8/3/2019 A Mi Bias Is

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C L I N I C A L M I C R O B I O L O G Y R E V I E W S , O c t . 1 9 9 2 , p . 3 5 6 - 3 6 90 8 9 3 - 8 5 1 2 / 9 2 / 0 4 0 3 5 6 - 1 4 $ 0 2 . 0 0 / 0C o p y r i g h t 1 9 9 2 , A m e r i c a n S o c i e t y f o r M i c r o b i o l o g y

A m e b i a s i sDAVID A . BRUCKNER

D e p a r t m e n t o f P a t h o l o g y a n d L a b o r a t o r y M e d i c i n e , UCLA M e d i c a l C e n t e r ,L o s A n g e l e s , C a l i f o r n i a 9 0 0 2 4 - 1 7 1 3INTRODUCTION ................. 3 5 6EPIDEMIOLOGY.................5 6L I F E CYCLE............o357Trophozoite.357Precyst...................357C y s t .............. 3 5 7M e t a c y s t.................5 8M e t a c y s t i cTrophozoite..........358PATHOGENICITY AS DETERMINED BY Z Y M O D E M E S . . . . . . . . . . . . . . . . . . ........0358PATHOGENESIS AND PATHOLOGY............................. . . . . . o . o o o o . o o 3 6 0A s y m p t o m a t i c I n f e c t i o n............... . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0 0 0 . . . o . . . 3 6 1S y m p t o m a t i cInfection..361DIAGNOSIS .....362THERAPY............................... . . . . . . . . . . . .6 4A s y m p t o m a t i cPatients.364S y m p t o m a t i c Patients............................... 3 6 4E x t r a i n t e s t i n a l D i s e a s e..................... ....... . . o o o o o o o . . o o o o . 3 6 4F o l l o w - U p ................................ . . . . . . . . . . o 3 6 4SUMMARY AND FUTUREDIRECTIONS.364REFERENCES......................6 5

INTRODUCTIONE n t a m o e b a h i s t o l y t i c a i s one o f s i x p a r a s i t i c a m e b a e o f t h e

genus E n t a m o e b a t h a t are known t o i n f e c t humans ( 2 4 , 3 8 ) .E n t a m o e b a c o l i , E . g i n g i v a l i s , E . m o s h k o v s k i i , a n d E . h a r t -m a n n i are n o t a s s o c i a t e d w i t h p a t h o l o g i c s e q u e l a e , b u t E .p o l e c k h a n d E . h i s t o l y t i c a a r e . L 6 s c h i n 1 8 7 5 was t h e f i r s t t od e s c r i b e t h e t r o p h o z o i t e f o r m o f E . h i s t o l y t i c a a n d t h ep a t h o l o g y a s s o c i a t e d w i t h t h e i n f e c t i o n i n a p a t i e n t f r o m S t .P e t e r s b u r g , R u s s i a . A l t h o u g h L o s c h was a b l e t o i n f e c t a d o gw i t h o r g a n i s m s o b t a i n e d f r o m t h e p a t i e n t , h e was n o t a b l e t om i m i c t h e d i s e a s e p r o d u c e d i n h u m a n s a n d f a i l e d t o recog-n i z e t h e r e l a t i o n s h i p ( 5 9 ) . C o u n c i l m a n a n d L a F l e u r ( 2 6 ) , i n ac l a s s i c m o n o g r a p h , d e s c r i b e d t h e c l i n i c a l a n d p a t h o l o g i c a le v i d e n c e o f t h e a s so c i at i o n o f E . h i s t o l y t i c a w i t h d y s e n t e r ya n d l i v e r a b s c e s s e s . Q u i n c k e a n d R o o s i n 1 8 9 3 d e s c r i b e d t h ec y s t f o r m , a n d S c h a u d i n n i n 1 9 0 3 named E . h i s t o l y t i c a a n dd i f f e r e n t i a t e d i t f r o m E . c o l i ( 5 9 ) . E a r l y l i t e r a t u r e u s e d t h egenus names Endamoeba a n d Entamoeba t o d e s c r i b e E .h i s t o l y t i c a . I n 1 9 5 4 , t h e I n t e r n a t i o n a l C o m m i s s i o n on Z o o -l o g i c a l N o m e n c l a t u r e r u l e d t h a t E . c o l i was t o b e t h e t y p es p e c i e s a n d t h a t Entamoeba was t o b e u s e d i n p l a c e o fEndamoeba t o d e s c r i b e E . h i s t o l y t i c a .W a l k e r a n d S e l l a r d s ( 1 5 4 ) u s e d p r i s o n e r s i n t h e P h i l i p p i n e st o carry o u t c o n t r o l l e d e x p e r i m e n t s w i t h E . h i s t o l y t i c a . T h e yn o t e d t h a t ( i ) t r a n s m i s s i o n was most l i k e l y a c c o m p l i s h e d b yc y s t s , n o t t r o p h o z o i t e s ; ( i i ) a s y m p t o m a t i c c a r r i e r s werep r o b a b l y r e s e r v o i r s a n d r e s p o n s i b l e f o r t r a n s m i s s i o n ; ( i i i )t h e r e were d i f f e r e n c e s b e t w e e n i n d i v i d u a l s ' d i s e a s e r i s k ; a n d( i v ) t h e r e were d i f f e r e n c e s i n o r g a n i s m s t r a i n v i r u l e n c e .Boeck a n d D r b o h l a v ( 1 1 ) were t h e f i r s t t o s u c c e s s f u l l yc u l t i v a t e E . h i s t o l y t i c a b y u s i n g L o c k e ' s egg serum m e d i u m .O t h e r m e d i a f r e q u e n t l y u s e d t o c u l t u r e p a t h o g e n i c s t r a i n si n c l u d e t h o s e d e s c r i b e d b y R o b i n s o n ( 1 2 3 ) , B a l a m u t h ( 3 ) ,a n d J o n e s ( 5 4 ) ; h o w e v e r , t h e f i r s t a x e n i c c u l t i v a t i o n was

a c c o m p l i s h e d b y Diamond ( 3 2 , 3 3 ) . C u l t u r e t e c h n i q u e s h a v eg r e a t l y a i d e d o ur u n d e r s t a n d i n g o f E . h i s t o l y t i c a s t r a i n s a n dt h e i r v i r u l e n c e d i f f e r e n c e s i n i n f e c t e d h u m a n s .T h e u n c l e a r p a t h o g e n i c s t a t u s o f E . h i s t o l y t i c a was n o t e de a r l y i n t h e l i t e r a t u r e w i t h t h e t e r m i n o l o g y " s m a l l a n d l a r g er a c e " E . h i s t o l y t i c a . B u r r o w s ( 1 9 , 2 0 ) r e n a m e d t h e s m a l lrace E . h a r t m a n n i on t h e b a s i s o f m o r p h o l o g i c a l c r i t e r i a .A l t h o u g h c l i n i c a l symptoms a n d p a t h o l o g i c a l s e q u e l a e wereknown t o vary c o n s i d e r a b l y i n areas w h e r e E . h i s t o l y t i c ai n f e c t i o n was e n d e m i c , i t was n o t u n t i l r e p o r t s o f i n f e c t i o n si n h o m o s e x u a l s a p p e a r e d t h a t t h e s t a t u s o f n o n v i r u l e n t a n dv i r u l e n t s t r a i n s t o o k on r e n e w e d s i g n i f i c a n c e ( 4 4 ) .

EPIDEMIOLOGYE . h i s t o l y t i c a i n f e c t i o n s o c c ur w o r l d w i d e b u t ar e morep r e v a l e n t i n t h e t r o p i c s . I t h a s b e e n e s t i m a t e d t h a t approx-i m a t e l y 4 8 0 m i l l i o n p e o p l e , or 12% o f t h e w o r l d ' s p o p u l a t i o n ,

are i n f e c t e d a n d t h a t a n n u a l m o r t a l i t y i s 4 0 , 0 0 0 t o 1 1 0 , 0 0 0persons ( 4 5 ) . Th e p r e v a l e n c e o f t h e i n f e c t i o n d i f f e r s f r o m o nearea t o a n o t h e r , as d o e s t h e s e v e r i t y o f d i s e a s e f r o m p a t i e n tt o p a t i e n t . D i f f e r e n c e s i n p r e v a l e n c e f i g u r e s o f t e n d e p e n d ont h e d e t ec t i o n m e t h o d s u s e d a n d t h e number o f f e c a l e x a m i -n a t i o n s d o n e . About 10% o f t h o s e i n f e c t e d every year h a v ec l i n i c a l symptoms ( 1 5 5 ) . Of t h e a p p r o x i m a t e l y 4 8 m i l l i o npersons w i t h c l i n i c a l s y m p t o m s , 8 0 t o 98% h a v e symptomsr e l a t e d t o t h e i n t e s t i n a l mucosa ( d i a r r h e a or d y s e n t e r y ) ;h o w e v e r , i n o n l y 2 t o 20% o f t h e p o p u l a t i o n w i t h c l i n i c a lsymptoms d o amebae i n v a d e b e y o n d t h e i n t e s t i n a l m u c o s a .E v i d e n c e o f recurrence o f i n v a s i v e c o l i t i s o r a m e b i c a b s c e s si s u n u s u a l . DeLeon ( 2 7 ) m o n i t o r e d more t h a n 1 , 0 0 0 p a t i e n t sw i t h a m e b i c l i v e r a b s c e s s f o r 5 years a n d f o u n d a recurrencer a t e o f 0 . 2 9 % .Humans are t h e m a j o r r e s e r v o i r o f i n f e c t i o n w i t h E .h i s t o l y t i c a , a l t h o u g h n a t u r a l i n f e c t i o n s i n macaque m o n k e y s

3 5 6

V o l . 5 , N o . 4

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AMEBIASIS 3 5 7TABLE 1 . C h a r a c t e r i s t i c s o f E . h i s t o l y t i c a i n p e r m a n e n t l y s t a i n e d s m e a r s

C h a r a c t e r i s t i c T r o p h o z o i t e C y s tS i z e ( d i a m o r l e n g t h ) a 1 0 - 6 0 , u m ; u s u a l r a n g e , 1 3 - 2 0 p . m 8 . 5 - 1 9 A t m ; u s u a l r a n g e , 1 1 - 1 4 p . mS h a p e I n we t p r e p a r a t i o n , h y a l i n e , f i n g e r l i k e U s u a l l y s p h e r i c a lp s e u d o p o d i a ; m o t i l i t y m ay b e r a p i dN u c l e u s ( n o . a n d v i s i b i l i t y ) 1 ; d i f f i c u l t t o s e e i n u n s t a i n e d p r e p a r a t i o n s M a t u r e c y s t , 4 ; i m m a t u r e c y s t , 1 o r 2P e r i p h e r a l c h r o m a t i n F i n e g r a n u l e s , u n i f o r m i n s i z e a n d u s u a l l y P e r i p h e r a l c h r o m a t i n p r e s e n t ; f i n e , u n i f o r me v e n l y d i s t r i b u t e d ; m ay a p p e a r b e a d e d g r a n u l e s e v e n l y d i s t r i b u t e dK a r y o s o m e S m a l l , u s u a l l y c o m p a c t ; c e n t r a l l y l o c a t e d b u t S m a l l , c o m p a c t ; u s u a l l y c e n t r a l l y l o c a t e d b u tm ay b e e c c e n t r i c o c c a s i o n a l l y e c c e n t r i cC y t o p l a s m F i n e l y g r a n u l a r , " g r o u n d g l a s s " a p p e a r a n c e F i n e l y g r a n u l a rI n c l u s i o n s N o n i n v a s i v e o r g a n i s m s m ay c o n t a i n b a c t e r i a ; C h r o m a t o i d a l b o d i e s m ay b e p r e s e n t ; u s u a l l yp r e s e n c e o f e r y t h r o c y t es d i a g n o s t i c e l o n g a t e , b l u n t , r o u n d e d , s m o o t h e d g e s , m ay b er o u n d o r o v a l ; t h e more m a t u r e t h e c y s t , t h el e s s c h a n c e c h r o m a t o i d a l b o d i e s w i l l b e p r e s e n t

a T h e o r g a n i s m s w i l l b e t o 1 . 5 p m l a r g e r i n w e t p r e p a r a t i o n s t h a n o r g a n i s m s o n p e r m a n e n t l y s t a i n e d s m e a r s .

a n d p i g s h a v e b e e n r e p o r t e d ( 5 0 ) . I n g e s t i o n o f f o o d a n d d r i n kc o n t a m i n a t e d w i t h E . h i s t o l y t i c a c y s t s f r o m human f e c e s a n dd i r e c t f e c a l - o r a l c o n t a c t a r e t h e m o s t c o m m o n means o fi n f e c t i o n . T r a n s m i s s i o n o f E . h i s t o l y t i c a b y w a t e r i s co m m oni n T h i r d W o r l d c o u n t r i e s , w h e r e much o f t h e w a t e r s u p p l yf o r d r i n k i n g i s u n t r e a t e d . T h e u s e o f h u m a n f e c e s f o rf e r t i l i z e r i s a l s o a n i m p o r t a n t s o u r c e o f i n f e c t i o n ( 8 1 ) . O n l yt h e c y s t s a r e i n f e c t i v e , a n d m o s t c a s e s o r i g i n a t e f r o m a s y m p -t o m a t i c human c a r r i e r s wh o a r e c y s t p a s s e r s . T h e f a c t t h a tb o t h p a t h o g e n i c a n d n o n p a t h o g e n i c i s o l a t e s c a n p r o d u c ec y s t s m ay h e l p e x p l a i n t h e p r o p e n s i t y f o r f a m i l y c l u s t e r i n g i nt h e t r a n s m i s s i o n o f t h i s o r g a n i s m ( 4 1 ) . D e p e n d i n g on e n v i -r o n m e n t a l c o n d i t i o n s , c y s t s m ay r e m a i n v i a b l e f o r a s l o n g a s3 m o n t h s . V i a b l e c y s t s i n w a t e r c a n b e d e s t r o y e d b y h y p e r -c h l o r i n a t i o n o r i o d i n a t i o n ( 5 7 , 8 1 ) .R e c o g n i z e d h i g h - r i s k g r o u p s i n c l u d e t r a v e l e r s , i m m i -g r a n t s , m i g r a n t w o r k e r s , i m m u n o c o m p r o m i s e d i n d i v i d u a l s ,i n d i v i d u a l s i n m e n t a l i n s t i t u t i o n s , a n d s e x u a l l y a c t i v e m a l eh o m o s e x u a l s . E . h i s t o l y t i c a h a s b e e n f o u n d i n a s many a s3 2 % o f h o m o s e x u a l m en i n N o r t h A m e r i c a ( 1 ) . O f s p e c i a li n t e r e s t i s t h e r a r i t y o f i n v a s i v e d i s e a s e i n h o m o s e x u a l m ena n d i n p a t i e n t s w i t h AIDS a n d A I D S - r e l a t e d c o m p l e x .A l m o s t a l l t h e s t r a i n s o f E . h i s t o l y t i c a i s o l a t e d f r o m humani m m u n o d e f i c i e n c y v i r u s - p o s i t i v e a n d h o m o s e x u a l p o p u l a -t i o n s h a v e , t h r o u g h i s o e n z y m e a n a l y s i s , b e e n c l a s s i f i e d a sn o n p a t h o g e n i c ( 1 , 1 8 , 4 4 , 1 5 7 ) . Human i m m u n o d e f i c i e n c yv i r u s t y p e 1 a n t i g e n s , p o s s i b l y r e s u l t i n g f r o m p h a g o c y t o s i so f i n f e c t e d h o s t c e l l s , h a v e b e e n d e t e c t e d w i t h i n E . h i s t o l y t -i c a ; h o w e v e r , t r a n s mi s s i o n o f human i m m u n o d e f i c i e n c yv i r u s t y p e 1 f r o m E . h i s t o l y t i c a t o human c e l l s i s n o t p o s s i b l e( 1 7 ) . T h e r i s k f a c t o r s c o n t r i b u t i n g t o p r e d i s p o s i t i o n t o i n f e c -t i o n a n d t h e f a c t o r s c o n t r i b u t i n g t o i n c r e a s e d s e v e r i t y o fd i s e a s e a r e p r i m a r i l y s p e c u l a t i v e a t p r e s e n t . T h e r e a r e a f e wp u b l i c a t i o n s c o n c e r n i n g w h e t h e r i n d i v i d u a l s a r e morer e a d i l y c o l o n i z e d b y n o n p a t h o g e n i c o r p a t h o g e n i c i s o l a t e s o rw h e t h e r t h e r e a r e v i r u l e n c e d i f f e r e n c e s i n p a t h o g e n i c i s o -l a t e s ( 3 4 , 5 8 , 9 5 , 9 7 , 9 8 , 1 2 4 ) . E v i d e n c e s u p p o r t s t h e v i e wt h a t t h e r e a r e two m o r p h o l o g i c a l l y i d e n t i c a l f o r m s o f E .h i s t o l y t i c a , o n e n o n p a t h o g e n i c a n d t h e o t h e r p a t h o g e n i c .T h i s i n f o r m a t i o n w i l l b e d i s c u s s e d i n t h e s e c t i o n s o n p a t h o -g e n i c i t y a s d e t e r m i n e d b y z y m o d e m e s a n d p a t h o g e n e s i s .

L I F E CYCLEThe l i f e c y c l e o f E . h i s t o l y t i c a was e x t e ns i v e l y d e s c r i b e db y D o b e l l ( 3 5 ) a n d i n c l u d e s t r o p h o z o i t e , p r e c y s t , c y s t ,

m e t a c y s t , a n d m e t a c y s t i c t r o p h o z o i t e s t a g e s . L u s h b a u g h

a n d M i l l e r ( 7 5 ) h a v e r e v i e w e d t h e u l t r a s t r u c t u r e o f E .h i s t o l y t i c a o b t a i n e d b y s c a n n i n g a n d t r a n s m i s s i o n e l e c t r o nm i c r o s c o p y .T r o p h o z o i t e

T r o p h o z o i t e s v a r y i n s i z e f r o m 1 2 t o 6 0 , u m i n d i a m e t e r ,w i t h l a r g e r f o r m s f o u n d i n t i s s u e a n d s m a l l e r f o r m s f o u n d i na s y m p t o m a t i c c a r r i e r s ( 4 5 ) . T h e l a r g e t i s s u e f o r m s m ayr e s u l t f r o m i n c r e a s e d c e l l u l a r a c t i v i t y , a s s h o w n b y i n c r e a s e si n t h e DNA a n d RNA c o n t e n t o f t h e a m e b a e ( 5 1 , 7 7 ) .D e p e n d i n g on e n v i r o n m e n t a l c o n d i t i o n s , m o t i l i t y a n dp s e u d o p o d f o r m a t i o n a r e r a p i d a n d u n i d i r e c t i o n a l . H o w e v e r ,movement r a r e l y o c c u r s i n a s t r a i g h t l i n e . T h e e c t o p l a s m i sc l e a r , a n d t h e e n d o p l a s m i s g r a n u l a r a n d m ay c o n t a i nb a c t e r i a a n d/ o r e r y t h r o c y t e s i n v a r i o u s s t a g e s o f d i g e s t i o n .On p e r m a n e n t s t a i n e d s l i d e s , t h e t r o p h o z o i t e n u c l e u s i ss p h e r i c a l a n d o n e - f i f t h t o o n e - s i x t h t h e s i z e o f t h e t r o p h o z o -i t e . T h e i n n e r s u r f a c e o f t h e n u c l e a r m e m b r a n e i s e v e n l yl i n e d w i t h a r i m o f d e l i c a t e c h r o m a t i n . A s m a l l , c o m p a c tk a r y o s o m e i s g e n e r a l l y l o c a t e d n e a r t h e c e n t e r o f t h e n u -c l e u s . On p e r m a n e n t s t a i n e d s m e a r s , t h e o r g a n i s m s i z e m ayb e r e d u c e d b y 1 t o 1 . 5 , u m b e c a u s e o f s h r i n k a g e b y t h es t a i n i n g r e a g e n t s ( 3 8 ) ( T a b l e 1 ) .

P r e c y s tI n t h e p r e c y s t s t a g e , t h e t r o p h o z o i t e b e c o m e s a p p r o x i -m a t e l y t h e same s i z e a s t h e c y s t . T h e c y t o p l a s m i s c l e a r ed o fa l l f o o d i n c l u s i o n s b u t u s u a l ly c o n t a i n s d i f f u s e g l y c o g e nd e p o s i t s a n d o c c a s i o n a l c h r o m a t o i d b o d i e s . T h e c h r o m a t o i db o d y i s c o m p o s e d o f r i b o s o m e s ; h o w e v e r , i t s f u n c t i o n a l r o l e

i s u n c e r t a i n ( 6 8 , 8 1 , 1 1 1 ) . T h e p r e c y s t i c f o r m i s u n i n u c l e a t e ,a n d t h e e n l a r g e d n u c l e u s c o n t a i n s a k a r y o s o m e t h a t i s m o r eo r l e s s e c c e n t r i c .C y s t

A c y s t w a l l d e v e l o p s a r o u n d t h e p r e c y s t i c f o r m , a n d t h es i n g l e n u c l e u s d i v i d e s t o f o r m t h e m a t u r e q u a d r i n u c l e a t es t a g e . G e n e r a l l y , g l y c o g e n a n d c h r o m a t o i d a l m a t e r i a l d i s a p -p e a r a s t h e c y s t m a t u r e s . O n c e i m m a t u r e c y s t s a r e c o o l e d t oroom t e m p e r a t u r e , t h e y c e a s e t o d e v e l o p , a n d a l l t h e s i n g l e -a n d d o u b l e - n u c l e a t e d c y s t s d e g e n e r a t e a n d d i e ( 3 5 ) . Onp e r m a n e n t s t a i n e d s l i d e s , c y s t s r a n g e s f r o m 8 . 5 t o 1 9 p . m i nd i a m e t e r . A g a i n b e c a u s e o f s h r i n k a g e c a u s e d b y t h e d e h y -d r a t i o n r e a g e n t s , c y s t s m ay b e 1 t o 1 . 5 p . m s m a l l e r t h a no r g a n i s m s s e e n o n wet p r e p a r a t i o n s . T h e y a r e u s u a l l y s p h e r -

V O L . 5 , 1 9 9 2

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3/14

C L I N . M I C R O B I O L . R E V .

I-HK _O r i g i n

MEOrig inI

_ _ _ __ _ _ _

- m - - mm m m -- m - - m___ - m m m_ _ _ _------------------mmm ---m

16G P I s _O r i g i n

- -_ m m m _I- mmmmmminm _ _- m m - -_ _ _ _ _

16PG M z iO r i g i n aZ y m o d e m e

la --e

_ _- _ _ __ _ _ _ _ __ = x x2 > 5 , > , X X X X X X R

F I G . 1 . Zymodemes o f E . h i s t o l y t i c a i d e n t i f i e d b y u s i n g G P I ( E C 5 . 3 . 1 . 9 ) , L - m a l a t e : N A D P + o x i d o r e d u c t a s e ( M E ; o x a l o a c e t a t ed e c a r b o x y l a t i n g ) ( E C 1 . 1 . 1 . 4 . 0 ) , PGM ( E C 2 . 7 . 5 . 1 ) , a n d HK ( E C 2 . 7 . 1 . 1 ) . ( A da p t e d f r o m r e f e r e n c e 1 3 1 w i t h p e r m i s s i o n o f t h e p u b l i s h e r . )P a t h o g e n i c z y m o d e m e s i n c l u d e I I , I I a l p h a , V I , V I I , X I , X I I , X I I I , X I V , X I X , a n d XX. N o n p a t h o g e n i c z y m o d e m e s i n c l u d e I , I I I , I I I a l p h a ,I V , V , V I I I , I X , X , XV, X V I , X V I I , X V I I I , a n d ( n o t s h o w n ) X X I .i c a l a n d c o n t a i n f o u r n u c l e i . T h e n u c l e a r m e m b r a n e i su n i f o r m l y l i n e d w i t h p e r i p h e r a l c h r o m a t i n . T h e k a r y o s o m e i ss m a l l a n d u s u a l l y c e n t r a l l y l o c a t e d w i t h i n t h e n u c l e u s .

M e t a c y s tD u r i n g t h e p r o c e s s o f e x c y s t a t i o n , t h e e n c y s t e d a m e b ac o n t a i n i n g f o u r n u c l e i b e c o m e s v e r y a c t i v e , s e p a r a t i n g f r o mt h e c y s t w a l l . T h e q u a d r i n u c l e a t e a m e b a e s c a p e s f r o m t h ec y s t w a l l t h r o u g h a t i n y p o r e , a n d t h e n u c l e i c l u m p t o g e t h e r .

M e t a c y s t i c T r o p h o z o i t eO u t s i d e t h e c y s t , t h e n u c l e i w i t h i n t h e q u a d r i n u c l e a t ea m e b a b e g i n t o s e p a r a t e f r o m t h e s u r r o u n d i n g c y t o p l a s m a n du n d e r g o d i v i s i o n t o f o r m e i g h t u n i n u c l e a t e m e t a c y s t i c t r o -p h o z o i t e s . T h e r e s u l t i n g t r o p h o z o i t e s a r e a l w a y s s m a l l e r ( 8, u m ) t h a n t h e t r o p h o z o i t e s s e e n i n t h e b o w e l o f a n i n f e c t e dh u m a n . T h e m e t a c y s t i c t r o p h o z o i t e s c o n t i n u e t o f e e d a n dg r o w , f i n a l l y a c h i e v i n g t h e s i z e n o r m a l l y a s s o c i a t e d w i t h t h et r o p h o z o i t e ( T a b l e 1 ) .

P A T H O G E N I C I T Y AS DETERMINED BY ZYMODEMESI n 1 9 2 5 , t h e p a t h o g e n i c n a t u r e o f E . h i s t o l y t i c a wasq u e s t i o n e d b y B r u m p t , wh o t h o u g h t t h a t t h e r e w e r e t w om o r p h o l o g i c a l l y s i m i l a r s t r a i n s o f E . h i s t o l y t i c a , o n e p a t h o -g e n i c a n d t h e o t h e r n o n p a t h o g e n i c ( c i t e d i n r e f e r e n c e 4 3 ) .A c c o r d i n g t o e p i d e m i o l o g i c a l s t u d i e s , o n l y 10% o f t h ew o r l d ' s p o p u l a t i o n a n d a f e w h o m o s e x u a l m a l e s a n d AIDSp a t i e n t s i n f e c t e d w i t h E . h i s t o l y t i c a d e v e l o p d i s e a s e ( 4 5 , 6 8 a ,1 5 7 ) . One e x p l a n a t i o n f o r t h i s p e r c e n t a g e i s t h a t m o s t p e o p l ea r e i n f e c t e d w i t h n o n p a t h o g e n i c s t r a i n s ( 4 3 ) . R e e v e s a n dB i s c h o f f ( 1 2 2 ) w e r e t h e f i r s t i n v e s t i g a t o r s t o u s e e n z y m ee l e c t r o p h o r e s i s t o d i f f e r e n t i a t e " t y p i c a l " f r o m " a t y p i c a l " E .h i s t o l y t i c a . T y p i c a l E . h i s t o l y t i c a w e r e t h o s e o r g a n i s m s ,

i n c l u d i n g t h o s e a s s o c i a t e d w i t h human d i s e a s e , r e q u i r i n g

c u l t u r e t e m p e r a t u r e s o f 3 3 t o 3 9 C , w h e r e a s a t y p i c a l E .h i s t o l y t i c a o r g a n i s m s c o u l d a d a p t t o l o w e r t e m p e r a t u r e s .T h i s c o n c e p t was f u r t h e r e x p l o r e d b y S a r g e a u n t a n d a s s o c i -a t e s i n a s e r i e s o f s t u d i e s d e s i g n e d t o d i f f e r e n t i a t e E .h i s t o l y t i c a f r o m o t h e r i n t e s t i n a l a m e b a e a n d t o d i s t i n g u i s hp a t h o g e n i c s t r a i n s ( 3 6 , 1 3 4 - 1 3 8 ) .A zymodeme i s d e f i n e d a s a p o p u l a t i o n o f a m e b a e i nw h i c h t h e e l e c t r o p h o r e t i c m o b i l i t i e s o f s p e c i f i c e n z y m e sd i f f e r f r o m t h o s e i n s i m i l a r p o p u l a t i o n s . T h e e n z y m e s u s e dt o c l a s s i f y E . h i s t o l y t i c a i n c l u d e g l u c o s e p h o s p h a t e i s o m e r -a s e ( G P I ) , h e x o k i n a s e ( H K ) , L - m a l a t e : N A D P + o x i d o r e d u c -t a s e , a n d p h o s p h o g l u c o m u t a s e ( P G M ) ( F i g . 1 , T a b l e 2 ) .Zymodeme a n a l y s i s i s p e r f o r m e d b y o b s e r v i n g t h e m i g r a t i o np a t t e r n o f i s o e n z y m e b a n d s o n a t h i n - l a y e r s t a r c h g e l o r i np o l y a c r y l a m i d e g e l e l e c t r o p h o r e s i s ( 6 3 , 8 2 ) . O n l y o n e b a n d i sf o u n d w i t h L - m a l a t e : N A D P + o x i d o r e d u c t a s e , w h e r e a s G P Ia n d PGM s h o w m u l t i p l e b a n d s t h a t a r e l a b e l e d a t h r o u g h B .B l a n c a n d S a r g e a u n t ( 1 0 ) h a v e s h o w n t h a t t h e c o n c e n t r a t i o no f s t a r c h i n t h e g r o w t h m e d i u m c a n i n f l u e n c e t h e a p p e a r a n c eo f z y m o d e m e p a t t e r n s . E x p r e s s i o n o f y a n d 8 b a n d s o f G P Ia n d PGM was o b s e r v e d more o f t e n when h i g h e r c o n c e n t r a -t i o n s o f s t a r c h w e r e p r e s e n t i n t h e c u l t u r e m e d i a . HK i sc h a r a c t e r i z e d b y t w o b a n d s , o n e m i g r a t i n g s l o w l y a n d t h eo t h e r m i g r a t i n g f a s t e r . P a t h o g e n i c i t y i s a s s o c i a t e d w i t h t h ep r e s e n c e o f a f a s t - m i g r a t i n g HK b a n d , a PGM I b a n d , a n dn o PGM a b a n d . T h e o n l y known e x c e p t i o n s a r e z y m o d e m eX I I I , w h i c h , a l t h o u g h c o n s i d e r e d a p a t h o g e n i c z y m o d e m e ,l a c k s a f a s t - m i g r a t i n g HK b a n d , a n d z y m o d e m e XXI ( 1 1 2 ) .O r g a n i s m s b e l o n g i n g t o z y m o d e m e XXI were r e c e n t l y i s o -l a t e d f r o m a m a l e h o m o s e x u a l . On t h e b a s i s o f c l i n i c a lh i s t o r y a n d s e r o l o g i c a l t e s t s , t h e i s o l a t e was c o n s i d e r e dn o n p a t h o g e n i c . T h e z y m o d e m e p a t t e r n was u n u s u a l i n t h a tt h e i s o l a t e h a d a PGM a b a n d a n d a f a s t - m i g r a t i n g HK b a n d ,a p a t t e r n w h i c h i s o f t e n a s s o c i a t e d w i t h p a t h o g e n i c z y m o -d e m e s . S a r g e a u n t ( 1 3 0 , 1 3 1 ) h a s s h o w n a p o s i t i v e c o r r e l a t i o n

b e t w e e n z y m o d e m e s a n d t h e c l i n i c a l h i s t o r i e s a n d s e r o l o g i e s

3 5 8 BRUCKNIER

_

mmmma

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AMEBIASIS 3 5 9TABLE 2 . D i f f e r e n t i a l c h a r a c t e r i s t i c s o f zymodeme p a t t e r n s

I s o e n z y m e b a n d C h a r a c t e r i s t i c so r g r o u p N o n p a t h o g e n i c i s o l a t e s P a t h o g e n i c i s o l a t e sHK F a s t m i g r a t i o n S l o w m i g r a t i o nPGM B e t a A l p h aL - M a l a t e : N A D P + None Noneo x i d o r e d u c t a s eG P I None NoneZymodeme g r o u p s I I , I I g a m m a , V I , V I I , X I , X I I , X I I I , ' I , I I I , I I I a l p h a , I V , V , V I I I , I X , X , X V , X V I ,X I V , X I X , a n d XX X V I I , X V I I I , a n d X X I 6

a Zymodeme X I I I i s p a t h o g e n i c b u t l a c k s t h e f a s t - m i g r a t i n g HK b a n d .b Zymo deme XXI i s n o n p a t h o g e n i c b u t h a s a f a s t - m i g r a t i n g HK b a n d .

o f m o r e t h a n 6 , 0 0 0 p a t h o g e n i c a n d n o n p a t h o g e n i c E . h i s -t o l y t i c a p a t i e n t i s o l a t e s .I n o r d e r t o p e r f o r m z y m o d e m e s t u d i e s , n o n a x e n i c c u l t u r et e c h n i q u e s m u s t b e u s e d t o i s o l a t e a m e b a e f r o m e i t h e r f e c e s ,e x u d a t e s , l i v e r a s p i r a t e s , o r o t h e r s u s p e c t m a t e r i a l . T h em e d i a m o s t f r e q u e n t l y u s e d a r e t h o s e d e s c r i b e d b y R o b i n s o n( 1 2 3 ) a n d J o n e s ( 5 4 ) . G e n e r a l l y , t h r e e t o n i n e s u b p a s s a g e sr e q u i r i n g a t l e a s t 2 d a y s p e r s u b p a s s a g e a r e n e e d e d b e f o r ee n o u g h o r g a n i s m s a r e o b t a i n e d f o r e n z y m e e l e c t r o p h o r e t i ca n a l y s i s . A l t h o u g h t h e c u l t u r e s o f a m e b a e f r o m p a t i e n t s a r ex e n i c , c o n t a i n i n g m u l t i p l e b a c t e r i a , t h e b a c t e r i a l e n z y m eb a n d s m i g r a t e f a s t e r t h a n d o t h o s e o f E . h i s t o l y t i c a . How-e v e r , i t i s s t i l l n e c e s s a r y t o r u n b a c t e r i a l a n d a m e b i c c o n t r o l swhen a x e n i c c u l t u r e s a r e n o t o b t a i n e d . A t p r e s e n t , z y m o -d e m e a n a l y s i s i s n o t e a s i l y i n c o r p o r a t e d i n t o r o u t i n e c l i n i c a ll a b o r a t o r y w o r k b e c a u s e o f t h e e x p e r t i s e r e q u i r e d , t e c h n i c a ld i f f i c u l t i e s , a n d c o s t . A l t h o u g h m i c r o s c o p i c d i a g n o s i s d o e sn o t a d d r e s s t h e i s s u e o f p a t h o g e n i c i t y , i t i s s t i l l t h e m e t h o d o fc h o i c e f o r d e t e c t i n g a m e b i c i n f e c t i o n s . T h e a b i l i t y t o c u l t u r eo r g a n i s m s f r o m s p e c i m e n s d e t e r m i n e d b y m i c r o s c o p i c e x -a m i n a t i o n t o b e p o s i t i v e i s l i m i t e d t o a p p r o x i m a t e l y 50%( 1 1 2 , 1 4 4 ) .By e n z y m e e l e c t r o p h o r e s i s , 2 3 z y m o d e m e s o f E . h i s t o l y t -i c a h a v e b e e n i d e n t i f i e d ( F i g . 1 ) . O f t h e s e , n i n e h a v e b e e na s s o c i a t e d w i t h p a t h o l o g y i n t h e h o s t . T h e s e i n c l u d e i s o l a t e sf r o m s t o o l i n w h i c h t h e t r o p h o z o i t e s c o n t a i n e d i n g e s t e de r y t h r o c y t e s a n d i s o l a t e s f r o m i n t e s t i n a l u l c e r s a n d l i v e ra b s c e s s m a t e r i a l . T h i r t e e n z y m o d e m e s h a v e b e e n o b t a i n e df r o m a s y m p t o m a t i c p a t i e n t s p a s s i n g c y s t s .T h e z y m o d e m e a n a l y s i s d a t a i n c l u d e i n f o r m a t i o n o n i s o -l a t e s o b t a i n e d f r o m v a r i o u s a r e a s o f t h e w o r l d ( 4 7 , 9 6 , 1 3 0 ,1 3 2 ) . E v e n 9 y e a r s a f t e r t h e o r g a n i s m s w e r e f i r s t i s o l a t e d ,S a r g e a u n t a n d c o - w o r k e r s h a v e n o t d e t e c t e d c h a n g e s i ni s o e n z y m e p a t t e r n s w i t h c o n t i n u e d a n d r e p e a t e d t e s t i n g o fi s o l a t e s . I n t e r e s t i n g l y , m i x t u r e s o f n o n p a t h o g e n i c z y m o -d e m e s b u t n o m i x t u r e s o f p a t h o g e n i c z y m o d e m e s h a v e b e e nf o u n d i n t h e s a m e s p e c i m e n f r o m t h e s a m e p a t i e n t . How-e v e r , t w o p a t h o g e n i c z y m o d e m e s h a v e b e e n d e t e c t e d f r o mt w o s p e c i m e n s o u r c e s ( s t o o l a n d l i v e r a s p i r a t e ) f r o m t h esame p a t i e n t ( 1 3 2 ) . When s p e c i m e n s a r e c u l t u r e d f o r E .h i s t o l y t i c a , p a t h o g e n i c s t r a i n s a l w a y s o u t g r o w n o n p a t h o -g e n i c s t r a i n s a n d a l l o t h e r a m e b a e ( 1 1 2 ) .C l i n i c a l l y , p a t i e n t s who h a r b o r p a t h o g e n i c zymodemesg e n e r a l l y h a v e h i g h a n t i b o d y t i t e r s , w h e r e a s i n d i v i d u a l s w i t hn o n p a t h o g e n i c z y m o d e m e s a r e e i t h e r s e r o n e g a t i v e o r h a v el o w a n t i b o d y t i t e r s ( 4 0 , 1 3 5 ) . A s y m p t o m a t i c c a r r i e r s o fp a t h o g e n i c z y m o d e m e s a n d c a r r i e r s o f n o n p a t h o g e n i c z y m o -d e m e s h a v e b e e n f o u n d i n many i n s t a n c e s t o s e l f - c u r e w i t h i n1 t o 9 m o n t h s ( 4 0 , 4 4 , 9 3 ) . On t h e b a s i s o f t h i s e v i d e n c e , i th a s b e e n p r o p o s e d t h a t p a t i e n t s wh o h a v e E . h i s t o l y t i c a i n

t h e i r s t o o l s p e c i m e n s b u t n o c l i n i c a l s i g n s o f i n f e c t i o n a n d n oa n t i b o d y t i t e r n e e d n o t b e t r e a t e d ( 4 0 , 4 4 , 6 6 , 6 8 a , 1 1 2 ) .J a c k s o n a n d G a t h i r a m ( 5 2 ) c o n d u c t e d a s e r o e p i d e m i o l o g i c a ls t u d y i n w h i c h t h e y f o u n d a s y m p t o m a t i c i n d i v i d u a l s wh ow e r e s e r o l o g i c a l l y p o s i t i v e b u t h a r b o r e d n o n p a t h o g e n i c z y -m o d e m e s . W h e t h e r t h e s e i n d i v i d u a l s w e r e p r e v i o u s l yt r e a t e d f o r i n v a s i v e a m e b i a s i s w a s n o t a d d r e s s e d .I t h a s n o t b e e n e s t a b l i s h e d w h e t h e r t h e zymodeme p a t -t e r n s r e f l e c t g e n o t y p i c o r p h e n o t y p i c t r a i t s . S a r g e a u n t ( 1 3 1 )p r o p o s e d t h a t p a t h o g e n i c a n d n o n p a t h o g e n i c E . h i s t o l y t i c ai s o l a t e s r e p r e s e n t d i s t i n c t s u b s p e c i e s , w h e r e a s M i r e l m a na n d c o - w o r k e r s a n d o t h e r s ( 1 2 , 1 4 , 8 6 , 8 7 , 9 0 , 9 7 ) h a v ep r e s e n t e d e v i d e n c e t h a t zymodeme p a t t e r n s m ay b e a p h e -n o t y p i c t r a i t a n d t h a t t h e s e p a t t e r n s c o u l d c h a n g e u n d e re n v i r o n m e n t a l i n f l u e n c e s . I f t h e l a t t e r w e r e t r u e , t r e a t m e n to f o n l y s y m p t o m a t i c p a t i e n t s o r t h o s e wh o h a v e a s e r o l o g i c a lr e s p o n s e c o u l d p o s e p o t e n t i a l p u b l i c h e a l t h p r o b l e m s i fa s y m p t o m a t i c c y s t p a s s e r s wh o h a r b o r p a t h o g e n i c z y m o -d e m e s a r e n o t t r e a t e d ; t h e y c o u l d s e r v e a s a n i m p o r t a n tr e s e r v o i r f o r t r a n s m i s s i o n .T h e r e l i a b i l i t y o f d i f f e r e n t i a t i n g b e t w e e n p a t h o g e n i c a n dn o n p a t h o g e n i c s t r a i n s o f E . h i s t o l y t i c a o n t h e b a s i s o fp h e n o t y p i c e x p r e s s i o n o f i s o e n z y m e p a t t e r n s a n d t h e s t a b i l -i t y o f t h e i s o e n z y m e s h a s b e e n q u e s t i o n e d ( 1 4 , 8 6 , 8 7 , 9 7 ) .Many a u t h o r s h a v e p u b l i s h e d i n f o r m a t i o n c o n c e r n i n g t h ei n f l u e n c e o f b a c t e r i a o n t h e v i r u l e n c e o f a m e b a e ( 7 , 1 4 , 9 4 ,9 7 , 1 0 7 , 1 5 9 , 1 6 0 ) . D u r i n g t h e p r o c e s s o f a x e n i z a t i o n , A n -d r e w s e t a l . ( 2 ) a n d M i r e l m a n e t a l . ( 9 0 ) c o n v e r t e d an o n p a t h o g e n i c zymodeme t o a p a t h o g e n i c o n e i n c u l t u r e .T h i s c h a n g e w a s m a n i f e s t e d n o t o n l y b y c h a n g e s i n t h em o b i l i t i e s o f t h e HK a n d PGM b a n d s b u t a l s o b y c h a n g e s i ni n v i t r o a n d i n v i v o p a t h o g e n i c i t y . T h e i s o l a t e was c a p a b l e o fd e s t r o y i n g t i s s u e c u l t u r e m o n o l a y e r s a n d i n d u c i n g l i v e ra b s c e s s e s i n h a m s t e r s . T h e a m e b a - b a c t e r i u m a s s o c i a t i o na n d t h e i n f l u e n c e o f b a c t e r i a o n t h e v i r u l e n c e o f E . h i s t o l y t -i c a h a v e b e e n r e v i e w e d b y M i r e l m a n ( 8 8 ) . T h e a b i l i t y t oc h a n g e f r o m a n o n p a t h o g e n t o a p a t h o g e n o r v i c e v e r s a d o e sn o t a p p e a r t o b e a u n i v e r s a l t r a i t a m o n g E . h i s t o l y t i c ai s o l a t e s ( 8 7 ) . Some i s o l a t e s d o n o t u n d e r g o p a t h o g e n i cc o n v e r s i o n . M i r e l m a n s u g g e s t e d t h a t t h e p a t h o g e n i c s t a t e o fE . h i s t o l y t i c a i s i n t e r c h a n g e a b l e a n d t h a t v i r u l e n c e i s e x -p r e s s e d o n l y u n d e r u n i q u e g r o w t h c o n d i t i o n s . H o w e v e r , t h em e c h a n i s m s o r c o n d i t i o n s t h a t i n d u c e t h e s e c h a n g e s a r eu n k n o w n . T h r o u g h t h e u s e o f p o l y m e r a s e c h a i n r e a c t i o n ,M i r e l m a n e t a l . ( 8 9 ) h a v e s h o w n t h a t n o n p a t h o g e n i c i s o l a t e sc o n t a i n e x t r a c h r o m o s o m a l c i r c u l a r DNA t h a t h y b r i d i z e sw i t h DNA p r o b e P - 1 4 5 , w h i c h h a s b e e n u s e d t o c h a r a c t e r i z ep a t h o g e n i c i s o l a t e s . T h e y s u g g e s t e d t h a t t h e e x t r a c h r o m o -s o m a l c i r c u l a r DNA c h a r a c t e r i s t i c o f p a t h o g e n i c i s o l a t e swas i n d u c e d t o a m p l i f y when c h a n g e s o c c u r r e d i n b a c t e r i a l

V O L . 5 , 1 9 9 2

8/3/2019 A Mi Bias Is

5/14

C L I N . M I C R O B I O L . R E V .

f l o r a i n t h e g r o w t h m e d i u m . I f t h e p a t h o g e n i c s t a t u s o f a ni s o l a t e c a n r e a d i l y c h a n g e b e c a u s e o f e n v i r o n m e n t a l i n f l u -e n c e s , t h e n a l l E . h i s t o l y t i c a i s o l a t e s w o u l d h a v e t o b ec o n s i d e r e d p o t e n t i a l p a t h o g e n s .S a r g e a u n t a n d c o - w o r k e r s ( 1 2 9 , 1 3 3 ) a n d B l a n c e t a l . ( 9 )h a v e s h o w n t h a t g e n e t i c t r a n s f e r b e t w e e n p a t h o g e n i c s t r a i n sc a n o c c u r b o t h i n v i v o a n d i n v i t r o , w i t h new z y m od em ep a t t e r n s d i f f e r e n t f r o m t h o s e o f t h e p a r e n t a l s t r a i n s b e i n gd e t e c t e d . T h e p o s s i b i l i t y t h a t m u t a t i o n i s r e s p o n s i b l e f o r t h ezymodeme p a t t e r n c h a n g e s was b e l i e v e d t o b e r e m o t e b e -c a u s e t h e f r e q u e n c y o f m u t a t i o n was p o s t u l a t e d t o b ee x t r e m e l y l o w ( 9 ) .R e c e n t w o r k s t r o n g l y s u p p o r t s t h e c o n c l u s i o n t h a t t h e r ea r e t w o s p e c i e s o f E . h i s t o l y t i c a , o n e n o n p a t h o g e n i c a n d o n ep a t h o g e n i c ( 2 4 , 2 5 , 1 0 2 , 1 2 0 , 1 4 4 , 1 4 5 , 1 4 7 , 1 4 9 - 1 5 1 ) . G e n e t i cs t u d i e s d o n o t s u p p o r t t h e g e n o t y p e i n t e r c o n v e r s i o n t h e o r yb u t r a t h e r p r o v i d e c o n s i d e r a b l e e v i d e n c e t h a t t w o s t a b l eg e n o t y p e s e x i s t ( 7 , 1 2 4 ) . N e v e r t h e l e s s , i s s u e s o f m u t a t i o n ,c h a n g e s i n t h e c e l l s u r f a c e t h a t a f f e c t v i r u l e n c e , a n d w h e t h e rp a t h o g e n i c f o r m s h a v e a n o n p a t h o g e n i c s t a g e i n t h e i n t e s t i -n a l t r a c t n e e d t o b e a d d r e s s e d .R e c e n t l y , S t r a c h a n e t a l . ( 1 4 4 ) h a v e u s e d i m m u n o f l u o r e s -c e n c e m e t h o d s w i t h m o n o c l o n a l a n t i b o d i e s t o t h e HK i s o e n -zyme t o d i f f e r e n t i a t e p a t h o g e n i c f r o m n o n p a t h o g e n i c a m e -b a e . O t h e r s h a v e s h o w n t h a t m o n o c l o n a l a n t i b o d i e s d i r e c t e da g a i n s t m e m b r a n e p r o t e in o r t h e g a l a c t o s e - s p e c i f i c a d h e r -e n c e l e c t i n c a n b e u s e d a s a r a p i d m e t h o d o f d i s t i n g u i s h i n gp a t h o g e n i c f r o m n o n p a t h o g e n i c i s o l a t e s a f t e r t h e o r g a n i s m sh a v e b e e n c u l t u r e d ( 1 0 1 , 1 4 4 , 1 5 0 ) . DNA p r o b e s t h a t s e l e c -t i v e l y h y b r i d i z e d t o DNA f r o m e i t h e r p a t h o g e n i c o r n o n p a t h -o g e n i c E . h i s t o l y t i c a h a v e b e e n d e v e l o p e d ( 3 9 , 1 4 9 ) . Use o fm o n o c l o n a l a n t i b o d i e s a n d DNA p r o b e s was a s e f f e c t i v e a si s o e n z y m e e l e c t r o p h o r e s i s f o r d e t e r m i n i n g t h e p a t h o g e n i c i t yo f t h e i s o l a t e . H o w e v e r , n e i t h e r t e c h n i q u e c u r r e n t l y a l l o w so n e t o d e t e r m i n e t h e z y m o d e m e p a t t e r n , w h i c h m ay b eu s e f u l f o r e p i d e m i o l o g i c a l p u r p o s e s , a n d t h e q u e s t i o n s t i l lu n a n s w e r e d i s w h e t h e r E . h i s t o l y t i c a c a n c h a n g e i t s p a t h o -g e n i c s t a t u s a s a r e s u l t o f e n v i r o n m e n t a l c h a n g e s . A l l o ft h e s e s t u d i e s w e r e p e r f o r m e d w i t h o r g a n i s m s f r o m c u l t u r e .

PATHOGENESIS AND PATHOLOGYE . h i s t o l y t i c a i s u n i q u e a m o n g t h e i n t e s t i n a l a m e b a ep a r a s i t i z i n g h u m a n s b e c a u s e i t i s a b l e t o i n v a d e t i s s u e . A f t e rt h e h o s t i n g e s t s c y s t s , m e t a c y s t i c t r o p h o z o i t e s e s c a p e f r o mt h e m e t a c y s t i n t h e g a s t r o i n t e s t i n a l t r a c t a n d c o l o n i z e t h ec e c u m . At p r e s e n t , t h e m e c h a n i s m s o f c o l o n i z a t i o n a n dp a t h o g e n i c i t y a r e n o t w e l l u n d e r s t o o d ( 4 3 ) . B a c t e r i a l f l o r ah a v e a l w a y s b e e n t h o u g h t t o h a v e a d i r e c t r o l e i n t h ev i r u l e n c e o f E . h i s t o l y t i c a a n d i t s a b i l i t y t o c o l o n i z e t h e h o s t

( 1 4 , 8 6 , 1 0 6 ) . C l i n i c a l s y n d r o m e s a s s o c i a t e d w i t h a m e b i a s i sv a r y w i t h t h e h o s t a n d t h e o r g a n i s m . S y n d r o m e s m ay r a n g ef r o m a n a s y m p t o m a t i c i n f e c t i o n t o a d i s s e m i n a t e d f a t a ld i s e a s e . When t h e i n f e c t i o n d i s s e m i n a t e s t o e x t r a i n t e s t i n a ls i t e s , i t i s f o u n d m o s t f r e q u e n t l y i n t h e r i g h t l o b e o f t h e l i v e r( 1 1 3 ) .R e s e a r c h o n t h e m e c h a n i s m s o f p a t h o g e n i c i t y h a s e v o l v e da l o n g two p a t h w a y s : o n e c o n s i d e r s p a t h o g e n e s i s t o b ed e p e n d e n t o n e x p o r t o f s o l u b l e t o x i n s , a n d t h e o t h e r c o n si d -e r s i t t o b e d e p e n d e n t on c e l l u l a r c o n t a c t ( 3 1 ) . I t h a s b e e np o s t u l a t e d t h a t a m e b a e c a n e x p o r t p o r e - f o r m i n g p r o t e i n s( a m e b a p o r e s ) t h a t f o r m a q u e o u s p o r e s i n t a r g e t c e l l s u r f a c em e m b r a n e s a n d a l s o p r o d u c e c y t o t o x i c p r o d u c t s t h a t a r er e l e a s e d f r o m t h e o r g a n i s m a n d c a u s e t h e i n i t i a l c y t o t o x i ce f f e c t o n t h e h o s t c e l l ( 6 2 , 7 4 , 7 6 , 1 1 5 , 1 6 1 ) . T h i s p o r e -f o r m i n g p e p t i d e was r e c e n t l y p u r i f i e d b y L e i p p e e t a l . ( 6 9 ) .

R e c e n t s t u d i e s h a v e f o c u s e d on c o n t a c t - d e p e n d e n t k i l l i n g b yt h e t r o p h o z o i t e , i n c l u d i n g a d h e r e n c e , e x t r a c e l l u l a r c y t o l y -s i s , a n d p h a g o c y t o s i s . H o s t c e l l l e u k o c y t e s a l s o p l a y a m a j o rr o l e i n p a t h o g e n e s i s ( 4 5 , 1 5 2 , 1 5 8 ) .A n u m b e r o f E . h i s t o l y t i c a a d h e r e n c e r e c e p t o r s h a v e b e e ni d e n t i f i e d , b u t t h e g a l a c t o s e - s p e c i f i c l e c t i n r e c e p t o r h a s b e e nt h e most t h o r o u g h l y s t u d i e d a n d i s t h o u g h t t o b e r e s p o n s i b l ef o r m e d i a t i n g a t t a c h m e n t t o c o l o n i c mucus a n d c o l o n i ce p i t h e l i a l c e l l s ( 7 1 , 7 8 , 7 9 , 8 3 , 1 0 1 , 1 0 4 , 1 1 6 ) . Human c o l o n i ce p i t h e l i a l c e l l s a n d mucus c o n t a i n l a r g e n u m b e r s o f g a l a c t o s eo r N - a c e t y l g a l a c t o s a m i n e r e s i d u e s ( 2 3 ) . I n c u b a t i o n o f E .h i s t o l y t i c a w i t h c o l o n i c m u c i n p r e v e n t s t r o p h o z o i t e s f r o ma t t a c h i n g t o a n d k i l l i n g t a r g e t c e l l s s u c h a s t h o s e i n t h ei n t e s t i n a l e p i t h e l i u m ( 2 3 ) . E . h i s t o l y t i c a a l s o e n h a n c e s mucuss e c r e t i o n , w h i c h c o r r e l a t e s w i t h i t s p a t h o g e n i c i t y ( 2 2 ) . Morev i r u l e n t s t r a i n s s t i m u l a t e d mucus s e c r e t i o n a n d d e p l e t e dg o b l e t c e l l s o f m u c i n , t h e r e b y m a k i n g e p i t h e l i a l s u r f a c e smore v u l n e r a b l e t o i n v a s i o n .T h e b i n d i n g t o m u c i n was r e v e r s e d b y t h e a d d i t i o n o fg a l a c t o s e a n d was c o m p l e t e l y i n h i b i t e d b y m o n o c l o n a l a n t i -b o d i e s d i r e c t e d a g a i n s t t h e a m e b i c l e c t i n r e c e p t o r ( 2 3 , 1 0 3 ) .M o n o c l o n a l a n t i b o d i e s d i r e c t e d a g a i n s t t h e g a l a c t o s e - s p e -c i f i c l e c t i n h a v e a l s o b e e n f o u n d t o e n h a n c e a d h e r e n c e ( 1 0 2 ,1 0 5 ) . M o n o c l o n a l a n t i b o d i e s t o t h e g a l a c t o s e - s p e c i f i c l e c t i nr e c e p t o r h a v e b e e n u s e d t o d i f f e r e n t i a t e p a t h o g e n i c a n dn o n p a t h o g e n i c s t r a i n s , a n d t h e p r i m a r y s t r u c t u r e o f t h i sl e c t i n h a s b e e n s e q u e n c e d ( 8 0 , 1 0 2 , 1 4 8 ) . I t h a s b e e n n o t e dt h a t a g a l a c t o s e - s p e c i f i c l e c t i n r e c e p t o r i s p r e s e n t on non-p a t h o g e n i c z y m o d e m e s ; h o w e v e r , i t i s a n t i g e n i c a l l y a l t e r e d( 1 0 2 ) . T h e g a l a c t o s e - s p e c i f i c l e c t i n r e c e p t o r on p a t h o g e n i cs t r a i n s i s a p o t e n t i a l t a r g e t f o r t h e r a p y o r v a c c i n e p r o d u c -t i o n . P e t r i a n d R a v d i n ( 1 0 3 ) were a b l e t o i m m u n i z e a n i m a l sw i t h g a l a c t o s e - s p e c i f i c a d h e r e n c e l e c t i n a n d p r o t e c t t h e mf r o m l i v e r a b s c e s s e s .L e i t c h e t a l . ( 7 0 ) p o s t u l a t e d t h a t a m e b a e m ay i n v a d e t h ei n t e s t i n a l e p i t h e l i u m i n a r e a s w h e r e t h e mucous b l a n k e t i st h i n a n d t h e r e a r e f e w e r g a l a c t o s e o r N - a c e t y l g a l a c t o s a m i n er e s i d u e s t o p r o t e c t t h e h o s t . P e n e t r a t i o n o f t h e mucousb l a n k e t was t h o u g h t t o b e d u e p r i m a r i l y t o m e c h a n i c a la m e b o i d movement a n d n o t t o r e q u i r e e n z y m a t i c d i g e s t i o n .T a l a m a s - R o h a n a a n d Meza ( 1 4 6 ) h a v e s h o w n t h a t E . h i s -t o l y t i c a b i n d s t o a r e c e p t o r on f i b r o n e c t i n , a g l y c o p r o t e i n , o ft h e t a r g e t c e l l . W h e t h e r t h i s r e c e p t o r c o n t a i n s g a l a c t o s e o rN - a c e t y l g a l a c t o s a m i n e r e s i d u e s w a s n o t d i s c u s s e d . O n c e t h eo r g a n i s m w as b o u n d t o t h e f i b r o n e c t i n , t h e r e a p p e a r e d t o b ec h a n g e s i n i t s c y t o s k e l e t o n , a n d t h e o r g a n i s m r a p i d l y d e -g r a d e d a n d i n t e r n a l i z e d t h e f i b r o n e c t i n r e c e p t o r .P o r e - f o r m i n g p r o t e i n s t h a t h e l p d e s t a b i l i z e t h e h o s t c e l la n d b r i n g a b o u t c y t o l y s i s h a v e b e e n s t u d i e d b y a n u m b e r o fi n v e s t i g a t o r s , b u t no c o n c l u s i v e r o l e f o r t h e m i n c y t o l y s i s b yE . h i s t o l y t i c a h a s b e e n p r o v i d e d ( 6 2 , 6 9 , 7 6 , 1 2 5 , 1 6 1 ) . T h ep o r e - f o r m i n g a m e b a p o r e p r o t e i n i s t r a n s f e r r e d f r o m t h et r o p h o z o i t e t o t h e t a r g e t c e l l , c a u s i n g a d i s r u p t i o n o f t h et r a n s m e m b r a n e g r a d i e n t a n d c o n t r i b u t i n g t o t h e c e l l ' s d e a t hb y t h e c o l l o i d - o s m o s i s l y s i s m e c h a n i s m . T a c h i b a n a e t a l .( 1 4 5 ) p o s t u l a t e d t h a t t h e m o n o c l o n a l a n t i b o d y t h e y u s e d wasd i r e c t e d a g a i n s t t h e p o r e - f o r m i n g p r o t e i n f o u n d o n l y i np a t h o g e n i c i s o l a t e s .L u a c e s a n d B a r r e t t ( 7 3 ) a n d M u l l e r e t a l . ( 9 2 ) h a v er e p o r t e d f i n d i n g e x t r a c e l l u l a r p r o t e i n a s e s a n d h y d r o l a s e s i nE . h i s t o l y t i c a . No d i r e c t r o l e i n h o s t c e l l l y s i s h a s b e e n f o u n df o r t h e s e e n z y m e s , b u t t h e y m i g h t b e i n v o l v e d i n a m e b i ci n v a s i v e n e s s a t i n t e r c e l l u l a r j u n c t i o n s , t h e r e b y a l l o w i n ga m e b a e t o i n v a d e h o s t t i s s u e s . C y s t e i n e p r o t e i n a s e s ar e t h em a j o r p r o t e o l y t i c e n z y m e s d e t e c t e d i n E . h i s t o l y t i c a ( 3 0 , 6 0 ,6 1 , 1 2 1 ) . C y s t e i n e p r o t e i n a s e can d e g r a d e c e l l u l a r a t t a c h -

3 6 0 BRUCKNER

8/3/2019 A Mi Bias Is

6/14

AMEBIASIS 3 6 1ment a n d m a t r i x p r o t e i n s s u c h a s c o l l a g e n , l a m i n i n , a n df i b r o n e c t i n . T h e r e i s a d i r e c t c o r r e l a t i o n b e t w e e n t h e amounto f p r o t e i n a s e a c t i v i t y a n d t h e p a t h o g e n i c i t y o f E . h i s t o l y t i c a( 3 0 , 6 0 , 1 0 0 , 1 2 1 , 1 5 0 , 1 5 3 ) . P a t h o g e n i c i s o l a t e s s e c r e t e l a r g e ramounts o f p r o t e i n a s e t h a n d o n o n p a t h o g e n i c i s o l a t e s , a n dt h e e x p r e s s i o n o f mRNA i s 1 0 - t o 1 0 0 - f o l d g r e a t e r i n p a t h o -g e n i c t h a n i n n o n p a t h o g e n i c z y m o d e m e s ( 6 0 , 1 2 1 , 1 5 0 ) .T h e e f f e c t s o f c a l c i u m a n d p h o r b o l e s t e r s on l i p a s e s a n dp r o t e i n a s e s i n t h e c y t o l y t i c e v e n t h a v e b e e n s t u d i e d b yL o n g - K r u g e t a l . ( 7 2 ) , R a v d i n e t a l . ( 1 1 8 , 1 1 9 ) , a n d W e i k e l e ta l . ( 1 5 6 ) . R e l e a s e o f i n t r a c e l l u l a r c a l c i u m i n c r e a s e d t h ea c t i v i t y o f p h o s p h o l i p a s e s , a n d p h o s p h o l i p a s e i n c r e a s e d t h eh e m o l y t i c a c t i v i t y o f E . h i s t o l y t i c a t h r o u g h t h e r e l e a s e o ff r e e f a t t y a c i d s ( 1 2 6 ) . P h o r b o l e s t e r s were n o t e d t o i n c r e a s et h e c y t o l y t i c a c t i v i t y o f E . h i s t o l y t i c a , w h e r e a s s p h i n g o s i n ei n h i b i t e d c y t o l y t i c e v e n t s . T h e s e two c o m p o u n d s a r e knownt o s t i m u l a t e a n d i n h i b i t t h e a c t i v i t y o f p r o t e i n k i n a s e C ,w h i c h i s t h o u g h t t o h a v e a m a j o r r o l e i n t h e c y t o l y t i c e v e n t( 2 9 , 1 5 6 ) . T h e d e f i n i t i v e c h r o n o l o g y o f c y t o l y t i c e v e n t sa w a i t s f u r t h e r s t u d i e s .

A s y m p t o m a t i c I n f e c t i o nM o s t human i n f e c t i o n s a r e a s y m p t o m a t i c , w i t h t h e p a r a -s i t e a c t i n g a s a h a r m l e s s c o m m e n s a l o r g a n i s m i n a s many a s90% o f t h o s e i n f e c t e d ( 3 1 , 4 5 ) . I n d i v i d u a l s h a r b o r i n g t h eo r g a n i s m s m ay h a v e e i t h e r a n e g a t i v e o r a weak a n t i b o d yt i t e r a n d s h o w no o c c u l t b l o o d i n s t o o l s a m p l e s , a n d c y s t scan u s u a l l y b e d e t e c t e d i n t h e s t o o l when e x a m i n a t i o n s f o rova a n d p a r a s i t e s a r e d o n e . I f t r o p h o z o i t e s a r e d e t e c t e d ,t h e y d o n o t c o n t a i n a n y p h a g o c y t i z e d e r y t h r o c y t e s . I s o e n -zyme a n a l y s e s o f o r g a n i s m s i s o l a t e d f r o m a s y m p t o m a t i ci n d i v i d u a l s h a v e u s u a l l y s h o w n t h a t t h e i s o l a t e s b e l o n g t on o n p a t h o g e n i c z y m o d e m e s ( 1 3 0 ) .M a n y a s y m p t o m a t i c i n d i v i d u a l s n e v e r b e c o m e s y m p t o -m a t i c a n d u s u a l l y e x c r e t e c y s t s i n t h e s t o o l f o r o n l y a s h o r tt i m e , a s s h o w n b y r e p e a t e x a m i n a t i o n s f o r ova a n d p a r a s i t e so r b y c u l t u r e . T h i s p a t t e r n i s f o u n d i n p e r s o n s i n f e c t e d w i t hp a t h o g e n i c a n d n o n p a t h o g e n i c s t r a i n s ( 1 , 4 , 1 6 , 4 0 , 4 4 , 9 3 ) .

S y m p t o m a t i c I n f e c t i o nA b o u t 1 0 % o f i n d i v i d u a l s i n f e c t e d w i t h E . h i s t o l y t i c a h a v ec l i n i c a l s y m p t o m s , w i t h i n t e s t i n a l a n d / o r e x t r a i n t e s t i n a l p a -t h o l o g y . A l t h o u g h t h i s p r o p o r t i o n o f i n f e c t e d i n d i v i d u a l s i ss m a l l , t h e d i s e a s e r e p r e s e n t s a m a j o r p u b l i c h e a l t h p r o b l e mi n t e r m s o f m o r b i d i t y a n d m o r t a l i t y i n T h i r d W o r l d c o u n -t r i e s . P a t i e n t s w i t h n o n i n v a s i v e i n f e c t i o n m ay e x h i b i t n o n -s p e c i f i c g a s t r o i n t e s t i n a l s y m p t o m s , i n c l u d i n g a b d o m i n a l p a i na n d i n c r e a s e d f r e q u e n c y o f b o w e l m o v e m e n t s , t h a t m ay b e

i n t e r m i t t e n t o r c h r o n i c . When a m e b a e i n v a d e h o s t t i s s u e s ,o n l y t r o p h o z o i t e s a r e s e e n a n d t h e o r g a n i s m l o s e s i t s a b i l i t yt o e n c y s t . A m e b i c i n v a s i o n o f t h e i n t e s t i n a l mucosa o c c u r smost f r e q u e n t l y ( i n d e s c e n d i n g o r d e r ) i n t h e c e c u m , a s c e n d -i n g c o l o n , s i g m o i d c o l o n , a p p e n d i x , d e s c e n d i n g c o l o n , a n dt r a n s v e r s e c o l o n ( 5 6 ) . T h e s y m p t o m s a s s o c i a t e d w i t h i n v a -s i v e i n t e s t i n a l a m e b i a s i s a r e u s u a l l y n o n s p e c i f i c . T h e o n s e to f s y m p t o m s i s u s u a l l y g r a d u a l , w i t h a b d o m i n a l p a i n , d i a r -r h e a , d y s e n t e r y , o r w e i g h t l o s s o c c u r r i n g , d e p e n d i n g o n t h es e v e r i t y o f d i s e a s e . A l m o s t a l l p a t i e n t s h a v e o c c u l t b l o o d i nt h e s t o o l s , a n d n e a r l y o n e - t h i r d e x h i b i t f e v e r s . H i s t o l o g i c a le x a m i n a t i o n o f t i s s u e m ay b e r e q u i r e d t o r u l e o u t m a l i g n a n c ya n d i n f l a m m a t o r y b o w e l d i s e a s e .When a m e b i c c o l i t i s i s d e t e c t e d , i t i s u s u a l l y ( 7 0 % o fc a s e s ) a s s o c i a t e d w i t h s e g m e n t a r y u l c e r a t i o n o f t h e c o l o n( 2 1 ) . I f u l c e r a t i o n w i t h p e r f o r a t i o n o c c u r s , i t o c c u r s m a i n l y

i n t h e cecum ( 5 3 ) . D i s s e m i n a t i o n o f a m e b i c i n f e c t i o n t oe x t r a i n t e s t i n a l s i t e s m o s t f r e q u e n t l y i n v o l v e s t h e l i v e r ,l u n g s , p e r i c a r d i u m , b r a i n , a n d s k i n .C o l o n i c m u c o s a l i n v a s i o n b e g i n s i n t h e i n t e r g l a n d u l a re p i t h e l i u m , w h e r e t h e o v e r l y i n g mucous l a y e r i s n o t i c e a b l yt h i n ( 1 1 0 ) . W i t h i n i t i a l m i c r o u l c e r a t i o n , t h e r e i s a n o u t f l o w o ft i s s u e f l u i d s , e r y t h r o c y t e s , n e u t r o p h i l s , l y m p h o c y t e s , e o s i n -o p h i l s , p l a s m a c e l l s , e p i t h e l i a l c e l l s , a n d C h a r c o t - L e y d e nc r y s t a l s ( 1 0 8 ) . Th e i n f l a m m a t o r y r e s p o n s e t o a m e b i c i n v a -s i o n i s m i n i m a l a n d m ay b e d u e t o t h e l y s i s o f t i s s u e c e l l s b yE . h i s t o l y t i c a . One o r s ev e r a l u l c e r a t i o n s m ay b e p r e s e n t ,b u t i f t h e r e a r e s e v e r a l u l c e r a t i o n s i t e s , t h e y a r e u s u a l l ys e p a r a t e d . A t f i r s t , t h e u l c e r a t i o n i s s u p e r f i c i a l , a n d c e l l u l a ri n f i l t r a t i o n a n d t i s s u e n e c r o s i s a r e l i m i t e d t o t h e i n v a s i o ns i t e . P r o c t o s c o p i c e x a m i n a t i o n r e v e a l s a n e d e m a t o u s a n df r i a b l e m u c o s a . Th e u l c e r h a s a p i n h e a d c e n t e r t h a t i sc o m p o s e d o f e o s i n o p h i l i c g r a n u l a r d e b r i s , some i n f l a m m a -t o r y c e l l s , a n d E . h i s t o l y t i c a t r o p h o z o i t e s . One c a n s e en o r m a l m u c o s a l s u r f a c e b e t w e e n u l c e r s ( 1 0 9 ) . As t h e u l c e rd e e p e n s a n d p r o g r e s s e s , i t f o r m s t h e c l a s s i c f l a s k - s h a p e du l c e r o f a m e b i c c o l i t i s , w h i c h e x t e n d s f r o m t h e mucosa a n dm u s c u l a r i s mucosa i n t o t h e s u b m u c o s a . When u l c e r s c o -a l e s c e , t h e mucosa u n d e r g o e s n e c r o s i s a n d s l o u g h s . Amebaea r e f o u n d on t h e a d v a n c i n g e d g e s o f t h e u l c e r a n d u s u a l l y n o ti n t h e n e c r o t i c a r e a s . Many t i m e s , t h e u l c e r s b e c o m e s e c -o n d a r i l y i n f e c t e d w i t h b a c t e r i a . " T o x i c m e g a c o l o n " i s t h er e s u l t o f t o t a l c o n f l u e n c e o f u l c e r a t i o n s a n d n e c r o s i s o f t h ec o l o n . T h i s f o r m o f a m e b i a s i s h a s a v e r y h i g h m o r t a l i t y r a t e .A m e b o m a , t h e r e s u l t o f c h r o n i c u l c e r a t i o n , i s p r e d o m i -n a n t l y f o u n d i n t h e c e c u m , s i g m o i d c o l o n , a n d r e c t u m ( 1 5 ) .T h e s e t u m o r l i k e l e s i o n s a r e o f t e n m i s t a k e n f o r m a l i g n a n c i e sa n d a r e s o m e t i m e s p r e s e n t a s p a l p a b l e m a s s e s . H i s t o l o g i -c a l l y , t h e ameboma i s n o n f i b r o t i c a n d c o n t a i n s g r a n u l a t i o nt i s s u e w i t h l y m p h o c y t e s a n d g i a n t c e l l s ( 1 5 ) .P e r f o r a t i o n o f t h e c o l o n b y a n a m e b i c u l c e r o c c u r s i n a smany a s 21% o f p a t i e n t s w i t h a c u t e a m e b i c c o l i t i s ( 1 5 ) a n dm ay r e s u l t i n p e r i t o n i t i s a n d l i v e r a b s c e s s . P e r f o r a t i o n so c c u r most c o m m o n l y i n t h e cecum ( 5 8 ) . P e r i t o n i t i s i sf r e q u e n t l y t h e r e s u l t o f l i v e r a b s c e s s r a t h e r t h a n i n t e s t i n a lp e r f o r a t i o n , b u t t h e l a t t e r h a s a h i g h m o r t a l i t y r a t e ( 9 1 ) .A m e b i c i n f e c t i o n o f e x t r a i n t e s t i n a l s i t e s i s t h e r e s u l t o fp r e v i o u s i n t e s t i n a l i n f e c t i o n . L i v e r a b s c e s s c a n o c c u r c o n -c u r r e n t l y w i t h c o l i t i s ; h o w e v e r , t h e r e i s f r e q u e n t l y n o c l i n i -c a l h i s t o r y o f r e c e n t E . h i s t o l y t i c a i n t e s t i n a l i n f e c t i o n o re v i d e n c e o f p a r a s i t e s i n s t o o l s p e c i m e n s . O n s e t m ay b ea c u t e , w i t h a b d o m i n a l p a i n a n d f e v e r , o r s u b a c u t e , w i t hw e i g h t l o s s ; l e s s t h a n 50% o f p a t i e n t s h a v e f e v e r o r a b d o m -i n a l p a i n . P a t i e n t s m ay h a v e l e u k o c y t o s i s w i t h o u t e o s i n o -p h i l i a , e l e v a t e d a l k a l i n e p h o s p h a t a s e a n d t r a n s a m i n a s e l e v -e l s , a n d a h i g h e r y t h r o c y t e s e d i m e n t a t i o n r a t e . E . h i s t o l y t i c at r o p h o z o i t e s i n f e c t i n g t h e m u s c u l a r i s m u c o s a f r e q u e n t l yd i g e s t t h e w a l l s o f m e s e n t e r i c v e n u l e s , e n t e r t h e c i r c u l a t i o n ,a n d a r e c a r r i e d t o t h e l i v e r v i a t h e p o r t a l v e n u l e s ( 1 5 ) . T h et r o p h o z o i t e s a r e d e t e c t e d more f r e q u e n t l y i n t h e r i g h t l o b er a t h e r t h a n t h e l e f t l o b e o f t h e l i v e r , p e r h a p s b e c a u s e o fi n c r e a s e d p e r f u s i o n o f t h e l a r g e r l i v e r m a s s ( 1 5 ) . L i v e ra b s c e s s i s d i a g n o s e d more f r e q u e n t l y i n a d u l t s ( a g e s 2 0 t o 6 0y e a r s ) t h a n i n c h i l d r e n a n d more f r e q u e n t l y i n m a l e s t h a n i nf e m a l e s ( 1 4 2 ) .T h e l i v e r a b s c e s s h a s a t h i n c a p s u l a r w a l l w i t h a n e c r o t i cc e n t e r c o m p o s e d o f a t h i c k f l u i d , a n i n t e r m e d i a t e z o n e o fc o a r s e s t r o m a , a n d a n o u t e r z o n e o f n e a r l y n o r m a l t i s s u e t h a ti s b e i n g i n v a d e d b y a m e b a e ( 1 5 ) . T h e c o n t e n t s o f t h e a b s c e s sh a v e b e e n d e s c r i b e d a s r e s e m b l i n g a n c h o v y p a s t e b e c a u s e o ft h e l i g h t brown c o l o r . G e n e r a l l y , t h e a b s c e s s i s b a c t e r i o l o g -i c a l l y s t e r i l e . S e c o n d a r y b a c t e r i a l i n v a s i o n o f a n a m e b i c

V O L . 5 , 1 9 9 2

8/3/2019 A Mi Bias Is

7/14

C L I N . M I C R O B I O L . R E V .TABLE 3 . L a b o r a t o r y d i a g n o s i s o f a m e b i a s i s : s p e c i m e n t y p e a

S a m p l e F i x a t i v e E x a m i n a t i o n S t a i nS t o o l PVA, 10% F o r m a l i n , S c h a u d i n n ' s C o n c e n t r a t e , p e r m a n e n t l y s t a i n e d s l i d e G o m o r i t r i c h r o m e , i r o n h e m a t o x y l i nf i x a t i v e , SAFS i g m o i d c o l o n PVA, S c h a u d i n n ' s f i x a t i v e P e r m a n e n t l y s t a i n e d s l i d e G o m o r i t r i c h r o m e , i r o n h e m a t o x y l i nA s p i r a t e

D i r e c t None Wet m o u n t w i t h o r w i t h o ut e n z y m ed i g e s tF i x e d PVA, S c h a u d i n n ' s f i x a t i v e P e r m a n e n t l y s t a i n e d s l i d e G o m o r i t r i c h r o m e , i r o n h e m a t o x y l i nB i o p s y F o r m a l i n R o u t i n e h i s t o l o g y P A S , H&EB l o o d None S e r o l o g y " Nonea PVA, PVA w i t h e i t h e r H g C l 2 o r C u S 0 4 ; S A F , s o d i u m a c e t a t e - a c e t i c a c i d - F o r m a l i n ; P A S , p e r i o d i c a c i d - S c h i f f ( o r g a n i s m s t a i n s i n t e n s e l y p i n k a n d h a s ad i s t i n c t o u t l i n e , b u t c y t o p l a s m i c a n d n u c l e a r d e t a i l s a r e o b s c u r e d ) ; H&E, h e ma t o xy l i n a n d e o s i n s t a i n ( c y t o p l a s m i s p i n k a n d n u c l e u s i s b l u e ; i n s e c t i o n s , t h en u c l e u s m ay n o t a l w a y s b e p r e s e n t ) .b S t a n d a r d s e r o l o g i c a l t e s t s i n c l u d e i n d i r e c t h e m a g g l u t i n a t i o n , c o u n t e r i m m u n o e l e c t r o p h o r e s i s , i n d i r e c t f l u o r e s c e n t a n t i b o d y , a n d e n z y m e i m m u n o a s s a y .

a b s c e s s o c c u r s i n f r e q u e n t l y . M i c r o s c o p i c e x a m i n a t i o n o f t h ea b s c e s s f l u i d r e v e a l s g r a n u l a r e o s i n o p h i l i c d e b r i s w i t h n o o rf e w c e l l s ( 6 7 ) .I n a n i m a l m o d e l s , a m e b a e a r e n o t d i r e c t l y r e s p o n s i b l e f o rt h e d a m a g e t o t h e l i v e r c e l l s . T h e t i s s u e d e s t r u c t i o n a p p a r -e n t l y r e s u l t s f r o m l y s i s o f l e u k o c y t e s a n d m a c r o p h a g e s b yt h e a m e b a e ( 1 5 2 ) . N e u t r o p h i l s a r e a t t r a c t e d t o a m e b a e a n da r e r a p i d l y k i l l e d o n c o n t a c t w i t h E . h i s t o l y t i c a . A l t h o u g ht h e n e u t r o p h i l s h a v e l i t t l e o r n o c y t o l y t i c e f f e c t o n t h ev i r u l e n t o r g a n i s m s ( 4 6 ) , t h e r e l e a s e o f t o x i c i n t r a c e l l u l a rp r o d u c t s f r o m t h e s e d e s t r o y e d h o s t c e l l s p r o m o t e s l y s i s a n dn e c r o s i s o f t h e h e p a t i c c e l l s .I f t h e a m e b i c l e s i o n s h e a l , t h e y i n v a r i a b l y h e a l w i t h o u tf o r m i n g s c a r t i s s u e ( 1 5 ) . B e c a u s e o f t h e c y t o l y t i c a c t i o n o ft h e a m e b a e , l e u k o c y t e s m ay b e p r e v e n t e d f r o m a c c u m u l a t -i n g i n t h e a b s c e s s a r e a , t h e r e b y i n h i b i t i n g t h e i n i t i a t i o n o f ac e l l u l a r i m m u n e r e s p o n s e . E . h i s t o l y t i c a t r o p h o z o i t e s i n h i b i tt h e m o b i l i t y o f m o n o c y t e s b u t n o t l e u k o c y t e s ( 4 2 ) . Mono-c y t e s ( m a c r o p h a g e s ) p l a y a c r u c i a l r o l e i n a n y w o u n d - h e a l i n gp r o c e s s b y s t i m u l a t i n g c o l l a g e n d e p o s i t i o n ( 3 7 , 6 4 , 6 5 ) .

DIAGNOSISE . h i s t o l y t i c a i n f e c t i o n s c a n b e d i a g n o s e d i n t h e l a b o r a t o r yb y t h e d e t e c t i o n o f o r g a n i s m s i n s t o o l p r e p a r a t i o n s , s i g m o i d -o s c o p y s m e a r s , t i s s u e b i o p s y s a m p l e s , o r h e p a t i c a s p i r a t es a m p l e s o r b y s e r o l o g i c a l t e s t s ( T a b l e 3 ) . O r g a n i s m d e t e c t i o nd e p e n d s on p r o p e r s p e c i m e n c o l l e c t i o n , p r o c e s s i n g , a n de x a m i n a t i o n b y t r a i n e d p e r s o n n e l . E x a m i n a t i o n f o r o v a a n dp a r a s i t e s i n a minimum o f t h r e e s t o o l s p e c i m e n s , u s i n gc o n c e n t r a t i o n a n d p e r m a n e n t s t a i n t e c h n i q u e s , i s t h e r e c o m -m e n d e d s t a n d a r d f o r t h e d e t e c t i o n a n d i d e n t i f i c a t i o n o f t h eo r g a n i s m ( 3 8 ) . R e l i a n c e on i n a d e q u a t e l y t r a i n e d p e r s o n n e l

f o r l a b o r a t o r y d i a g n o s i s m ay l e a d t o m i s s e d i n f e c t i o n s o r ,more c o m m o n l y , f a l s e - p o s i t i v e r e s u l t s b e c a u s e o f m i s i d e n t i -f i c a t i o n o f l e u k o c y t e s a s E . h i s t o l y t i c a . A l t h o u g h wet mountso f f r e s h s p e c i m e n s c a n b e s c r e e n e d f o r m o t i l e t r o p h o z o i t e sc o n t a i n i n g e r y t h r o c y t e s , most p a t i e n t s d o n o t h a r b o r t r o p h o -z o i t e s w i t h e r y t h r o c y t e s . I f f r e s h s t o o l s a m p l e s a r e exam-i n e d , t h e y s h o u l d b e e x a m i n e d w i t h i n 3 0 m i n a f t e r p a s s a g e o ft h e s p e c i m e n , n o t 3 0 m i n a f t e r a r r i v a l i n t h e l a b o r a t o r y . I f t h es p e c i m e n c a n n o t b e e x a m i n e d w i t h i n 3 0 m i n , i t s h o u l d b ep r e s e r v e d i n a s u i t a b l e f i x a t i v e s u c h a s p o l y v i n y l a l c o h o l( P V A ) . A l t h o u g h some t e x t b o o k s a d v o c a t e t h e u s e o f d i r e c tw e t mounts t o i d e n t i f y E . h i s t o l y t i c a , t h e i d e n t i f i c a t i o ns h o u l d a l w a y s b e c o n f i r m e d b y u s i n g a p e r m a n e n t - s t a i n e ds l i d e . Th e i m p o r t a n c e o f t h e s t a i n e d s l i d e c a n n o t b e o v e r -e m p h a s i z e d , p a r t i c u l a r l y when o r g a n i s m s a r e f e w i n n u m b e ri n t h e s t o o l s p e c i m e n .

E v e n i f s i g m o i d o s c o p y i s p e r f o r m e d , a minimum o f t h r e es t o o l s p e c i m e n s s h o u l d a l s o b e c o l l e c t e d a n d e x a m i n e d . Nof e w e r t h a n s i x a r e a s o f t h e m u c o s a s h o u l d b e s a m p l e d, w i t he x a m i n a t i o n s l i d e s made a t t h e b e d s i d e o r i n t h e e x a m i n a t i o nr o o m . M a t e r i a l s c r a p e d o r a s p i r a t e d f r o m t h e m u c o s a l s u r -f a c e c a n b e e x a m i n e d b y t h r e e m e t h o d s . I f t h e r e i s n o d e l a y ,a w e t mount i n 0 . 8 5 % N a C l c a n b e m a d e a n d e x a m i n e d f o ra m e b o i d m o v e m e n t . I t m ay b e s e v e r a l m i n u t e s a f t e r t h eN a C l p r e p a r a t i o n h a s b e e n made b e f o r e t h e a m e b a e e x h i b i ta n y m o t i l i t y . M i c r o s c o p i c e x a m i n a t i o n m ay b e d i f f i c u l t b e -c a u s e o f t h e n e e d f o r l o w l i g h t i n t e n s i t y a n d d i f f i c u l t i e s i nd i f f e r e n t i a t i n g t h e u n s t a i n e d a m e b a e f r o m c e l l u l a r m a t e r i a l .I n w e t p r e p a r a t i o n s , o t h e r p r o t o z o a s u c h a s E . c o l i m ayr e s e m b l e E . h i s t o l y t i c a ( T a b l e 3 ) . O n l y c a r e f u l e x a m i n a t i o nw i l l d i s t i n g u i s h a m e b a e f r o m o t h e r h o s t c e l l s , s u c h a sp o l y m o r p h o n u c l e a r l e u k o c y t e s , w h i c h m i m i c E . h i s t o l y t i c ac y s t s , a n d m a c r o p h a g e s , w h i c h m ay b e m i s t a k e n f o r E .h i s t o l y t i c a t r o p h o z o i t e s ( T a b l e 4 ) . T h e m u c o s a l m a t e r i a l m aya l s o b e s m e a r e d o n a s l i d e a n d i m m e d i a t e l y i m m e r s e d i nS c h a u d i n n ' s f i x a t i v e . An a l t e r n a t i v e m e t h o d o f p r e p a r i n g ap e r m a n e n t f i x e d - s l i d e s p e c i m e n i s t o a d d 2 t o 3 d r o p s o f PVAd i r e c t l y t o t h e m u c o s a l m a t e r i a l d i r e c t l y o n t h e s l i d e , m i x i t ,a n d a l l o w t h e s l i d e t o a i r d r y . T h e s e two m e t h o d s p r o v i d e ap e r m a n e n t mount t h a t c a n b e s t a i n e d w i t h t r i c h r o m e s t a i n( 3 8 ) .H i s t o l o g i c e x a m i n a t i o n o f t i s s u e b i o p s y s e c t i o n s c a n b ed o n e w i t h p e r i o d i c a c i d - S c h i f f a n d h e m a t o x y l i n - e o s i n s t a i n s( T a b l e 3 ) . I n h i s t o l o g i c m a t e r i a l , a l l t h e n u c l e a r d e t a i l m ayn o t b e s e e n i n o n e o r g a n i s m , a n d s e q u e n t i a l s e c t i o n s m ayh a v e t o b e e x a m i n e d t o i d e n t i f y t h e o r g a n i s m . T h e a m e b a em u s t b e d i f f e r e n t i a t e d f r o m n o r m a l h o s t c e l l s s u c h a s h i s t i -o c y t e s . H e p a t i c a s p i r a t e s c a n b e e x a m i n e d f o r t h e o r g a n i s m ,b u t t h i s e x a m i n a t i o n i s r a r e l y p e r f o r m e d a n d r a r e l y d o n ec o r r e c t l y . A s p i r a t e d m a t e r i a l s h o u l d b e c o l l e c t e d i n a num-b e r o f d i f f e r e n t c o n t a i n e r s a s i t i s o b t a i n e d f r o m t h e a b s c e s s.T h e a m e b a e a r e s p a r s e i n n e c r o t i c m a t e r i a l f r o m t h e c e n t e ro f t h e a b s c e s s , b u t t h e y a r e more a b u n d a n t on t h e m a r g i n a lw a l l s . T h e r e f o r e , t h e y a r e more c o m m o n l y f o u n d i n t h e l a s tp o r t i o n s o f a s p i r a t e d m a t e r i a l . E n z y m e l i q u e f a c t i o n h a s b e e nu s e d t o f a c i l i t a t e t h e s e a r c h f o r o r g a n i s m s b y f r e e i n g t h eo r g a n i s m s f r o m a s p i r a t e m a t e r i a l ( 5 ) . D e m o n s t r a t i o n o f t h eo r g a n i s m s i s o f t e n v e r y d i f f i c u l t b e c a u s e t h e y m ay b e t r a p p e di n v i s c o u s p u s o r d e b r i s a n d w i l l n o t e x h i b i t t y p i c a l m o t i l i t y .I n e x t r a i n t e s t i n a l a m e b i a s i s , o r g a n i s m s m ay o r m ay n o t b ef o u n d i n t h e s t o o l ; t h e r e f o r e , one o f t h e many t y p e s o fa v a i l a b l e s e r o l o g i c a l t e s t s m ay b e n e c e s s a r y f o r d i a g n o s i s( 4 8 , 9 9 ) . S e r o l o g y s h o u l d n o t b e u s e d s o l e l y f o r t h e d i a g n o s i so f i n t e s t i n a l a m e b i a s i s , b e c a u s e a n t i b o d y t i t e r s m ay b e l o w

3 6 2 BRUCKNER

8/3/2019 A Mi Bias Is

8/14

AMEBIASIS 3 6 3TABLE 4 . D i f f e r e n t i a l c h a r a c t e r i s t i c s o f h o s t c e l l s a n d E . c o l i , c o m m o n l y m i s t a k e n f o r E . h i s t o l y t i c a , i n wet p r e p a r a t i o n s

N u c l e u sDiamorength ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ C y t o p l a s m i cC e l l D i a m o r l e n g t h M o t i l i t y V i s i b i l i t y ( r a t i o o f a p p e a r a n c e I n c l u s i o n s( L m ) N o . n u c l e a r m a t e r i a l t o ( s t a i n e d )c y t o p l a s m )E . h i s t o l y t i c a

T r o p h o z o i t e s 1 2 - 6 0 ; u s u a l P r o g r e s s i v e , w i t h h y a l i n e 1 H a r d t o s e e i n u n - C l e a r d i f f e r e n t i a t i o n P r e s e n c e o f e r y t h r o -r a n g e , 1 5 - 2 2 f i n g e r l i k e p s e u d o p o d i a ; s t a i n e d p r e p n s ( 1 : o f e c t o p l a s m a n d c y t e s d i a g n o s t i cm ay b e r a p i d 1 0 - 1 : 1 2 ) e n d o p l a s m ; v a c u -o l e s u s u a l l y s m a l l ,i f p r e s e n t ; l o o k sl i k e g r o u n d g l a s sC y s t s 1 0 - 2 0 ; u s u a l None 1 - 4 1 : 2 - 1 : 3 C l e a r C h r o m a t o i d b o d i e sr a n g e , 1 2 - 1 5 ( s t a i n e d ) m ay b ep r e s e n t ; u s u a l l ye l o n g a t e w i t hb l u n t , s m o o t h ,r o u n d e d e d g e s ;r o u n d o r o v a lE . c o l iT r o p h o z o i t e s 1 5 - 5 0 ; u s u a l S l u g g i s h , n o n d i r e c t i o n a l ; 1 O f t e n v i s i b l e i n u n - G r a n u l a r , l i t t l e d i f - B a c t e r i a , y e a s t c e l l s ,r a n g e , 2 0 - 2 5 b l u n t , g r a n u l a r s t a i n e d p r e p n f e r e n t i a t i o n i n t o o t h e r d e b r i s

p s e u d o p o d i a e c t o p l a s m a n d e n -d o p l a s m ; u s u a l l yv a c u o l a t e dC y s t s 1 0 - 3 5 ; u s u a l None 1 - 8 > 1 6 n u c l e i s e e n o c - C l e a r C h r o m a t o i d b o d i e sr a n g e , 1 5 - 2 5 c a s i o n a l l y ( s t a i n e d ) m ay b ep r e s e n t , l e s s f r e -q u e n t l y t h a n i n E .h i s t o l y t i c a ; s p l i n t e rs h a p e w i t h r o u g h ,p o i n t e d e n d sH o s t c e l l sP o l y m o r p h o n u c l e a r A v g , 1 6 None 1 2 - 4 s e g m e n t s ; i f G r a n u l a r Nonel e u k o c y t e s l o b e d n u c l e u s f r a g -m e n t s m ay m i m i ct h e 4 n u c l e i f o u n di n E . h i s t o l y t i c ac y s t ( 1 : 1 )M a c r o p h a g e s 2 0 - 6 0 ; m ay b e S l u g g i s h 1 L a r g e , m ay b e i r r e g - C o a r s e ; m ay b e U s u a l l y c o n t a i n i n -5 - 1 0 u l a r i n s h a p e ( l i k e h i g h l y v a c u o l a t e d g e s t e d d e b r i s ,m o n o c y t e ) ; m ay p o l y m o r p h o n u -m i m i c E . h i s t o l j t - c l e a r l e u k o c y t e s ,i c a t r o p h o z o i t e ; a n d e r y t h r o c y t e sc a n a l s o i n g e s te r y t h r o c y t e s

a n d / o r i m p o ss i b l e t o i n t e r p r e t , p a r t i c u l a r l y w i t h p a t i e n t sf r o m a n a r e a o f e n d e m i c i t y w h e r e a h i g h p r e v a l e n c e o fs e r o p o s i t i v i t y a l r e a d y e x i s t s . A s y m p t o m a t i c c y s t p a s s e r su s u a l l y h a v e n e g a t i v e s e r o l o g i c a l t e s t r e s u l t s , b u t t h e r e i sg o o d c o r r e l a t i o n b e t w e e n i n f e c t i o n w i t h p a t h o g e n i c z y m o -d e m e s a n d p o s i t i v e s e r o l o g i c a l t e s t s ( 1 3 0 ) . P o s i t i v e i n d i r e c th e m a g g l u t i n a t i o n , i n d i r e c t f l u o r e s c e n t - a n t i b o d y , a n d i m m u -n o d i f f u s i o n t e s t s g i v e r e s u l t s t h a t c o r r e l a t e w e l l w i t h t h ep r e s e n c e o r a b s e n c e o f a n a m e b i c l i v e r a b s c e s s . An i m p o r -t a n t m a j o r p r o b l e m c o m m o n t o m o s t s e r o l o g i c a l t e s t s i s t h ep e r s i s t e n c e o f a n t i b o d y f o r p r o l o n g e d p e r i o d s ( u p t o 2 y e a r s )a f t e r d i a g n o s i s a n d t h e r a p y . T h e s e t e s t s s h o u l d t h e r e f o r e b ei n t e r p r e t e d w i t h c a u t i o n . H o w e v e r , i n d i r e c t f l u o r e s c e n t -a n t i b o d y t i t e r s d e c r e a s e w i t h i n 6 t o 1 2 m o n t h s o f s u c c e s s f u lt h e r a p y . S e r o l o g i c a l t e s t s c a n a l s o b e u s e d t o r u l e o u ta m e b i a s i s i n p a t i e n t s w i t h i n f l a m m a t o r y b o w e l d i s e a s e ( 4 9 ) .A l t h o u g h n u m e r o u s m e t h o d s f o r t h e s e r o l o g i c a l d e t e c t i o no f a m e b i a s i s h a v e b e e n r e p o r t e d i n t h e l i t e r a t u r e , t h e u s e o ft h e s e m e t h o d s i n c l i n i c a l l a b o r a t o r i e s i s s e v e r e l y l i m i t e d byt h e u n a v a i l a b i l i t y o f c o m m e r c i a l r e a g e n t s o r t e s t k i t s ( 3 8 ) .

Newer d i a g n o s t i c m e t h o d s b e i n g p r o p o s e d i n c l u d e t h e u s e o fp u r i f i e d a n t i g e n s a n d a s s a y s f o r i m m u n o g l o b u l i n M a n d Aa n t i b o d i e s ( 6 , 2 8 , 5 5 , 1 0 2 , 1 1 7 , 1 3 9 ) . T h e C e n t e r s f o r D i s e a s eC o n t r o l o f f e r a m e b i c s e r o l o g i c a l t e s t s . S u b m i s s i o n r e g u l a -t i o n s v a r y f r o m s t a t e t o s t a t e ; t h e r e f o r e , l a b o r a t o r i e s s h o u l dc h e c k t h e i r c o u n t y o r s t a t e p u b l i c h e a l t h d e p a r t m e n t f o rg u i d e l i n e s .R e c e n t l y , c u l t u r e t e c h n i q u e s w i t h R o b i n s o n 's m e d i u m ,D i a m o n d ' s m e d i u m , J o n e s ' s m e d i u m , a n d L o c k e ' s e g g y o l ks e r u m medium i n c o n j u n c t i o n w i t h i s o e n z y m e e l e c t r o p h o r e -s i s h a v e b e e n u s e d t o d i f f e r e n t i a t e i n f e c t i o n s c a u s e d b yp a t h o g e n i c a n d n o n p a t h o g e n i c E . h i s t o l y t i c a s t r a i n s ( 8 5 - 8 7 ,1 3 6 ) . A t p r e s e n t , t h i s t e c h n i q u e i s n o t p r a c t i c a l f o r r o u t i n ec l i n i c a l l a b o r a t o r i e s . R e s u l t s u s u a l l y a r e n o t a v a i l a b l e f o r 4d a y s o r m o r e . Even t h o u g h a p a t i e n t m ay b e d i a g n o s e d b yc l i n i c a l h i s t o r y , s e r o l o g i c a l t e s t s , o r zymodeme a n a l y s i s a sh a r b o r i n g a n o n p a t h o g e n i c s t r a i n , t h e q u e s t i o n o f w h e t h e r o rn o t t h e s t r a i n w i l l r e v e r t t o p a t h o g e n i c i t y i n v i v o h a s b e e nr a i s e d ( 4 2 , 8 5 - 8 7 , 8 9 , 1 3 0 , 1 3 1 ) .To p r o v i d e c l i n i c a l l y r e l e v a n t i n f o r m a t i o n t o p h y s i c i a n s

V O L . 5 , 1 9 9 2

8/3/2019 A Mi Bias Is

9/14

C L I N . M I C R O B I O L . R E V .f o r t r e a t m e n t o f p a t i e n t s i n f e c t e d w i t h p a t h o g e n i c s t r a i n s o fE . h i s t o l y t i c a , m e t h o d s u s i n g m o n o c l o n a l a n t i b o d i e s , p u r i -f i e d a n t i g e n s , o r DNA p r o b e s may b e r e q u i r e d ( 8 , 1 3 , 3 9 ,1 0 2 , 1 2 7 , 1 4 3 , 1 4 4 , 1 4 7 , 1 5 1 ) . A l t h o u g h t h e r e h a v e b e e nn u m e r o u s r e p o r t s o f u s i n g t e c h n i q u e s s u c h a s e n z y m e i m -m u n o a s s a y t o d e t e c t a n t i g e n s i n s p e c i m e n s , n o n e o f t h e s em e t h o d s a r e r o u t i n e l y u s e d i n c l i n i c a l l a b o r a t o r i e s ( 8 4 ) . I fzymodeme p a t t e r n s a r e f o u n d t o r e m a i n s t a b l e , t h e s e t e c h -n i q u es c o u l d b e i n c o r p o r a t e d i n t o a r o u t i n e d i a g n o s t i c l a b o -r a t o r y , p r o v i d e d t h a t t h e y c a n b e u s e d d i r e c t l y o n c l i n i c a ls p e c i m e n s r a t h e r t h a n a f t e r t h e i s o l a t i o n o f o r g a n i s m s b yc u l t u r e . Zymodeme p a t t e r n s c o u l d b e v e r y u s e f u l f o r e p i d e -m i o l o g i c a l p u r p o s e s i n t r a c k i n g o r g a n i s m t r a n s m i s s i o n a n dp o t e n t i a l d i f f e r e n c e s i n o r g a n i s m i n v a s i v e n e s s , v i r u l e n c e ,a n d t h e r a p e u t i c s u s c e p t i b i l i t y . T h e u s e o f p u r i f i e d a n t i g e n sa n d RNA o r DNA p r o b e s f o r r o u t i n e d i a g n o s t i c t e s t i n gw o u l d o f f e r s i g n i f i c a n t i m p r o v e m e n t s o v e r c u r r e n t s e r o l o g i -c a l o r d i r e c t d e t e c t i o n m e t h o d s . T h e s e r o l o g i c a l t e c h n i q u e sc o m m o n l y u s e d f o r d i a g n o s t i c p u r p o s e s a r e n o t s e n s i t i v e o rs p e c i f i c e n o u g h t o b e s o l e l y r e l i e d o n c l i n i c a l l y . R e l i a b l ep r o b e s w o u l d h e l p t o e l i m i n a t e f a l s e - p o s i t i v e t e s t r e s u l t s d u et o m i s i d e n t i f i c a t i o n o f E . c o l i o r h o s t c e l l s s u c h a s p o l y m o r -p h o n u c l e a r l e u k o c y t e s o r m a c r o p h a g e s . C o m m e r c i a l k i t st h a t m a k e u s e o f p u r i f i e d a n t i g e n s o r DNA p r o b e s a r e n o ta v a i l a b l e a t t h i s t i m e . F o r a m o r e c o m p r e h e n s i v e r e v i e w o fl a b o r a t o r y d i a g n o s t i c t e c h n i q u e s , s e e G a r c i a a n d B r u c k n e r( 3 8 ) .

THERAPYTwo c l a s s e s o f d r u g s a r e u s e d i n t h e t r e a t m e n t o f a m e b i ci n f e c t i o n s . L u m i n a l a m e b i c i d e s , s u c h a s i o d o q u i n o l a n dd i l o x a n i d e f u r o a t e , a c t o n o r g a n i s m s i n t h e i n t e s t i n a l l u m e na n d a r e n o t e f f e c t i v e a g a i n s t o r g a n i s m s i n t i s s u e . T i s s u ea m e b i c i d e s , s u c h a s m e t r o n i d a z o l e , c h l o r o q u i n e , a n d d e h y -d r o e m e t i n e , a r e e f f e c t i v e i n t h e t r e a t m e n t o f i n v a s i v e a m e -

b i a s i s b u t l e s s e f f e c t i v e o r i n e f f e c t i v e i n t h e t r e a t m e n t o fo r g a n i s m s i n t h e b o w e l l u m e n .A s y m p t o m a t i c P a t i e n t s

A s y m p t o m a t i c p a t i e n t s wh o a r e c y s t p a s s e r s m ay b et r e a t e d w i t h d i l o x a n i d e f u r o a t e , i o d o q u i n o l , o r p a r o m o m y c i n( 3 8 , 8 1 , 1 1 2 , 1 2 8 , 1 4 0 , 1 4 1 ) . L i k e i o d o q u i n o l , d i l o x a n i d ef u r o a t e i s a l u m i n a l a m e b i c i d e . D i l o x a n i d e f u r o a t e i s a v a i l -a b l e o n l y f r o m t h e C e n t e r s f o r D i s e a s e C o n t r o l o n s p e c i a lr e q u e s t . A l t h o u g h known a s a l u m i n a l a m e b i c i d e , d i l o x a n i d ef u r o a t e i s r e a d i l y h y d r o l y z e d i n t h e i n t e s t i n a l t r a c t a n da b s o r b e d i n t o t h e b l o o d s t r e a m . F o r a s y m p t o m a t i c p a t i e n t swh o a r e p a s s i n g b o t h c y s t s a n d t r o p h o z o i t e s i n t h e s t o o l , t h er e c o m m e n d e d t r e a t m e n t i s m e t r o n i d a z o l e p l u s i o d o q u i n o l( 3 8 , 8 1 , 1 2 8 , 1 4 0 , 1 4 1 ) . From z y m o d e m e a n a l y s i s , i t h a s b e e nd e t e r m i n e d t h a t many a s y m p t o m a t i c p a t i e n t s h a r b o r n o n -p a t h o g e n i c z y m o d e m e s , a n d t h e u s e o f d r u g t h e r a p y i n t h e s ei n d i v i d u a l s i s c o n t r o v e r s i a l . As d i s c u s s e d a b o v e , m e t h o d s t od i f f e r e n t i a t e p a t h o g e n i c f r o m n o n p a t h o g e n i c E . h i s t o l y t i c as t r a i n s a r e n o t e a s i l y i n c o r p o r a t e d i n t o r o u t i n e c l i n i c a ll a b o r a t o r y u s e . T h e r e f o r e , f r o m a p u b l i c h e a l t h v i e w p o i n t , i ti s b e s t t o t r e a t a l l i n f e c t e d p a t i e n t s .S y m p t o m a t i c P a t i e n t s

T h e t r e a t m e n t o f s y m p t o m a t i c p a t i e n t s v a r i e s w i t h t h ec l i n i c a l s t a g e o f t h e i n f e c t i o n . D i f f e r e n t t h e r a p e u t i c a p -p r o a c h e s a r e e m p l o y e d f o r i n t e s t i n a l a n d e x t r a i n t e s t i n a la m e b i a s i s ( 3 8 , 8 1 , 1 1 4 , 1 2 8 , 1 4 0 , 1 4 1 ) .

M i l d i n t e s t i n a l d i s e a s e d u e t o a m e b i c d y se n t e r y s h o u l d b et r e a t e d w i t h m e t r o n i da z o l e p l u s i o do q u i n o l o r w i t h m e t r o -n i d a z o l e p l u s d i l o x a n i d e f u r o a t e . P a t i e n t s s h o u l d b e w a r n e dt o r e f r a i n f r o m i n g e s t i n g a l c o h o l when t a k i n g m e t r o n i d a z o l e ,f o r t h e y m ay h a v e a r e a c t i o n s i m i l a r t o t h a t t o d i s u l f i r a m .S y m p t o m s may b e a b r u p t a n d s e v e r e a n d i n c l u d e a b d o m i n a lp a i n , n a u s e a , v o m i t i n g , a n d h e a d a c h e . T h e s a f e t y o f i o d o q u i -n o l t a k e n d u r i n g p r e g n a n c y h a s n o t b e e n d e t e r m i n e d . I nc a s e s o f d e h y d r a t i o n , f l u i d a n d e l e c t r o l y t e r e p l a c e m e n t m ayb e n e c e s s a r y .

E x t r a i n t e s t i n a l D i s e a s eA n u m b e r o f c o m b i n a t i o n t h e r a p i e s h a v e b e e n u s e d f o rt r e a t i n g e x t r a i n t e s t i n a l a m e b i a s i s ( 3 8 , 8 1 , 1 1 4 , 1 2 8 , 1 4 0 , 1 4 1 ) .T h e s e i n c l u d e m e t r o n i d a z o l e a n d d e h y d r o e m e t i n e w i t h c h l o -r o q u i n e . C h l o r o q u i n e i s u s e f u l f o r t r e a t i n g a m e b i c l i v e ra b s c e s s b e c a u s e i t i s c o n c e n t r a t e d i n t h e l i v e r ; h o w e v e r ,c h l o r o q u i n e i s n o t u s e f u l f o r i n t e s t i n a l a m e b i a s i s . D e h y d r o -e m e t i n e c a n b e t o x i c t o t h e h e a r t , s o p a t i e n t s s h o u l d b em o n i t o r e d t h r o u g h o u t t h e r a p y . A l t h o u g h s u r g i c a l d r a i n a g e

o f l a r g e r a b s c e s s e s m ay b e n e c e s s a r y , a s p i r a t i o n o f s m a l l a n dm o d e r a t e - s i z e d a b s c e s s e s c a n u s u a l l y b e a v o i d e d . S m a l l e ra b s c e s s e s r e s o r b , a n d t h e i r d i s a p p e a r a n c e c a n b e m o n i t o r e db y s c a n n i n g p r o c e d u r e s ( c o m p u t e r i z e d t o m o g r a p h y , l i v e rs c a n , o r u l t r a s o u n d ) . E x t r a i n t e s t i n a l t h e r a p y s h o u l d b e f o l -l o w e d w i t h a l u m i n a l a m e b i c i d e s u c h a s i o d o q u i n o l o rd i l o x a n i d e f u r o a t e .F o l l o w - U p

A l l t r e a t e d p a t i e n t s s h o u l d b e f o l l o w e d u p c l i n i c a l l y a n dw i t h l a b o r a t o r y t e s t s . P a t i e n t s wh o h a d p o s i t i v e s t o o l s a m p l er e s u l t s s h o u l d h a v e f o l l o w - u p s t o o l e x a m i n a t i o n s a t 2 t o 4w e e k s p o s t t h e r a p y . T h e s t o o l e x a m i n a t i o n m u s t i n c l u d e ap e r m a n e n t s t a i n e d s l i d e . P a t i e n t s w i t h e x t r a i n t e s t i n a l a m e -b i a s i s s h o u l d s h o w a c l i n i c a l r e s p o n s e a f t e r t h e r a p y a n d c a nb e m o n i t o r e d w i t h t h e s c a n n i n g p r o c e du r e s m e n t i o n e da b o v e . A l t h o u g h a n t i b o d y t i t e r s i n s e r u m m ay r e m a i n e l e -v a t e d f o r p r o l o n g e d p e r i o d s a n d m ay b e o f l i t t l e u s e i nf o l l o w - u p , i n d i r e c t f l u o r e s c e n t - a n t i b o d y t i t e r s h a v e b e e ns h o w n t o d e c r e a s e w i t h i n 6 t o 1 2 m o n t h s o f s u c c e s s f u lt h e r a p y .

SUMMARY AND FUTURE DIRECTIONSA l t h o u g h a p p r o x i m a t e l y 1 2 % o f t h e w o r l d ' s p o p u l a t i o n i si n f e c t e d w i t h E . h i s t o l y t i c a , o n l y 1 0 % o f t h o s e i n f e c t e d w i l ld e v e l o p c l i n i c a l s y m p t o m s , a n d o f t h i s g r o u p , o n l y 2 t o 20%w i l l h a v e i n v a s i v e d i s e a s e . I t h a s b e e n p o s t u l a t e d t h a t t h el a r g e n u m b e r o f a s y m p t o m a t i c p e o p l e a r e i n f e c t e d w i t h an o n p a t h o g e n i c s t r a i n t h a t c a n n o t b e d i s t i n g u i s h e d m o r p h o -l o g i c a l l y f r o m p a t h o g e n i c s t r a i n s . I t h a s b e e n shown t h a tp a t h o g e n i c a n d n o n p a t h o g e n i c s t r a i n s c a n b e d i f f e r e n t i a t e db y t h e u s e o f i s o e n z y m e ( z y m o d e m e ) a n a l y s i s , m o n o c l o n a la n t i b o d i e s , a n d m o l e c u l a r p r o b e s , a n d t h e r e s u l t s c o r r e l a t ew i t h c l i n i c a l s y m p t o m s a n d s e r o l o g i c a l t e s t s . W h e t h e r t h ei s o e n z y m e p a t t e r n s a r e a p h e n o t y p i c o r g e n o t y p i c t r a i t w i l lh a v e t o b e a n s w e r e d b y f u t u r e r e s e a r c h . I t i s p o s s i b l e t ot r a n s f e r g e n e t i c m a t e r i a l b e t w e e n o r g a n i s m s , t h u s t r a n s f o r m -i n g o n e p a t h o g e n i c z y m o d e m e i n t o a c o m p l e t e l y d i f f e r e n tp a t h o g e n i c z y m o d e m e , a n d t h e p r e s e n c e o r a b s e n c e o fs p e c i f i c b a c t e r i a l f l o r a h a s b e e n a s s o c i a t e d w i t h t h e i n t e r c o n -v e r s i o n o f n o n p a t h o g e n i c a n d p a t h o g e n i c s t r a i n s i n c u l t u r e .M i r e l m a n ( 8 7 ) f o u n d t h a t n o n p a t h o g e n i c E . h i s t o l y t i c a i s o -l a t e s c o n t a i n e x t r a c h r o m o s o m a l DNA t h a t h y b r i d i z e s w i t h

3 6 4 BRUCKNER

8/3/2019 A Mi Bias Is

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AMEBIASIS 3 6 5

p a t h o g e n - s p e c i f i c DNA p r o b e s . H o w e v e r , t h r o u g h t h e u s e o fr e c o m b i n a n t DNA t e c h n o l o g y , t w o g e n e t i c a l l y d i s t i n c tf o r m s o f E . h i s t o l y t i c a h a v e b e e n f o u n d t o e x i s t . G e n e t i ca n a l y s i s h a s s h o w n s u b s t a n t i a l d i f f e r e n c e s b e t w e e n t h e n o n -p a t h o g e n i c a n d p a t h o g e n i c f o r m s . U n t i l o u r u n d e r s t a n d i n g o ft h e p a t h o g e n s i s e l u c i d a t e d , t h e r e w i l l c o n t i n u e t o b e q u e s -t i o n s c o n c e r n i n g t h e i n f l u e n c e o f b a c t e r i a l f l o r a a n d g e n e t i ce x c h a n g e b e t w e e n i s o l a t e s . B e c a u s e o f t h e u n c e r t a i n t y o fi s o e n z y m e s t a b i l i t y , t h e e x p r e s s i o n o r r e p r e s s i o n o f p a t h o -g e n i c g e n e s , o r t r a n s f e r o f g e n e t i c m a t e r i a l b e t w e e n o r g a n -i s m s , t h e d e s i g n a t i o n o f a n o r g a n i s m a s n o n p a t h o g e n i c o rp a t h o g e n i c s h o u l d n o t b e s o l e l y r e l i e d o n f o r t h e r a p e