The decline of northern malaria and population dynamics of Plamodium vivax

Europe was declared malaria free in 1975. The disappearance of malaria has traditionally been attributed to numerous deliberate actions like vector control, the screening of houses, more efficient medication etc. Malaria, however, disappeared from many countries like Finland before any counter measures had even started. The aim of this thesis is to study the population ecology of P. vivax and its interaction with the human host and the vector. By finding the factors that attributed to the extinction of vivax malaria it might be possible to improve the modern strategy against P. vivax. The parasite was studied with data from Finland, which provides the longest time series (1749-2008) of malaria statistics in the world. The malaria vectors, Anopheles messeae and A. beklemishevi are still common species in the country. The eradication of vivax malaria is difficult because the parasite has a dormant stage that can cause a relapse long after a primary infection. It was now shown that P. vivax is able to detect the presence of a potential vector. A dormant stage is triggered even from a bite of an uninfected Anopheles mosquito. This optimizes the chances for the Plasmodium to reach a mosquito vector for sexual reproduction. The longevity of the dormant stage could be shown to be at least nine years. The parasite spends several years in its human host and the behaviour of the human carrier had a profound impact on the decline of the disease in Finland. Malaria spring epidemics could be explained by a previous warm summer. Neither annual nor summer mean temperature had any impact on the long term malaria trend. Malaria disappeared slowly from Finland without mosquito control. The sociological change from extended families to nuclear families led to decreased household size. The decreased household size correlated strongly with the decline of malaria. That led to an increased isolation of the subpopulations of P. vivax. Their habitat consisted of the bedrooms in which human carriers slept together with the overwintering vectors. The isolation of the parasite ultimately led to the extinction of vivax malaria. Metapopulation models adapted to local conditions should therefore be implemented as a tool for settlement planning and socio-economic development and become an integrated part of the fight against malaria.

Toxoplasma gondii - alkueläimen esiintyvyys suomalaisissa lampaissa

Lisensiaatin tutkielma koostuu kirjallisuuskatsauksesta, jossa käsitellään Toxoplasma gondii – alkueläintä ja sen vaikutusta lampaisiin ja ihmisiin sekä kokeellisesta osasta, jossa tutkittiin T. gondii – alkueläin vasta-aineiden esiintyvyyttä lampailla Suomessa. T. gondii on laajalle levinnyt zoonoottinen alkueläin, jonka pääisäntänä toimivat kissaeläimet ja väli-isäntinä lähes kaikki tasalämpöiset eläimet. T. gondii voi aiheuttaa vakavia seurauksia mm. lampaalle sekä ihmiselle. Toksoplasmoosi aiheuttaa lampaalle ohimenevän kuumeen sekä mahdollisesti abortointeja ja sikiökuolemia, mikäli tartunta on saatu tiineyden aikana. T. gondii – alkueläimen aiheuttamat infektiot ovat hyvin yleisiä ihmisillä, mutta kliininen tauti rajoittuu suurilta osin riskiryhmiin. Raskauden aikana saatu toksoplasmoosi voi aiheuttaa sikiövaurioita myös ihmisellä. T. gondii - alkueläimellä infektoitunut lampaanliha on eräs mahdollinen lähde ihmisten tartunnoille. Euroopan elintarviketurvallisuusviranomainen, EFSA, suosittelee, että loista tulisi alkaa monitoroida lampailla, kun sopivat serologiset menetelmät ovat saatavilla. T. gondii - alkueläimen esiintyvyydestä lampailla Suomessa ei ole aiempaa tietoa, mutta sen oletettiin olevan samankaltainen kuin muissa Pohjoismaissa. Ruotsissa alkueläintä löytyy 19 % lampaista ja Norjassa 16 %. T. gondii – alkueläimen esiintyvyys määritettiin tutkimalla 1940 lammasseerumia kaupallisella suoralla agglutinaatiotestillä (Toxo-Screen DA). Näytteet ovat kerätty ympäri Suomea 97 tilalta ja jokaiselta tilalta tutkittiin 20 näytettä. Käytetty testi havaitsee IgG- luokan T. gondii vasta-aineet seeruminäytteestä agglutinaation avulla. T. gondii – vasta-aineita löytyi maan laajuisesti 477 lampaalta 1940 tutkitusta eli seroprevalenssi on 24,6 %. Tuloksen 95 %:n luottamusväli on 22,7% – 26,5%. Matalin esiintyvyys alkueläimellä oli Lapin läänissä ja korkein Ahvenanmaalla. Seroprevalenssitulos on oletettua suuruusluokkaa. Tutkituista tiloista 76 %:lla löytyi ainakin yksi lammas, jolta havaittiin vasta-aineita loista vastaan. Suhteellisesti eniten tiloja, jossa oli ainakin yksi seropositiivinen lammas, oli Itä-Suomen läänissä ja vähiten Lapin läänissä. Tutkimuksessa tutkittiin vain yli vuoden ikäisiä lampaita, joten karitsojen T. gondii - vasta-aineiden esiintyvyydestä ei saatu tietoa. Se on yleensä aikuisia lampaita matalampi. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että T. gondii – alkueläintartuntoja esiintyy Suomessa lampailla ja että lampaat altistuvat T. gondii – alkueläimelle varsinkin eteläisimmissä osissa Suomea. Suomalainen lampaan liha on potentiaalinen tartunnan lähde ihmisten T. gondii – infektioille, mikäli lihaa ei käsitellä tavoilla, jotka tuhoavat loisen, esimerkiksi riittävällä kuumennuksella tai pakastamalla.

Trichinella spiralis ja Trichinella nativa -loisten erittyminen ulosteisiin rotalla kokeellisen infektion jälkeen

Trichinella-suvun loiset ovat maailmanlaajuisesti levinneitä sukkulamatoja, jotka ovat infektiivisiä useille eläinlajeille ja tarttuvat myös ihmiseen. Loiset aiheuttavat ongelmia muun muassa lihateollisuudessa, haittaavat tuotantoeläinten terveyttä ja ovat elintarviketurvallisuusriski. Eri Trichinella-lajien infektiivisyys eri isäntäeläinlajeissa vaihtelee. Esimerkiksi Trichinella spiralis aiheuttaa rotassa voimakkaamman infektion kuin Trichinella nativa, mutta syytä loislajien erilaiseen infektiviteettiin samassa isäntäeläinlajissa ei tiedetä. Trichinella-loisten elämänkiertoon kuuluu sekä enteraali- eli suolistovaihe että parenteraalivaihe eli suoliston ulkopuolella tapahtuva vaihe. Vielä on epävarmaa, missä vaiheessa elämänkiertoa loislajien selviytyminen rotassa eroaa toisistaan. Tutkielmani kokeellisen osuuden tarkoituksena oli selvittää rotan ulosteita tutkimalla, kiinnittyykö toinen tutkituista Trichinella-lajeista (T. spiralis tai T. nativa) paremmin suolen seinämään ja tuleeko toinen nopeammin ulos suolesta. Mikäli rotan heikosti infektoivat T. nativa -loiset tulevat T. spiralis -loisia nopeammin ulosteen mukana ulos suolistosta, voidaan olettaa suolistovaiheen immuunipuolustuksen olevan ainakin osatekijä rotan kyvyssä puolustautua T. nativa –infektioita vastaan. Työ suoritettiin infektoimalla kuusi rottaa T. spiralis -loisella ja kuusi rottaa T. nativa -loisella. Lisäksi tutkimuksessa oli mukana kolme kontrollirottaa, joita ei infektoitu. Rottien ulosteet kerättiin seitsemän viikon ajalta, ja näytteet tutkittiin FLOTAC-menetelmällä. Ulosteista etsittiin Trichinella-loisten aikuis- ja toukkamuotoja. Ulostenäytteistä ei löytynyt yhtään loista. Kokeen jälkeen rotat lopetettiin ja niiden suolet tutkittiin, mutta suolistakaan ei löytynyt loisia. Lopetettujen eläinten lihasnäytteitä tutkimalla eläinten todettiin infektoituneen kyseessä olleelle loislajille tyypillisellä voimakkuudella. Kontrollirotista ei löydetty loisia. Koska rottien ulosteista tai suolista ei löytynyt loisia huolimatta onnistuneista infektoinneista, voidaan todeta käytetyn menetelmän olleen kokeeseen sopimaton. Mikäli loisia olisi löytynyt ulosteista, olisi ollut tarpeellista verrata eri lajeilla infektoitujen ryhmien tuloksia. Tieto siitä, tapahtuuko rotan suolistossa jotain, mikä heikentää toisen Trichinella-lajin infektiivisyyttä, olisi ollut merkittävä. Saadut tulokset olisivat olleet hyödyksi pohdittaessa parempia keinoja Trichinella-tartuntojen ennaltaehkäisyyn ja infektioiden hoitoon.