Г. И. Лернер
Сборник заданий для подготовки к ЕГЭ
Продолжение. См. №
2,
3,
4,
5,
6,
7/2009
12. Почему появление хорды и позвоночника у животных считается ароморфозом?
Для ответа на этот и похожий вопросы нужно точно знать определение ароморфоза и понимать биологический смысл этого явления.
Элементы правильного ответа
1. Хорда (и впоследствии позвоночник) – это основа внутреннего скелета животных.
2. Возникновение внутреннего скелета позволило создать новый тип опоры тела и новый способ прикрепления мышц.
3. Появление внутреннего скелета обеспечило хордовым увеличение размеров тела, высокую дифференциацию его отделов и, прежде всего, опорно-двигательной системы.
4. В результате указанных изменений хордовые оказались на значительно более высоком уровне организации, чем беспозвоночные животные. Поэтому их появление можно считать результатом ароморфоза.
Ответьте самостоятельно
• Каким образом развитие нервной системы хордовых повлияло на их строение и поведение?
• В чем заключается усложнение строения кровеносной системы позвоночных животных?
13. Почему некоторые рыбы погибают после нереста?
Элементы правильного ответа
1. Многие виды рыб по пути к местам нереста не питаются и истощаются.
2. Икрометание требует больших затрат энергии.
3. Истощенные, обессиленные самки (например, кеты) погибают.
4. Некоторые виды рыб нерестятся вообще один раз в жизни.
Ответьте самостоятельно
• Приведите примеры существования заботы о потомстве у рыб.
• Почему некоторые рыбы откладывают до нескольких миллионов икринок?
14. У каких позвоночных животных появились суставы и как это повысило уровень их организации?
Элементы правильного ответа
1. Суставы появились у земноводных.
2. Сустав – это система рычагов, позволяющая активно передвигаться как в воде, так и по суше.
Ответьте самостоятельно
• Какие приспособления к жизни на суше появились у земноводных?
• Какие преимущества дает земноводным развитие потомства с превращением?
15. Сравните кровеносную систему рыб и земноводных. Какие выводы можно сделать на основе этого сравнения?
Элементы правильного ответа
1. У рыб двухкамерное сердце и один круг кровообращения.
2. У земноводных трехкамерное сердце и два круга кровообращения.
3. В сердце земноводных частично смешанная кровь, а в сердце рыб венозная кровь.
4. Второй (легочный) круг кровообращения вместе с развитием легких обеспечил земноводным возможность жизни на суше.
Ответьте самостоятельно
• Сравните строение скелета рыб и земноводных и сделайте выводы из этого сравнения.
• Каковы особенности дыхания земноводных по сравнению с рыбами?
• Как происходит размножение и развитие земноводных?
16. Какие эволюционные изменения в системе дыхания пресмыкающихся позволили им стать первыми настоящими наземными позвоночными животными?
Элементы правильного ответа
1. Формирование ячеистых легких с большой рабочей поверхностью.
2. Образование диафрагмы, разделяющей грудную и брюшную полости.
Ответьте самостоятельно
• Какие эволюционные изменения в скелете пресмыкающихся помогли им завоевать сушу?
• Какие эволюционные изменения позволили пресмыкающимся размножаться на суше?
17. Докажите, что органы кровообращения пресмыкающихся соответствуют условиям их наземного существования.
Элементы правильного ответа
1. Сердце разделено частичной перегородкой, что способствует большему разделению крови.
2. От левой части желудочка артериальная кровь идет к мозгу, и он лучше снабжается кислородом.
3. Хорошее снабжение мозга кислородом необходимо для повышения скорости реакций, что очень существенно для жизни на суше.
18. Какие особенности строения нервной системы обеспечили более разнообразное поведение птиц по сравнению с рептилиями?
Элементы правильного ответа
1. Развитие коры головного мозга и значительное, по сравнению с рептилиями, увеличение больших полушарий.
2. Развитие мозжечка обусловило хорошую координацию в пространстве.
Ответьте самостоятельно
• Чем объясняется тот факт, что у птиц не встречаются виды с недоразвитыми глазами?
• У большинства птиц обоняние развито слабо, а вот у грифов и киви хорошо. С чем это связано?
19. Почему полное разделение кругов кровообращения и возникновение теплокровности считается ароморфозами?
Элементы правильного ответа
1. Полное разделение кругов кровообращения позволило разделить кровь на венозную и артериальную. Это привело к повышению интенсивности обмена веществ и теплокровности.
2. Возникновение теплокровности обеспечило приспособленность животных к самым разнообразным климатическим условиям среды, позволило занять разные среды обитания.
Ответьте самостоятельно
• Каковы преимущества четырехкамерного сердца перед трехкамерным?
• Каковы преимущества теплокровности перед холоднокровностью?
20. Какие прогрессивные черты по сравнению с птицами появились у млекопитающих?
Элементы правильного ответа
1. У млекопитающих сформировалась кора головного мозга из тел нейронов – серого вещества мозга.
2. Млекопитающие – живородящие животные, вскармливающие своих детенышей грудным молоком.
3. У млекопитающих появился кожный волосяной покров с его производными.
Ответьте самостоятельно
• Какие особенности строения кожного покрова млекопитающих обеспечивают его функции?
• У какого из двух животных зависимость температуры тела от температуры окружающей среды выше: у обыкновенной полевки или собаки? Ответ обоснуйте.
21. Докажите, что утконос и ехидна по уровню организации ниже, чем настоящие звери.
Элементы правильного ответа
1. Утконос – яйцекладущее млекопитающее животное, у которого терморегуляционные функции развиты хуже, чем у настоящих зверей. Есть роговой клюв и клоака.
2. Ехидна – яйцекладущее сумчатое животное, у которого терморегуляционные функции развиты хуже, чем у настоящих зверей. Есть роговой клюв и клоака.
3. Нервная система более примитивна, чем у настоящих зверей.
Ответьте самостоятельно
• Почему кенгуру относят к настоящим зверям, а ехидну к первозверям?
• Докажите, что первозвери – это млекопитающие животные.
Вопросы уровня С2
Умение работать с текстом и рисунком
1. Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых они допущены, объясните их.
1. В богатых перегноем почвах живет один из представителей класса кольчатых червей – дождевой червь. 2. Он относится к типу Малощетинковые черви. 3. Питается дождевой червь растительным опадом, заглатывая его вместе с почвой. 4. Кровеносная система у дождевых червей незамкнутая. 5. Роль сердец выполняют кольцевые кровеносные сосуды. 6. Газообмен происходит в подкожных капиллярах. 7. Дождевые черви гермафродиты.
Элементы правильного ответа
Ошибки допущены в предложениях 1, 2, 4.
В предложении 1: Кольчатые черви – это тип животных.
В предложении 2: Малощетинковые черви – класс животных.
В предложении 4: кровеносная система у кольчатых червей замкнутая.
2. Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых они допущены, объясните их.
1. У двустворчатых моллюсков тело заключено в раковину, образованную двумя створками. 2. При раскрытии раковины можно увидеть голову и ногу. 3. Представителями двустворчатых моллюсков являются беззубки, мидии, прудовики. 4. Тип питания двустворчатых – фильтрация. 5. Вода проходит через сифоны – вводной и выводной. 6. Дышит двустворчатый моллюск всем телом, поглощая растворенный в воде кислород.
В этом и в ряде следующих заданий элементы правильного ответа будут только подсказываться, но не даваться полностью. Ваша задача – объяснить допущенные ошибки самостоятельно.
Элементы правильного ответа
Ошибки допущены в предложениях 2, 3, 6.
В предложении 2 ошибочно назван элемент строения моллюска.
В предложении 3 неверно указан один из представителей двустворчатых.
В предложении 6 допущена ошибка в описании дыхания моллюска.
3. Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых они допущены, объясните их.
1. Появлению первых представителей типа Плоские черви предшествовало появление ряда крупных ароморфозов. 2. Возникли многоклеточность и двуслойное строение тела – основа для формирования многих органов и систем органов. 3. У червей появилась лучевая симметрия тела, обеспечивающая свободное плавание в воде. 4. Ориентации в пространстве способствовало возникновение органов чувств и диффузной нервной системы. 5. Появились пищеварительная и выделительная системы. 6. Сформировались постоянные половые железы, которые обусловили наиболее эффективные формы полового размножения.
Элементы правильного ответа
Ошибки допущены в предложениях 2, 3, 4.
В предложении 2 неверно указано количество слоев тела.
В предложении 3 неверно указан тип симметрии тела.
В предложении 4 неверно указан тип нервной системы.
4. Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых они допущены, объясните их.
1. Возникновению кольчатых червей предшествовал ряд идиоадаптаций. 2. Важнейшим изменением, обусловившим расцвет кольчецов, стало появление первичной полости тела. 3. Появление кровеносной и дыхательной (у многощетинковых) систем существенно повысило интенсивность обмена веществ. 4. Кровеносная система кольчатых червей незамкнутая. 5. Дыхательная система многощетинковых представлена жабрами. 6. К типу Кольчатые черви относятся Многощетинковые, Малощетинковые, Пиявки и некоторые другие классы.
Элементы правильного ответа
Ошибки допущены в предложениях 1, 2, 4.
В предложении 1 неверно указано направление эволюционного процесса.
В предложении 2 неверно указана полость тела, возникшая у кольчатых червей.
В предложении 4 неверно указан тип кровеносной системы.
5. Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых они допущены, объясните их.
1. К членистоногим животным относятся водные формы, обладающие членистыми конечностями и сегментированным телом. 2. Появление членистых конечностей обеспечило высокую двигательную активность членистоногих. 3. Появление внутреннего скелета способствовало прикреплению мышц. 4. Пищеварительная система получила дальнейшее прогрессивное развитие – появились печень и слюнные железы. 5. Общими признаками всех членистоногих являются: сегментированное тело, замкнутая кровеносная система, членистые конечности. 6. Тип насчитывает три класса: Ракообразные, Паукообразные и Насекомые (многоножки в школе не изучаются).
Элементы правильного ответа
Ошибки допущены в предложениях 1, 3, 5.
В предложении 1 неверно указана среда обитания членистоногих.
В предложении 3 неверно указан тип скелета членистоногих.
В предложении 5 неверно указан тип кровеносной системы.
Задания в рисунках
Отвечая на вопросы к рисункам, нужно извлекать максимум информации из представленного изображения.
1. Что общего между показанными на рисунке организмами и чем они различаются?
Элементы правильного ответа
1. Нужно назвать изображенных животных.
2. В качестве сходства нужно указать подцарство, к которому принадлежат эти животные, среду обитания, особенности строения.
3. В качестве различий между изображенными животными нужно указать разное систематическое положение (класс и тип, способы питания, которыми они отличаются, и основные различия в строении).
2. К какому типу животных принадлежит организм, клеточное строение которого показано на рисунке? Докажите свой ответ.
Элементы правильного ответа
1. Нужно назвать тип животных, к которым принадлежат организмы с показанным строением тела (Кишечнополостные).
2. Нужно указать количество слоев тела и назвать их (два слоя – эктодерма и энтодерма).
3. Нужно назвать основные представленные на рисунке клетки и указать их положение (кожно-мускульные, нервные, стрекательные, пищеварительно-мускульные, железистые и половые клетки).
Отвечая на вопрос, вы можете обозначить цифрами каждую из названных структур.
3. Нервные системы каких животных показаны на рисунке? Чем они отличаются друг от друга.
Элементы правильного ответа
1. На рисунках показаны нервные системы плоских червей (планарии) и кишечнополостных (гидры).
2. У плоских червей от головного нервного узла отходят два нервных ствола, соединенные нервами.
3. У гидры диффузная нервная система.
4. На рисунке показан круглый червь – ришта и его промежуточный хозяин – рачок циклоп. Червь ришта был распространен в арыках Средней Азии. Самка ришты паразитирует в соединительной ткани человека, образуя подкожные нарывы. После вскрытия нарыва из него выходит множество личинок. Каким образом человек может заразиться риштой? Предложите меры борьбы с риштой.
Элементы правильного ответа
1. Личинки попадают в воду, где их проглатывают циклопы.
2. Человек может заразиться, если выпьет сырой воды, содержащей зараженных циклопов.
3. Меры борьбы – очистка водоема, фильтрация и кипячение воды, прокладка водопроводов.
(Могут быть предложены и такие методы борьбы с риштой, как уничтожение больных собак, учет заболевших и их лечение, запуск в водоемы рыб, питающихся циклопами).
5. На рисунке показан жизненный цикл бабочки озимая совка. Объясните рисунок.
Ответ на этот и подобные вопросы требует достаточно подробного объяснения рисунка.
Элементы правильного ответа
В данном случае следует указать:
1) тип развития насекомого;
2) названия стадий развития бабочки;
3) среды обитания этих стадий;
4) особенности жизнедеятельности стадий 2 и 4;
5) приспособления к выживанию на разных стадиях развития.
6. Кто лишний на этом рисунке? Ответ обоснуйте.
При ответах на подобные вопросы нужно внимательно рассмотреть рисунок и исключить одного из изображенных представителей, руководствуясь определенными основаниями. При ответе на этот вопрос могут быть два основания для классификации. Первое показано. Найдите второе.
Элементы правильного ответа
1. Лишний – кузнечик.
2. Кузнечик относится к насекомым, развивающимся с неполным превращением.
3. Остальные насекомые, показанные на рисунке, развиваются с полным превращением.
7. Обозначьте на рисунке отделы тела ланцетника.
Элементы правильного ответа
1. Нервная трубка.
2. Хорда.
3. Пищеварительная трубка (кишка).
4. Ротовое отверстие.
5. Жаберные щели.
6. Анальное отверстие.
8. Назовите рыбу, изображенную на рисунке. Объясните, чем она интересна.
Элементы правильного ответа
1. Это кистеперая рыба – латимерия, или целакант.
2. Ученые предполагают, что от древних кистеперых рыб произошли земноводные.
3. На происхождение земноводных от кистеперых рыб указывают такие признаки, как сходство в строении плавников латимерии с пятипалой конечностью земноводных, зачатки легких.
9. Сравните головной мозг рыб и земноводных, отметив различия в их строении. Объясните найденные различия.
Головной мозг рыбы
Головной мозг лягушки
Элементы правильного ответа
1. Большие полушария головного мозга у земноводных развиты лучше, чем у рыб.
2. Мозжечок у земноводных развит хуже, чем у рыб.
3. Различия объясняются особенностями развития, поведения и средой обитания.
Отвечая на этот вопрос можно добавить, что у земноводных передний мозг разделен на две части, что малые размеры мозжечка связаны с тем, что движения земноводных однообразны и достаточно просты. Хорошо у земноводных, по сравнению с рыбами, развиты органы чувств: зрение, обоняние, слух.
10. К каким отрядам относятся изображенные животные? Какие особенности строения и жизнедеятельности пресмыкающихся позволили им распространиться на суше?
Элементы правильного ответа
1. Нужно назвать отряды, к которым принадлежат изображенные животные.
2. Нужно перечислить приспособления пресмыкающихся к жизни на суше: особенности строения, жизнедеятельности и развития.
Отвечая на этот вопрос, нужно вспомнить об отряде клювоголовых (2). Остальные животные узнаются достаточно легко. Говоря о приспособлениях к жизни на суше, следует отметить особенности строения скелета, кровеносной и нервной систем органов, кожных покровов, строения яйца. В зависимости от уровня ваших знаний вы можете назвать еще ряд особенностей, удовлетворяющих условию вопроса. Например, можно сказать о дифференциации дыхательных путей, о легочном дыхании, о впервые появившейся коре головного мозга и т.д.
Вопросы уровня С3
Обобщение и применение знаний о многообразии организмов
1. В чем заключается сходство и различие яйцеклеток и сперматозоидов у животных?
При ответе на этот вопрос необходимо отметить черты строения названных клеток, особенности их функций и биологическое значение.
Элементы правильного ответа
1. Яйцеклетки и сперматозоиды – это половые клетки животных, или женские и мужские гаметы соответственно.
2. Гаметы имеют гаплоидный набор хромосом и несут наследственную информацию, полученную от одного из родителей.
3. Сперматозоид – подвижная мужская гамета, имеющая головку и хвостик.
4. Яйцеклетка – неподвижная женская гамета, содержащая запас питательных веществ для развития зародыша.
Ответьте самостоятельно
• Каковы функции половых клеток животных?
• Чем спора отличается от гаметы?
2. Чем объясняется периодичность приступов малярии?
Элементы правильного ответа
1. Малярийные паразиты выходят в кровяное русло человека через определенные промежутки времени.
2. Выход паразитов в кровь сопровождается разрушением эритроцитов.
3. Продукты жизнедеятельности паразита попадают в кровь человека, что вызывает лихорадку, подъем температуры, т.е. приступ малярии.
Ответьте самостоятельно
• Почему простейшие практически не изменились за многие миллионы лет своего существования?
• Какие особенности строения и жизнедеятельности простейших обеспечили им приспособленность к паразитическому образу жизни?
3. Какие доказательства можно привести в пользу происхождения кишечнополостных животных от простейших?
Элементы правильного ответа
1. У кишечнополостных животных существует специализация клеток, но нет систем органов, кроме нервной.
2. Специализированные клетки по форме напоминают разных простейших – жгутиковых, амеб и др.
3. Развиваются из одной клетки бесполым или половым способом.
4. Какими ароморфозами сопровождалось появление кишечнополостных животных?
Элементы правильного ответа
1. Возникновение многоклеточности.
2. Возникновение двух зародышевых листков.
3. Дифференциация клеток.
4. Возникновение кишечной полости.
5. Появление диффузной нервной системы.
Ответьте самостоятельно
• Опишите особенности пищеварения у гидры.
• В чем заключается дифференциация и специализация клеток у кишечнополостных животных?
5. Дайте характеристику типа Кишечнополостные.
Дать характеристику типа животных – это значит назвать основные особенности строения и жизнедеятельности его представителей, отметить их значение в природе и жизни человека, назвать, если требуется, систематические группы, входящие в данный тип.
Элементы правильного ответа
1. Кишечнополостные – водные двуслойные животные с радиальной симметрией тела.
2. Все кишечнополостные имеют стрекательные клетки.
3. В типе насчитывается три класса: Гидроидные, Сцифоидные медузы и Коралловые полипы.
4. Кишечнополостные – хищники. Переваривание пищи происходит как в кишечной полости, так и внутри пищеварительно-мускульных клеток.
5. Размножение кишечнополостных происходит как бесполым, так и половым путем.
Продолжение следует
в условии
в решении
в тексте к заданию
в атрибутах
Категория:
Атрибут:
Всего: 33 1–20 | 21–33
Добавить в вариант
Выберите три верных ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Какие из приведённых пар организмов вступают в отношения хищник–жертва?
1) заяц и рысь
2) минога и рыба
3) карась и щука
4) рак-отшельник и актиния
5) сова и мышь
6) малярийный плазмодий и комар
Раздел: Основы экологии
Источник: СтатГрад биология. 05.11.2019. Вариант БИ1910202
Установите последовательность стадий в жизненном цикле малярийного плазмодия, начиная с образования гамет. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.
1) размножение в эритроцитах
2) заражение человека
3) размножение в клетках печени человека
4) бесполое размножение в организме комара
5) образование зиготы
6) образование гамет
Переносчиком болезней человека может быть
2) клоп вредная черепашка
4) ручейник
Профилактикой заболевания малярией может быть
1) борьба с таёжными клещами
2) борьба с комарами
3) кипячение воды
4) мытьё овощей и фруктов
Малярия – заболевание человека, в результате которого развивается малокровие. Кем оно вызвано? Объясните причину малокровия.
Источник: Банк заданий ФИПИ
ДДТ — инсектицид, ранее активно использовавшийся в сельском хозяйстве для контроля численности насекомых-вредителей сельскохозяйственных культур. В настоящее время использование этого вещества в сельском хозяйстве запрещено, поскольку он не выводится из организмов и может накапливаться в пищевых цепях. Объясните, почему вещества, которые не выводятся из организма, могут достигать высоких концентраций в животных высоких трофических уровней. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) тем не менее допускает использование ДДТ для контроля малярии. Почему?
ДДТ — инсектицид, ранее активно использовавшийся в сельском хозяйстве для контроля численности насекомых-вредителей сельскохозяйственных культур. В настоящее время использование этого вещества в сельском
хозяйстве запрещено, поскольку оно не выводится из организма и может накапливаться в пищевых цепях. Объясните, почему вещества, которые не выводятся из организма, могут достигать больших концентраций в животных высоких трофических уровней. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) тем не менее допускает использование ДДТ для контроля малярии. Почему?
Установите последовательность возникновения малярии.
1) Разрушение эритроцитов крови
2) Рост и бесполое размножение плазмодия
3) Проникновение плазмодия в печень
4) Проникновение плазмодия в кровь человека
5) Укус комара
6) Проникновение паразита в кишечник комара
7) Половое размножение плазмодия
8) Лихорадка
Раздел: Царство Животные
Возбудитель малярии переносится
Источник: Яндекс: Тренировочная работа ЕГЭ по биологии. Вариант 1.
Установите соответствие между заболеваниями человека и возбудителями, вызывающими эти заболевания.
ЗАБОЛЕВАНИЕ
A) амёбная дизентерия
Б) малярия
B) натуральная оспа
Г) корь
Д) холера
Е) чума
ВОЗБУДИТЕЛИ
1) вирусы
2) бактерии
3) простейшие
A | Б | В | Г | Д | Е |
Возбудителем малярии является
3) членистоногое животное
4) бактерия
Почему малярия распространена в заболоченных районах? Кто является возбудителем этого заболевания?
Источник: ЕГЭ по биологии 30.05.2013. Основная волна. Сибирь. Вариант 2.
Отношения каких организмов служат примером паразитизма?
1) солитёр и свинья
2) рак-отшельник и актиния
3) волк и шакал
4) лиса и куропатка
Всего: 33 1–20 | 21–33
Малярия (синонимы болезни: лихорадка, болотная лихорадка) — острая инфекционная протозойная болезнь, которая вызывается несколькими видами плазмодиев, передается комарами рода Anopheles и характеризуется первичным поражением системы мононуклеарных фагоцитов и эритроцитов, проявляется приступами лихорадки, гепатолиенальным синдромом, гемолитической анемией, склонностью к рецидивам.
Исторические данные малярии
Как самостоятельная болезнь малярия выделенная из массы лихорадочных болезней Гиппократом в V в. до н. е., однако систематическое изучение малярии начато лишь с XVII в. Так, в 1640 г. врач Хуан дель Вего предложил для лечения малярии настой коры хинного дерева.
Впервые подробное описание клинической картины малярии сделал в 1696 г. женевский врач Morton. Итальянский исследователь G. Lancisi в 1717 г. связал случаи малярии с негативным воздействием испарений болотистой местности (в переводе с итал. Mala aria — испорченный воздух).
Возбудителя малярии открыл и описал в 1880 p. A. Laveran. Роль комаров из рода Anopheles как переносчиков малярии установил в 1887 p. R. Ross. Открытие в маляриологии, которые были сделаны в XX в. (Синтез эффективных противомалярийных препаратов, инсектицидов и др.), исследования эпидемиологических особенностей болезни позволили разработать глобальную программу ликвидации малярии, принятой на VIII сессии ВОЗ в 1955 г. Проведенная работа позволила резко снизить заболеваемость в мире, однако в результате возникновения резистентности отдельных штаммов плазмодиев к специфическому лечение и переносчиков к инсектицидам активность основных очагов инвазии сохранилась, о чем свидетельствует увеличение заболеваемостью малярией в последние годы, а также рост завоза малярии в неэндемичных регионы.
Этиология малярии
Возбудители малярии относятся к типу Protozoa, классу Sporosoa, семьи Plasmodiidae, рода Plasmodium. Известно четыре вида малярийного плазмодия, которые способны вызывать малярию у людей:
- P. vivax — трехдневную малярию,
- P. ovale — трехдневную овалемалярию,
- P. malariae — четырехдневную малярию,
- P. falciparum — тропической малярией.
Заражение человека зоонозными видами плазмодия (около 70 видов) наблюдается редко. В процессе жизнедеятельности плазмодии проходят цикл развития, который состоит из двух фаз: спорогонии — половой фазы в организме самки комара Anopheles и шизогонии — бесполой фазы в организме человека.
Спорогония
Комары из рода Anopheles заражаются при сосании крови больного малярией или носителя плазмодиев. При этом в желудок комара попадают мужские и женские половые формы плазмодиев (микро-и макрогаметоциты), которые превращаются в зрелые микро-и макрогаметы. После слияния зрелых гамет (оплодотворение) образуется зигота, которая позже превращается в оокинет.
Последняя проникает во внешнюю оболочку желудка комара и превращается в ооцист. В дальнейшем ооцисты растет, содержание ее многократно делится, в результате чего образуется большое количество инвазионных форм — спорозоитов. Спорозоиты концентрируются в слюнных железах комара, где могут храниться в течение 2 месяцев. Скорость спорогония зависит от вида плазмодиев и температуры окружающей среды. Так, в P. vivax при оптимальной температуре (25 ° С) спорогония длится 10 дней. Если температура окружающей среды не превышает 15 ° С, спорогония прекращается.
Шизогония
Шизогония происходит в организме человека и имеет две фазы: тканевую (пре-, или внеэритроцитарную) и эритроцитарную.
Тканевая шизогония происходит в гепатоцитах, где из спорозоитов последовательно образуются тканевые трофозоиты, шизонты и обилие тканевых мерозоитов (в P. vivax — до 10 тыс. с одного спорозоита, в P. falciparum — до 50 тыс.). Наименьшая продолжительность тканевой шизогонии составляет 6 суток — в P. falciparum, 8 — в P. vivax, 9 — в P. ovale и 15 суток — в P. malariae.
Доказано, что при четырехдневной и тропической малярии после окончания тканевой шизогонии мерозоиты полностью выходят из печени в кровь, а при трехдневной и овале-малярии вследствие гетерогенности спорозоитов в генетическом отношении тканевая шизогония может происходить как непосредственно после инокуляции (тахиспорозоиты), так и через 1 ,5-2 года после нее (бради-или гипнозоиты), что является причиной длительной инкубации и отдаленных (настоящих) рецидивов болезни.
Эритроцитарная шизогония. После окончания тканевой шизогонии мерозоиты поступают в кровь, проникают в эритроциты. При исследовании пораженных эритроцитов под микроскопом обнаруживают три стадии трансформации паразита:
- кольца-мерозоиты увеличивается, у его ядра образуется вакуоль, которая выжимает ядро на периферию, и паразит по форме напоминает перстень,
- амебовидного шизонты (взрослая форма),
- морулы — при достижении больших размеров шизонт принимает овальную форму, ядро и цитоплазма его начинают делиться, в результате чего образуется от 6 до 24 эритроцитарных мерозоитов.
Эритроциты разрушаются и мерозоиты попадают в плазму крови, где одна часть из них погибает, а вторая проникает в другие эритроциты, и цикл эритроцитарной шизогонии повторяется. Длительность одного цикла эритроцитарной шизогонии составляет 48 часов в P. vivax, P. ovale и P. falciparum и 72 ч — в P. malariae. Уже с первых дней, а при тропической малярии с 8-10-го дня болезни часть мерозоитов в эритроцитах превращается в незрелые мужские и женские половые клетки (микро-и макрогаметоциты).
В P. vivax, P. ovale и P. malariae эритроцитарная шизогония происходит в эритроцитах циркулирующей крови, поэтому в ее в мазках можно обнаружить все стадии развития паразита, в то время как P. falciparum — в капиллярах внутренних органов, поэтому в периферической крови можно обнаружить только начальные и конечные стадии плазмодиев (кольцевые трофозоиты и гаметоциты), а промежуточные формы — только в случаях злокачественного течения болезни.
Эпидемиология малярии
Источником инфекции при малярии являются больные или паразитоносители, в крови которых имеются половые формы малярийных плазмодиев (гамонты). Количество гамонты в крови резко возрастает во время рецидивов болезни, поэтому такие больные составляют большую эпидемиологическую опасность, чем больные с первичной малярией. Паразитоносительство, которое является основным источником болезни в межэпидемическом периоде, может провоцироваться неадекватным лечением или устойчивостью паразитов к этиотропным препаратам
Механизм передачи малярии – трансмиссивный. Переносчиком являются самки комара Anopheles (около 80 видов). В эндемичных регионах нередко имеет место также трансплацентарный путь передачи или от матери к ребенку во время родов. Описаны случаи передачи инвазии при гемотрансфузий, особенно при четырехдневной малярии вследствие частого длительного (десятки лет) паразитоносительства. В случае нарушения правил асептики плазмодии могут передаваться и через медицинский инструментарий (шприцы, иглы и т.п.). Комары размножаются в малопроточних водоемах, которые хорошо прогреваются. В них происходит развитие комаров из яиц через фазы личинки, куколки в имаго (окрыленная форма) за 2-4 недели. При температуре воздуха ниже 10 °С развитие личинок прекращается. Период передачи плазмодиев комарами (в зависимости от температуры внешней среды) в зонах умеренного климата длится до 2 месяцев, субтропического — до 6 месяцев, тропического — круглогодично.
Восприимчивость к инфекции высокая, особенно у детей раннего возраста. К малярии относительно резистентны носители аномального гемоглобина-S (HbS). Сезонность в регионах умеренного и субтропического климата летне-осенняя, в странах с тропическим климатом случаи малярии регистрируются в течение года.
Сегодня малярия редко наблюдается в зонах с умеренным климатом, но широко распространена в странах Африки, Южной Америки, Юго-Восточной Азии, где сформировались устойчивые очаги болезни. В эндемичных регионах ежегодно около 1 млн детей погибают от малярии, которая является основной причиной их смертности, особенно в раннем возрасте. Степень распространения малярии в отдельных эндемичных регионах характеризуется селезеночный индекс (СИ) — соотношением количества лиц с увеличенной селезенкой к общему числу обследованных (%)
Согласно рекомендациям ВОЗ, по этому индексу различают четыре типа ячеек малярии:
- гипоендемични — СИ у детей от 2 до 9 лет достигает 10%,
- мезоендемични — СИ у детей того же возраста-11-50%,
- гиперэндемичных — СИ у детей того же возраста выше 50%, у взрослых также высокий,
- голоендемични — СИ в детей указанного возраста выше 75%, у взрослых низкий (африканский тип) или высокий (новогвинейских тип), а у грудных детей — постоянно выше 75%. Риск заражения в гипер-и голоендемичних очагах очень высок, особенно среди некоренного неиммунного населения.
После перенесенной малярии остается типоспецифический и нестойкий иммунитет. В эндемичных регионах вследствие частого повторного
Инфицирование уровень коллективного иммунитета среди взрослого населения может быть высоким.
Патогенез и патоморфология малярии
В зависимости от способа заражения малярия протекает в виде спорозоитной или шизонтной инвазии. При укусе инфицированным комаром спорозоиты со слюной попадают в кровь, развивается спорозоитна инвазия. Она начинается с фазы тканевой шизогонии, соответствующей инкубационном периода болезни без заметных клинических проявлений. В отдельных случаях шизонтной инвазии (например, при гемотрансфузии, родов) в кровь попадают эритроцитарные формы плазмодия. Шизонтная малярия характеризуется сокращенным инкубационным периодом вследствие отсутствия преэритроцитарной стадии развития паразита.
Клинические проявления малярии связаны с фазой эритроцитной шизогонии и является следствием выхода в плазму крови как продуктов разрушения эритроцитов, так и белковых продуктов жизнедеятельности паразита. Пароксизмы лихорадки развиваются только тогда, когда паразитемия достигает пирогенного уровня, в зависимости от вида возбудителя составляет несколько десятков или сотен паразитов в 1 мкл крови. В начальном периоде эритроцитарной шизогонии в крови является шизонты нескольких поколений на разных стадиях развития, что приводит горячку неправильного типа, но через 2-3 дня наступает синхронизация стадий развития паразита с периодическими приступами лихорадки зависимости от продолжительности эритроцитарной шизогонии: при трехдневной и овале-малярии — через 48 ч, при четырехдневной — через 72 час. Несмотря на то что при тропической малярии цикл шизогонии длится 48 час, приступы лихорадки могут повторяться ежедневно или несколько раз в день вследствие поступления из печени в кровь нового поколения тканевых мерозоитов и начала новой фазы эритроцитарной шизогонии. Повторный распад пораженных эритроцитов приводит к прогрессирующей гемолитической анемии и развитию аутоиммунных процессов, что является причиной агглютинации и гемолиза части пораженных плазмодиями эритроцитов, рост количества биогенных аминов (в том числе гистамина и серотонина), активизации каликреинкининовои системы, расстройств микроциркуляции, а в тяжелых случаях тропической малярии — инфекционно-токсического шока.
Наличие в крови продуктов распада эритроцитов приводит к активизации и гиперплазии ретикулоэндотелия селезенки, печени и костного мозга на фоне угнетения лейкопоэза и тромбоцитопоеза. В тяжелых случаях (при тропической малярии) нарушается микроциркуляция в головном мозге, образуются паразитарные тромбы, что приводит к малярийной коме, а массивный гемолиз эритроцитов — к гемоглобинурийной горячке.
Вследствие неполноценности начального иммунитета в отдельных случаях в течение двух месяцев возможны ранние рецидивы болезни. При четырехдневной малярии часто развивается многолетнее паразитоносительство, которое на фоне ослабления иммунитета может вызывать отдаленные рецидивы болезни даже через десятки лет. Поздние рецидивы (через 1-2 года) при трехдневной и овале-малярии связаны с активацией «гипнозоиты» тканевой фазы шизогонии. При тропической малярии после окончания периода ранних рецидивов происходит радикальное освобождение организма от возбудител
Патоморфологически обнаруживают значительные дистрофические изменения во внутренних органах. Печень и, особенно селезенка значительно увеличены, аспидно-серого цвета вследствие отложения пигмента, обнаруживаются очаги некроза. В почках, миокарде, надпочечниках и других органах обнаруживаются некробиотические изменения и кровоизлияния.
При малярийной коме в головном мозге образуются гранулемы Дирк — вокруг капилляров, заполненных множеством инвазированных эритроцитов (паразитарные тромбы), с очагами отека, некроза и кровоизлияний в вещество мозга и его оболочки происходит пролиферация олигодендроглицитив и глиальных макрофагов, т.е. развивается специфический менингоэнцефалит.
Клиника малярии
Инкубационный период при трехдневной малярии составляет 10-14 дней, при овале-малярии — 7-21 день, при тропической — 8-16 дней, при четырехдневной — 25-40 дней.
Трехдневная малярия
Чаще встречается трехдневная малярия. Болезнь начинается остро с озноба и повышения температуры тела, лишь в отдельных случаях наблюдаются непродолжительное недомогание, слабость, головная боль. Характерна триада симптомов: лихорадка, анемия, спленомегалия. В первые 2-3 дня болезни лихорадка ремиттирующего или неправильного типа (инициальная лихорадка). Типичный приступ малярии в большинстве случаев начинается внезапно на 3-5-й день болезни и имеет три последовательные фазы: озноб, жар, пот. Чаще в первой половине дня появляется резкая (тряся) озноб, температура тела повышается, больной вынужден лечь в постель, не может согреться под одеялом. Наблюдается боль в голове и пояснице, тошнота, иногда рвота. Кожа бледная, «гусиная», конечности холодные, акроцианоз. Фаза озноба длится 1-2 часа, по окончании ее температура тела достигает 40-41 °С и удерживается на высоком уровне в течение 5-8 час. В настоящее время выявляется гиперемия лица, инъекция склер, сухость слизистых оболочек, язык обложен белым налетом. Тоны сердца приглушены, тахикардия. Через 6-8 ч от начала приступа температура тела резко снижается до нормального или субнормального уровня, наблюдается профузное потоотделение, состояние больного постепенно улучшается. Длительность приступа-от 2 до 14 час. В период апирексии самочувствие больных может быть удовлетворительным, они сохраняют работоспособность. Повторные приступы при трехдневной малярии возникают через день (на 3-й день).
После первых приступов у больных появляется субиктеричнисть склер и кожи, увеличиваются селезенка и печень (спленогепатомегалия), которые приобретают плотную консистенцию. При исследовании крови обнаруживают уменьшение количества эритроцитов, гемоглобина, лейкопению с относительным лимфоцитозом, тромбоцитопения, увеличение СОЭ.
При первичной малярии количество пароксизмов может достигать 10-14. Если течение благоприятное, с 6-8-го приступа температура тела при пароксизмах постепенно снижается, печень и селезенка сокращаются, картина крови нормализуется и больной постепенно выздоравливает.
Ранние рецидивы (1-2 месяца после выздоровления) изначально характеризуются периодичностью приступов, отсутствием, как правило, инициальной лихорадки. Признаки интоксикации слабе, чем в начале болезни, продолжительность пароксизмов короче. Характерным признаком рецидивов малярии является быстрое увеличение печени и особенно селезенки, даже бо́льших размеров, чем при первичной малярии. Поздние рецидивы (6-14 месяцев от начала болезни), которые иногда развиваются при трехдневной малярии, характеризуются доброкачественным течением, но возможны и тяжелые случаи. Продолжительность трехдневной малярии — 2-3 года
Тропическая малярия
Озноб и потливость менее выражены, чем при других формах болезни, однако лихорадка является длительной (до 24 ч) и имеет неправильный характер. Состояние больных часто тяжелое, сознание омрачено, наблюдается интенсивная головная боль, рвота. Часто появляется боль в подложечной области, иногда понос (кал без патологических примесей). Периодичности приступов нет. Периоды апирексии выражены нечетко. Быстро увеличиваются селезенка и печень. Алгидная форма тропической малярии, которая встречается очень редко, с первых дней имеет течение с признаками инфекционно-токсического шока, тромбо-геморрагического синдрома на фоне нормальной или пониженной температуры тела. В неиммунных лиц, особенно на фоне иммунодефицита, тропическая малярия имеет злокачественное течение, являются причиной смерти у 96-98% всех летальных случаев от малярии. В случае доброкачественного течения болезнь длится около года.
Четырехдневная малярия
Инициальная лихорадка наблюдается реже, чем при трехдневной малярии. Приступы повторяются через 2 дня (на 4-й день). Возможны сдвоенные приступы (два дня подряд с последующей апирексии течение одного дня). Характерна длительная клиническая активность болезни, паразитемия не достигает высокого уровня, гепатоспленомегалия развивается медленнее. Лечение эффективно, однако без назначения адекватных этиотропных средств часто наблюдается субмикроскопическая паразитемия с возможностью отдаленных рецидивов. Описаны рецидивы четырехдневной малярии через 3О-40 лет после инфицирования.
Овале-малярия
Чаще, чем при других формах, приступы начинаются в вечернее и ночное время, инициальной лихорадки в большинстве случаев нет. Приступы повторяются через день (на 3-й день). Уровень паразитемии невысок. Течение легче, чем при других формах малярии, возможно спонтанное выздоровление после 3-5-го приступа лихорадки. Ранние и поздние рецидивы имеют доброкачественное течение, летальные исходы наблюдаются редко. Продолжительность болезни 1-2 года.
Малярия у детей
У детей раннего возраста течение болезни тяжелое, типичные приступы наблюдаются редко, озноба нет. Чаще они начинаются со побледнение, общего цианоза, похолодание конечностей, при высокой температуре тела возможны судороги, рвота. Температура тела чаще держится на высоких цифрах только в начале болезни, а потом — становится субфебрильной. Потливость нехарактерна, при снижении температуры тела умеренно потеют голова и шея. Часто наблюдаются понос, боль в животе, быстро развивается анемия, увеличиваются, становятся болезненными печень и особенно селезенка.
Малярия у беременных
У беременных течение малярии тяжелое, с частым развитием анемии, желтухи, отеков, различных осложнений. Малярия отягощает течение беременности, при тропической форме способствует развитию эклампсии, гибели плода, росту летальности в 2 раза.
Врожденная малярия
Внутриутробное (через поврежденную плаценту) заражении плода в первой половине беременности может привести к выкидышу. В других случаях и при внутриутробном заражении во второй половине беременности дети часто рождаются недоношенными, с выраженными гипотрофией, анемией, гепатолиенальным синдромом, иногда желтухой. Приступы болезни часто протекают без лихорадки, характеризуются цианозом, судорогами, беспокойством, поносом, икотой. Если заражение происходит во время родов, болезнь начинается после инкубационного периода, течение ее такой, как и у детей до года.
Осложнения малярии
В тяжелых случаях возможно развитие малярийной комы, гемоглобинурийный лихорадки, разрыва селезенки.
Малярийная кома развивается при злокачественных формах болезни, чаще при первичной тропической малярии. Сначала на фоне высокой температуры тела появляются невыносимая головная боль, многократная рвота.
Быстро развивается нарушение сознания, которое проходит три последовательные фазы:
- сомноленция — адинамия, сонливость, инверсия сна, больной неохотно вступает в контакт,
- сопора — сознание резко заторможена, больной реагирует только на сильные раздражители, рефлексы снижены, возможны судороги, менингеальные симптомы,
- комы — обморок, рефлексы резко снижены или не вызываются.
Гемоглобинурийная лихорадка развивается вследствие внутрисосудистого гемолиза, чаще на фоне лечения больных тропической малярией хинином. Это осложнение начинается внезапно: резкий озноб, быстрое повышение температуры тела до 40-41 ° С. Вскоре моча приобретает темно-коричневый цвета, нарастает желтуха, появляются признаки острой недостаточности почек, гиперазотемия.
Летальность высока. Больной погибает при проявлениях азотемической комы. Чаще гемоглобинурийная лихорадка развивается у лиц с генетически обусловленным дефицитом глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, что приводит к снижению резистентности эритроцитов.
Разрыв селезенки происходит внезапно и характеризуется кинжальной болью в верхних отделах живота с распространением в левое плечо и лопатку. Наблюдается резкая бледность, холодный пот, тахикардия, нитевидный пульс, артериальное давление снижается. В брюшной полости появляется свободная жидкость. Если экстренное оперативное вмешательство не проводится, больные погибают от острой кровопотери на фоне гиповолемического шока.
К другим возможным осложнениям относятся малярийный алгид, отек легких, ДВС-синдром, геморрагический синдром, острая почечная недостаточность и т.д.
Прогноз при своевременном адекватном лечении благоприятный. Общая летальность составляет около 1% за счет тяжелых осложненных форм тропической малярии.
Диагноз малярия
Опорными симптомами клинической диагностики малярии является острое начало, приступообразная интермиттирующая лихорадка (с сильным ознобом, жаром, потливостью), которая повторяется через 48 или 72 ч, спленогепатомегалия, гемолитическая анемия. Важное значение имеет факт пребывания больного в эндемичных регионах в течение двух лет до начала болезни, учитываются данные по гемотрансфузии или парентерального вмешательства в течение последних 2-3 месяцев.
Специфическая диагностика малярии
Из лабораторных методов широкого применения приобрела микроскопия толстой капли и мазка крови.
Кровь от больных надо брать до начала специфического лечения и повторять исследования при лечении. При микроскопии оценивают как массивность инвазии (количество паразитов в 1 мл крови), что легче обнаружить в толстой капле, так и качественную характеристику (установка вида плазмодия и стадий шизогонии) при исследовании мазка. Паразитов больше в крови на высоте лихорадки, после 2-3-го приступа, хотя результаты исследования часто являются позитивными и в период апирексии. В случае отрицательного результата микроскопического исследования нельзя отбросить диагноза малярии. Исследования следует повторять многократно.
Микроскопическое исследование крови на малярию необходимо проводить не только у больных с подозрением на малярию, но и во всех с лихорадкой неясного генеза.
Вспомогательное значение имеют серологические методы: РИГА, реакция флуоресцирующих антител (РФА), которые чаще применяются в ретроспективной диагностике малярии, а также с целью выявления паразитоносительства у доноров.
Дифференциальная диагностика малярии
Клиническое течение малярии часто может напоминать другие инфекционные и неинфекционные болезни (вследствие этого малярию называли «большой симулянткой»), поэтому дифференцировать ее следует с сепсисом, гриппом, лептоспирозом, висцеральным лейшманиозом, брюшным тифом, бруцеллезом, менингитом, болезнями крови, острым пиелонефритом, крупозной пневмонией…
- Во время сепсиса часто наблюдается острое повышение температуры тела с ознобом, потливостью, миалгии, болью в пояснице, но, в отличие от малярии, нет длительных периодов апирексии, значительный геморрагический синдром, увеличена печень мягкой консистенции, часто оказываются септические очаги, нейтрофильный лейкоцитоз.
- Значительная лихорадка с ознобом, признаками интоксикации, ломота в суставах имеют место и при гриппе, но оказываются катаральные изменения верхних дыхательных путей, сухой кашель, не наблюдается спленогепатомегалия, анемия.
- Лептоспироз начинается остро с озноба, повышения температуры тела до 39-40 ° С, сопровождается болью в мышцах, гиперемией лица, инъекцией сосудов склер, но, в отличие от малярии, есть типичная миалгия в икроножных мышцах, чаще наблюдается поражение почек с их недостаточностью, выраженная желтуха вследствие повышения уровня прямого (при малярии — непрямого) билирубина, значительный геморрагический синдром, оказывается нейтрофильный лейкоцитоз со сдвигом лейкоцитарной формулы влево.
- Клиника висцерального лейшманиоза во многом напоминает малярию (лихорадка, заметное увеличение печени и селезенки, значительная анемия, лимфоцитопения), но начало болезни постепенное, лихорадка продолжительная, неправильного волнообразного типа, оказывается лимфаденопатия, кахексия, часто на месте укуса москита является первичный аффект.
- У больных брюшным тифом возможные высокая температура тела, увеличение печени и селезенки, лимфоиения, но, в отличие от малярии, начало болезни постепенное, лихорадка чаще постоянного характера, наблюдаются относительная брадикардия, брюшнотифозных язык, на коже розеолезная сыпь, феномен пальпаторно крепитации, метеоризм .
- В ряде случаев трудно дифференцировать мальярию с бруцеллезом, при котором часто наблюдается ремитирующая и интермиттирующая лихорадка с профузным потом, увеличение печени и селезенки, лейкопения, но для бруцеллеза характерно отсутствие значительной интоксикации на высоте температуры, постоянная потливость, болевой синдром, относительно частое поражение органов движения и опоры с образованием фиброзит, половой системы. Решающее значение имеют эпидемиологический анамнез и лабораторные исследования.
- Для острого менингита характерны внезапное начало, озноб, резкое повышение температуры тела, но, в отличие от малярии, типичными является многократная рвота, положительные менингеальные симптомы, соответствующие изменения цереброспинальной жидкости.
Лечение малярии
Все больные малярией подлежат обязательной госпитализации в инфекционное отделение.
Применяют этиотропное лечение с целью:
- прекращение острых приступов болезни,
- обезвреживание тканевых шизонтов при трехдневной и овале-малярии (радикальное лечение),
- обезвреживание гаметоцитов (при тропической малярии).
Во время острых приступов назначают препараты гемошизотропного действия (против эритроцитарных шизонтов). Наиболее широко применяется хингамин (делагил, хлорохин, резохин), который назначают как можно раньше в разовой дозе 1 г (4 таблетки по 0,25 г), через 6-8 ч — повторно 0,5 г. В последующие дни — по 0,5 г в день однократно. При трехдневной и овале-малярии курс лечения длится 3 дня, при тропической и четырехдневной — 5 дней. Детям в первый день хингамин назначают в сутки: до 1 года — 0,05 г, 1-6 лет-0, 125, 6-10 лет — 0,25, 10-15 лет — 0,5 г. В дальнейшем суточную дозу уменьшают вдвое. Гемошизотропным действием обладают также хинин, хлоридин (пириметамин), мефлохин, бигумаль (прогуанил), акрихин, сульфаниламидные препараты, тетрациклины. Если P. falciparum устойчив к хингамину, назначают хинина гидрохлорид по 0,65 г 3 раза в сутки в течение 7 дней, фанзидар (хлоридин + сульфадоксин) по 3 таблетки в сутки на протяжении 3 дней, малоприм (хлоридин + диафенилсульфон) по 1 таблетке 1 раз в неделю . Больным злокачественными формы тропической малярии хинина гидрохлорид вводят внутривенно капельно (20 мг / кг в сутки в три приема), а при улучшении состояния переходят к переральному введения препарата.
Если при тропической и четырехдневной малярии с помощью гемошизотропных препаратов удается полностью освободить организм от шизонтов, то для радикального лечения трехдневной и овалемалярии требуется назначение единовременно препаратов с гистошизотропным действием (против внеэритроцитарных шизонтов). Применяют примахин по 0,027 г в сутки (15 мг основания) в 1 — С приема в течение 14 дней или хиноцид по 30 мг в сутки в течение 10 дней. Такое лечение является эффективным в 97-99% случаев.
Гамонтотропным действием обладают хлоридин, примахин. При трехдневной, овале-и четырехдневной малярии гамонтотропное лечения не проводят, поскольку при этих формах малярии гамонты быстро исчезают из крови после прекращения эритроцитарной шизогонии.
Кроме этиотропного широко применяется патогенетическое лечение, особенно в случае тропической малярии. Проводят внутривенные инфузии коллоидных и кристаллоидных растворов. Назначают гликокортикоиды, антигистаминные препараты, диуретические препараты, если нужно, — средства кардиотонического действия. В случае острой недостаточности почек применяют гемосорбцию, гемодиализ.
Профилактика малярии
Профилактика предусматривает своевременное выявление и лечение больных малярией и паразитоносиив, эпидемиологический надзор за эндемическими регионами, проведение химиопрофилактики, широкий комплекс мер по уничтожению комаров (использование лярвицидных средств в местах выплода комаров, имагоцидных — в жилых и хозяйственных помещениях, биологических методов борьбы с личинками комаров — разведение личинкоидних рыбок и др.).
Больных выписывают из стационара после окончания курса этиотропного лечения при условии трехкратного отрицательного результата паразитоскопического исследование толстой капли и мазка крови.
Лицам, выезжающим в эндемичные зоны, проводится индивидуальная химиопрофилактика. С этой целью используют гемошизотропные препараты, чаще хингамин по 0,5 г и раз в неделю, а в гиперэндемичных районах — 2 раза в неделю. Препарат назначают за 5 дней до въезда в эндемическую зону, во время пребывания в зоне и в течение 8 недель после отбытия. Среди населения эндемичных районов химиопрофилактику начинают за 1-2 недели до появления комаров. Химиопрофилактику малярии можно проводить также бигумаль (0,1 г в сутки), амодиахин (0,3 г 1 раз в неделю), хлоридина (0,025-0,05 г 1 раз в неделю) и т.д.. Эффективность химиопрофилактики повышается в случае чередования двух-трех препаратов через каждые один-два месяца. В эндемичных очагах, вызванных хингаминостойкими штаммами малярийных плазмодиев, с целью индивидуальной профилактики используют фанзидар, метакельфин (хлоридин-Ьсульфален). Лицам, прибывшим из ячеек трехдневной малярии, проводится сезонная профилактика рецидивов примахином (по 0,027 г в сутки 14 дней) в течение двух лет. Для защиты от укусов комаров, применяют репелленты, завесы и тому подобное.
Дата публикации 2 августа 2018Обновлено 3 августа 2021
Определение болезни. Причины заболевания
Малярия, или болотная лихорадка (Malaria) — группа протозойных трансмиссивных заболеваний человека, вызываемых возбудителями рода Plasmodium, передающимися комарами рода Anopheles и поражающими элементы ретикулогистиоцитарной системы и эритроциты.
Клинически характеризуется синдромом общей инфекционной интоксикации в виде лихорадочных пароксизмов, увеличением печени и селезёнки, а также анемией. При отсутствии срочного высокоэффективного лечения возможны серьёзные осложнения и смерть.
Возбудитель малярии
Тип — простейшие (Protozoa)
Класс — споровики (Sporozoa)
Отряд — гемоспоридий (Haemosporidia)
Семейство — Plasmodidae
Род — Plasmodium
Виды:
- P. malariae (четырёхдневная малярия);
- P. falciparum (тропическая малярия) — наиболее опасна;
- P. vivax (трёхдневная малярия);
- P. ovale (овале-малярия);
- P. knowlesi (зоонозная малярия Юго-Восточной Азии).
Продолжительность экзоэритроцитарной шизогонии (тканевого размножения):
- P. falciparum — 6 суток, P. Malariae — 15 суток (тахиспорозоиты — развитие после короткой инкубации);
- P. ovale — 9 суток, P. Vivax — 8 суток (брадиспорозоиты — развитие заболевания после длительной инкубации);
Продолжительность эритроцитарной шизогонии (размножения в эритроцитах, то есть в крови):
- P. malariae — 72 часа;
- P. falciparum, P. vivax, P. ovale — 48 часов;
- P. knowlesi — 24 часа.[1][2][3]
Ареал обитания малярийных комаров
Малярия — распространённая паразитарная болезнь, характерная для стран с жарким климатом:
- высокий риск — Океания и Западная Африка;
- средний риск — другие части Африки, Южной Азии и Южной Америки;
- низкий риск — Центральная Америка и другие части Азии.
До 99 % случаев в Африке, до 50 % в Юго-Восточной Азии, до 71 % в Восточном Средиземноморье и до 65 % в Западной части Тихого Океана вызывается P. falciparum. В Американском регионе до 75 % случаев болезни вызывается возбудителем вида P. vivax. Ежегодно малярией заболевает более 500 млн человек, 450 тысяч из которых умирают (преимущественно в африканском регионе). По данным ВОЗ, в 2018 г. 67 % из умерших составили дети до 5 лет [11].
Источник инфекции — больной человек или паразитоноситель (исключение — зоонозная малярия knowlesi, источником которой могут являться длиннохвостые и свиные макаки).
Специфический переносчик — комар рода Anopheles (более 400 видов), который и является окончательным хозяином возбудителя инфекции. Человек же является лишь промежуточным хозяином. Комары активны в вечернее и ночное время. Большую роль играет наличие воды, поэтому наибольшее распространение инфекции наблюдается во влажных местах или в период дождей. Сам комар никак не страдает от наличия паразитов.
Механизм передачи:
- трансмиссивный (инокуляция — укус);
- вертикальный (трансплацентарно от матери к плоду, при родах, встречается редко);
- парентеральный путь (переливание крови, пересадка органов, встречается редко).
Заразиться от человека напрямую при случайном контакте (например, сидя рядом, при рукопожатии, поцелуях и т. п.) невозможно.
Распространение малярии возможно при наличии:
- Источника инфекции.
- Переносчика;
- Благоприятных климатических условиях: температура воздуха окружающей среды должна быть постоянно не ниже 16-20°С (в зависимости от вида возбудителя) и непрерывной в течение 30 дней — это условие является главенствующим в географическом ареале возможного распространения малярии (например в средней полосе РФ такие климатические условия практически невозможны, в южных регионах такое возможно, но благодаря проведенным ранее интенсивным мероприятиям очаги местной малярии были давно ликвидированы).
Существует так называемая «аэропортовая малярия», когда заражённый комар попадет на самолёте из эндемичной страны в другие страны и может укусить человека, который никогда не был за границей.
Факторы риска
- генетическая предрасположенность (например, дефицит фермента G6PD, аномалии гемоглобина, положительная группа крови по Даффи);
- отсутствие приобретённого иммунитета;
- образ жизни человека (бедность — нет возможности приобрести средства для защиты, отсутствие образования — приводит к отказу от репеллентов);
- водоёмы со стоячей водой рядом с жильём;
- занятость в сельскохозяйственных работах, проводимых в ночное время;
- животноводство рядом с домом;
- миграция населения из неблагополучных по заболеванию регионов;
- изменения климата;
- устойчивость малярийных комаров и плазмодиев к инсектицидам и препаратам.
Группы повышенного риска заражения:
- новорождённые и дети до 5 лет;
- беременные;
- ВИЧ-инфицированные;
- путешественники из других регионов (не имеющие иммунитета).
Иммунитет видоспецифический, нестойкий. У жителей эндемичных регионов заболевание протекает чаще в лёгкой форме или форме паразитоносительства [1][2][7][9].
При обнаружении схожих симптомов проконсультируйтесь у врача. Не занимайтесь самолечением — это опасно для вашего здоровья!
Симптомы малярии
Начинается остро.
Инкубационный период зависит от вида возбудителя:
- трёхдневная — 10-21 день (иногда 6-13 месяцев);
- четырёхдневная — 21-40 дней;
- тропическая — 8-16 дней (иногда месяц при внутривенном заражении, например, при переливании крови);
- овале-малярия — 2-16 дней (редко до 2 лет).
Выделить чёткие отличия в проявлениях болезни, вызванных разными возбудителями (P. falciparum, P. vivax, P. ovale и P. malariae), практически невозможно, особенно в ранний период. Разница возможна лишь в период разгара и выражается интервалом между типичными приступами.
Основной синдром заболевания — специфическая общая инфекционная интоксикация, которая протекает в виде малярийного приступа. Начинается чаще в первой половине дня со сменой фаз озноба, жара и пота. Иногда предшествует продрома (недомогание). Приступ начинается с озноба, больной не может согреться, кожные покровы становятся бледными, холодными на ощупь и шероховатыми (продолжительность — 20-60 минут). За это время человек теряет до 6000 ккал. Затем начинается жар (температура тела в течение 2-4 часов повышается до 40°С). Затем наступает период повышенного потоотделения (снижается температура тела, улучшается общее самочувствия). В межприступный период самочувствие человека можно охарактеризовать как состояние «после банкета». Далее всё снова повторяется.
В среднем возможно около 10 малярийных приступов. К этому моменту в крови появляются антитела, которые вызывают частичную гибель плазмодиев, однако паразиты изменяют свою антигенную структуру и могут вызывать повторные заболевания. Если это брадиспорозоиты, то после последней серии приступов наступает длительная ремиссия, но весной следующего года процесс начинается снова. Отличительная особенность малярии Knowlesi — ежедневные приступы, тогда как при других формах малярии межприступный интервал может длиться несколько суток (у трёхдневной и овале-малярии повторный приступ возникают через день, у четырёхдневной — через два дня, у тропической — длительные приступы без чёткой периодичности).
При осмотре можно выявить различные степени угнетения сознания (исходя из тяжести заболевания). Положение больного так же соответствует степени тяжести болезни. Проявляется болезненность мышц и суставов.
В период приступа есть некоторая вариабельность вида кожных покровов в зависимости от вида возбудителя:
- при трёхдневной малярии — бледность при ознобе и красная горячая кожа при жаре;
- при тропической малярии — бледная сухая кожа;
- при четырёхдневной болезни — постепенное развитие бледности.
Периферические лимфоузлы не увеличиваются. Со стороны сердечно-сосудистой системы характерна тахикардия, понижение артериального давления, при четырёхдневной малярии встречается шум «волчка», приглушение тонов. В лёгких выслушиваются сухие хрипы, тахипноэ (учащённое поверхностное дыхание), повышение ЧДД, сухой кашель. При тяжёлой степени появляются патологические типы дыхания. Со стороны желудочно-кишечного тракта наблюдается снижение аппетита, тошнота, рвота, вздутие живота и синдром энтерита (воспаление тонкого кишечника), гепатолиенальный синдром (увеличение печени и селезёнки). Нередко темнеет моча.
Клинические критерии малярии:
- эпидпредпосылки (нахождение в странах жаркого климата последние два года);
- острое начало заболевания;
- характер лихорадки (перемежающаяся, приступы);
- гепатолиенальный синдром (из-за повышения кровенаполнения);
- анемия.[1][3][4]
Особенности проявления малярии у детей
У новорождённых и детей первого года жизни при малярии нет озноба и типичной периодичности приступов. Конечности холодные и синюшные, нет выраженной потливости, хотя температура тела высокая. Возможен отказ от приёма пищи, рвота, судороги, боли в животе и диарея. Увеличены печень и селезёнка, выражена ранняя анемия (её симптомы — бледность кожных покровов, тахикардия или брадикардия, тахипноэ, апноэ) [1][3][4][9][10].
Патогенез малярии
Комары различных видов рода Anopheles, выпивая кровь больного человека (за исключением зоонозной малярии), дают доступ крови больного в свой в желудок, куда попадают половые формы плазмодиев — мужские и женские гаметоциты. Прогресс спорогонии (полового развития) венчается формированием многих тысяч спорозоитов, которые, свою очередь, в значительных количествах накапливаются в слюнных железах комара. Таким образом, кровососущий комар становиться источником опасности для человека и сохраняет заразность до 1-1,5 месяцев. Инфицирование восприимчивого человека случается при укусе инфицированного (и заразного) комара.
Далее спорозоиты посредством тока крови и лимфы (находятся в крови около 40 минут) проникают в печёночные клетки, где происходит их тканевая шизогония (бесполое размножение) и формируются мерозоиты. В этот период наблюдается клиническое благополучие. В дальнейшем при тропической и четырёхдневной малярии мерозоиты полностью покидают печень, а при трёхдневной и овале-малярии могут длительно квартировать в гепатоцитах.
После периода латенции наступает эритроцитарная шизогония (рост и размножение в эритроцитах бесполых форм паразитов), оканчивающаяся массивным поступлением паразитов в кровь и развитием характерного малярийного пароксизма. В сосудистое русло попадают токсические продукты жизнедеятельности плазмодиев, различные пигменты, мерозоиты и части распада эритроцитов.
Учитывая тот факт, что в реализации приступа первостепенное значение имеет количество паразитов и аллергическая перестройка организма, следует считать, что малярийный приступ — это ответная реакция предварительно подготовленного (сенсибилизированного) организма на действие антигенов — пирогенных белков, высвобождающихся при разрушении заражённых эритроцитов. Неоднократно повторяющееся разрушение эритроцитов приводит к анемии и развитию аутоиммунных процессов (образование антител к самим эритроцитам). Увеличивается кровенаполнение печени, селезёнки и костного мозга, что усугубляет анемию. Происходит повышение концентрации гемомеланина, что приводит к гиперплазии эндотелия и фиброзным изменениям в сосудах. Приступы сопровождаются сужением периферических сосудов в период озноба, а в период жара — расширением. Это подталкивает организм к повышению синтеза кининов и, как следствие, к повышению проницаемости сосудистой стенки и вязкости крови, а также к ослаблению кровотока, что в свою очередь приводит к гиперкоагуляции и ДВС-синдрому.
Развитие гемоглобинурийной лихорадки (black water fever) связано с массивным внутрисосудистым гемолизом (разрушение эритроцитов с выделением гемоглобина) и дефицитом глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы в эритроцитах (шоковая почка).
Малярийный энцефалит развивается при склеивании эритроцитов в капиллярах головного мозга и почек с образованием эритроцитарных тромбов, что в совокупности с общим процессом ведёт к повышению проницаемости стенок сосудов, выходу плазмы во внесосудистое русло и отёку мозга.
Малярия у беременных протекает очень тяжело, с частым развитием осложнений, характерен синдром злокачественной малярии. Летальность, по сравнению с небеременными, выше в 10 раз. При заболевании матери в первом триместре характерно значительное повышение риска абортов и гибели плода. Возможно внутриутробное заражение, ведущее к задержкам развития и клинико-лабораторным признакам малярии у новорождённого.
Дифференциальная диагностика:
- сепсис любой этиологии;
- грипп;
- лептоспироз;
- брюшной тиф;
- висцеральный лейшманиоз;
- бруцеллёз;
- геморрагические лихорадки;
- острый лейкоз.[1][4][10].
Классификация и стадии развития малярии
Виды малярии по степени тяжести:
- лёгкая;
- среднетяжёлая;
- тяжёлая.
По форме:
- типичная;
- атипичная.
По осложнениям:
- осложнённая;
- неосложнённая.[1][3]
Осложнения малярии
- Малярийная кома — развивается чаще при тропической малярии, характеризуется появлением на фоне заболевания гиперпиретической температуры (выше 41°С), невыносимой головной боли, повторной рвоты, нарушениями сознания разной степени выраженности. Прогноз неблагоприятный.
- Малярийный алгид (инфекционно-токсический шок).
- Гемоглобинурийная лихорадка — возникает при массивной паразитемии, применении некоторых противомалярийных препаратов на фоне дефицита глюкозо-6-фосфат дигидрогеназы. Характерно резкое повышение температуры тела, нарастание нарушения функции почек, моча тёмно-коричневого цвета, нарастание желтухи. При отмене препарата обычно наблюдается быстрое улучшение.
- Разрыв селезёнки — характерна резкая кинжальная боль в левых верхних отделах живота, нитевидный пульс, резкая слабость, снижение артериального давления. При отсутствии срочного оперативного вмешательства неизбежен летальный исход.
- ДВС-синдром, отёк лёгких, геморрагический синдром и другие.[1][2]
Чем опасна малярия при беременности
Малярия у беременных протекает более тяжело. Повышается риск неблагоприятных исходов беременности, включая недоношенность, аборт и мертворождение. При заражении плода в первом триместре беременности чаще происходит выкидыш. Ребёнок, заражённый в последующих триместрах, рождается с врождённой малярией — часто с недоношенностью, гипотрофией органов, увеличением печени и селезёнки, анемией, восковато-желтоватым цветом кожи, температура тела может повышаться до 37,1—38,0 °C [4][4][9][10].
Диагностика малярии
Основа лабораторной диагностики малярии — микроскопия крови методом толстой капли (выявление малярийного плазмодия) и тонкого мазка (более точное установление вида плазмодия). При подозрении на малярию исследование следует повторять до трёх раз независимо от наличия лихорадки или апирексии. В некоторых бедных странах Африки анализ может быть ошибочным, поэтому при подозрении на малярию лечение нужно проводить до того, как установлен точный диагноз.
Как сделать анализ крови на малярию
Для диагностики малярии проводятся следующие исследования:
- клинический анализ крови (анемия, тромбоцитопения, ретикулоцитоз, повышение СОЭ);
- ПЦР-диагностика (точный метод, однако результат будет получен через более длительный срок);
- общий анализ мочи (кровь в моче, белок и цилиндры — при тяжёлом течении заболевания);
- биохимический анализ крови (повышение общего билирубина, АЛТ, АСТ, ЛДГ, снижение глюкозы).
Также проводят УЗИ органов брюшной полости (увеличение печени и в большей мере селезёнки).[1][3][7][10].
Лечение малярии
Первая помощь при малярии заключается том, чтобы при малейших признаках заболевания (повышение температуры тела, озноб после посещения южных стран) незамедлительно посетить врача или вызвать скорую помощь. Заниматься самолечением — опасно для жизни.
Для лечения малярии все больные госпитализируются в инфекционное отделение больницы, нахождение заболевшего дома не допускается.
Для лечения применяют противомалярийные препараты. Если нет возможности провести анализ для выявления возбудителя, а вероятность малярии высока (выражены симптомы, неблагоприятный по заболеванию регион), то следует сразу начать лечение.
Резистентность инфекции
Развитие резистентности, или устойчивости возбудителей к лекарствам, представляет собой одну из самых серьёзных проблем при борьбе с малярией и приводит к увеличению заболеваемости и смертности от неё. Устойчивость к противомалярийным препаратам подтверждена у двух малярийных паразитов человека: Plasmodium falciparum и P. vivax, встречающихся в Юго-Восточной Азии, Океании, Южной Америки, Восточной Африке. Остальные виды, как правило, хорошо поддаются лечению [9].
Предотвращение рецидивов малярии, вызванной P. vivax и P. ovale
Профилактика поздних рецидивов вызванных P. vivax и P. Ovale заключается в полном и своевременном лечении больных с последующим неоднократным лабораторным контролем излеченности и проведением диспансерного наблюдения (до двух лет).
Исходя из состояния больного и проявлений болезни, назначается комплекс патогенетической и симптоматической терапии (дезинтоксикация, противоаллергические средства, восстановление функции печени).
Критерии выздоровления:
- отсутствие клинических признаков болезни;
- отрицательные трёхкратные результаты паразитологического исследования крови на протяжении не менее трёх дней.
- нормализация общелабораторных показателей;
- нормализация или стойкая динамика к нормализации размеров печени и селезёнки [1][3][7][10].
Прогноз. Профилактика
При своевременно начатом лечении и отсутствии осложнений чаще всего пациент полностью выздоравливает. При запоздалом лечении (тем более у представителей европеоидной расы) и развитии осложнений прогноз неблагоприятен.
Основа профилактики — борьба с переносчиками инфекции и возбудителем заболевания. Она включает:
- использование обработанных инсектицидом противомоскитных сеток;
- распыление инсектицидов остаточного действия внутри помещений;
- противомалярийные препараты.
Проблемой является развитие у комаров устойчивости к инсектицидам – средств для их уничтожения. При длительном применении через несколько поколений у комаров появляется способность выживать при контакте с ядовитым веществом. Возможными мерами для борьбы с этим является разработка новых инсектицидов и чередование применения уже существующих.
Противомалярийные препараты
Приём противомалярийных препаратов является одним из высокоэффективных средств предотвращения болезни, особенно при поездках в регионы высокого и среднего риска заражения. Её следует проводить до выезда в опасный регион с учётом страны: преимущественного распространения в ней вида паразита и его устойчивости к лекарствам. Как правило, препараты хорошо переносятся. Стоит помнить, что малярия — опасная болезнь, которая даже при начатом лечении может привести к смерти, поэтому предупреждение и профилактика очень важны.
Не стоит применять для профилактики средства, не имеющие научной доказательной базы, например гомеопатию – это может стоить жизни.
ВОЗ рекомендует следующие препараты:
- комбинированные таблетки артеметера или люмефантрина;
- комбинированные таблетки атоваквона или прогуанила;
- хлорохин;
- клиндамицин;
- дигидроартемизинин;
- пиперахин;
- доксициклин;
- мефлохин;
- примахин;
- хинин [11].
Доза препарата рассчитывается исходя из массы тела. Важно помнить, что ни один режим химиопрофилактики малярии не обеспечивает полной защиты, однако соблюдение рекомендованной схемы приёма лекарств существенно снижает риск смертельной болезни. Некоторые препараты следует начать принимать за 2-3 недели до поездки, поэтому к инфекционисту за профилактикой лучше обратиться за 3-4 недели до предполагаемого отъезда.
Существуют виды комаров, которые имеют иммунитет к малярийным плазмодиям, при этом последние, попав в комара, погибают, и такой комар не является источником опасности. Есть гипотеза о возможном замещении по всему миру диких комаров на селекционно отобранных и ликвидации таким образом малярии.
Также эффективно осушение болот, низменностей и лишение комаров естественной природной среды. Путешественникам следует находиться в тёмное время суток в жилых защищённых помещениях, особенно вне городов. Беременным и людям из групп риска по тяжёлому течению лучше воздержаться от поездок в опасные регионы.
Людям, вернувшимся из поездок в тропические страны с высоким риском заражения, не следует быть донорами крови или органов в течении одного года.
Вакцины против малярии
Сложность применения вакцин состоит в постоянной изменчивости возбудителя, позволяющей ему ускользать от действий иммунной системы. В настоящее время против P. falciparum применяют вакцину RTS,S/AS01 (Mosquirix™), однако её использование пока ограничено — оказываемый ею эффект обеспечивает лишь частичную защиту [1][4][8][9].
Деятельность ВОЗ по эпиднадзору
Эпидемиологический надзор за малярией — систематическая деятельность по сбору, анализу и интерпретации данных о заболевании. Такие данные нужны для планирования, проведения и оценки мер по охране здоровья населения.
ВОЗ настоятельно рекомендует эндемичным по малярии странам и государствам, добившимся её элиминации (снижения заболеваемости до нуля в границах определённой территории), укреплять системы эпиднадзора за заболеванием и системы медико-санитарной информации. В 2018 г. ВОЗ выпустила руководство по мероприятиям в области эпиднадзора за малярией, в котором изложены правила её мониторинга, оценки, сведения о стандартах эпиднадзора и рекомендации для стран, которые стремятся укрепить свои системы эпиднадзора [11].
поделиться знаниями или
запомнить страничку
- Все категории
-
экономические
43,623 -
гуманитарные
33,648 -
юридические
17,917 -
школьный раздел
611,572 -
разное
16,897
Популярное на сайте:
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
Малярия: причины появления, симптомы, диагностика и способы лечения.
Определение
Малярия – инфекционное заболевание, возбудителем которого является паразит рода Plasmodium. Переносчиками являются самки комаров рода Anopheles. В теле комаров, напившихся крови больного человека, формируется большое количество активных малярийных паразитов, которые при укусе комара попадают сначала в кровеносное русло, а затем в клетки печени человека.
У человека встречается пять форм малярии, вызываемой соответствующим видом малярийного плазмодия. Интенсивность передачи зависит от факторов, связанных с паразитом, переносчиком, организмом человека-хозяина и окружающей средой.
Малярийные комары распространены почти повсеместно, но больше всего в странах с тропическим климатом. Они размножаются в стоячих, хорошо прогреваемых водоемах, где сохраняются благоприятные условия — повышенная влажность и высокая температура воздуха. Именно поэтому малярию называли раньше «болотной лихорадкой». Малярийные москиты внешне отличаются от других комаров: они немного крупнее, имеют более темную расцветку и поперечные белые полоски на ножках. Их укусы также отличаются от обычных комариных: кусаются малярийные москиты больнее, а укушенное место сильно отекает и зудит.
Более 100 стран, половина из которых находится в Африке, являются неблагополучными по малярии. Другие очаги массового заболевания – Юго-Восточная Азия, Восточное Средиземноморье, Западная часть Тихого океана и Америка.
Ежегодно на территории России регистрируются завозные случаи малярии из стран ближнего и дальнего зарубежья, где активно действуют очаги малярии.
Местные завозные очаги заболевания регистрировались на территориях Москвы, Московской, Ростовской, Самарской, Оренбургской, Нижегородской и Рязанской областей, Республике Татарстан, в Красноярском крае. Условия для формирования местного малярийного очага имеются на территории Пермского края.
Риск заражения малярией и развития тяжелой болезни значительно выше у младенцев, детей в возрасте до пяти лет, беременных женщин, больных ВИЧ. У взрослых людей в районах с умеренной или интенсивной передачей инфекции за несколько лет воздействия вырабатывается частичный иммунитет, который уменьшает риск развития тяжелой болезни в случае малярийной инфекции.
Другие пути передачи инфекции считаются более редкими:
- трансплацентарный путь — от больной матери к ребенку;
- гемотрансфузионный путь – при переливании крови;
- заражение через контаминированный медицинский инструментарий.
В развитии плазмодия выделяют 2 фазы:
- спорогонии (многократного деления оплодотворенной клетки (ооцисты) с образованием спорозоитов) в организме комара;
- шизогонии (бесполое размножение) в организме человека:
- тканевая шизогония длится 1-2 недели, происходит в гепатоцитах и заканчивается выходом паразитов в кровеносное русло. Тканевая шизогония соответствует периоду инкубации и протекает без явных клинических признаков;
- эритроцитарная шизогония развивается, когда паразиты выходят в кровеносное русло, проникают в эритроциты и в них размножаются. В результате переполненные эритроциты разрываются, а в кровь попадают токсины. С этой фазой связано появление основных симптомов малярии.
Массивный распад эритроцитов может закончиться развитием гемолитической анемии, расстройства микроциркуляции, шока.
Классификация заболевания
По этиологии:
- малярия, вызванная P. vivax (vivax-малярия, трехдневная малярия);
- малярия, вызванная P. ovale (ovale-малярия);
- малярия, вызванная P. falciparum (тропическая малярия);
- малярия, вызванная P. malariae (четырехдневная малярия);
- малярия-микст (смешанная, с указанием возбудителей).
По выраженности клинических проявлений:
- клинически выраженная (типичная);
- бессимптомное паразитоносительство.
По тяжести:
- легкая;
- среднетяжелая;
- тяжелая;
- крайне тяжелая.
По чувствительности к противомалярийным лекарственным препаратам:
- резистентная,
- не резистентная.
Симптомы малярии
Малярия имеет острое начало и проявляется лихорадкой с высокими подъемами температуры (температура поднимается внезапно с чередованием падений и подъемов), ознобом, недомоганием, слабостью и головной болью. В дальнейшем присоединяются кашель, нарушения со стороны нервной и других систем организма, диспепсический и болевой синдромы – мышечные, суставные, поясничный. У больного отмечаются сухость во рту, тошнота, рвота, диарея, судороги, анемия.
Симптомы болезни появляются через 7-15 дней после укуса инфицированного комара. В редких случаях симптомы манифестируют лишь спустя 5-12 месяцев (это характерно для малярии, вызванной P. vivax и P. ovale). В этот период происходит процесс преобразования и накопления паразитов в клетках печени. Остановить развитие заболевания могут только специфические противомалярийные препараты.
У детей могут наблюдаться дыхательная недостаточность, вызванная метаболическим ацидозом, и церебральная малярия.
Диагностика малярии
Лихорадка и озноб у человека, возвращающегося из эндемичной области, являются показанием для срочного обследования на малярию.
Перечень основных диагностических мероприятий:
1. Основные (обязательные) диагностические обследования, проводимые на амбулаторном уровне:
- общий анализ крови;
2. Дополнительные диагностические обследования, проводимые на амбулаторном уровне:
- биохимический анализ крови;
- УЗИ органов брюшной полости;
Следует отметить, что при ранней диагностике в большинстве случаев в рутинных анализах крови наблюдаются тромбоцитопения, анемия и снижение гематокрита без существенных изменений лейкоцитарной формулы.
К каким врачам обращаться
Заболевание выявляет и контролирует врач-инфекционист. Лица, перенесшие малярию, находятся на диспансерном учете у врача-инфекциониста и в течение 2 лет проходят периодическое обследование на носительство плазмодиев. При развитии осложнений может потребоваться помощь узких специалистов.
Лечение малярии
Лечение больного малярией должно осуществляется только в условиях стационара противомалярийными препаратами и под строгим наблюдением врача. Если не начать лечение в течение первых 24 часов, малярия может развиться в тяжелую болезнь, часто заканчивающуюся летальным исходом.
Этиотропное лечение малярии осуществляют специальными противомалярийными препаратами. Симптоматическое и патогенетическое лечение включает дезинтоксикационные мероприятия, восстановление микроциркуляции, противоотечную терапию, борьбу с гипоксией.
Внутривенно вводят коллоидные, кристаллоидные, сложносолевые растворы. Проводят оксигенотерапию, гемосорбцию, гемодиализ.
Для лечения осложнений малярии используют глюкокортикостероиды. По показаниям переливают плазму или эритроцитарную массу.
Осложнения
К осложнениям малярии относят:
- церебральную форму (малярийная кома);
- инфекционно-токсический шок (малярийный алгид);
- гемоглобинурийную лихорадку;
- острую почечную недостаточность;
- острый отек легких;
- нефротический синдром;
- разрыв селезенки;
- ДВС-синдром.
Профилактика малярии
Основным способом профилактики и снижения риска передачи малярии является борьба с переносчиками, обработка помещения и одежды инсектицидами.
Защита от укусов комаров с помощью натуральных или синтетических репеллентов должна быть предусмотрена как во время пребывания в помещении, так и вне его.
Известно, что москиты не любят запах томатов, валерианы, табака, масла базилика, аниса, кедра и эвкалипта. Пару капель эфирного масла добавляют в растительное масло и наносят смесь на открытые участки тела.
С целью предупреждения развития малярии может потребоваться прием профилактических медицинских препаратов (химиопрофилактика) до поездки, во время нее и после возвращения. Препарат и схему приема назначает врач.
Профилактические меры включают:
- использование перметрин- или пиретрумсодержащих инсектицидов в виде спрея (пролонгированного действия) внутри помещений;
- установку защитных сеток на окна и двери;
- использование москитной сетки (желательно, пропитанной перметрином или пиретрумом) вокруг кровати;
- обработку одежды и инвентаря средствами, содержащими 0,5% перметрин, который сохраняет свои защитные свойства после нескольких стирок;
- применение антимоскитных репеллентов, таких как диэтилтолуамид 25-35% на открытые участки кожи;
- ношение защитных рубашек с длинными рукавами и брюк, особенно между закатом и рассветом, когда комары Anopheles особенно активны.
По возвращении из путешествия следует обратить внимание на состояние здоровья. Внести в амбулаторную карту информацию о посещении эндемичной по малярии зоны. Нужно немедленно обратиться к врачу и обследоваться на малярию в случае подъема температуры.
Беременным женщинам и детям грудного возраста, проживающим в эпидемических районах с высокой интенсивностью передачи инфекции, рекомендуется проводить интермиттирующую профилактическую терапию тремя дозами сульфадоксина-пириметамина в рамках регулярной вакцинации.
Источники:
- Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание, том 13.
- Клинические рекомендации. Малярия у взрослых, Минздав России, 2014.
- Скворцов В.В., Кулинич А.В., Мирзоян С.К. Малярия // Медицинская сестра. — 2018; 20 (4). – С. 28-31.
ВАЖНО!
Информацию из данного раздела нельзя использовать для самодиагностики и самолечения. В случае боли или иного обострения заболевания диагностические исследования должен назначать только лечащий врач. Для постановки диагноза и правильного назначения лечения следует обращаться к Вашему лечащему врачу.
Для корректной оценки результатов ваших анализов в динамике предпочтительно делать исследования в одной и той же лаборатории, так как в разных лабораториях для выполнения одноименных анализов могут применяться разные методы исследования и единицы измерения.
Информация проверена экспертом
Лишова Екатерина Александровна
Высшее медицинское образование, опыт работы — 19 лет
Поделитесь этой статьей сейчас
Рекомендации
-
2487
09 Марта
-
2476
09 Марта
-
2474
07 Марта
Похожие статьи
Рак кишечника
Рак кишечника: причины появления, симптомы, диагностика и способы лечения.
Брюшной тиф
Брюшной тиф: причины появления, симптомы, диагностика и способы лечения.
Рак желудка
Злокачественные новообразования желудка занимают одно из ведущих мест по распространенности среди онкологических заболеваний. Значимую роль в их возникновении отводят бактерии Helicobacter pylori.
Перитонит
Перитонит: причины появления, симптомы, диагностика и способы лечения.
- Review
- Open Access
- Published: 11 October 2011
Malaria Journal
volume 10, Article number: 297 (2011)
Cite this article
-
48k Accesses
-
386 Citations
-
18 Altmetric
-
Metrics details
Abstract
Plasmodium vivax is a major cause of febrile illness in endemic areas of Asia, Central and South America, and the horn of Africa. Plasmodium vivax infections are characterized by relapses of malaria arising from persistent liver stages of the parasite (hypnozoites) which can be prevented only by 8-aminoquinoline anti-malarials. Tropical P. vivax relapses at three week intervals if rapidly eliminated anti-malarials are given for treatment, whereas in temperate regions and parts of the sub-tropics P. vivax infections are characterized either by a long incubation or a long-latency period between illness and relapse — in both cases approximating 8-10 months. The epidemiology of the different relapse phenotypes has not been defined adequately despite obvious relevance to malaria control and elimination. The number of sporozoites inoculated by the anopheline mosquito is an important determinant of both the timing and the number of relapses. The intervals between relapses display a remarkable periodicity which has not been explained. Evidence is presented that the proportion of patients who have successive relapses is relatively constant and that the factor which activates hypnozoites and leads to regular interval relapse in vivax malaria is the systemic febrile illness itself. It is proposed that in endemic areas a large proportion of the population harbours latent hypnozoites which can be activated by a systemic illness such as vivax or falciparum malaria. This explains the high rates of vivax following falciparum malaria, the high proportion of heterologous genotypes in relapses, the higher rates of relapse in people living in endemic areas compared with artificial infection studies, and, by facilitating recombination between different genotypes, contributes to P. vivax genetic diversity particularly in low transmission settings. Long-latency P. vivax phenotypes may be more widespread and more prevalent than currently thought. These observations have important implications for the assessment of radical treatment efficacy and for malaria control and elimination.
Introduction
In endemic areas of Asia, Oceania, Central and South America, and in the horn of Africa Plasmodium vivax malaria is a major cause of morbidity. It is an important contributor to early pregnancy loss and reduced birth weight which increases mortality in infancy [1, 2]. Plasmodium vivax is a sophisticated and resilient malaria parasite which was once prevalent over much of the inhabited world. It has receded from North America, Europe and Russia, but in the tropics vivax malaria remains a major cause of childhood illness. In most endemic areas, P. vivax cohabits with Plasmodium falciparum. Mixed infections with the two species are common. P. vivax is more difficult to control and eliminate than P. falciparum because of its tendency to relapse after resolution of the primary infection. In endemic areas relapse of vivax malaria is a major cause of malaria in young children, and an important source of malaria transmission. Relapse also occurs in Plasmodium ovale infections and in several of the simian malarias, notably Plasmodium cynomolgi, which has often been used as an animal model of vivax malaria. The factors which control relapse and determine their remarkable periodicity are not known.
History
The history of clinical research on vivax malaria contains a wealth of valuable information that is not widely known or recognised. Most studies were conducted over fifty years ago and are not readily accessible to the modern reader. Indeed more may have been forgotten than has been learned about vivax malaria in recent years. The tendency of malaria infections to recur was well known since Roman times. From the 1630s onwards a specific treatment (Cinchona bark) was available for agues (although for most of those infected it was unaffordable). This treatment was often followed by frequent relapses of the periodic fever, and so opinions differed widely on its efficacy. Following Laveran’s discovery of the blood parasite that caused malaria in 1880 [3], understanding of malaria epidemiology, pathology, and treatment was placed on a rational basis. In 1885, Golgi in Pavia distinguished the parasites responsible for tertian and quartan fevers [4]. In 1890, P. vivax was identified as a separate species by Grassi and Feletti [5], although debate continued into the early 1920s as to whether there were indeed separate human malaria species, or just one single polymorphic species [6]. Studies of the time often tended to consider the responses of the benign (vivax) and malignant (falciparum) tertian malarias together. The Dutch physician Pel is generally credited with the first postulation of an exoerythrocytic stage of malaria in 1886 [7]. In 1897, the American physician WS Thayer gave a very clear description of a long-latency relapse of malaria 21 months after the initial attack in a physician who had probably not been re-exposed between the two events [8]. Thayer and Bignami (in Italy) [9] both surmised that relapses of malaria resulted from a «spore» deposited in the internal viscera which remained inert «only to be set free as a result of some insult, the nature of which is still not appreciable to us» [8]. Self-experimentation then provided remarkably accurate descriptions of long latencies in vivax malaria. In 1900 in London Sir Patrick Manson was investigating the mosquito transmission theory proposed by his protégé Ronald Ross. Upon request Bignami and Bastianelli kindly provided him with P. vivax infected anopheline mosquitoes that had been fed on malaria patients in the Ospedale Spirito Santo in Rome. The mosquitoes were taken to the British Embassy in Rome, and thereafter by the «Indian mail», and duly arrived in London 48 hours later. His son Patrick Thorburn Manson, and George Warren (a laboratory technician) both volunteered to be bitten. Acute attacks of malaria followed after a two-week incubation period, in September 1900. These were treated successfully with quinine [10]. On June 1st the following year, after a latent period of nine months, the younger Manson experienced a sudden onset of rigors. Relapse of his vivax malaria was confirmed by microscopy [11]. Meanwhile in India, at the end of 1900, Major CF Fearnside infected himself with mosquitoes which had fed on vivax malaria patients in the Madras jail. His primary attack of malaria began on January 14th, he suffered a relapse on March 11 1901, and a second relapse followed on November 11th apparently without the possibility of interim reinfection [12]. These precise observations describing latencies of some eight to nine months were complemented by Korteweg’s detailed and painstaking prospective epidemiological observations over more than two decades in the village of Wormeveer in The Netherlands. Celli had long surmised that the spring wave of benign tertian (P. vivax) malaria in Northern Italy resulted from relapse [13, 14] but it was Korteweg who provided convincing evidence that the vivax malaria which emerged in the early summer had been acquired in the autumn of the previous year [15–19] (Figure 1). The considerable vivax malaria experience of the First World War (in the Balkans, Mesopotamia, and the Jordan valley), the secondary cases in England which followed the year after the return of infected soldiers, studies in American soldiers serving in Panama and the Philippines, studies in British soldiers serving in India, studies in Japanese soldiers who had invaded China, and further epidemiological observations and individual case reports in Europe and the United States all pointed to a disease which could relapse within two months of stopping quinine treatment, but also tended to relapse some eight to ten months later (Figure 2). Until the 1920s it was common to recommend an eight-week course of quinine treatment for malaria [20]. Despite this protracted treatment relapses were common, but whether these resulted from persistence of the blood stage infection (i.e. recrudescence), or derived from a latent tissue stage was unresolved.
Long-latency P. vivax in the Netherlands; The mean monthly number of malaria cases in the village of Wormerveer, The Netherlands, recorded by Korteweg from 1902 to 1923 (black line) [15–17, 19]. Swellengrebel et al showed that malaria transmission usually occurred between the first week of August and the end of October [16]. From this it can be deduced that the initial wave of malaria cases derived from inoculations the previous year (pink curve) and, by subtraction, that this was followed by relapses and primary cases with a short incubation period in the late summer and autumn (blue curve) [19].
Full size image
The temporal pattern of illness recurrence in patients with neurosyphilis artificially infected for malaria therapy with Plasmodium falciparum (87 patients) and the «Madagascar» strain of P. vivax (105 patients) studied by SP James and colleagues at the Horton Hospital, Epsom, England [24–26]between 1925 and 1930. The vivax relapses had a bimodal pattern with the majority having a long latent period (mode 28 weeks) before the relapse.
Full size image
Early observations on relapse
In 1913, Bignami proposed that relapses of malaria all derived from persistence of small numbers of parasites in the blood [21]. Although this theory explained the late recurrences of Plasmodium malariae infections in man, it did not explain several features of P. vivax and P. ovale infections. A much clearer understanding of relapse in P. vivax malaria was to come from Julius Wagner-Jauregg’s discovery that malaria could cure neurosyphilis. Between the 1920s and the 1950s thousands of patients confined in mental hospitals with neurosyphilis were treated with malaria (malaria therapy). General paralysis of the insane was then a uniformly lethal condition, and at least half the malaria therapy treated patents were improved and over one fifth were cured. It was a remarkable period, unique in the history of medicine, when, as Henry Dale put it, «Man was the experimental animal». The majority of the malaria therapy experience was with a relatively small number of parasite «strains» transmitted either by blood passage, or more usually by the bites of several infected anopheline mosquitoes. On the 8th September 1922 Professor Warrington Yorke and JWS MacFie inoculated blood from a patient with simple tertian malaria (P. vivax), which had been acquired in India, into a patient with neurosyphilis at the Whittingham Mental Hospital near Liverpool [22, 23]. This «strain» was then used to infect multiple patients initially by blood passage, and later by mosquito transmitted infections. It soon became apparent that recurrences of P. vivax (and P.ovale) malaria followed a different temporal pattern to those of P. falciparum[24–26]. Recurrences of vivax malaria commonly occurred many months after apparently successful treatment of the primary infection. Furthermore whereas recurrence in blood transmitted vivax malaria could be prevented by curing the blood stage infection, recurrence in mosquito transmitted vivax malaria could not be [17, 22–24]. This pointed to an exoerythrocytic stage of malaria, but its anatomical location remained elusive. The Dutch malariologists were able to show that their indigenous P. vivax could have a short incubation period if patients were bitten by a large number of infected mosquitoes, but, in a further example of courageous self-experimentation, they proved that bites by one or two infected mosquito were followed by vivax malaria 8 to 9 months later [26, 27] (Figure 3). The Northern European and Russian «strains» of P. vivax therefore proved unsatisfactory for malaria therapy because blood passage was required to ensure an acute illness within weeks [17, 20, 22–29] whereas mosquito infection, even with multiple infected anophelines, often failed to produce an early febrile illness. Importantly it was also noted in The Netherlands that relapse rates in naturally acquired infections were higher than with mosquito-transmitted malaria therapy with local «strains» [17]. The most widely used parasite used for malaria therapy in Europe was a P. vivax «strain» isolated from an Indian merchant seaman whose last port of call had been Madagascar [8, 21]. The «Madagascar» strain of P. vivax was extensively investigated in England by James and later in several European centres (Figure 2). It reliably produced an acute infection with high fevers, sometimes relapsed again within a few weeks, and then relapsed again approximately eight months later. With serial passage through man and mosquito the Madagascar strain apparently became even more virulent (Figure 4) [30].
Combined results of the preliminary mosquito infection studies of James and Shute in the Horton Hospital, Epsom, England and the self experimentation of Shüffner, Korteweg, Swellengrebel-de Graaf, Swellengrebel, de Buck and de Moor in The Netherlands as illustrated by Shüffner et al [27]. This confirmed the 8 to 9 month interval from being bitten by one or two infected anopheline mosquitoes and developing vivax malaria
Full size image
The family history between May 1925 and May 1933 of the «Madagascar strain» of Plasmodium vivax as used in malaria therapy at the Horton hospital [30]. The number within the circles refers to the number of patients infected with the «Madagascar strain» at each time and the number over the lines refers to the batch number of the infected mosquitoes. Overall 24,361 mosquitoes and 1739 patients were infected.
Full size image
James’ terminology, which was adopted by several others, was different to that used today. A recurrence of malaria (any species) before eight weeks was termed a recrudescence, recurrence from 8-24 weeks was termed relapse, and return of malaria after 24 weeks was called a recurrence. The pattern observed by James in England, Swellengrebel in The Netherlands, and Ciuca in Romania with the Madagascar strain of P. vivax was very similar to patterns of the St Elizabeth and McCoy strains, of indigenous origin, used for malaria therapy in the United States [27–38]. These strains were all chosen because of their suitability for malaria therapy, so they probably represented the upper end of the spectrum of abilities to produce early infection and relapse. The European studies, investigations in India by Sinton and colleagues, and in Florida by Boyd suggested that some «strains» relapsed after a few weeks while others had only a primary infection, and then exhibited the long-latency seen with the Madagascar and St Elizabeth strains [24–30]. The distinction was often unclear as characterization of latency required reliable long-term follow-up, and the development of immunity with a febrile illness of many weeks duration became a significant confounder. As the object of malaria therapy was a prolonged high fever, the consequent long illness obscured early relapses. These single isolate (presumably single or highly related genotype) infections eventually resulted in solid immunity such that after several episodes of protracted fever reinfection with the same isolate was not possible [25–31, 34, 37]. This acquired immunity suppressed later homologous relapses. Importantly for our current understanding of P. vivax epidemiology asymptomatic parasitaemia (and gametocytaemia) tended to persist for weeks as disease controlling immunity was acquired. Boyd and Kitchen, who studied the McCoy strain in Florida extensively, noted that relapse did not follow infections which had terminated spontaneously (indicating an effective immune response) or infections in which the primary illness lasted for ≥ 48 days [31, 34, 37] (Figure 5). By contrast all agreed that if prompt anti-malarial treatment was given to terminate the infection then symptomatic relapses of vivax malaria were common.
Boyd’s 10 year experience with mosquito transmitted P. vivax malaria therapy in 375 patients studied at the Florida State Hospital [93]. Most infections were with the McCoy strain, and some were with other local «strains» which he considered to behave similarly. Infections which were allowed to continue until self termination did not relapse subsequently [31]. The median interval to relapse was approximately 9 months. Inset is the study of Coatney et al [71] describing 403 mosquito transmitted infections with the St Elizabeth strain of P. vivax.
Full size image
During the malaria therapy experience it became clear that both the incubation period and the number of relapses were determined by the numbers of sporozoites inoculated [25–28, 38]. The Dutch had shown first [27], and others later confirmed, that low sporozoite inocula often resulted in an extended incubation period of 7-10 months. The more sporozoites that were inoculated, the more likely was an early infection (incubation period two weeks), and the more relapses that followed — provided that prompt anti-malarial treatment (quinine) was given each time. Later clinical and experimental studies, reported after the Second World War, were to confirm these observations. In order to ensure that there was a short incubation period preceding the malaria illness malaria therapy infections were produced typically by the bites of 5-10 infected mosquitoes, and either no treatment or partial suppressive treatment was given. Previous theories that seasonal influences were important determinants of relapse were largely rejected as the intervals from primary illness to relapse in neurosyphilis patients were generally similar whichever month the infection started [22–26].
Between the 1920s to the 1940s the long-latency infection was regarded as the «usual» P. vivax phenotype. Throughout the endemic areas of Europe vivax malaria peaked in the late spring and early summer (largely from inoculations the previous year) [20, 25]. In southern Europe there was often a bimodal pattern with a late summer peak of falciparum malaria [19]. The epidemiological studies of malaria epidemics in Sind (now Pakistan) and Ceylon (Sri Lanka) followed a similar pattern [19, 25, 39]. This suggested that long-latency P. vivax was also responsible for the peak of vivax malaria cases which occurred the year after the falciparum malaria epidemics in these two tropical areas (although other interpretations are also possible). During the Second World War observations on Allied soldiers fighting in North Africa, Italy, the Caucasus, and Greece, and further observations in Japanese occupation forces in China, all pointed clearly to long-latency P. vivax with similar illness patterns to the Madagascar and St Elizabeth strains [40–45]. In contrast the soldiers on both sides fighting in the Indo-Burman and South Pacific campaigns encountered vivax malaria with a very different relapse pattern. Relapses were frequent and the relapse rate was very high -in some companies all soldiers were infected and all relapsed. Infections occurred at three week intervals if quinine was given, and seven week intervals following mepacrine treatment [42–49]. Multiple relapses were very common and there was no evidence of long latency. The «type strain» for this tropical frequent relapse P. vivax phenotype was the «Chesson strain» isolated from a soldier of that name who had acquired the infection in New Guinea [50–52]. In volunteers infected with the Chesson strain 80% of relapses occurred within 30 days of initial treatment with quinine.
Discovery of the liver stages
In 1902, three years before his death, the eminent protozoologist Fritz Schaudinn reported that he had observed direct infection of erythrocytes by sporozoites [53]. There was therefore no need to postulate a tissue stage of malaria. By the 1930s this theory was largely discredited as others had tried and failed to reproduce the observations, and by then tissue stages of bird malarias had been demonstrated unequivocally. The existence of a tissue stage of the malaria life cycle in humans was considered sufficiently likely that the Malaria Commission of the League of Nations in 1933 suggested that the sporozoite in human malaria went on to divide in cells of the endothelial system as did Haemoproteus in birds. In 1937 James and Tate showed that the exoerythrocytic development of Plasmodium.gallinaceum took place in the brain capillaries of chickens [54]. After the Second World War, Fairley’s brilliant work at the Cairns experimental station showed that sporozoites were cleared from the blood within one hour of mosquito feeding on volunteers, and in the case of P. vivax, parasites only returned to the blood one week later [55–57]. Several researchers had noted earlier that in the latent or inter-relapse period even transfusion of as much as 500 mL blood could not transmit P. vivax to a volunteer recipient, whereas if P. falciparum recurred -it could always be transmitted beforehand by blood transfusion. It was clear then that there was a pre-erythrocytic tissue stage which preceded the blood stage infection, and also that subsequent relapses originated from an exoerythrocytic stage — but where was it? SP James, the eminent British malariologist, was so convinced that there must be an exoerythrocytic stage in the primate malarias that he told the young PCC Garnham to stay in East Africa until he had found it -and so he did! In 1947, Garnham identified the pre-erythrocytic development of Hepatocystis ( then Plasmodium) kochi in the hepatocytes of African monkeys [58]. Shortly afterwards in England definitive studies by Shortt and Garnham identified the site of pre-erythrocytic development in primate malarias as the liver, first in P.cynomolgi infected Rhesus monkeys [59, 60], and then in a heroic experiment with P. vivax in a very heavily infected volunteer who underwent open liver biopsy [61–63]. This classic work still did not identify the persistent stage, although later primate work suggested that relapses might arise from arrested development of hepatic pre-erythrocytic schizonts [63, 64]. Forty years later Krotoski, working with Garnham and colleagues at Imperial College, finally identified the dormant stages or «hypnozoites» of P.cynomolgi and P. vivax responsible for relapses in the liver [65–69]. Although parasite bodies, which are probably hypnozoites, have since been demonstrated in liver cell cultures [70] remarkably little is known of their biology. The term relapse is now used specifically to describe recurrences of malaria derived from persistent liver stages of the parasite (hypnozoites) whereas recrudescence refers to a recurrence of malaria derived from persistence of the blood stage infection. The relapse arises after the «awakening» of these hypnozoites and the subsequent intrahepatic schizogony followed by blood stage multiplication. The question remained unanswered as to how the hypnozoites were woken, and what determined their remarkable periodicity.
Phenotypic variation in P. vivax
Today there is a tendency to regard all P. vivax together as a single homogenous species, but the human malaria therapy and volunteer studies showed that there was substantial phenotypic variation between Plasmodium vivax «strains». There has been corresponding taxonomic debate over how these «sub-species» should be defined (Figure 6). Studies conducted over fifty years ago indicated that incubation periods, numbers of merozoites per blood schizont, antigenic relationships, intrinsic drug susceptibility, virulence, and relapse intervals all differed between «strains». At that time the Plasmodium vivax with infection phenotypes similar to those of the «Madagascar» and «St Elizabeth» strains which were prevalent in the United States and Southern Europe were considered the «typical» P. vivax infections [24, 25, 31, 34, 71]. A primary illness followed approximately two weeks after mosquito inoculation, and, although relapse could follow some three weeks later, there was often a 7 to 10 month interval before a subsequent relapse. Sometimes the latency could be as long as one year, and there were well documented, but apparently unusual, cases reported of latencies greater than two years. Further north in the Netherlands, Northern Germany, Scandinavia, Finland and Central Russia the long incubation phenotypes were prevalent (P. vivax hibernans) in which the primary infection occurred 8 to 10 months after inoculation [17–20, 23, 24, 27–29, 43, 72–74]. It seemed that the proportion of infections which had a short incubation period (circa two weeks) declined steadily with increasing latitude (and shorter summer mosquito breeding seasons). In artificial infection studies latency was independent of season [22–26, 71]. In the past twenty years infections with intermediate relapse characteristics have been reported but not well described from sub-tropical areas, although as will be explained later, there may be other explanations for relapses which emerge two to eight months after sporozoite inoculation.
Diagram of the different P. vivax phenotypes and the usual patterns of primary illness and relapse (after Bray and Garnham [69]). The thickness of the lines gives a rough approximation of proportions.
Full size image
There was one very important and puzzling feature of the long-latency P. vivax infections which still requires explanation in any theory which seeks to explain relapse periodicities; once the relapse had occurred (after a latency of 7-10 months) subsequent relapses would then usually occur with intervals of approximately 3 to 4 weeks following quinine -or 6 to 8 weeks if chloroquine was given for treatment [17, 19, 23, 71–73] (Figure 7). Thus after the long latent period the subsequent intervals were similar to the incubation period in temperate infections with early relapses, and the inter-relapse intervals in the tropical frequent relapse «Chesson» phenotype vivax malaria [75]. In contrast infections from some parts of Russia were documented which had a second long-latency after the first relapse(s).
Schematic diagram by Hankey et al [79]of relapse patterns following Korean vivax malaria (upper panel) and tropical frequent relapse P. vivax (lower panel). Note the frequent relapse pattern after a long interval with Korean vivax malaria.
Full size image
Following the Second World War artificial infection studies were conducted in several locations to study different anti-malarial treatment regimens. The administration of an effective schizontocidal drug allowed better definition of relapse periodicity than the malaria therapy studies (where the objective had been to produce a sustained high fever). In the more prevalent tropical strains of P. vivax treated in soldiers fighting in the Indo-Burmese and South-West Pacific campaigns in the Second World War, the relapses were documented to occur at intervals of 3 to 4 weeks (as in the Chesson strain) [42–52, 76]. These observations were similar to those in the seminal chemotherapy studies of Sinton and colleagues in Kasauli, Himachal Pradesh, India in the 1920s and 1930s [32, 77, 78]. Interest in the long-latency phenotype revived during the early 1950s as P. vivax malaria which had a long-latency was an important problem in soldiers fighting in the Korean war [79]. During this period patients who had received very heavy inoculations, typically soldiers from the Second World War, would return to clinics for many years complaining of recurrences of malaria. The long latencies and the long relapse intervals in some infections and the multiple relapses in others despite anti-malarial treatment gave rise to the old saw that «you never got rid of malaria».
Relapse intervals
Effects of sporozoite inoculum
For long-latency vivax malaria from Northern climes the sporozoite dose determined the clinical phenotype [27–29, 38, 71–73]. In long term observations of infections with the St Elizabeth strain there was a clear bimodal pattern in which a long pre-patent period (~300 days) only occurred following smaller sporozoite inocula (more reflective of natural infection) [71]. Similar observations were made with a North Korean strain used for malaria therapy in a Moscow hospital from 1953 to 1968 [28]. When the inoculum of sporozoites was small (10-100 sporozoites) the initial parasitaemic illness did not occur for nine or 10 months, or longer. If ≥ 1000 sporozoites were inoculated illness occurred after a «normal» incubation period of two weeks. By contrast when increasing sporozoite doses of the tropical «Chesson» strain were inoculated the incubation period shortened and there was no evidence for a long prepatent period [75, 80]. This, and a series of experimental investigations in chimpanzees [80, 81], led Garnham to propose that the ratio of hypnozoites to immediately developing forms in the Korean P. vivax strain was 999:1 compared with the Chesson strain where he estimated the ratio as 50:50 [68, 69]. (Figure 6) Several other important observations were made in the artificial infection studies conducted in humans and experimental primates. It was noted that even with a single infected mosquito bite some Chesson strain P. vivax infections relapsed after intervals which were as long as a year after a series of regular «short interval» relapses [75]. These terminal long intervals did not appear to have a fixed periodicity (Figure 8).
Relapse patterns in volunteers in the USA who were infected by a single mosquito bite with the Chesson strain of P. vivax studied by Coatney et al [75]. Some were rechallenged as indicated.
Full size image
In contrast the initial inter-relapse intervals of Chesson strain P. vivax in volunteers, and also P.cynomolgi in Rhesus monkeys, were remarkably regular although they gradually lengthened with each successive relapse [51, 52, 75, 82, 83] (Figures 9 and 10). Two factors are likely to have explained these gradually lengthening intervals — numerical probabilities and immunity. The simultaneous activation of several hypnozoites will shorten the relapse interval because the interval is measured until the progeny of the most rapidly growing parasites cause patent infection. For example if ten genetically identical hypnozoites are activated the relapse interval will in 91% of occasions be shorter than if one hypnozoite is activated. This is because there is natural phenotypic variation even amongst genetically identical organisms and it is the progeny of the earliest activated and most rapidly multiplying parasite that become patent first. This is best illustrated in the studies of Coatney et al with the long-latency St Elizabeth strain [71]. The interval from inoculation to relapse (~9 months later) shortened with increasing inocula. Thus the more hypnozoites that are activated the shorter is the average interval between relapses (Figure 11). This relationship is also clearly seen in Schmidt’s studies of P.cynomolgi in monkeys [82] (Figure 9). This is an important consideration for concomitant activation of hypnozoites with different genotypes in endemic areas as will be discussed later. In natural settings multiple genotypically distinct hypnozoites may be activated but, on many occasions, only one or two genotypes will be detected subsequently at clinical relapse. The other hypnozoites’ progeny may reach patency later, or asexual growth may be suppressed by fever, illness, immune response, and treatment such that they never reach patency.
Relapse patterns of P.cynomolgi infections in Rhesus monkeys studied by Schmidt [82]. The infections were induced with different numbers of injected sporozoites as indicated and treated repetitively with chloroquine. Monkeys in groups A, B, C, and D were inoculated, respectively, with 5 × 106, 5 × 104, 5 × 102 and 5 sporozoites. Some monkeys were rechallenged and some were finally given radical treatment with primaquine in addition.
Full size image
Lengthening intervals between sequential relapses in individual volunteers who were infected with the Chesson strain of P. vivax , each of whom was treated with quinine for 16 days [83]. Diamonds represent median values.
Full size image
In infections of volunteers with the St Elizabeth strain of P. vivax[71], there was no evident relationship between the occurrence or duration of the primary illness and the long-latency interval before illness (left panel), whereas there was an inverse relationship between sporozoite inocula (assessed semi-quantitatively from sporozoite numbers in the salivary glands and number of infectious bites) and the latency interval.
Full size image
Effects of immunity
The second factor accounting for lengthening inter-relapse intervals in artificial infections was the acquisition of blood stage immunity against the single infecting genotype. In the studies of the St Elizabeth strain there was clear evidence that late relapses were attenuated if there was an early infection, but this did not affect the interval to latency (Figure 11), whereas with increasing size of sporozoite inoculum there was a corresponding shortening of the interval. These observations suggest that inoculum size is more important than immunity in determining the duration of latency or the inter relapse interval — at least for the first relapses with genetically homologous parasites [71]. In Schmidt’s primate studies (Figure 9) the lengthening of inter-relapse intervals was less prominent than in the human investigations [51, 52, 71, 82, 83] and increasing inter-relapse intervals were seen only after 12 or so relapses [82], although in these experiments the inocula were very large, and all animals received chloroquine treatment which was given early (on the second day of patency). Schmidt also observed in the Rhesus monkeys infected with P.cynomolgi[82], as Coatney had done earlier in volunteers infected with the Chesson strain of P. vivax[75], that occasionally a very long interval would follow a series of short intervals. Thus the steadily increasing intervals between the homologous strain relapses result from both the «running out of hypnozoites» with successive relapses, which results in reversion to the mean intervals associated with single hypnozoite activation, together with slower asexual growth rates resulting from the acquisition of asexual stage immunity. Blood stage immunity against homologous strains of P. vivax, which persists for many months, was a consistent observation in malaria therapy and challenge studies [34, 84]. Boyd noted that if the initial infection was allowed to run its natural course, then relapse did not occur and reinfection with the homologous strain was not possible [34].
Effects of drugs
Since the introduction of mepacrine (atebrine, quinacrine) in 1932, a drug which has a terminal elimination half-life of over one month, it was observed that early relapses were delayed by approximately thirty days compared with quinine treatment (i.e. from three to seven weeks) [40, 47]. Later chloroquine, which also has a terminal half-life of over one month, but a different elimination profile to mepacrine, was found to delay early relapse appearance by two to six weeks [40, 47]. Larger doses of the anti-malarials resulted in longer intervals to relapse consistent with a concentration-dependent slowing of asexual growth rates. Slowly eliminated anti-malarials delayed the onset of P. vivax relapse, and consequently reduced their frequency, but importantly these drugs did not appear to reduce the overall number of relapses experienced [47] (Figure 12). Only the 8-aminoquinolines reduced or prevented relapses. The relapse preventing properties of these drugs, and their synergistic action with quinine, were demonstrated within years of their introduction in the mid 1920s [85–87].
Cumulative proportions of relapses in soldiers with vivax malaria acquired in the Pacific and treated subsequently with different anti-malarial drug regimens in Chicago. Regimens were quinine; 2 g/day for 14 days (N = 75), mepacrine 0.4 g/day for 7 days (N = 69), chloroquine 1.5 — 2 g/day for 4-7 days (N = 82), and quinine 2 g/day and plasmoquine 60 mg/day for 14 days (N = 72) [47].
Full size image
Two other key observations were made during this early era of malaria therapy and drug evaluation which were not satisfactorily explained until decades later. It was noted that haemolytic reactions occurred sporadically with plasmoquine in patients of Asian, African or South European descent, but were uncommon in Caucasians originating further north [88]. This was explained later by the epidemiology of glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency. In the Southern United States it proved difficult of impossible to infect patents or volunteers of West African descent with P. vivax[34]. This was later shown to reflect the absence of the Duffy blood group receptor for P. vivax invasion of erythrocytes in this population.
Contrasting artificial with natural infections
Artificial infections provided invaluable information but they differed from natural infections in several important respects [89]. The infections were in non-immune adults whereas the burden of vivax disease in endemic areas was in children. Adults in the malaria endemic areas have usually developed significant immunity to a broad range of local parasites which controls symptoms and reduces parasite densities. The artificial infections in the majority of volunteer studies and in malaria therapy followed the bites of 5-10 infected anopheline mosquitoes selected for maximal infectivity based on salivary gland sporozoite loads in sibling mosquitoes. The timing of inoculation in malaria therapy and experimental studies to coincide with maximum infectivity contrasts with the natural setting where anopheline mosquitoes display a wide range of infectivities depending on sporozoite age and other factors. The inocula in artificial infections were therefore usually «supranormal». This resulted in reliable infections but did not bring out the important stochastic component of P. vivax epidemiology resulting from low sporozoite inocula in areas of low seasonal transmission. Median sporozoite inocula in natural infections are estimated to be less than 10 sporozoites [90–92]. If Garnham’s estimates (50:50 ratio of immediately developing parasites to hypnozoites) are correct this corresponds to a median of 5 hypnozoites in tropical P. vivax infections. The «strains» of P. vivax used in malaria therapy were likely to have been of a single (albeit evolving) genotype or very closely related interbreeding genotypes which were passaged through a very large number of patients over many years. Even if these infections originated as a mixed genotype infections in the donor patient it is likely that with multiple passage in malaria therapy the «strains» became purified through successive interbreeding to a very closely related group of genotypes. In contrast multiple unrelated genotype infections are common in natural infections.
The malaria therapy patients usually had neurosyphilis and were often very frail. Overall the mortality associated with P. vivax malaria therapy was approximately 7% (and was 10% with P.malariae infections -generally regarded as the mildest human malaria) [17]. This high mortality reflects the underlying condition, although it was undoubtedly contributed to by the infection as well. The objective of treatment in natural infections is cure, but in malaria therapy quinine was used to «damp down» the more severe infections, not to eliminate them. Reinfection with a different genotype was usual in endemic areas but in malaria therapy this was undertaken only occasionally if the first infection was insufficient, and in volunteer studies was performed to demonstrate the «strain specificity» of the immune response.
The proportion of infections which relapse
The proportion of P. vivax infections which relapse is often thought of as an intrinsic property of the malaria parasites which varies considerably by geographic region. Tropical «strains» relapsed more than temperate «strains». But the relapse proportion is also clearly a function of the sporozoite inoculum and immunity (if any). As described earlier if artificial sporozoite induced infections were allowed to continue for weeks until self-termination the relapse did not usually occur and reinoculation was usually unsuccessful [34, 84, 93] (Figure 5). In this setting the probability of relapse with a presumed single genotype depended on the duration of preceding illness.
In total, the treatment responses in over 87,000 patients with acute vivax malaria have been reported in the available medical literature in English (> 300 publications) of whom ~17,000 relapsed (Figure 13 and Figure 14). This experience of a wide variety of anti-malarial treatment regimens, is heavily biased to adults and military reports. Two-thirds of the reports are over fifty years old. The reported relapse rates varied from 0 to 100%! Many relapse rates are likely to have been underestimated as follow-up periods, particularly in recent studies, were often two months or less, and in the majority of studies radical treatments were being evaluated. On the other hand studies conducted in endemic areas could not exclude reinfection. The relapse rate was very high in soldiers who were generally non-immune and presumably experienced intense exposure. In the Second World War 70 to 80% of soldiers fighting in the South Pacific had relapses (and in many units all soldiers had relapses). In Hill and Amatuzio’s series of 222 patients, 9% had 10 or more relapses [76] (Figure 15). Relapses were estimated to account for about half of all vivax malaria hospitalizations in the Second World War [94]. Once chemoprophylaxis was enforced in soldiers it became clear that almost all malaria could be prevented, but that several weeks after the mepacrine (quinacrine, atebrine) was stopped P. vivax relapses started to occur [47].
P. vivax relapse rates without radical treatment in published studies conducted between 1920 and 2010. Each circle represents one study arm. The horizontal scale represents the study location from West (United States) to East (Pacific). A very wide range of treatments were used in a very diverse range of patient groups.
Full size image
P. vivax relapse rates following treatments which included 8-aminoquinolines (mainly plasmoquine or primaquine). Otherwise as for Figure 13
Full size image
Proportions of P. vivax relapses in 222 US servicemen who had fought in the South Pacific in the Second World War [76].
Full size image
Without radical treatment the proportion of patients who experience one relapse, the proportion of these patients who have a second relapse, and the proportion of these who have a third and so on, is constant (Table 1). This appears to obtain in each different epidemiological or experimental setting [23, 24, 28, 29, 41, 42, 47–49, 51, 52, 72, 76, 79, 85]. In other words the relationship between the numbers of patients who experience one or more, two or more, three or more etc relapses is exponential.
Full size table
Thus if «x» is the fraction of patients experiencing one or more relapses, then the fraction experiencing «n» or more relapses is approximately xn
A plot of the logarithm of the proportions versus number of relapses is, therefore, linear with slopes varying depending on the geographical and epidemiological setting (Figure 16). Thus, for areas with 50% relapse rates approximately 6.25% of patients have four or more relapses per incident symptomatic infection. This is important when considering radical curative drug efficacy as it provides an indication of the minimum burden of hypnozoites (because each relapse must derive from ≥ 1 hypnozoite) (text box on pharmacodynamics). It follows that once symptomatic relapse rates exceed 50%, then relapse becomes the predominant cause of vivax malaria illness.
The proportions of patients experiencing successive P. vivax relapses taken from eight different clinical series: These were US soldiers with vivax malaria acquired in the South Pacific (2 series) [49, 76], German soldiers who acquired vivax malaria in Greece [41], US soldiers with vivax malaria acquired in the Mediterranean area (two series)[45, 47]and Italy[156], patients receiving malaria therapy with a local «strain» in Moscow [28], British patients receiving malaria therapy with the Madagascar strain [24, 25], patients receiving malaria therapy with the McCoy strain in the United States [93], volunteers infected with the Chesson strain in the United States [75] and children followed prospectively in an evaluation of an ineffective malaria vaccine (SPf66) in northwestern Thailand [157]. Inset shows proportions on a log scale and numbers of patients studied.
Full size image
Geographic distribution
Overall there was good evidence for the presence of the long-latency «Madagascar» relapse phenotypes in Europe, Central Asia, Southern Russia, North Africa, the horn of Africa, Madagascar, the Middle East, Afghanistan, Pakistan and Northern India, Central parts of China, Korea, North and Central America (Figure 17). Long incubation period P. vivax («hibernans«) was prevalent in Northern Europe and more Northern parts of Russia. Frequent relapse «strains» were reported in parts of South America, India, South East Asia and Oceania. It is highly likely that in those areas where malaria has not been eradicated this geographic distribution of P. vivax phenotypes pertains today, although there is very little contemporary information apart from reports from South East Asia and the island of New Guinea (which has much higher levels of malaria transmission than most other P. vivax endemic areas of the world). It is also evident that both phenotypes overlap in geographic distributions (Figure 17). Where both are present together it would be very easy for the long-latency infections to go unrecognized, although the presence of a spring vivax malaria peak while vector densities are still low would be an epidemiological pointer [19, 20]. There has been very little recent interest in this question despite its obvious importance. It is generally thought, but is by no means certain, that the majority of the global burden of vivax malaria today is the tropical frequent relapse type (although interestingly the first P. vivax to be sequenced fully was a long-latency phenotype from El Salvador-Sal 1) [95, 96]. The greatest uncertainty is the epidemiology of relapse phenotypes in the Indian sub-continent, because India harbours the majority of P. vivax in the world and clearly has both phenotypes. This remarkable gap in our understanding of the global epidemiology of vivax malaria seems to have gone unrecognized outside the sub-continent.
Approximate historical distribution of P. vivax latency phenotypes. Areas where tropical «frequent relapse phenotypes» are prevalent are shown in pink. Areas where both frequent relapse and long-latency phenotypes have been reported are shown in purple, and areas where long-latency phenotypes were prevalent are shown in grey. Although both South America and India are generally considered to harbour frequent relapse phenotypes predominantly, there is evidence that long-latency phenotypes are present in both areas (particularly across the North of India), and without genotyping it may be difficult or impossible to distinguish the two phenotypes within an endemic area (Figure 22).
Full size image
Prospective studies from India over the past 25 years have recorded relapse rates following chloroquine treatment of between 8.6% (Orissa) and 8.9% (Madhya Pradesh) and 40.1% (Delhi) [97–99]. In Mumbai 19 out of 150 patients with vivax malaria and treated with chloroquine only and who were followed for one year had a relapse (17 within six months) [99]. Reinfection was considered unlikely. Higher rates were reported from the Delhi area [98] where the authors concluded «Based on the foregoing epidemiologic features, three distinct relapse patterns were observed in the present study, and it can be concluded that the P vivax population in northern India is polymorphic. Group I is the tropical or Chesson strain type of frequent relapsing P. vivax with a short period of latency between the primary attack and the first relapse, which is similar to other Southeast Asian strains such as those from Thailand and Vietnam. Group III is the temperate or St. Elizabeth-type strain that has a long period of latency between the primary attack and the first relapse. Group II is intermediate between these two types» [98]. This intermediate group, if it exists, has not been well characterized. The ratio of short to long-latency relapse phenotypes in Aligarh, Uttar Pradesh was estimated as 4:1 [100]. Overall relapse rates from India have been relatively low by comparison with South-East Asia [97–107]. Data from travellers returning from the Indian sub-continent have suggested that long incubation-period P. vivax may be common in the Punjab, and this is consistent with evidence in the past from Northern India, Pakistan and Afghanistan [108, 109] and also the early observations of Fearnside, Yorke, and MacFie with artificial infections of Indian origin [12, 22, 23]. There are few data on temporal patterns of relapse in travellers in recent years, although studies in Eritrean immigrants to Israel, Turkish immigrants to Germany, and US soldiers returning from Somalia suggest the presence of long-latency phenotypes in the countries of origin [110–112]. Most travellers receive radical treatment for vivax malaria in temperate countries, which may be more effective against the long incubation or long-latency infections than against the tropical frequent relapse phenotypes.
The tropical frequent relapse phenotype was documented by Sinton and colleagues in British soldiers stationed in India in the 1920s and 1930s, and was observed in soldiers fighting in North-East India and Burma, and in prisoners of war in Thailand [46]. More recently Luxemburger et al studied 342 children with acute vivax malaria treated with chloroquine on the north-western border of Thailand in 1995 and 1996 [106]. Reappearance of P. vivax occurred in one patient on day 21 and in 8 by day 28, giving a 28-day cure rate of 97% [95% confidence interval (CI) 95-99%]. By day 63, the relapse/re-infection rate was 63% (95% CI 57-69%). Most reappearances of parasitaemia (85%; 121/143) were symptomatic. Silachamroon et al studied adult patients in Thailand (infections from Burma, Thailand, or Cambodia) with acute vivax malaria who were treated with either 5 days (N = 157) or 7 days (N = 159) of artesunate monotherapy [107]. Relapse rates within 28 days were 52.2% and 47.8% respectively. The timing of the relapses suggested that very few if any relapses emerged from the liver before the eighth day after starting anti-malarial treatment. In Papua Indonesia the relapse rate estimated at six weeks following artemether-lumefantrine treatment was 38% (the total number may well have been higher because of later emerging relapses) [113]. In French Guiana the relapse rate in children was 70% (nearly all relapses occurred within three months) but both recrudescence and reinfection could not be excluded [114]. Although South American P. vivax is generally regarded as «tropical frequent relapsing» in phenotype, a recent report from Rio de Janeiro that six of 80 travellers presenting with vivax malaria (who had returned from the Amazon region and not received chemoprophylaxis) had an incubation period of between three to 12 months, and another from Brasilia describing long-latency in three patients, suggest that long-latency forms may coexist with frequent relapse phenotypes in Brazil [115, 116].
The effects of age
In malaria endemic areas, such as the north-western border of Thailand, the age profile of P. vivax malaria suggests much more rapid acquisition of immunity than for P. falciparum[117] (Figure 18). Entomological studies suggested similar transmission rates (at least in terms of measured entomological inoculation rates) so it is likely that relapse contributes to much of this difference. It also suggests that relapses are probably partially suppressed in older patients. Thus both the proportion of infections which relapse and the number of symptomatic relapses per mosquito sporozoite inoculation decline with age. It is likely that immunity and therefore age is a significant confounder in epidemiological assessments based on passive case reporting in many P. vivax endemic areas. In many areas adults are more likely to present to malaria clinics than children. In India the peak age of malaria presentation is often in young adults (and often with a predominance of young males). Yet in the indigenous population living in transmission areas a significant degree of immunity should have been gained (by both sexes) by early adulthood which reduces the number of relapses. Usually in endemic areas it is children who bear the brunt of malaria. This applies to both falciparum and vivax malaria when malaria is uncontrolled, but with increasing control falciparum declines more rapidly than vivax, and their epidemiology separates. The paucity of data from children may contribute to the low apparent relapse rates reported from the Indian sub-continent. It seems likely then that malaria clinic data are not necessarily representative of disease epidemiology in some endemic areas, and that studies of children living in the endemic areas of the Indian sub-continent might reveal higher relapse rates.
The epidemiology of vivax and falciparum malaria in an area of low seasonal transmission on the Western border of Thailand; age incidence profiles [106].
Full size image
Drug effects on relapse
Before the Second World War most malaria infections were treated with quinine. Early relapses of P. vivax were observed to occur approximately three to four weeks after starting quinine treatment. The 8-aminoquinoline plasmoquine (plasmochin, pamaquine) was evaluated clinically shortly after its discovery in 1924 in Germany. Sinton and colleagues in India soon provided evidence that plasmoquine synergized with quinine in the treatment of acute vivax malaria and also reduced the rate of recurrence (mainly relapse) [85, 86]. «Sinton’s regimen» of one week’s quinine plus plasmoquine was endorsed by the League of Nations and generally replaced the two-month regimens previously in vogue [16]. In the 1930s the newly introduced sulphonamides were shown to have activity against malaria, but were more effective against P. falciparum than P. vivax[47]. The discovery of mepacrine (quinacrine, atebrine) in 1932 and its subsequent introduction provided a simpler, somewhat better tolerated, treatment although there was a pharmacokinetic interaction with plasmoquine which resulted in increased plasmoquine concentrations and oxidative toxicity, and precluded using the drugs simultaneously [118]. Mepacrine was very slowly eliminated and extensively distributed [119]. It was an effective treatment of vivax malaria. Mepacrine treatment markedly delayed the early relapse of tropical P. vivax which, usually then presented six to eight weeks after the primary infection rather than three weeks later, as was usual following quinine. When mepacrine was used as a prophylactic it suppressed infections for at least one month after stopping the drug [47, 119, 120]. Thereafter relapses followed soon afterwards in tropical areas where frequent relapse «strains» were prevalent, and many months later where long-latency «strains» were prevalent.
Extended follow-up studies suggested that although the relapses were delayed, they were not prevented[47] (Figure 12). It was assumed that the slowly eliminated treatment had suppressed the expansion of the blood stage infection (post treatment prophylaxis). It was unclear whether the relapse seen later was the first relapse which had been suppressed for three or more weeks, or whether the first relapse had been prevented altogether and it was in fact the second relapse (but the first clinical evidence of relapse) that became patent six to eight weeks after starting initial treatment. Mepacrine (atebrine, quinacrine) was the main drug used by all sides in the Second World War. The British were more willing to use plasmoquine than the US forces who discontinued its use during the war. They considered the risk exceeded the benefit [121], possibly because reactions were common in African-American soldiers (presumably G6PD deficient individuals who haemolysed). Relapse of vivax malaria was a major problem in soldiers, and was well documented in all the tropical theatres of war. Immediately after the Second World War the enormous research effort to find new anti-malarial drugs gave chloroquine (discovered in 1934 and initially overlooked), proguanil, and new more effective and less toxic 8-aminoquinolines. Chloroquine was clearly the best anti-malarial yet to be discovered, but like quinine and mepacrine, it acted only on the blood stage parasites. Proguanil, and later pyrimethamine, were both shown to have pre-erythrocytic activity but not radical curative activity. Furthermore resistance arose readily to the antifol anti-malarials in P. vivax. Although plasmoquine was moderately effective it was relatively poorly tolerated in the dose regimens necessary to prevent relapse (radical cure) [83–88]. The more effective and better tolerated 8-aminoquinolines pentaquine and then primaquine were developed and evaluated between 1944 and 1955 [122–126]. Primaquine took over as the standard radical treatment of vivax malaria (except in the USSR where the positional isomer quinocide was preferred). The 8-aminoquinolines also have significant blood stage activity against P. vivax (and Plasmodium knowlesi) although resistance in the blood stage infection can be induced experimentally [127]. The widely used chloroquine-primaquine regimen should therefore be considered a combination treatment. The 8-aminoquinoline development programme also uncovered the reason why some patients of African or Asian origin developed severe haemolysis, whereas Caucasian patients originating from Northern Europe did not haemolyse significantly. X-linked Glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) deficiency was discovered as the most common genetic defect of humans [128, 129]. The dose of primaquine recommended globally was chosen largely as a result of studies on the relatively drug-sensitive Korean P. vivax[125, 126, 130]. After a very high rate of relapses was observed in US soldiers returning in 1950 from the Korean war (Figure 19), all soldiers were given a radical curative regimen of 15 mg base/day for two weeks during their return by sea [125]. This proved very effective. The Chesson strain had been shown to be more «resistant» to 8-aminoquinolines [124], but recommendations for a higher dose of primaquine (adult dose: 22.5 mg base/day) were applied initially only in Oceania. In hindsight there was no very good reason for this, and it might have been better to recommend higher doses for all frequent relapse parasites (i.e. in South-East Asia). It remains possible that all temperate «strains» are equally sensitive to primaquine, and all tropical strains are equivalent but have higher burdens of hypnozoites which could be activated immediately and so require a higher dose (i.e. 0.5 mg/base/kg for 14 days) (Table 2). This highlights the need for better discrimination of the tropical and temperate phenotypes and a better understanding of the epidemiology of relapse, and the pharmacokinetic-pharmacodynamic basis of radical treatment. One particular area of therapeutic relevance is the question of synergy. Sinton’s work in India had suggested that quinine and plasmoquine were synergistic in the prevention of relapse in vivax malaria [85, 86] and studies during and after the Second World War [47] provided further support for this notion. Ruhe et al showed that concurrent quinine and pamaquine (plasmoquine) was more effective in prevention of relapse with the St Elizabeth strain than sequential administration [131]. In the 1950s, Alving and colleagues conducted a formal interaction study which provided evidence of marked synergy between both quinine and chloroquine and primaquine [132]. The reason for this synergy (i.e. was it pharmacokinetic or pharmacodynamic?), and whether it extends to other quinolines or related compounds has not been explored further.
Numbers of US servicemen admitted to hospital in the USA each week with vivax malaria following their return from the Korean war. Exposure was predominantly in 1950. Figures taken from the Office of the US Surgeon General.
Full size image
Full size table
The mid 1950s saw a decline in clinical research on vivax malaria. Meanwhile most countries adopted the 15 mg base/day primaquine regimen usually given for 14 days. Five day regimens of primaquine (total adult dose 75 mg base) were recommended in the Indian subcontinent, although there was no evidence they were effective [97–105, 133]. Baird has recently pointed out that the much improved tolerability of primaquine when taken with food was not emphasized sufficiently at this time and thus later dosage recommendations may have been limited by perceived or observed poor tolerability [134]. In the recent reawakening of interest in malaria it has been suggested that resistance to the radical curative activity of primaquine has emerged [135] — but it is not at all clear if there has been any significant change in susceptibility. As noted earlier, because the tropical phenotype is usually associated with a greater number of relapses than the temperate phenotype, then it requires a greater proportional reduction in activatable hypnozoites to prevent all relapses. More clinical pharmacology evidence on these important points is needed.
Vivax malaria following falciparum malaria
In July, 1921 Major JA Sinton VC was put in charge of the Indian quinine and malaria inquiry under the newly formed Central Malaria Bureau. Between March 1924 and July 1925 Sinton compared two different quinine regimens in the treatment of falciparum malaria in British soldiers. These soldiers were followed for eight weeks at Kasauli (above the level of malaria transmission at an altitude of 6,000 feet in Himachal Pradesh). Of 76 soldiers completing follow-up 30 (39%) had subsequent vivax malaria [77]. In East Asia and Oceania a similar pattern pertains today. In East Asia a remarkably high proportion (20-50%) of symptomatic infections with P. falciparum are followed by an infection with P. vivax[136–138]. In Ethiopia where early relapse rates in vivax malaria are much lower, this proportion is also lower; 7% [139]. The intervals between the onset of treatment for the acute P. falciparum infection and the subsequent P. vivax infection are very similar to the intervals between acute vivax malaria and the first relapse (Figure 20). As the treatments given for falciparum malaria are highly effective, and therefore should be curative against the blood stage infections of P. vivax, these recurrent malaria infections are highly likely to be relapses. Furthermore, as with relapses after vivax malaria, the probability of vivax recurrence after falciparum malaria is also age related [138]. Several lines of evidence detailed below point to these vivax episodes being relapses of latent hypnozoites acquired before the P. falciparum inoculation.
The median (IQR, range) Intervals between acute P. falciparum malaria (in green) and acute P. vivax malaria (in red) and the subsequent vivax malaria episode in patients studied in Thailand following different anti-malarial treatments. The figures in brackets are the number of patients studied [136–138]. * reinfection excluded.
Full size image
The periodicity of relapse
Various theories to explain the remarkable periodicity of Plasmodium vivax infections have been proposed [140] including reinfection of liver cells from released merozoites, intrinsic differences in latency periods of the inoculated sporozoites (tachyzoites, bradyzoites), and activation of dormant parasites by external stresses or seasonal stimuli [141, 142]. In bird malarias there is reinfection of tissues from blood stage parasites. Following their seminal discovery of the pre-erythrocytic developmental stage in the liver, Shortt and Garnham initially suggested that this might also occur in the primate malarias [59–61]. However there is no convincing evidence to support this theory, and most are now agreed that reinfection from the blood stage back to the liver to produce secondary tissue stages does not take place in the primate malarias.
The temperate zone P. vivax usually had an incubation period of 8-9 months so emergence of an infection acquired in late summer or autumn could coincide with vector emergence in the following late spring or summer. Further south in temperate climes P. vivax infections had a primary illness two to three weeks after mosquito inoculation but the first relapse occurred 8-9 months later. Although the interval («latency») between the primary infection and first relapse for this «Madagascar phenotype» was long (8-10 months), the subsequent inter-relapse intervals were short (Figure 7). In fact they were similar to the intervals from primary infection to early relapse which occurred in some Madagascar/St Elizabeth phenotypes and all Chesson phenotypes. This observation sits uncomfortably with a simple preprogrammed biological clock conjecture in which each sporozoite has a programmed latency. Lysenko et al pointed out that if the inoculated sporozoites were indeed a mixture of short and long-latency «zoites» then long latencies would only be evident if the sporozoite inocula were very small (otherwise there would almost invariably be one or more tachyzoites in the inoculum, and its emergence and subsequent treatment would obscure any later emergence of bradyzoites) [140]. Under this conjecture then perhaps failure to relapse early simply implies that long-latency (bradyzoites) only were inoculated. Much of the theorizing preceded discovery in 1982 of the dormant or persistent liver stage-now called the hypnozoite [65–69]. After the discovery of the hypnozoite the biological clock model was refined. The generally accepted theory (as described, and disputed, by Schmidt) has been that «sporozoite populations of all strains of P. vivax, P. ovale, and relapsing simian malarias such as P. cynomolg i, include a subpopulation that completes development promptly and is responsible for the early primary attack, and a group of subpopulations that undergo partial development to the resting hypnozoite stage. Subsets of these dormant pre-erythrocytic stages are preprogrammed to resume development at different times and, via this built-in time clock, evoke the sequence of relapses that characterize sporozoite-induced infections with the aforementioned plasmodia» [82]. As discussed previously it is difficult to understand how multiple relapses could occur at regular intervals with generally small inocula (median ~ five hypnozoites) and a simple clock mechanism. This remarkable efficiency suggests that some activation or feedback mechanism must operate in addition. A recent suggestion is that mosquito bites themselves might provide the trigger — perhaps by parasite sensing of a mosquito protein [143]. This is difficult to reconcile with the similarity of latency periods in indigenous peoples living in malaria endemic areas and the latency periods observed in malaria therapy patients and returned soldiers (i.e. away from seasonal mosquitoes and independent of season). There are relatively few recent data on relapse patterns in frequent relapse «tropical» vivax malaria, but the available evidence confirms the remarkable periodicity documented in the volunteer studies with the «Chesson strain». Most informative are studies in which anti-malarials such as quinine or the artemisinin derivatives have been used as these drugs are eliminated rapidly and do not suppress or delay the emergence of subsequent relapse [107, 144, 145]. Much of the early volunteer data with tropical «strains» was confounded partly by slowly eliminated drug effects and inoculations of unnaturally large numbers of sporozoites. Coatney realized this and so, in his classic series of 204 sporozoite-induced infections with the Chesson strain [75], he made detailed longitudinal observations following a single infected mosquito bite (Figure 8). The number of relapses varied considerably. In the seven volunteers who were not reinfected the median (range) number of relapses following a single bite was five (one to nine) and 11 of the 39 relapses in this group (28%) occurred more than six months after the initial infection. The interval from one relapse to the next was remarkably similar but overall the inter-relapse intervals gradually lengthened. Importantly there could then be very long intervals between relapses (four relapses occurred with preceding latencies exceeding six months. The maximum documented interval was 397 days). This proves that long-latency does occur with the tropical frequent relapse phenotype.
These patterns of relapse are also illustrated well in the primate model (Figure 9); the Rhesus monkey infected with P.cynomolgi (the primate malaria «equivalent» of P. vivax) [69]. In Schmidt’s detailed longitudinal series [82] he noted that «The mean days separating each of the first four attacks (primary and first three relapses) were essentially identical in infections treated with chloroquine in combination with potentially curative agents, varying from 18.8 to 21.8 days from onset of patency in infections induced with the smaller inoculum and from 18.4 to 22.1 days in infections larger inoculums». In these monkey experiments where different sporozoite inocula were evaluated, it was noted that, although there was no clear difference in the number of relapses between monkeys inoculated with 5 × 102 sporozoites up to 5 × 106 sporozoites, «the intervals between relapses were related to size of inoculum, being distinctly shorter in monkeys inoculated with 5 × 106 sporozoites than in those challenged with 5 × 102 sporozoites, with recipients of 5 × 104 sporozoites occupying an intermediary position». Taken together with the absence of any relapses following an inoculum of only 5 sporozoites in three monkeys this argues for activation of a proportion of hypnozoites per relapse, and is consistent with the earlier observations in soldiers and malaria therapy patients of a fixed fraction of relapses following each illness episode in vivax malaria (Figure 16). It is unfortunate that inocula between 5 and 500 sporozoites were not studied in the primate model.
The biology of relapse
Any theory seeking to explain the remarkable biology of Plasmodium vivax relapse must accommodate the following
-
1.
Relapses show remarkable periodicity.
-
2.
Early relapses reach patency around three weeks after starting treatment which suggests emergence from the liver at least one week earlier.
-
3.
Not all P. vivax primary infections are followed by a relapse. In Thailand approximately 50% of infections are followed by a subsequent relapse within 28 days if a rapidly eliminated anti-malarial drug (artesunate) is given for treatment of the primary infection and primaquine is not given [107]. Elsewhere the probability of relapse generally varies between 20% and 80%. Animal experiments, the malaria therapy experience, and volunteer studies all suggest this proportion is a function of sporozoite inoculum.
-
4.
Multiple relapses are common, particularly in young children, even though sporozoite inocula are thought to be relatively small (median 6-10 sporozoites). It is not uncommon in tropical areas for children to have four to six relapses at 4-6 week intervals and sometimes more following an incident infection. Even larger numbers of relapses were observed in soldiers following intense exposure and in Rhesus monkeys receiving very large sporozoite inocula. Importantly the fraction of people experiencing a relapse after each illness episode in a particular location appears constant
-
5.
In long-latency phenotypes there is commonly a period of 8-9 months either before the first symptomatic infection, or between the first symptomatic infection and the first relapse. This long-latency interval appears to be normally distributed (mode 28 weeks for the Madagascar strain [24, 25] (Figure 2). Sometimes there are several short interval relapses followed by a long interval. Conversely long latencies may also occur after multiple relapses in the tropical frequent relapse phenotype [75] (Figure 8).
-
6.
if there are further relapses after the long latent period then they occur frequently with short intervals which are very similar to those observed in the tropical «strains».
-
7.
The relapses in clinical studies conducted in endemic areas are commonly with a genotype which is different to that identified in the primary infection (48% in Columbian isolates, 55% in Indian isolates, 61% in Thai and Burmese isolates, and 71% in East Timor isolates) [146–148].
-
8.
A remarkably high proportion of acute infections with Plasmodium falciparum are followed by an episode of P. vivax infection. The proportion is currently 30% in Thailand [136–138] and 50% in Myanmar [149]. The intervals between the acute P. falciparum malaria illness and the subsequent P. vivax malaria are similar to those between acute P. vivax malaria and the subsequent P. vivax relapse. The epidemiological characteristics suggest that these are all relapses (Figure 20).
It is also interesting and perhaps relevant that in endemic areas, despite often low seasonal transmission, P. vivax maintains a high degree of genetic diversity
Relapses of vivax malaria arise from activation of latent hypnozoites (ALH)
Swellengrebel and de Buck [17] noted that relapse rates were higher in naturally acquired P. vivax infections (up to 50%) than in mosquito-borne infections with the local strains in neurosyphilis patients (despite larger inocula in the latter). They ascribed this to immunity, and this was undoubtedly a contributor, but another explanation is possible. That is that in endemic areas a high proportion of the population have latent P. vivax hypnozoites which can be activated by a sufficient stimulus.
Four lines of evidence support this «Activation of latent hypnozoites» (ALH) hypothesis.
1. Mixed species infections
Mixed blood stage infections with P. falciparum and P. vivax are underestimated by microscopy, but, even with sensitive PCR techniques, this proportion is insufficient to explain the 30% to 50% of patients in SE Asia who experience vivax malaria following falciparum malaria [138]. The interval between the primary P. falciparum infection and the subsequent P. vivax malaria strongly suggests this is a relapse (Figure 20). Persuasive supporting evidence that these are P. vivax relapses and not simultaneously acquired infections comes from entomology studies in which single anopheline mosquitoes have been examined for both species [150]. If these mixed species infections resulted from simultaneous inoculation then 30 to 50% of anopheline vectors carrying one species should also carry the other. In fact finding vectors with both P. falciparum and P. vivax sporozoites is relatively uncommon (overall in Asia 6.6% of P. falciparum sporozoite positive mosquitoes (17 of 258) also contained P. vivax). In the published literature not one of the 45 individually examined malaria positive wild anopheline vectors trapped in Thailand contained both malaria species [150]. This is also supported by the rarity of finding patients or healthy subjects with gametocytes of both species in the blood at the same time. Development rates in the mosquito are also slightly different (P. vivax being more rapid). Although space-time clustering of infections may occur in low transmission areas it is implausible that over 20% of P. falciparum inoculations would be associated with a separate P. vivax inoculation within one or two days, particularly when individuals receive on average less than one infectious bite per year. There is other supporting anecdotal evidence from travellers and from soldiers with brief periods of exposure in SE Asia. These groups have much lower rates of P. vivax following P. falciparum. The most plausible explanation for these findings is that the majority of these P. vivax episodes arise from hypnozoites which were latent in the liver of the patient at the time of acquiring P. falciparum (ALH). The remarkable similarity of both the timing of the P. vivax recurrences and their variance strongly suggest that latent P. vivax hypnozoites are activated by acute falciparum malaria.
2. Heterologous genotypes
If P. falciparum malaria activates latent P. vivax hypnozoites then there is no reason why P. vivax malaria should not do the same. This would explain satisfactorily the finding of heterologous genotypes in one half to two thirds of P. vivax relapses [146–148]. In these cases where the original genotype was not detected in the malaria recurrence then either the inoculated infection did not relapse, or its hypnozoite(s) were activated but their progeny were outcompeted by the earlier activation or more rapid growth of the progeny of the activated latent hypnozoite(s). In approximately one third of P. vivax relapses studied in South East Asia, the malaria parasites isolated are either identical or closely genetically related to the primary infection. Relatedness could occur if there is little genetic diversity in the area where P. vivax malaria was acquired, or could result from recombination in the anopheline vector with the production of genetically related sibling sporozoites (i.e. simultaneous inoculation). If the «cross» took place several cycles of infection previously then subsequent infections may contain highly related parasites through successive interbreeding between related siblings. More work on this important area is needed. However in the majority of relapses the parasites are clearly genetically unrelated. In the one third of patients in whom the relapse is homologous or highly related with the primary infection, either there were no latent hypnozoites (as in volunteer studies), or the homologous infection’s hypnozoites’ progeny won the race to patency against the heterologous hypnozoites’ progeny. It is evident then that close «races» between different genotypes to reach patency commonly result in gametocyte genotype mixtures in relapses (which may then recombine in the mosquito). Further support for the ALH hypothesis comes from observations in mothers and their infants living in a malaria endemic area on the north-west border of Thailand. The relapses of vivax malaria in the babies’ mothers were usually genetically different to those which caused the primary infection, as in other patients studied in this area, whereas the relapses which followed the first P. vivax infection of life in their babies were usually of the same genotypes as those which caused the initial infection [151]. Obviously the infants could not have any previously acquired latent hypnozoites in their livers to be activated by the illness.
3. Natural versus artifical infection relapse rates
Higher rates of vivax relapse in indigenous compared with artificial infection would also be explained by the ALH hypothesis. The incidence and number of relapses depends on the number of sporozoites inoculated. If all relapses derived from the inoculated infection then artificial infections which follow inoculations with 5-10 times more sporozoites should have higher, not lower rates of relapse. Relapse rates were particularly high in soldiers who were immunologically naïve and underwent intense exposure. If all relapses derived from the most recent inoculum then there should be no relationship between intensity of exposure and number of relapses.
4. Long-latency also occurs in the tropical frequent relapse «Chesson» P. vivax phenotypes
Four of seven volunteers receiving a single infected mosquito bite in Coatney’s series had relapses of the Chesson strain of P. vivax with variable but long latency periods — all exceeding six months after their preceding relapse [75]. It is not uncommon to encounter patients returning from malaria endemic areas where tropical phenotypes are prevalent with relapses more than 3 months after either a primary infection or return to the non-endemic area (of course these might also be long-latency phenotypes particularly if the interval is eight -10 months). This proves that some hypnozoites of frequent relapse phenotypes can remain dormant for long periods.
Mechanisms of hypnozoite activation
If acute malaria activates latent hypnozoites and thereby causes vivax malaria relapses then it seems that a significant systemic illness is necessary for this activation. In the first half of the twentieth century, it was widely believed that a variety of external stresses could bring on a relapse of malaria [140]. By analogy, relapses in the bird haemosporidian parasite Leukocytozoon are provoked by the stresses of egg laying and the exhaustion of long migratory flights [152]. It was even taught in some textbooks of tropical medicine that Cinchona alkaloids should be given before surgery to pre-empt a relapse of malaria. However formal studies to provoke relapses of vivax malaria, which included forced route marches, simulated altitude, and induced hypoxia, did not yield convincing results [153, 154]. Nevertheless it is interesting that soldiers in field hospitals in the Mediterranean region between 1940 and 1945 (who had acquired P. vivax in North Africa or Italy) were apparently considerably more likely to experience vivax malaria (presumably a relapse) if they had pneumonia or hepatitis compared with trench foot [155, 156]. In our own series of children seen every day for over 18 months on the Thai-Burmese border during a study of the SPf66 malaria vaccine [157]P. vivax episodes were associated with malaria, but not with minor illnesses (S Lee; personal communication), so it seems that a substantial systemic stimulus is required.
Periodicity can be generated in several ways in biological systems. Illness generally (and the associated cytokine responses) or malaria specifically could provide the activating or inhibitory necessary stimuli to generate periodic relapses in vivax malaria. Overall it seems most likely that the illness associated with the infection itself is the activator in P. vivax relapses (Figure 21), and that each symptomatic episode provides an activation stimulus which may give rise to the next relapse. A simple clock mechanism with a single unimodal distribution of latencies alone is inadequate to explain the observed phenomena. Equally, as explained previously, a multiplicity of different latencies with a single harmonic is very complex and difficult to reconcile with the efficient use of relatively small sporozoite inocula (median ~10 sporozoites). For efficient yet periodic activation of small numbers of hypnozoites (i.e. so that they do not all activate together) it is necessary either to hypothesise a negative feedback mechanism, which may occur with illness being the negative feedback, or propose simply a relatively broad temporal distribution of latencies (analogous to seeds germinating or eggs hatching), and a low individual susceptibility to activation. Either results in several relapses at regular intervals, each activated by the preceding illness. Importantly the proportion of susceptible hypnozoites activated would be fractional, at least initially, which fits with the observed fixed proportions of patients who experience multiple relapses (Figure 16). It also may leave a significant proportion of unactivated (but activatable) hypnozoites which remain latent until either they die (for example when the host hepatocyte dies) or they are activated by a systemic illness such as malaria. This would explain the high rate of vivax malaria (presumably relapses) following falciparum malaria. It follows that the number of immediate relapses per mosquito inoculation will decrease with increasing age in endemic areas, as the stimulus to hypnozoite activation declines with increasing disease controlling immunity, and immunity increases the probability that the relapse is asymptomatic. In this respect it is interesting that in Thailand the incidence of symptomatic P. vivax peaks in childhood [106], but P. vivax malaria following P. falciparum malaria shows a weaker age relationship. P. falciparum may contribute significantly to P.vivax transmission, particularly in young adults, through this mechanism. It also follows that with small inocula it is quite possible for all sporozoites to develop immediately (early infection, no relapses) or for all to result in hypnozoites, and all the hypnozoites to become latent (no early infection, first infection follows activation stimulus such as a malaria illness).
Proposed mechanism and sequence of Plasmodium vivax relapse activation in a malaria endemic area. In an illustrated example, at the time of infection (sporozoite inoculation) the individual already has hypnozoites of two different genotypes acquired from two previous inoculations which are latent in the liver. The different genotypes are denoted by different colours (red and white). Half the newly acquired infection sporozoites (blue) develop into preerythrocytic schizonts and half become dormant as hypnozoites (the estimated proportions for tropical «strains») [59, 69]. Illness associated with the blood stage infection activates a small fraction of the hypnozoites (inset shows a «classic» P. vivax fever pattern in relation to asexual parasite development). In this example there is one hypnozoite of each genotype and each is activated by the illness and each develops into a pre-erythrocytic schizonts. By chance the progeny of one of the preexisting latent hypnozoites reach pyrogenic densities before the progeny of the recently inoculated hypnozoite (inset shows the logarithmic growth of the three genotypically different infections-vertical axis shows number of parasites in the body). The consequent febrile illness then suppresses further multiplication of the blood stage infection so that the progeny of the other two prerythrocytic schizonts may not reach transmissible densities. The ensuing illness activates some of the remaining hypnozoites (the same fraction as were activated initially) and relapses continue until either the number of hypnozoites is exhausted or some fail to be activated. If there are some hypnozoites which fail to be activated these may be activated at a later date by a subsequent malaria infection.
Full size image
For temperate strains of P. vivax, as suggested by several investigators previously, there are clearly at least two populations of hypnozoites, one becoming activatable early (as for tropical P. vivax) and another remaining latent and not immediately activatable. The study of Cooper et al, in which blood induced homologous (St Elizabeth strain) infections were induced 120 days after infectious mosquito bites, is informative in this respect [35]. The blood inoculations reliably gave rise to symptomatic malaria but critically did not affect the timing of the subsequent relapse. This suggests that the hypnozoites (half way through their sleep) were absolutely refractory at this time. It is likely that once hypnozoites do become activatable, that there is a background relatively low rate of spontaneous activation in order to account for the distribution of latencies. Thus for the long-latency P. vivax the first relapse after the long latent period is usually spontaneous, but the illness then activates further hypnozoites, accounting for the subsequent short inter-relapse intervals. If this is correct it follows that first relapses which occur with a long-latency interval (i.e. 8-10 months after the primary infection) should usually be of a similar genotype to the initial infection, whereas relapses at other times could be heterologous. If there are subsequent relapses i.e. which follow the first relapse after the latent period (i.e. with a short periodicity) then these could be genetically heterologous.
Plasmodium vivax in temperate zones has clearly evolved to adapt to the long winters across the Northern hemisphere [17, 19, 27–29, 79, 158]. It is interesting to speculate that the large proportion of sporozoites dedicated to latency, and the relatively low number of relapses compared with the tropical strains may reflect the high natural wastage of hypnozoites in hepatocytes which die before the hypnozoites become activatable. In experimental P. cynomolgi bastianelli infection in the Rhesus monkey Garnham observed a ten-fold reduction in the number of hypnozoites in serial liver biopsies over a nine month period, but it is not clear how much of this reduction resulted from activation and how much was from cell death [68].
The hypnozoite can be considered as an unactivated sporozoite. If the duration of pre-erythrocytic development of the liver stage is similar for sporozoites and hypnozoites, as seems likely, this puts activation at the time or shortly after presentation with acute malaria (of any species). If the ALH hypothesis is correct then the key biological difference between frequent relapse and long-latency P. vivax phenotypes lies in the temporal distribution of susceptibility to activation among the sporozoites. This can then be subdivided into the proportion of sporozoites which activate immediately and the subsequent temporal distribution of susceptibility to activation among the remaining hypnozoites. The genetic basis for this regulation may be difficult to find, as it could well reflect subtle quantitative rather qualitative differences. Recent studies in murine malaria indicate a central role for iron sequestration in controlling pre-erythrocytic development through malaria illness induction of the iron regulatory hormone hepcidin [159, 160]. It is possible that iron availability also plays an important regulatory role in controlling hypnozoite activation and pre-erythrocytic development. One possible mechanism contributing to regular short interval (three weeks) relapses is a malaria illness related temporary halt to liver-stage development (mediated by reduced iron availability), which is then lifted with clinical recovery. Some of these hypotheses may be testable in the ex-vivo hepatocyte culture systems [70].
In summary this ALH hypothesis proposes that there is indeed a biological clock (which is most evident in temperate strains) determining latency in Plasmodium vivax. This clock (which could be an intrinsic parasite clock, or could reflect a host-parasite interaction) determines the length of the interval before the hypnozoite becomes susceptible to activation, but that there is a separate sensing mechanism which determines whether or not activation does occur. The trigger could be either a positive activation stimulus or removal of inhibition. This mechanism may activate spontaneously once the hypnozoite has become susceptible, and spontaneous activation presumably usually explains the first relapse after a long latent period, but once susceptible activation is much more likely with an external systemic illness such as malaria. Activation must involve signaling via the infected hepatocyte (which is very sensitive to systemic inflammatory responses). Importantly the individual probability of activation for each hypnozoite is low, allowing accumulation of latent but «activatable» hypnozoites after each sporozoite inoculum. This implies that people living in vivax endemic areas commonly harbour latent but «activatable» hypnozoites. In endemic areas of South-East Asia, if patients who acquire falciparum malaria are representative of the population, this figure is approximately one quarter to one third. The periodicity of P. vivax relapses is derived from the sequential activation of hypnozoites by illness. Mathematical modeling will provide valuable insights into which activation-inhibition model best fits the observed malaria therapy, volunteer, and epidemiological information.
Implications for epidemiological assessment
If the ALH theory is correct it also explains why relapse phenotypes in tropical malaria endemic areas may be difficult to characterize, and why in areas with long-latency P. vivax frequent relapse patterns may still be observed (Figure 22). This is because a primary illness with long-latency P. vivax of the «Madagascar» or «St Elizabeth» phenotype may activate previously acquired latent hypnozoites (of similar phenotype) -giving an early relapse. The illness caused by the relapse could then activate further latent homologous or heterologous hypnozoites. Thus several relapses may follow at short intervals even though all the parasites are of the long-latency type. The net result would be indistinguishable from the epidemiological pattern of frequent relapse vivax malaria (Figure 22). The converse -long-latency with the tropical frequent relapse phenotypes was demonstrated clearly in the studies of Robert Coatney and his colleagues [75]. If both types are prevalent in the same area then identifying phenotypes from illness patterns becomes even more difficult, and it may be impossible to discern the long-latency phenotypes amongst the frequent relapses. In temperate areas, such as Southern Europe, the early spring-summer wave of vivax malaria which preceded the appearance of anopheline vectors was an obvious clue, but in tropical regions with longer transmission seasons this may be difficult to discern [19]. The presence of long-latency phenotypes may only be evident in travellers and soldiers who spend a brief period in the endemic area, do not receive primaquine, and then return to a non-endemic area and relapse many months later without re-exposure [108–112]. These cases provide an important epidemiological signal. There is uncertainty over the true epidemiology of relapse patterns over a large proportion of the P. vivax endemic world. Despite a resurgence of interest in malaria, and the belated recognition of the importance of Plasmodium vivax, this large knowledge gap seems to have gone unnoticed. It is quite possible that long-latency phenotypes are present in many tropical areas (Figure 17). Defining these patterns is an essential prerequisite for therapeutic assessments, control and elimination planning, and the evaluation of novel interventions such as vaccines.
Potential similarity of relapse patterns with the long-latency and frequent relapse P. vivax phenotypes. The different colours and symbols represent different genotypes in two hypothetical infections. The upper panel shows the relapse pattern where the frequent relapse phenotypes are prevalent. The patient has hypnozoites from three preceding inoculations present at the time of illness from the newly acquired (red) infection. These are sequentially activated as proposed in Figure 21. Three relapses occur with similar periodicities, and a later randomly activated relapse occurs 8 months later. In the lower panel the long-latency phenotypes are present. Activation occurs as above and the long-latency relapse emerges nine months later. The initial relapse patterns associated with the two different phenotypes are identical. This illustrates the difficulty in excluding the presence of long-latency phenotypes in malaria endemic areas.
Full size image
Implications for the emergence of anti-malarial drug resistance
The factors determining de-novo selection of anti-malarial drug resistance are likely to be similar across all malaria parasites (pattern of drug exposure, parasite biomass, frequency and stability of the genetic or epigenetic mechanism, fitness cost) [161]. The much lower parasite biomass in P. vivax malaria makes de-novo selection less likely than in P. falciparum infections, some of which may comprise very large numbers of parasites (> 1012) [162]. In malaria, recrudescence is necessary for onward transmission of a de-novo resistant mutant parasites’ progeny [161]. In P. vivax malaria the de-novo recrudescent infection is effectively in a race with the relapse-either of heterologous or drug sensitive homologous (sibling) parasites. Resistant parasites will only be transmitted if their progeny reach transmissible parasite densities before the relapse does. If the de-novo resistance is high grade then the resistant parasites may expand in numbers rapidly and may not be impeded by the relapse. However if the first step in resistance is a small reduction in susceptibility, as is more usual in anti-malarial drug resistance, then resistance cannot be transmitted onward in infections in which the relapse becomes patent before the recrudescence would have (Figure 23). This is because parasite multiplication falls rapidly once symptoms have developed, and treatment usually follows soon afterwards. Of course the resistant parasites are less drug-sensitive so they will have a «second chance» to recrudesce later if the same drug is used for treatment of relapse, but treatment may change, primaquine may be added, and immune responses are strengthening -all of which reduce the chance of subsequent recrudescence. The relapse therefore pre-empts the expanding intra-host population of de-novo resistant parasites. Together with the lower biomass, and the use of primaquine in «combination therapies», this may explain the slower emergence of low-grade anti-malarial drug resistance in P. vivax compared with P. falciparum.
Relapse pre-empts the emergence of de-novo anti-malarial drug resistance. De-novo drug resistance is a rare event and usually there is only one mutant resistant parasite which multiplies while the sibling drug sensitive parasite population declines (green) [160]. Only a highly resistant parasites’ progeny (red line) can reach transmissible densities in blood (total numbers circa 100,000,000 in the body) before the relapse (comprising drug sensitive parasites) becomes patent and the consequent illness (and any treatment effect) suppresses multiplication. Slowly eliminated anti-malarial drugs reduce this protective effect by reducing multiplication of the relapse parasites more than multiplication of the de-novo resistant parasites.
Full size image
Slowly eliminated drugs interefere with the resistance protection provided by relapse. Chloroquine has a slow multiphasic elimination phase and suppresses the relapse of sensitive parasites for approximately two weeks (from two to six weeks). Mefloquine has a different profile of elimination, and provides longer suppression of vivax relapse. The residual drug levels reduce potential interference with resistance emergence by relapse providing greater suppression of the sensitive compared with the resistant parasites and they therefore reduce the delay on resistance emergence. In summary early relapse provides a brake on the emergence and spread of low-grade resistance in Plasmodium vivax by pre-empting recrudescence.
Implications for genetic diversity
Activation of hypnozoites from different preceding inoculations will commonly result in two or more genotypes reaching patent parasitaemia at similar times. As gametocytogenesis in P. vivax occurs simultaneously with asexual stage development this provides an effective method of increasing the likelihood that a mosquito will ingest gametocytes of different genotypes, thereby facilitating meiotic recombination between genetically unrelated P. vivax parasites. This must be an important contributor to the relatively high degree of genetic diversity in P. vivax often found in areas with very low seasonal transmission.
Practical implications
If the ALH theory is correct then the epidemiology of malaria relapse and the biology of interaction between the species need reconsideration. If long-latency Plasmodium vivax still contributes a significant proportion of vivax malaria in the Indian sub-continent and further west then current methods of assessing drugs and vaccines may also need reconsideration (Table 3).
Full size table
Radical treatment therapeutics
In therapeutic assessments a follow-up period of six months or less may miss a significant proportion of the relapses. If the majority of relapses in endemic areas derive from heterologous latent hypnozoites then malaria control interventions which are effective will not prevent relapses emerging for months or years, although their number will reduce as the reduced transmission will result in less illness and therefore less hypnozoite activation. Mass drug administration with radical curative regimens (currently primaquine is the only option) would be the only way to eliminate this reservoir of infection quickly. Epidemiological assessments in older children and adults in endemic areas may underestimate the burden of vivax malaria as partial immunity (and premunition) will ameliorate disease severity and may lead to reduced activation of relapses. This would result in relatively low relapse rates. The proportion of acute falciparum malaria infections, which are followed by P. vivax may be a better indicator of the prevalence of latent hypnozoite carriage.
It is possible that much of the variance in responses to primaquine is explained by differences in rates and burdens of latent hypnozoite carriage and degree of immunity and not variation in drug susceptibility. The same factors which affect therapeutic responses in the blood stage infection appear to affect the responses to hypnozoitocidal treatment i.e. organism load and immunity. We have tended to consider 8-aminoquinoline efficacy only from the perspective of the drug, and we do not take into account either organism load, organism phenotype, or host immunity. Taking a quantitative approach to assessing 8-aminoquinoline radical curative activity based on hypnozoite burdens may be a valuable approach. Patients with very large liver burdens of hypnozoites from either a very heavy inoculation or multiple inoculations and little or no immunity (such as soldiers) would be expected to have a larger number of relapses than travellers who have a brief period of exposure. Studies of radical curative activity in soldiers may not be comparable to studies in travelers. Studies in adults may not be comparable to studies in children. The apparent radical curative activity of primaquine would be expected to improve as malaria transmission falls. Lower dose regimens may have useful efficacy in this context. Long term follow up (minimum one year) of well characterized patients with parasite genotyping in low transmission settings should help to dissect the contributions of pre-existing versus recently inoculated hypnozoites to relapse. These should be accompanied by entomology and genotyping studies in wild-trapped anopheline vectors to determine mixed genotype and genetic recombination rates.
Immunity
It is interesting to speculate on the role of relapse in enhancing the opportunities for recombination and how, in the pre-anti-malarial era, relapse would have contributed to persistence of the untreated infection. Rechallenge experiments showed that a «strain specific» immunity developed after protracted symptomatic infection with that P. vivax strain. But this did not always prevent subsequent parasitaemia, particularly if rechallenge was many years later [163]. Despite considerable investment in a P. vivax vaccine there is relatively little information how immunity to vivax malaria is acquired and maintained in the context of frequent infection and relapse with different genotypes [164]. It is generally recognized that asymptomatic P. vivax infections are common in endemic areas but their overall contribution to P. vivax transmission in malaria-endemic areas, and the importance of relapse in maintaining these asymptomatic infections has not been characterized adequately. However the malaria therapy experience suggested that asymptomatic infections were a very important source of infection [163]. An effective vaccine which did not confer long-lasting immunity and required frequent boosting might provide a selective pressure towards longer latency.
There are major questions about the basic biology and the epidemiology of Plasmodium vivax relapse which first need recognizing, and then need answering, if we are to address seriously controlling and eliminating this important malaria parasite [165].
References
-
Price RN, Tjitra E, Guerra CA, Yeung S, White NJ, Anstey NM: Vivax malaria: neglected and not benign. Am J Trop Med Hyg. 2007, 77 (Suppl 6): 79-87.
PubMed Central
PubMedGoogle Scholar
-
Nosten F, McGready R, Simpson JA, Thwai KL, Balkan S, Cho T, Hkirijaroen L, Looareesuwan S, White NJ: The effects of Plasmodium vivax malaria in pregnancy. Lancet. 1999, 354: 546-549. 10.1016/S0140-6736(98)09247-2.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Laveran A: Nouveau parasite du sang. Bull Acad Natl Med. 1980, 9: 1235-1236.
Google Scholar
-
Golgi C: Sulle febbri malariche estivo-autumnali di Roma. Gazz Med Pavia. 1983, 2: 481-559.
Google Scholar
-
Grassi B, Feletti R: Parasites malariques chez les oiseaux. Arch Ital Biol. 1890, 13: 297-300.
Google Scholar
-
Corradetti A: Osservatione sul ciclo schizogonico del Plasmodium vivax. Riv Malari. 1936, 15: 3-11.
Google Scholar
-
Pel PK: Mededeelingen uit de Geneeskundige kliniek. Malaria infectie Ned Tijdschr Geneeskd. 1886, 22: 341-358.
Google Scholar
-
Thayer WS: Lectures on the malarial fevers. 1897, Appleton, New York, 326-
Google Scholar
-
Bignami A: Como si prendono la febbri malariche. Recerche speriment. Bull R Acad (Roma). 1898, 2: 1786-1788.
Google Scholar
-
Manson P: Experimental proof of the mosquito-malaria theory. Br Med J. 1900, 2: 949-951. 10.1136/bmj.2.2074.949.
PubMed Central
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Manson PT: Experimental malaria: recurrence after nine months. Br Med J. 1901, 2: 77-10.1136/bmj.2.2115.77.
PubMed Central
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Fearnside CF: Experimental inoculation of malaria with a relapse after eight months. Indian Med Gaz. 1903, 38: 10-
Google Scholar
-
Celli A: Malaria. 1900, Longmans, Green & Co, London
Google Scholar
-
Celli A: «The prevention of malaria». 1911, R.Ross. John Murray, London
Google Scholar
-
Korteweg PC: Hereinneringsbundel voor Prof SS Rosenstein. 1902, Leiden
Google Scholar
-
Swellengrebel NH, De Buck A, Schoute E, Kraan MH: Investigations on the transmission of malaria in some villages north of Amsterdam. Quart Bull Health Org League of Nations. 1936, 3: 295-352.
Google Scholar
-
Swellengrebel NH, De Buck A: Malaria in the Netherlands. 1938, Scheltema & Holkema, Amsterdam
Google Scholar
-
Winckel CWF: Long-latency in Plasmodium vivax infections in a temperate zone. Doc Med Geogr Trop. 1955, 7: 292-298.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Gill CA: The seasonal periodicity of malaria and the mechanism of the epidemic wave. 1938, JA Churchill Ltd. London
Google Scholar
-
Hackett LW: Malaria in Europe. An ecological study. 1937, Oxford University Press, London
Google Scholar
-
Bignami A: Concerning the pathogenesis of relapses in malarial fevers. South Med J. 1913, 6: 79-89. 10.1097/00007611-191302000-00002.
Google Scholar
-
Yorke W, MacFie JWS: Observations on malaria made during the treatment of general paralysis. Trans R Soc Trop Med Hyg. 1924, 18: 13-37. 10.1016/S0035-9203(24)90664-X.
Google Scholar
-
Yorke W: Further observations on malaria made during the treatment of general paralysis. Trans R Soc Trop Med Hyg. 1925, 19: 108-122.
Google Scholar
-
James SP: Some general results of a study of induced malaria in England. Trans R Soc Trop Med Hyg. 1931, 24: 477-538. 10.1016/S0035-9203(31)90068-0.
Google Scholar
-
James SP, Nicol WD, Shute PG: Clinical and parasitological observations on induced malaria. Proc R Soc Med. 1936, 29: 27-42.
Google Scholar
-
James SP, Shute PG: Report on the first results of laboratory work on malaria in England. League of Nations. Health Organisation. 1926, Geneva. C. H. Malaria, 57: 30-
Google Scholar
-
Schuffner WAC, Kortweg PC, Swellengrebel NH: Pathology — Experimental malaria with protracted incubation. Proc Roy Acad Sci Amsterdam. 1929, 32: 903-911.
Google Scholar
-
Tiburskaja NA, Sergiev PO, Vrublevskaja OS: Dates of onset of relapses and the duration of infection in induced tertian malaria with short and long incubation periods. Bull World Health Organ. 1968, 38: 447-457.
PubMed Central
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Nikolaiev BP: Subspecies of the parasite of tertian malaria (Plasmodium vivax). Dokl Akad Navk USSR. 1949, 67: 201-210.
Google Scholar
-
Shute PG, Garnham PCC, Maryon M: The Madagascar strain of Plasmodium vivax. Arch Inst Pasteur Madagascar. 1978, 47: 173-183.
Google Scholar
-
Boyd MF: On strains or races of the malaria parasites. Am J Trop Med. 1940, 20: 69-80.
Google Scholar
-
Sinton JA: Studies on malaria with special reference to treatment. XV. Does the strain of parasite influence cure?. Indian J Med Res. 1931, 18: 845-853.
Google Scholar
-
Boyd MF, Stratman-Thomas WK: A controlled technique for the employment of naturally induced malaria in the therapy of paresis. Am J Hyg. 1933, 17: 37-43.
Google Scholar
-
Boyd MF: A review of studies on immunity to vivax malaria. J Natl Malar Soc. 1947, 6: 12-31.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Cooper WC, Coatney GR, Ruhe DS: Studies in human malaria. V. Homologous strain superinfection during latency in subjects with sporozoite-induced vivax malaria (St. Elizabeth strain). Am J Hyg. 1947, 46: 141-148.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Cooper WC, Ruhe DS, Coatney GR: Studies in human malaria. XVI. Results of massive sub-inoculation during latency from patients infected with St. Elizabeth strain vivax malaria. Am J Trop Med Hyg. 1949, 50: 189-193.
CAS
Google Scholar
-
Boyd MF, Stratman-Thomas WK, Kitchen SF: On the duration of homologous immunity to Plasmodium vivax. Am J Trop Med. 1936, 21: s1-16. 311-315
Google Scholar
-
Boyd MF: The influence of sporozoite dosage in vivax malaria. Am J Trop Med. 1940, 20: 279-286.
Google Scholar
-
Covell G, Baily JD: The study of a regional epidemic of malaria in Northern Sind. Record Malaria Survey of India. 1932, 3: 279-321.
Google Scholar
-
Findlay GM: Recent advances in chemotherapy Malaria. 1951, The Blakiston Company, Philadelphia, Vol 2
Google Scholar
-
Höring RO: Induced and war malaria. J Trop Med Hyg. 1947, 50: 150-159.
PubMed
Google Scholar
-
Eyles DE, Young MD: Studies on imported malarias the parasitological pattern of relapsing Plasmodium vivax in military patients. J Natl Mal Soc. 1948, 7: 23-37.
CAS
Google Scholar
-
Ebisawa I: Malaria in China and the Equatorial Pacific Area from 1937 to 1943. Yale J Biol Med. 1973, 46: 94-101.
PubMed Central
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
MRC Malaria sub-committee: Report on relapsing vivax malaria. 1945, MLE 30
Google Scholar
-
Mowrey FH: Statistics of malaria. Internal Medicine in World War II. 1963, Office of the Surgeon General, Department of the Army, 2: 449-463. Infectious diseases
Google Scholar
-
Wilson T, Reid JA: Malaria among prisoners of war in Siam (F Force). Trans R Soc Trop Med Hyg. 1949, 43: 257-272. 10.1016/0035-9203(49)90003-6.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Most H: Clinical trials of anti-malarial drugs. Internal Medicine in World War II. 1963, 2: 525-598. Infectious diseases. Office of the Surgeon General, Department of the Army
Google Scholar
-
Noe WL, Green CC, Cheney G: Natural course of Southwest Pacific malaria. Am J Med Sci. 1946, 211: 215-228.
PubMed
Google Scholar
-
Bianco AA, Saunders GM, Levine AS, Cohn RV: Long term observation of Plasmodium vivax malaria. US Naval Med Bull. 1947, 47: 550-
Google Scholar
-
Whorton CM, Yount E, Jones R, Alving AS, Pullman TN, Craige B, Eichelberge L: The Chesson strain of Plasmodium vivax malaria; clinical aspects. J Infect Dis. 1947, 80: 237-49. 10.1093/infdis/80.3.237.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Craige B, Alving AS, Jones R, Whorton CM, Pullman TN, Eichelberger L: The Chesson strain of Plasmodium vivax malaria. I. Relationship between prepatent period, latent period and relapse rate. J Infect Dis. 1947, 80: 228-236. 10.1093/infdis/80.3.228.
PubMed
Google Scholar
-
Jeffery GM: Relapses with Chesson strain Plasmodium vivax following treatment with chloroquine. Am J Trop Med Hyg. 1956, 5: 1-13.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Schaudinn F: Studien uber krankheitserregende Protozoen.II. Plasmodium vivax (Grassi & Feletti) der Erreger des Tertianfiebers beim Menschen. Arb Kais Gesundheitsamte (Berlin). 1902, 19: 169-250.
Google Scholar
-
James SP, Tate P: New knowledge of the life cycle of malaria parasites. Nature. 1937, 139: 545-549. 10.1038/139545a0.
Google Scholar
-
Fairley NH: Chemotherapeutic suppression and prophylaxis in malaria. Trans R Soc Trop Med Hyg. 1945, 38: 311-365. 10.1016/0035-9203(45)90038-1.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Fairley NH: Sidelights on malaria in man obtained by subinoculation experiments. Trans R Soc Trop Med Hyg. 1947, 40: 621-676. 10.1016/0035-9203(47)90025-4.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Fairley NH: Malaria with special reference to certain experimental, clinical, and chemotherapeutic investigations. Lecture 1: The life cycle. Brit Med J. 1949, 2: 825-830. 10.1136/bmj.2.4632.825.
PubMed Central
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Garnham PCC: Exoerythrocytic schizogony in Plasmodium kochi Laveran. A preliminary note. Trans R Soc Trop Med Hyg. 1947, 40: 719-722. 10.1016/0035-9203(47)90029-1.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Shortt HE, Garnham PCC: Pre-erythrocytic stage in mammalian malaria parasites. Nature. 1948, 161: 126-
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Shortt HE, Garnham PCC: Demonstration of a persisting exo-erythrocytic cycle in Plasmodium cynomolgi and its bearing on the production of relapses. Brit Med J. 1948, 1: 1225-1228. 10.1136/bmj.1.4564.1225.
PubMed Central
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Shortt HE, Garnham PCC, Covell G, Shute PG: The pre-erythrocytic stage of human malaria, Plasmodium vivax. Brit Med J. 1948, 1: 547-
PubMed Central
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Shortt HE, Garnham PCC, Malamos B: The pre-erythrocytic stage of mammalian malaria. Brit Med J. 1948, 1: 192-194. 10.1136/bmj.1.4543.192.
PubMed Central
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Garnham PCC: Relapses and latency in malaria. Protozoology. 1967, 2: 55-64.
Google Scholar
-
Shortt HE, Garnham PCC: The pre-erythrocytic development of Plasmodium cynomolgi and Plasmodium vivax. Trans R Soc Trop Med Hyg. 1948, 41: 785-795. 10.1016/S0035-9203(48)80006-4.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Krotoski WA, Krotoski DM, Garnham PCC, Bray RS, Killick-Kendrick R, Draper CC, Targett OAT, Guy MW: Relapses in primate malaria: Discovery of two populations of exoerythrocytic stages. Preliminary note. Brit Med J. 1980, 1: 153-154.
Google Scholar
-
Krotoski WA, Collins WE, Bray RS, Garnham PCC, Cogswell FB, Gwadz RW, Killick-Kendrick R, Wolf R, Sinden R, Koontz LC, Stanfill PS: Demonstration of hypnozoites in sporozoite-transmitted Plasmodium vivax infection. Am J Trop Med Hyg. 1982, 31: 1291-1293.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Krotoski WA: Discovery of the hypnozoite and a new theory of malarial relapse. Trans R Soc Trop Med Hyg. 1985, 79: 1-11. 10.1016/0035-9203(85)90221-4.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Garnham PC: Swellengrebel lecture. Hypnozoites and ‘relapses’ in Plasmodium vivax and in vivax-like malaria. Trop Geogr Med. 1988, 40: 187-95.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Bray RS, Garnham PC: The life-cycle of primate malaria parasites. Br Med Bull. 1982, 38: 117-22.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Dembele L, Gego A, Zeeman AM, Franetich JF, Silvie O, Rametti A, Le Grand R, Dereuddre-Bosquet N, Sauerwein R, van Gemert GJ, Vaillant JC, Thomas AW, Snounou G, Kocken CH, Mazier D: Towards an in vitro model of Plasmodium hypnozoites suitable for drug discovery. PLoS One. 2011, 6: e18162-10.1371/journal.pone.0018162.
PubMed Central
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Coatney OR, Cooper WC, Ruhe DS, Young MD, Burgess RW: Studies in human malaria. XVIII. The life pattern of sporozoite-induced St. Elizabeth strain vivax malaria. Am J Hyg. 1950, 51: 200-215.
Google Scholar
-
Tiburskaya NA: Features specific to the Moscow strain of P. vivax. Medskayta Parazit-Moscow. 1961, 30: 446-454.
Google Scholar
-
Moshkovsky SD: Explanation for the difference of incubation type and features of alteration of acute periods of tertian malaria associated with different strains of Plasmodium vivax. Med Parazitol. 1973, 42: 393-400. (In Russian.)
Google Scholar
-
Huldén L, Huldén L, Heliövaara K: Endemic malaria: an ‘indoor’ disease in northern Europe. Historical data analysed. Malar J. 2005, 4: 19-10.1186/1475-2875-4-19.
PubMed Central
PubMedGoogle Scholar
-
Coatney GR, Cooper WC, Young MD: Studies in human malaria. XXX. A summary of 204 sporozoite-induced infections with the Chesson strain of Plasmodium vivax. J Natl Malar Soc. 1950, 9: 381-396.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Hill E, Amatuzio DS: Southwest Pacific vivax malaria; clinical features and observations concerning duration of clinical activity. Am J Trop Med Hyg. 1949, 29: 203-14.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Sinton JA: Some lacunae in our knowledge of the malaria parasite. Indian J Malariol. 1955, 9: 229-45.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Sinton J: Studies in malaria, with special reference to treatment. Part II. The effects of treatment on the prevention of relapse in infections with Plasmodium falciparum. Indian J Med Res. 1932, 13: 579-601.
Google Scholar
-
Hankey DD, Jones R, Coatney OR, Alving AS, Coker WO, Garrison PL, Donovan WN: Korean vivax malaria. I. Natural history and response to chloroquine. Am J Trop Med Hyg. 1953, 2: 958-969.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Ungureanu E, Killick-Kendrick R, Garnham PCC, Branzei P, Shute PG: Pre-patent periods of a tropical strain of Plasmodium vivax after inoculations of tenfold dilutions of sporozoites. Trans R Soc Trop Med Hyg. 1976, 70: 482-483. 10.1016/0035-9203(76)90133-4.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Krotoski WA, Garnham PC, Cogswell FB, Collins WE, Bray RS, Gwasz RW, Killick-Kendrick R, Wolf RH, Sinden R, Hollingdale M, Lowrie RC, Koontz LC, Stanfill PS: Observations on early and late post-sporozoite tissue stages in primate malaria. IV. Pre-erythrocytic schizonts and/or hypnozoites of Chesson and North Korean strains of Plasmodium vivax in the chimpanzee. Am J Trop Med Hyg. 1986, 35: 263-74.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Schmidt LH: Compatibility of relapse patterns of Plasmodium cynomolgi infections in Rhesus monkeys with continuous cyclical development and hypnozoite concepts of relapse. Am J Trop Med Hyg. 1986, 35: 1077-1099.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Berliner RW, Earle DP, Taggart JV, Welch WJ, Zubrod CG, Knowlton P, Atchley JA, Shannon JA: Studies on the chemotherapy of the human malarias; the anti-malarial activity of pamaquine. J Clin Invest. 1948, 27: 108-13. 10.1172/JCI101947.
PubMed Central
CASGoogle Scholar
-
Collins WE, Jeffery GM, Roberts JM: A retrospective examination of reinfection of humans with Plasmodium vivax. Am J Trop Med Hyg. 2004, 70: 642-4.
PubMed
Google Scholar
-
Sinton JA, Bird W: Studies in malaria with special reference to treatment; plasmoquine in treatment of malaria. Indian J Med Research. 1928, 16: 159-
CAS
Google Scholar
-
Sinton JA, Smith S, Potinger D: Studies in malaria, with special reference to treatment. XII. Further researches into treatment of chronic benign tertian malaria with plasmoquine and quinine. Indian J Med Res. 1930, 17: 793-
Google Scholar
-
James SP: The use of plasmoquine in the prevention of malarial infections. Proc R Acad Sci Amsterdam. 1931, 34: 1424-1425.
Google Scholar
-
Earle DP, Bigelow FS, Zubrod CG, Kane CA: Studies on the chemotherapy of the human malarias. IX. Effect of pamaquine on the blood cells of man. J Clin Invest. 1948, 27: 121-9. 10.1172/JCI101950.
PubMed Central
CASGoogle Scholar
-
Winckel CWF: Are the experimental data of therapeutic malaria applicable to conditions obtaining in nature. Am J Trop Med Hyg. 1941, 789-794.
Google Scholar
-
Ponnudurai T, Lensen AHW, van-Gemart GJA, Bolmer MG, Meuwissen JH: Feeding behaviour and sporozoite ejection by infected Anopheles stephens. i. Trans R Soc Trop Med Hyg. 1991, 85: 175-180. 10.1016/0035-9203(91)90012-N.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Rosenburg R, Wirtz RA: An estimation of the number of sporozoites ejected by a feeding mosquito. Trans R Soc Trop Med Hyg. 1990, 84: 209-212. 10.1016/0035-9203(90)90258-G.
Google Scholar
-
Beier JC, Davis JR, Vaughan JA, Noden BH, Beier MS: Quantitation of Plasmodium falciparum sporozoites transmitted in vitro by experimentally infected Anopheles gambiae and Anopheles stephensi. Am J Trop Med Hyg. 1991, 44: 564-70.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Boyd MF, Kitchen SF: Renewed clinical activity in vivax malaria. Am J Trop Med Hyg. 1943, 23: 221-234.
Google Scholar
-
Mowrey FH: Statistics of malaria. Internal Medicine in World War II. 1963, 2: 449-463. Infectious diseases. Office of the Surgeon General, Department of the Army
Google Scholar
-
Contacos PG, Collins WE, Jeffery GM, Krotoski WA, Howard WA: Studies on the characterization of Plasmodium vivax strains from Central America. Am J Trop Med Hyg. 1972, 21: 707-712.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Carlton JM, Adams JH, Silva JC, Bidwell SL, Lorenzi H, Caler E, Crabtree J, Angiuoli SV, Merino EF, Amedeo P, Cheng Q, Coulson RM, Crabb BS, Del Portillo HA, Essien K, Feldblyum TV, Fernandez-Becerra C, Gilson PR, Gueye AH, Guo X, Kang’a S, Kooij TW, Korsinczky M, Meyer EV, Nene V, Paulsen I, White O, Ralph SA, Ren Q, Sargeant TJ, Salzberg SL, Stoeckert CJ, Sullivan SA, Yamamoto MM, Hoffman SL, Wortman JR, Gardner MJ, Galinski MR, Barnwell JW, Fraser-Liggett CM: Comparative genomics of the neglected human malaria parasite Plasmodium vivax. Nature. 2008, 455: 757-763. 10.1038/nature07327.
PubMed Central
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Adak T, Valecha N, Sharma VP: Plasmodium vivax polymorphism in a clinical drug trial. Clin Diagn Lab Immunol. 2001, 8: 891-894.
PubMed Central
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Adak T, Sharma VP, Orlov VS: Studies on the Plasmodium vivax relapse pattern in Delhi, India. Am J Trop Med Hyg. 1998, 59: 175-179.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Gogtay NJ, Desai S, Kadam VS, Kamtekar KD, Dalvi SS, Kshirsagar NA: Relapse pattern of Plasmodium vivax in Mumbai: a study of 283 cases of vivax malaria. J Assoc Phys India. 2000, 48: 1085-1086.
CAS
Google Scholar
-
Wajihullah Saifi MA, Siddiqui MI, Al-Khalifa MS: Malaria: patterns of relapse and resistance. J King Saud University (Science). 2010, 22: 31-36. 10.1016/j.jksus.2009.12.005.
Google Scholar
-
Gogtay NJ, Desai S, Kamtekar KD, Kadam VS, Dalvi SS, Kshirsagar NA: Efficacies of 5- and 14-day primaquine regimens in the prevention of relapses in Plasmodium vivax infections. Ann Trop Med Parasitol. 1999, 93: 809-12. 10.1080/00034989957790.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Singh N, Mishra AK, Sharma VP: Radical treatment of vivax malaria in Madhya Pradesh, India. Indian J Malariol. 1990, 27: 55-6.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Prasad RN, Virk KJ, Sharma VP: Relapse/reinfection patterns of Plasmodium vivax infection: a four year study. Southeast Asian J Trop Med Public Health. 1991, 22: 499-503.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Sinha S, Dua VK, Sharma VP: Malaria relapses and chloroquine resistance at the BHEL industrial complex, Hardwar, India. Trans R Soc Trop Med Hyg. 1989, 83: 606-610. 10.1016/0035-9203(89)90369-6.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Srivastava HC, Sharma SK, Bhatt RM, Sharma VP: Studies on Plasmodium vivax relapse pattern in Kheda district, Gujarat. Indian J Malariol. 1996, 33: 173-179.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Luxemburger C, van Vugt M, Jonathan S, McGready R, Looareesuwan S, White NJ, Nosten F: Treatment of vivax malaria in an endemic area on the western border of Thailand. Trans R Soc Trop Med Hyg. 1999, 93: 433-438. 10.1016/S0035-9203(99)90149-9.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Silachamroon U, Krudsood S, Treeprasertsuk S, Wilairatana P, Chalearmrult K, Mint HY, Maneekan P, White NJ, Gourdeuk VR, Brittenham GM, Looareesuwan S: Clinical trial of oral artesunate with or without high-dose primaquine for the treatment of vivax malaria in Thailand. Am J Trop Med Hyg. 2003, 69: 14-18.
PubMed Central
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Warwick R, Swimer GJ, Britt RP: Prolonged incubation period of imported P. vivax malaria in London. J Roy Soc Med. 1980, 73: 333-336.
PubMed Central
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Walker E: The seasonal pattern of Plasmodium vivax malaria in Glasgow. J Infect. 1983, 7: 227-30. 10.1016/S0163-4453(83)97088-3.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Kopel E, Schwartz E, Amitai Z, Volovik I: Relapsing vivax malaria cluster in Eritrean refugees, Israel. Euro Surveill. 2010, 15: 19601-
PubMed
Google Scholar
-
Eichenlaub D, Reimann E, Bunjes R: Malaria tertiana bei Kindern und Erwachsenen aus dem Epidemiegebiet der südlichen Türkei. Dtsch Med Wschr. 1979, 104: 288-292. 10.1055/s-0028-1103896.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Smoak BL, DeFraites RF, Magill AJ, Kain KC, Wellde BT: Plasmodium vivax infections in U.S. Army troops: failure of primaquine to prevent relapse in studies from Somalia. Am J Trop Med Hyg. 1997, 56: 231-234.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Ratcliff A, Siswantoro H, Kenangalem E, Maristela R, Wuwung RM, Laihad F, Ebsworth EP, Anstey NM, Tjitra E, Price RN: Two fixed-dose artemisinin combinations for drug-resistant falciparum and vivax malaria in Papua, Indonesia: an open-label randomised comparison. Lancet. 2007, 369: 757-65. 10.1016/S0140-6736(07)60160-3.
PubMed Central
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Hanf M, Stéphani A, Basurko C, Nacher M, Carme B: Determination of the Plasmodium vivax relapse pattern in Camopi, French Guiana. Malar J. 2009, 8: 278-10.1186/1475-2875-8-278.
PubMed Central
PubMedGoogle Scholar
-
Brasil P, de Pina Costa A, Saraiva Pedro R, da Silveira Bressan C, da Silva S, Tauil PL, Daniel-Ribeiro CT: Unexpectedly long incubation period of Plasmodium vivax malaria, in the absence of chemoprophylaxis, in patients diagnosed outside the transmission area in Brazil. Malar J. 2011, 10: 122-10.1186/1475-2875-10-122.
PubMed Central
PubMedGoogle Scholar
-
Tauil PL, Luz FC, Oliveira AP, Deckers FA, Santos JB: Vivax malaria with long incubation period, detected in the Federal District: three case reports. Rev Soc Bras Med Trop. 2010, 43: 213-214. 10.1590/S0037-86822010000200023.
PubMed
Google Scholar
-
Luxemburger C, Thwai KL, White NJ, Webster HK, Kyle DE, Maelankirri L, Chongsuphajaisiddhi T, Nosten F: The epidemiology of malaria in a Karen population on the western border of Thailand. Trans R Soc Trop Med Hyg. 1996, 90: 105-11. 10.1016/S0035-9203(96)90102-9.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Fourth General Report of the Malaria Commission. Bull Health Org League of Nations. 1937, 6: 895-
-
Shannon JA, Earle DP, Brodie BB, Taggart JV, Berliner RW: The pharmacological basis for the rational use of atabrine in the treatment of malaria. J Pharm Exp Ther. 1944, 307-330.
Google Scholar
-
Schaffer AJ, Lewis RA: Atabrine studies in the field; the relation of serum atabrine level to breakthrough of previously contracted vivax malaria. Bull Johns Hopkins Hosp. 1946, 78: 265-281.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Napier LE: The present status of anti-malarial drugs. N Engl J Med. 1945, 233: 38-43. 10.1056/NEJM194507122330203.
CAS
Google Scholar
-
Alving AS, Craige B, Jones R, Whorton CM, Pullman TN, Eichelberger L: Pentaquine (SN-13,276) a therapeutic agent effective in reducing the relapse rate in vivax malaria. J Clin Invest. 1948, 27: 25-33. 10.1172/JCI101957.
PubMed Central
Google Scholar
-
Edgcomb JH, Arnold J, Yount EH, Alving AS, Eichelberger L, Jeffery G, Eyles D, Young MD: Primaquine, SN 13272, a new curative agent in vivax malaria; a preliminary report. J Natl Malar Soc. 1950, 9: 285-292.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Cooper WC, Myatt AV, Hernandez T, Jeffery GM, Coatney GR, Studies in human malaria. XXXI.: Comparison of primaquine, isopentaquine, SN-3883, and pamaquine as curative agents against Chesson strain vivax malaria. Am J Trop Med Hyg. 1953, 2: 949-957.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Coatney GR, Alving AS, Jones R, Hankey DD, Robinson DH, Garrison PL, Coker WG, Donovan WN, Di Lorenzo A, Marx RL, Simmons IH: Korean vivax malaria. V. Cure of the infection by primaquine administered during long-term latency. Am J Trop Med Hyg. 1953, 2: 985-988.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Robinson DH, Di Lorenzo A, Marx RL, Simmons IH, Alving AS, Hankey DD, Coatney GR, Jones R, Coker WG, Garrison PL, Donovan WN: Korean vivax malaria. II. Curative treatment with pamaquine and primaquine. Am J Trop Med Hyg. 1953, 2: 970-976.
Google Scholar
-
Arnold J, Alving AS, Clayman CB: Induced primaquine resistance in vivax malaria. Trans R Soc Trop Med Hyg. 1961, 55: 345-50. 10.1016/0035-9203(61)90103-1.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Beutler E, Dern RJ, Flanagan CL, Alving AS: The hemolytic effect of primaquine. VII. Biochemical studies of drug-sensitive erythrocytes. J Lab Clin Med. 1955, 45: 286-295.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Alving AS, Flanagan CL, Carson PE, Ickes CE: Enzymatic deficiency in primaquine-sensitive erythrocytes. Science. 1956, 124: 484-485.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Di Lorenzo A, Marx RL, Alving AS, Jones R: Korean vivax malaria. IV.Curative effect of 15 milligrams of primaquine daily for 7 days. Am J Trop Med Hyg. 1953, 2: 983-984.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Ruhe DS, Cooper WC, Coatney GR, Josephson ES: Studies in human malaria. XV. The therapeutic action of pamaquine against St. Elizabeth strain vivax malaria. Am J Hyg. 1949, 49: 367-373.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Alving AS, Arnold J, Hockwald RS, Clayman CB, Dern RJ, Beutler E, Flanagan CL: Potentiation of the curative action of primaquine in vivax malaria by quinine and chloroquine. J Lab Clin Med. 1955, 46: 301-306.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Goller JL, Jolley D, Ringwald P, Biggs BA: Regional differences in the response of Plasmodium vivax malaria to primaquine as anti-relapse therapy. Am J Trop Med Hyg. 76: 203-207. 200
-
Baird JK: Resistance to therapies for infection by Plasmodium vivax. Clin Microbiol Rev. 2009, 22: 508-534. 10.1128/CMR.00008-09.
PubMed Central
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Collins WE, Jeffery GM: Primaquine resistance in Plasmodium vivax. Am J Trop Med Hyg. 1996, 55: 243-249.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Looareesuwan S, White NJ, Chittamas S, Bunnag D, Harinasuta T: High rate of Plasmodium vivax relapse following treatment of falciparum malaria in Thailand. Lancet. 1987, 2: 1052-1055.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Mayxay M, Pukrittayakamee S, Newton PN, White NJ: Mixed-species malaria infections in humans. Trends Parasitol. 2004, 20: 233-240. 10.1016/j.pt.2004.03.006.
PubMed
Google Scholar
-
Douglas NM, Nosten F, Ashley EA, Phaiphun L, van Vugt M, Singhasivanon P, White NJ, Price RN: Plasmodium vivax recurrence following falciparum and mixed species malaria: risk factors and effect of anti-malarial kinetics. Clin Infect Dis. 2011, 52: 612-620. 10.1093/cid/ciq249.
PubMed Central
PubMedGoogle Scholar
-
Hwang J, Alemayehu BH, Hoos D, Melaku Z, Tekleyohannes SG, Teshi T, Birhanu SG, Demeke L, Gobena K, Kassa M, Jima D, Reithinger R, Nettey H, Green M, Malone JL, Kachur SP, Filler S: In vivo efficacy of artemether-lumefantrine against uncomplicated Plasmodium falciparum malaria in Central Ethiopia. Malar J. 2011, 10: 209-10.1186/1475-2875-10-209.
PubMed Central
PubMedGoogle Scholar
-
Lysenko AJ, Beljaev AE, Rybalka VM: Population studies of Plasmodium vivax. 1. The theory of polymorphism of sporozoites and epidemiological phenomena of tertian malaria. Bull World Health Org. 1977, 55: 541-549.
PubMed Central
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Shute PO: Latency and long-term relapses in benign tertian malaria. Trans R Soc Trop Med Hyg. 1946, 40: 189-200. 10.1016/0035-9203(46)90056-9.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Cogswell FB: The hypnozoite and relapse in primate malaria. Clin Microbiol Rev. 1992, 5: 26-35.
PubMed Central
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Hulden L, Hulden L: Activation of the hypnozoite: a part of Plasmodium vivax life cycle and survival. Malar J. 2011, 10: 90-10.1186/1475-2875-10-90.
PubMed Central
PubMedGoogle Scholar
-
Pukrittayakamee S, Chantra A, Simpson JA, Vanijanonta S, Clemens R, Looareesuwan S, White NJ: Therapeutic responses to different anti-malarial drugs in vivax malaria. Antimicrob Agents Chemother. 2000, 44: 1680-1685. 10.1128/AAC.44.6.1680-1685.2000.
PubMed Central
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Pukrittayakamee S, Imwong M, Chotivanich K, Singhasivanon P, Day NP, White NJ: A comparison of two short-course primaquine regimens for the treatment and radical cure of Plasmodium vivax malaria in Thailand. Am J Trop Med Hyg. 2010, 82: 542-547. 10.4269/ajtmh.2010.09-0428.
PubMed Central
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Imwong M, Snounou G, Pukrittayakamee S, Tanomsing N, Kim JR, Nandy A, Guthmann JP, Nosten F, Carlton J, Looareesuwan S, Nair S, Sudimack D, Day NP, Anderson TJ, White NJ: Relapses of Plasmodium vivax infection usually result from activation of heterologous hypnozoites. J Infect Dis. 2007, 195: 927-933. 10.1086/512241.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Chen N, Auliff A, Rieckmann K, Gatton M, Cheng Q: Relapses of Plasmodium vivax infection result from clonal hypnozoites activated at predetermined intervals. J Infect Dis. 2007, 195: 934-941. 10.1086/512242.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Restrepo E, Imwong M, Rojas W, Carmona-Fonseca J, Maestre A: High genetic polymorphism of relapsing P. vivax isolates in northwest Colombia. Acta Trop. 2011, 119: 23-29. 10.1016/j.actatropica.2011.03.012.
PubMed Central
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Smithuis F, Kyaw MK, Phe O, Win T, Aung PP, Oo AP, Naing AL, Nyo MY, Myint NZ, Imwong M, Ashley E, Lee SJ, White NJ: Effectiveness of five artemisinin combination regimens with or without primaquine in uncomplicated falciparum malaria: an open-label randomised trial. Lancet Infect Dis. 2010, 10: 673-681. 10.1016/S1473-3099(10)70187-0.
PubMed Central
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Imwong M, Nakeesathit S, Day NPJ, White NJ: A review of mixed malaria species infections in anopheline mosquitoes. Malar J. 2011, 10: 253-10.1186/1475-2875-10-253.
PubMed Central
PubMedGoogle Scholar
-
Imwong M, Boel ME, Pagornrat W, Pimanpanarak M, McGready R, Day NPJ, Nosten F, White NJ: The first Plasmodium vivax relapses of life are usually genetically homologous. J Infect Dis.
-
Garnham PCC: Malaria parasites and other haemosporidiae. Blackwell. 1966, Oxford
Google Scholar
-
Ross R: An interim report on the treatment of malaria. Trans R Soc Trop Med Hyg. 1918, 11: 179-204. 10.1016/S0035-9203(18)90007-6.
Google Scholar
-
Howe CD, Duff FL: Effect of altitude anoxia in provoking relapse in malaria. Science. 1946, 103: 223-10.1126/science.103.2669.223.
Google Scholar
-
Levine HD: Clinical aspects of malaria. Internal Medicine in World War II. 1963, 2: 479-492. Infectious diseases. Office of the Surgeon General, Department of the Army
Google Scholar
-
McLester JB: Relapsing malaria. M Bull Mediterranean Theat. 1945, 111-113. Op 3
Google Scholar
-
Nosten F, Luxemburger C, Kyle DE, Ballou WR, Wittes J, Heh Wah, Chongsuphajaisiddhi T, Gordon DM, White NJ, Sadoff JC, Heppner DG: Randomised double-blind placebo-controlled efficacy trial of the SPf66 vaccine against falciparum malaria in children in north-western Thailand. Lancet. 1996, 348: 701-707. 10.1016/S0140-6736(96)04465-0.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Jiang JB, Huang JC, Liang DS, Liu JX, Zhang SW, Cheng FC: Long incubation of Plasmodium vivax multinucleatum as demonstrated in three experimental human cases. Trans R Soc Trop Med Hyg. 1982, 76: 845-847. 10.1016/0035-9203(82)90122-5.
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Portugal S, Carret C, Recker M, Armitage AE, Gonçalves LA, Epiphanio S, Sullivan D, Roy C, Newbold CI, Drakesmith H, Mota MM: Host-mediated regulation of superinfection in malaria. Nat Med. 2011, 17: 732-737. 10.1038/nm.2368.
PubMed Central
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
Portugal S, Drakesmith H, Mota MM: Superinfection in malaria: Plasmodium shows its iron will. Embo J.
-
White NJ: Anti-malarial drug resistance. J Clin Invest. 2004, 113: 1084-1092.
PubMed Central
CAS
PubMedGoogle Scholar
-
White NJ, Pongtavornpinyo W, Maude RJ, Saralamba S, Aguas R, Stepniewska K, Lee SJ, Dondorp AM, White LJ, Day NP: Hyperparasitaemia and low dosing are an important source of anti-malarial drug resistance. Malar J. 2009, 8: e253-10.1186/1475-2875-8-253.
Google Scholar
-
Boyd MF, Matthews CB: Further observations on the duration of immunity to the homologous strain of Plasmodium vivax. Am J Trop Med Hyg. 1939, 19: 63-67.
Google Scholar
-
Lin E, Kiniboro B, Gray L, Dobbie S, Robinson L, Laumaea A, Schöpflin S, Stanisic D, Betuela I, Blood-Zikursh M, Siba P, Felger I, Schofield L, Zimmerman P, Mueller I: Differential patterns of infection and disease with P. falciparum and P. vivax in young Papua New Guinean children. PLoS One. 2010, 5: e9047-10.1371/journal.pone.0009047.
PubMed Central
PubMedGoogle Scholar
-
Mendis K, Sina BJ, Marchesini P, Carter R: The neglected burden of Plasmodium vivax malaria. Am J Trop Med Hyg. 2001, 64 (1-2 Suppl): 97-106.
CAS
PubMedGoogle Scholar
Download references
Acknowledgements
I am very grateful the advice and data given by my colleagues in South East Asia, which have contributed significantly to the development of this theory, to Professor PCC Garnham (1901 to 1994) for early discussions on the mechanism of relapse, to Professor Piet Kager for introducing me to the brilliant work of the early Dutch malariologists, and to Katherine Battle and Simon Hay for information on relapse studies. I am a Wellcome Trust Principal Fellow.
Author information
Authors and Affiliations
-
Mahidol Oxford Tropical Medicine Research Unit, Faculty of Tropical Medicine, Mahidol University, 420/6 Rajvithi Rd, Bangkok, 10400, Thailand
Nicholas J White
Authors
- Nicholas J White
You can also search for this author in
PubMed Google Scholar
Corresponding author
Correspondence to
Nicholas J White.
Additional information
Competing interests
The author declares that they have no competing interests.
Authors’ contributions
I wrote, read, and approved the final manuscript.
Authors’ original submitted files for images
Rights and permissions
This article is published under license to BioMed Central Ltd. This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
Reprints and Permissions
About this article
Cite this article
White, N.J. Determinants of relapse periodicity in Plasmodium vivax malaria.
Malar J 10, 297 (2011). https://doi.org/10.1186/1475-2875-10-297
Download citation
-
Received: 03 August 2011
-
Accepted: 11 October 2011
-
Published: 11 October 2011
-
DOI: https://doi.org/10.1186/1475-2875-10-297
Keywords
- Malaria
- Falciparum Malaria
- Vivax Malaria
- Vivax Infection
- Primaquine