. 
Less frequently there could also be involvement of the respiratory tree. 

  


background image

Cryptosporidium

 

 

 

 

5  

5  

Clinical picture: 

The incubation period for symptomatic cryptosporidiosis is 1–2 weeks. 

  Human cryptosporidiosis is frequently accompanied by abdominal pain, fever, 
vomiting,  malabsorption  and  diarrhoea,  which  may  sometimes  be  profuse  and 
prolonged.  Immunocompetent  individuals  typically  experience  self-limiting 
disease. 

 Immunocompromised  individuals,  including  HIV/AIDS  patients  often  suffer 
from  intractable  diarrhoea,  which  can  be  fatal.  Immune  compromised  patients 
may get extra intestinal cryptosporidiosis as biliary involvement, or pancreatitis. 
Pulmonary infection in immunocompromised patients leads to respiratory tract 
infection symptoms. Rarely, conjunctival irritation is also present.   

  Cryptosporidium  is  second  only  to  rotavirus  as  a  major  cause  of  severe 
diarrhoea  in  children.  Cryptosporidium  spp.  is  one  of  the  five  highest 
attributable  burdens  of  diarrhoea  in  the  first  year  of  life.  Globally, 
cryptosporidiosis  is  estimated  to  be  responsible  for  the  majority  of  deaths 
among children less than 5 years of age. Cryptosporidium infection in children 
is  also  associated  with  malnutrition,  persistent  growth  retardation,  impaired 
immune response and cognitive deficits.  

Diagnosis

   Detection  of  Cryptosporidium  in  clinical  pathology  laboratories  is  based 
mainly on microscopic detection by stains and/or fluorescent antibodies (IFA) 
and other antigenic detection methods.  

1- Acid-fast (AF)-modified Ziehl–Neelsen staining is one of the most common 
differential  staining  techniques  used  for  detection  of  Cryptosporidium.  Three 
separate faecal samples should be examined for immunocompetent patients and 
two samples for patients with AIDS for confident diagnosis of cryptosporidial 
infections using acid-fast staining    

2-  IFA  is  superior  to  acid-fast  modified  Ziel-Neelson  staining  method  for 
detection  of  cryptosporidium,  but  it  is  more  expensive  than  acid-fast  staining 
and  requires  a  fluorescence  microscope  and  well-trained  staff.  Three  separate 
faecal  samples  should  be  examined  for  immunocompetent  patients  and  two 


background image

Cryptosporidium

 

 

 

 

6  

6  

samples  for  patients  with  AIDS  for  confident  diagnosis  of  cryptosporidial 
infection by this method. 

3-  Other  detection  techniques  that  depends  on  antigen  detection  as  enzyme-
linked  immunosorbent  assays  (ELISAs),  enzyme  immunoassays  (EIAs)  and 
immunochromatographic assay for Cryptosporidium are also available and have 
the advantage of reducing assay times with disadvantage of variable diagnostic 
sensitivities.  

Major  limitation  of  both  conventional  microscopy  and  antigen  detection 
methods  is  that  they  cannot  identify  to  species  or  subtype  level,  which  is 
essential for understanding transmission dynamics and outbreaks, in particular 
for zoonotic species.  

4-  Serology  for  detection  of  anti-cryptosporidium  antibodies  as  IgG  and  IgM 
antibodies may be used, however these antibodies may stay for long time in the 
circulation.    A  finding  of  sero-conversion  from  negative  to  positive  or  titter 
rising in two successive tests reflects active infection.    

5- PCR as Real-time or quantitative PCR (qPCR) or multiplex PCR assays have 
been  developed  to  quantitate  the  numbers  of  Cryptosporidium oocysts  present 
in  human  and  animal  faecal  and  water  samples  with  100%  specificity  and 
sensitivities as low as 200 oocysts per gram of faeces.   

Treatment

Nitazoxanide  is  licensed  for  children  and  adults.  It  can  be  prescribed  for  all 
patients ≥ 1 year of age.  

Prevention of cryptosporidiosis: 

1.  Wash hands thoroughly with soap and warm water:  before preparing and 

eating food, after handling raw food, after going to the toilet or changing 
a  baby’s  nappy,  after  working,  feeding,  or  playing  with  pets  and  other 
animals. 

2.  Do  not  drink  untreated  water  and  always  wash  fruits  and  vegetables 

before eating them.  

3.  Take care of toilets hygiene.  


background image

Cryptosporidium

 

 

 

 

7  

7  

4.  Do not allow patients who have had cryptosporidiosis to go swimming at 

least two weeks after being free from diarrhoea.  

 

 

 

 

 

  




رفعت المحاضرة من قبل: فاطِمة خالد
المشاهدات: لقد قام 14 عضواً و 197 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل