Clinical Parasitology - 03 Trematodes

          CLINICAL PARASITOLOGY  TREMATODES   OUTLINE  •   Trematodes  o   Introduction & Taxonomy   o   Trematodes   o   Life Cycle   •   Liver, Intestinal, Pancreatic, and Lung Flukes  o   Liver Flukes   ▪   Fasciola Hepatica & Fasciola gigantica  ▪   Clonorchis sinensis, Opistorchis felineus  ▪   Dicrocoelium dendriticum/lanceolata   Legend:  → (Example)      o   Intestinal Flukes    o   Pancreatic Flukes :  Eurytrema pancreaticum  o   Lung Flukes:  Paragonimus Westermani  •   Blood Flukes  o   Schistosomes  o   Other Schistosomes  o   Pathology  o   Diagnosis   TREMATODES  INTRODUCTION & TAXONOMY    TREMATODES  •   Flukes   •   Leaf-like in shape  •   Has incomplete alimentary canal and complex reproductive structures  o   Alimentary canal - digestive system  o   Incomplete alimentary canal due to absence of anus  o   Complex reproductive due to presence of testis, ovary, and uterus in single adult   •   Monoecious  - both male and female (hermaphroditic)  •   Infective stage : Metacercaria (larval stage)   o   For most trematodes except for order  Strigeiformes   •   Mode of transmission : Ingestion of the 2 nd  intermediate  host infected with Metacercaria  •   Has 3 hosts (2 Intermediates & 1 Definite)  •   Requires  2 Intermediate hosts :  o   1st Intermediate Host : Snail  o   2nd Intermediate Host : Fish, Crabs, Vegetation, Snail  •   Definitive Host : Man    •   Attach themselves to the host by means of  2 suckers   o   Oral sucker  o   Ventral sucker  (acetabulum)  o   3rd sucker  (Genital sucker - gonocytes)  –  Heterophyes  spp  LIFE CYCLE  •   Eggs  o   Has  Operculum   – lid-like structure  ▪   Opens if the larva inside the egg is already ready to hatch     •   Larva  (5 sub-stages):  o   Miracidium  - water  o   Sporocyst, Redia, Cercaria  - 1st Intermediate host  o   Metacercaria  - 2nd intermediate host  o   ‘ M y  S ister  R ent a  C ar for  M e’  •   Adults  o   Female : Oviparous or Oviviparous  LIVER, INTESTINAL, PANCREATIC, AND LUNG FLUKES  LIVER FLUKES: Fasciola Hepatica & Fasciola gigantica    Fasciola Hepatica  Fasciola gigantica  Common Name   Sheep Liver Fluke    Temperate Liver  Fluke  Giant Liver Fluke    Tropical Liver Fluke  Natural/Final  Host   Sheep  Local cattle,  herbivores  1 st  Intermediate  Host   Snails:  Lymnea philippinensis, Lymnea  auricularia rubiginosa  (snail)  2 nd  Intermediate  Host   Vegetation:  Ipomea obscura  (kangkong) &  Nasturtium officinale  (water cress)  Habitat   Liver parenchyma, (gall bladder)  Infective Stage   Metacercaria  Pathology   Fascioliasis (liver rot),   liver atrophy, halzoun  Laboratory  Diagnosis  Stool exam, liver biopsy, PCR  Drug of Choice   Bithionol, Triclabendazole  •   F. gigantica -  largest liver fluke   •   Man -  accidental host for  Fasciola  •   Stool exam  - due to transmission by ingestion   •   Liver biopsy  - due to tendency of  Fasciola  to affect liver    •   PCR -  detect genetic sequence of  Fasciola  LIFE CYCLE     

          •   Eggs become embryonated in water  •   Infective stage - 1 st  IH: Miracidia       Fasciola Hepatica  Fasciola gigantica  Adult  with cephalic cone which has well developed shoulder   Larger than F. hepatica, less developed shoulder, shorter cephalic cone      Larva  All stages are present EGG   Egg  Large, operculated, unembryonated, yellowish-brown egg (Hen’s egg shape)      PATHOLOGY  •   Human Fascioliasis   – Sheep Liver Rot  o   Acute or Invasive Phase  ▪   Larval migration and worm maturation in the hepatic tissues  ▪   May appear asymptomatic  ▪   Migration of fluke from the intestine to the liver  ▪   Flukes burrows through the liver parenchyma producing traumatic and necrotic lesions  o   Chronic phase  ▪   Period where fluke already reached the bile ducts  ▪   Adult flukes can cause obstruction and stimulates inflammation in the biliary epithelium which subsequently cause fibrosis.  ▪   Only diagnosed during surgery  o   Triad of Diagnostic Significance  ▪   Symptoms that are correlated with sheep liver rot  ▪   Sudden onset of fever  ▪   Hepatomegaly  - enlargement of liver  ▪   Marked eosinophilia  - increased eosinophils  •   “ Halzoun ” (Mararra)  o   Halzoun from Lebanon, Mararra from Sudan  o   Pharyngeal suffocation  o   suffocation as a result of temporary lodgment of the fluke in the pharynx  DIAGNOSIS  •   Stool Exam  (Direct Fecal Smear)  •   Recovery of adult worms  in duodenal contents and bile  o   Adults reside in liver  •   Liver Biopsy  •   Molecular methods  (PCR)  LIVER FLUKES: Clonorchis sinensis &   Opistorchis felineus    Clonorchis sinensis  Opistorchis felineus  Common  Name   Oriental Liver Fluke   Chinese Liver Fluke  Cat Liver Fluke  Siberia Liver Fluke  Notes   Most important liver  fluke of man   Possible carcinogen  First described by  McConnell    Clonorchis sinensis  Opistorchis felineus  * Opistorchis  viverrini   – Southeast  Asian liver fluke  Final Host   Man and other fish- eating vertebrae  Cats  1st  Intermediate  Host  Snails: Family  Parafossarulus,  Bulinus,  Semisulcospira,  Alocinma, Thiara,  Malanoides   Snails: Family  Bithynia   2nd  Intermediate  Host   Family  Cyprinidae   (Fishes)  Family  Cyprinidae   (Fishes)  Family  Cobitidae   (Fishes)  Habitat   Liver parenchyma (also in pancreatic duct  and gallbladder -  C. sinensis )  Infective Stage   Metacercaria  Pathology   Bile duct obstruction, Liver CA, and  gallbladder CA  Laboratory  Diagnosis   Stool exam, serologic tests, molecular tests  Drug Of  Choice   Praziquantel, Albendazole  •   CA -  carcinoma   LIFE CYCLE      Clonorchis sinensis   Opistorchis felineus   ADULT   Leaf-like with transparent tegument   Vitellaria (VT) found in the middle third of the body  Two large, highly branched  testes  (TE) arranged in  tandem  Lobate testes  arranged obliquely      EGG    •   Yellowish-brown, ovoid (Pitcher-shaped/Old-fashioned electric light buld-shaped)   •   Distinct convex operculum that fits to the thickened rim of the eggshell   •   Thick rim located around operculum (shoulders)   •   Small protuberance at the abopercular end   

          PATHOLOGY  •   Periductal fibrosis  o   Fatigue, weakness, weight loss, altered appetite   •   Gallbladder and Liver CA  o   Hepatocellular Carcinoma  o   Cholangiocarcinoma  o   Due to carcinogenic nature  •   Liver dysfunction  o   Clonorchis sinensis  o   Occurs on person severely infected over a long period of time  DIAGNOSIS   •   Stool Exam  (Direct Fecal Smear)  o   Detection of egg  •   Serologic test  (ELISA, EIA)  o   ELISA  - Enzyme-linked Immunosorbent Assay  o   EIA  - Enzyme Immunoassay  •   Molecular methods  (PCR)  LIVER FLUKES: Dicrocoelium dendriticum/lanceolata  •   Common Name : Lanceolate/Lancet Fluke  •   Habitat : Biliary passage of the liver  •   Final Host : Cattle/Sheep  o   Man - accidental host  •   1st IH : Snail ( Cochlicopa ,  Helix ,  Xerolenta ,  Zebrina )  •   2nd IH : Ants ( Formica fusca )  •   Infective stage : Metacercaria  •   Mode of Transmission : Ingestion of 2 nd  IH w/ Metacercaria  •   Egg : Brownish, thick-walled, operculated, embryonated  •   Adult : Lancet-shaped  •   Pathology : Cirrhosis/Fibrosis of the liver  •   Dicrocoelium hospes   – responsible for human infection  in West Africa  INTESTINAL FLUKES    Fasciolopsis  buski  Echinostoma  ilocanum  Heterophyes  heterophyes  Common  Name   Giant Intestinal  Fluke  Garrison’s Fluke  Von Siebold’s  Fluke  Notes   Largest fluke  parasitizing man  (in general)  Discovered by  Philip Garrison   among prisoners  of Bilibid Prison  in Manila, PH  •  Smallest  trematode of man   •  Deadliest  trematode  Final Host   Man  1st  intermediate  host  (Snails)   Segmentina,  Hippeutis   Gyraulus  convexiusculus;  Hippeutis  umbilicalis   Cerithidea,  Pirenella  2nd  intermediate  host   Vegetation  •  Water Caltrop  ( Trapa  bicorn is)  •  Water Chesnut  ( Eliocharis  tuberosa )   •  Kangkong/  Morning Glory ( Ipomea  obsc ura)  •  Lotus  ( Nymphaea  lotus )  Snail  •  Kuhol ( Pila  luzonic a)  •  Susong  pampang ( Vivipara  angularis )   Fishes  •  Balanak  –  Mugil  spp  •  Tilapia  –  Tilapia  spp   •  Kanduli  –  Arius   manilensis   •  Common in the  Philippines    Fasciolopsis  buski  Echinostoma  ilocanum  Heterophyes  heterophyes  •  Bamboo  shoots ( Zizania )   Habitat   Small Intestine  Infective Stage   Metacercaria  Pathology   Abdominal  discomfort,  Diarrhea,  Edema   Abdominal  discomfort,   Chronic mucous  diarrhea,   Eosinophilia   Abdominal pain,   Mucous  diarrhea,   Ulceration of  intestinal wall  Laboratory  Diagnosis   Stool Exam, Concentration techniques, Molecular  techniques (PCR)  Drug Of  Choice   Praziquantel  •   H. heterophyes  - deadliest because they may end up in  circulation that may transfer to heart, brain, & spinal cord   o   Once in the heart, can cause heterophyid myocarditis (account for 15% of fatal heart disease in the PH)   o   Transport to circulation through ulceration of intestinal wall   •   Concentration technique  - for recovery of eggs   LIFE CYCLE    Fasciolopsis buski   Echinostoma  ilocanum   Heterophyes  heterophyes   ADULT   Has simple intestinal ceca Two dentritic testes in tandem Branched ovaries  Circumoral disk with crown of spines (49-51 spines) surrounding the oral sucker  Has genital sucker surrounding the genital pore  *Has genital sucker (gonocyte) – 3rd sucker    EGG  Indistinguishable  from other fasciolid  eggs  Germ ball egg with  triangular  operculum  Old-fashioned light  bulb       PANCREATIC FLUKES: Eurytrema pancreaticum  •   Common Name : Pancreatic fluke  •   Habitat : Pancreatic ducts  •   Final Host : Cattle/Sheep  •   1st IH : Snail  •   2nd IH : Ants, Grasshoppers, Mantis, Crickets  •   Infective stage : Metacercaria  •   Mode of Transmission : Ingestion of 2 nd  IH w/ Metacercaria  •   Egg : Operculated, embryonated (same w/  D. dendriticum)   •   Adult : Ruffled margins  LUNG FLUKES: Paragonimus westermani  •   Common Name : Oriental Lung Fluke  •   Common in Sorsogon, Bicol  •   Habitat : Lungs  •   Final Host : Man  •   1st   IH:  Snail  o   Antemelania asperata  (formerly  Brotia asperata )  o   Antemelania dactylus 

          •   2nd IH : Crabs  o   Sundathelpusa philippina  (formerly  Parathelpusa  grapsoides )  •   Infective stage : Metacercaria  •   Mode of Transmission : Ingestion of 2 nd  IH w/ Metacercaria  •   Treatment : Praziquantel  LIFE CYCLE     ADULT  EGG  •   Coffee-bean shaped   •   Wavy or succulent  intestinal ceca   •   Thickened abopercular end   •   Flattened but prominent  operculum   •   Similar w/  Diphylobotrium latum         PATHOLOGY    •   Paragonimiasis  (Pulmonary distomiasis)  o   Chronic cough and hemoptysis (blood in sputum)  o   Present as symptoms of tuberculosis  •   Chronic bronchiectasis  •   Pleural fibrosis  •   Cutaneous Paragonimiasis  o   Slow moving nodular lesions in the subcutaneous tissues on the abdomen and chest  •   Cerebral Paragonimiasis  o   Most serious complication among man  o   Diplopia   – simultaneous perception of two images of  a single object ( pagkaduling)   o   Hemiparesis   – weakness of one side of the body  o   Homonymous hemianopsia   – condition where a  person sees only one side (either left or right)  o   Aphasia   – impairment of language (cannot speak,  read or write)  o   Headache, Seizures, Blurring of Vision  DIAGNOSIS  •   Sputum examination  o   Ova + Charcot-Leyden crystals (eosinophil degradation products)  •   Stool exam  (DFS)  o   Infected individual (children) may ingest infected sputum which may pass through the digestive system  •   Chest X-ray  •   Serodiagnostics  (ELISA, IB)  o   IB -  immunoblot  •   Molecular tests  (PCR)  BLOOD FLUKES  Schistosomes  •   Elongated/cylindrical   •   Dioecious  - adult can only be male or female, not both   •   Only  one Intermediate host : Snail   •   Definitive Host : Man  •   Infective stage :   o   Miracidia  - infect snail (IH)  o   Cercaria  - fork-tailed cercaria; for definitive host  •   Mode of transmission : Skin penetration of cercaria  •   Adults :   o   Always in copula (perpetual copulation)   ▪   The most romantic parasites  o   Female : Oviviparous   o   Male : have gynecophoral canal/grooves   ▪   Gynecophoral canal - where female is held  •   Eggs : non-operculated   •   Larva : No Redia and Metacercaria   o   Miracidia  →  Sporocyst  →  Cercaria  •   Habitat :   o   ADULT : Blood Vessels  ▪   Ingests RBCs  ▪   Contains proteases such as hemoglobinase (breaks down hemoglobin)    Schistosoma  japonicum   Schistosoma  mansoni   Schistosoma  haematobium  Common  Name   Oriental Blood  Fluke   Mansoni Blood  Fluke   Vesical Blood  Fluke  Notes   Common in  Mindoro, Leyte,  Sorsogon,  Mindanao  Smallest among  blood flukes   First reported by  Theodore Bilharz   Common in Nile  River Valley  Final Host   Man  1st  intermediate  host  (Snails)   Oncomelania  hupensis  quadrasi  Biomphalaria  spp.,   Australorbis  spp.,   Tropicorbis spp.   Planorbis spp.   Bulinus spp.   Physopsis spp.   Biomphalaria  spp.  Habitat   Superior  mesenteric vein   Inferior  mesenteric vein  Colon/rectum   Vesical,  prostatic, uterine venous plexuses  Urinary Bladder  Infective Stage   Cercaria (forked tail)  Mode of  Transmission   Skin penetration  Pathology   Katayama  Disease, Snail  fever, Oriental  Schistosomiasis,  Swamp fever   Intestinal  Bilharziasis   Urinary  Bilharziasis,  Egyptian  hematuria,  Bloody Urine  Laboratory  Diagnosis   Stool examination,   rectal biopsy specimen   Concentrated  urine specimen  Drug of  Choice   Praziquantel; Metrifonate (Bilarcil)  – alternative   for  S. HaematobiumI  (for resistance)  •   Stool exam  - due to presence in mesenteric veins  

          •   Conc. urine specimen exam  - from 24 hour urine sample  (patient collect voided urine within 24 hour span)     LIFE CYCLE    •   When cercaria penetrates skin, it loses its tail   •   Schistosomule  - tail-less cercacia     Schistosoma  japonicum   Schistosoma  mansoni   Schistosoma  haematobium   ADULT    EGG  •   3000 eggs/day   •  With knob-like or  curved hook of protuberance on one-side ( Lateral  knob )   •  Smallest egg of  all schistosoma  •   100-300 eggs/day   •   Light yellowish  brown with  large  lateral spine  on  one side (rose-thorn appearance)  Large, prominent  terminal spine         •   Adults are not diagnostically important  OTHER SCHISTOSOMES  •   Schistosoma mekongi  o   Discovered in Mekong River  o   Eggs resembles egg of  S. japonicum , but smaller  o   Adults reside in small intestine venules   •   Schistosoma intercalatum  o   Eggs resemble egg of  S. haematobium  but with  equatorial/central bulge  o   Adults reside in colon venules (large intestine)  o   Can be found in stool sample  PATHOLOGY  •   Swimmer’s itch/Gulf-coast itch/Cercarial itch, Clam digger’s itch  o   Dermatitis with pruritus at the site of cercarial penetration   •   Katayama disease/Katayama Fever/Snail Fever  o   systemic hypersensitivity reaction to schistosomulum migrating through tissue (can move to intestinal, hepatosplenic, pulmonary, cerebral tissues)  •   Intestinal schistosomiasis   – eggs are deposited in the  intestinal mucosa triggering granuloma formation (obstruction of intestinal tract)  •   Hepatosplenic schistosomiasis   – the most serious  consequence of chronic schistosomiasis  o   Hepatomegaly, Ascites, Portal Hypertension and development of collateral circulation  •   Pulmonary schistosomiasis   – larval migration to lungs  o   Wheezing and coughing  o   Can lead to  cor pulmonale  - right-sided heart  enlargement  •   Cerebral schistosomiasis   – motor and sensory  disturbances  •   For S. haematobium  o   Urinary Schistosomiasis   – “sandy patches” in the  lower urinary tract  o   Female Genital Schistosomiasis   – associated with  presence of eggs in the cervix, vagina and/or vulva  o   Obstructive uropathy   – due to deposition of eggs in  the ureter wall obstruction urinary flow  o   Bladder Calcification   – calcium deposition around  schistosome eggs in the urinary bladder  ▪   “Fetal head” sign in abdominal X-ray  o   Bladder Carcinoma  - most prevalent among  Egyptians  ▪   May be due to continuous exposure to carcinogens secondary to bacterial infections (N-nitroso compounds)  •   *Picture taken by Dr. Belizario de Leon, well known parasitologist in the Philippines  DIAGNOSIS  •   For S. japonicum and S. mansoni  o   Stool examination  o   Rectal biopsy  - common for  S. mansoni  o   Sedimentation techniques  - for heavy eggs   o   Faust- Meleney’s Egg Hatching Technique  o   Circumoval Precipitin   Test  (COPT)  ▪   Definitive test for Schistosomiasis  ▪   Demonstrates “bleb formation”  ▪   Specimen : Serum (to detect antibodies)  ▪   Reagent : Lyophilized (powdered) eggs from  rabbits  o   Cercarial Hullen Reaction  ▪   Demonstrates shrinking of cercaria  ▪   Specimen : Serum  •   May contain antibodies against  Schistosoma   ▪   Reagent : Lyophilized cercaria  ▪   Shrinking of cercaria = presence of antibodies  •   For S. haematobium  o   Urine examination  o   Preferred specimen : 24-hour unpreserved urine  o   Optimized recovery in urine : between noon and  2:00 PM