Am 5. Juli 2011 eine massive Wand aus Staub, ( " Haboob " auf Arabisch) , bedeckt Phoenix, Arizona , die Schaffung eines fantastischen Spektakel (oder hartnäckige Ärgernis , je nach Perspektive ) . Staubstürme sind ein gemeinsames Auftreten in den trockenen Wüsten des amerikanischen Südwestens .
Aber Windborne Staub kann ein ernstes Gesundheitsrisiko , lofting Sporen einer manchmal tödlichen Pilz als Coccidioides bekannt ist. Die sich ergebende Krankheit , als Kokzidioidomykose oder Tal bekannt Fieber , War verblüffend Forscher , da sie erstmals im Jahre 1892 beschrieben Es ist derzeit auf einem alarmierenden Aufstieg in den Vereinigten Staaten.
Dr. Stephen Albert Johnston, Krupa Navalkar und ihre Kollegen an der Arizona State University Biodesign Institute wurden untersucht Valley-Fieber . Navalkar ist der Hauptautor einer neuen Studie beschreibt eine vielversprechende Strategie als immunosignaturing bekannt, die Ärzten eine genaue Identifizierung der Valley-Fieber , einer potenziell schweren Leiden , die oft fehldiagnostiziert wird bieten können.
" Die Häufigkeit dieser Krankheit ist scheinbar gering durch unempfindliche diagnostischen Tests ", sagt Navalkar . Als Johnston stellt ferner fest , " immunosignatures leicht diese falschen Annahmen ändern, wenn in der Klinik zur Verfügung gestellt werden . "
Navalkar ist ein Forscher in Biodesign Zentrum für Innovationen in der Medizin, unter der Leitung von Stephen Albert Johnston, der auch ein Co-Autor der neuen Studie .
Ergebnisse der Gruppe erscheinen in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Clinical ASM und Vaccine Immunology .
Valley-Fieber ist eine Pilzinfektionder Atemwege . Es kann erworben werden, wenn mikroskopisch kleine Sporen der im Boden lebenden Pilzen eingeatmet werden. Zwei Formen des Pilzes vorhanden sind, Coccidioides immitis und Coccidioides posadasii . Sie sind endemisch in Regionen von Arizona, New Mexico , Kalifornien, Nevada, Utah , Texas und Nord-Mexiko .
Bei längerer Trockenheit , bleiben die Pilzsporen ruhend . Mit Niederschlag, die Sporen oder Arthrokonidien entwickeln längliche Filamente, die abbrechen und in die Luft durch Bodenstörungendurch Landwirtschaft , Bau, Erdbeben oder Staubstürme lofted werden.
Die meisten Menschen das Einatmen Coccidioides Partikel werden als in der Lage, selbstverständlich zu lösen , die Infektion , die Entwicklung von Immunität gegen künftige Sporen infections.Often solche nicht- symptomatischen Personen wissen nicht, sie ausgesetzt worden sind. Andere sind nicht so glücklich , aber.
In etwa 40 Prozent der Fälle verursacht Valley-Fieber grippeähnliche Symptome einschließlich Husten, Kopfschmerzen , Muskel- und Gelenkschmerzen und Hautausschlag. Aus Gründen noch unklar , die der Filipino, sind Afroamerikaner und Native American Abstammung anfälliger für die schwere disseminierte Form der Infektion. Die Krankheit ist auch schwerer bei Menschen mit geschwächtem Immunsystem sowie schwangere Frauen.
Die Infektion mit Coccidioides kann durch drei Stufen von zunehmender Schwere Fortschritte. Valley-Fieber ist die akute Form der Krankheit , die, wenn sie unbehandelt, kann zu einer zweiten Stufe eine chronische Infektion entwickeln , dauerhafte Monate oder Jahre. Diese Form betrifft etwa 40 Prozent derjenigen ausgesetzt . Das dritte Stadium der Erkrankung , wie verbreitet Coccidioides bekannt ist, tritt auf, wenn die Infektion breitet sich im ganzen Körper, zu beeinflussen Haut, Knochen und Nervensystem und verursacht Hautgeschwüre , geschwollene Gelenke und starke Schmerzen , Abszesse, Knochenläsionen , Herz Entzündung . Harnwegsinfektion und ( potentiell tödlichen ) Meningitis . Verbreitet Coccidioides betrifft 5-10 Prozent der Personen mit einer chronischen Infektion .
Der rasante Anstieg der Valley-Fieber -Fälle in den trockenen Südwesten ist zu einem ernsten Gesundheitsproblem , wie die menschliche Besiedlung ist weiter in Wüstengebieten , wo der Boden Sporen verbreitet geschoben . Derzeit wirkt Valley-Fieber schätzungsweise 150.000 Menschen im Jahr mit den meisten Fällen in Arizona, Kalifornien, Nevada, New Mexico und Utah auftreten. Die Krankheit hat keine Heilung in der Gegenwart und ist notorisch schwierig zu diagnostizieren. Ein Grund dafür ist , dass Valley-Fieber ist leicht mit anderen ambulant erworbenen Pneumonien verwirrt .
Derzeit wird die Diagnose durch eine Technik , wie Immundiffusion bekannt , die das Blut auf Antikörper gegen Antigene Coccidioidal Test durchgeführt. Wie die Autoren beachten , sind solche Tests nicht zufriedenstellend , mit einem falsch-negative Rate so hoch wie 50 bis 70 Prozent. Rund 5 Prozent der symptomatischen Patienten zeigen keine messbaren Antikörperspiegel zu Valley-Fieber durch Immundiffusion .
Die aktuelle Studie beschreibt eine alternative Methode verwendet, um die Genauigkeit der schlechten Immunanzugehen , die Anwendung eine innovative neue Technik, die als " Immunosignaturing " bekannt. Typischerweise weniger als einem Mikroliter - Die Technik kann ein detailliertes Profil der systemweiten Immunaktivität aus einem kleinen Tropfen Blut zu produzieren.
Um seine detaillierte Immun Hoch- oder immunosignature erzeugen , verwendet die Technik eine Mikroarray- Plattform. Dieser besteht aus einem Glasträger mit 10.000 Peptide druckt. Jedes Peptid besteht aus einer Abfolge von 20 Aminosäuren , willkürlich angeordnet . Die Macht der Technologie liegt in der Tatsache , dass die zufällig erzeugten Peptide werden nicht auf natürliche Antigene Coccidioides oder in der Tat , jeder Krankheit basiert . Sie sind " unbiased" auf die Art der jeweiligen Erkrankung Antikörper und kann daher als eine Art von Universaldiagnose handeln .
Wenn ein Tröpfchen der Antikörper enthaltende Blut wird über den Microarray- verschmiert , die Zufallspeptide verhalten sich wie natürlich vorkommende Antigene bindende Antikörper mit Blut in einem bestimmten Muster . Globale Analyse der resultierenden immunosignature wird verwendet, um krankheitsspezifische Pläne der Immunaktivität herzustellen.
Das Verfahren bietet potenziell viel höhere Auflösung und Empfindlichkeit für Krankheiten im Vergleich zu Diagnosetests Messung einer einzelnen Antikörper-Antigen- Bindungsereignis oder ein kleines Ensemble von Molekülen.
In der ersten Runde der Experimente in der aktuellen Studie, verwendet die Gruppe immunosignatures zu bestimmen, ob Valley-Fieber infizierten Personen könnte genau aus drei anderen Patientengruppen mit Bakterien- oder Pilzinfektionen leiden unterscheiden.
Sobald ein immunosignature für Valley-Fieber wurde mit der 10K -Peptid -Mikroarray etabliert wurde ein kleiner Diagnose Array von relevanten diagnostischen Peptiden zusammengesetzt ist. Das kleinere 96 - Peptidarray wurde dann Genauigkeit gegen den Strom ImmundiagnoseStandard getestet.
Die 10K Peptidarray erfolgreich unterschieden Valley-Fieber von 3 anderen Infektionen , mit 98 Prozent Genauigkeit. Eindrucksvoll war das Verfahren auch in der Lage, falsche negative Valley-Fieber -Patienten in einem verblindeten Test zu klassifizieren, mit 100 Prozent Genauigkeit , leicht stärker als bestehende Immunverfahren , die nur 28 Prozent der falsch-negativen identifizieren konnte .
Die kleineren , 96 -Peptid Diagnosearrayzeigten weniger Spezifität als die 10K Peptidanordnung in Bezug auf die Identifizierung von falschen Negativen . Die Autoren schlagen vor , dass die größere 10K Peptidanordnung in ein erstes Screening verwendet werden , gefolgt von Subarrays mit reduzierter Komplemente von sorgfältig ausgewählten Peptide für die klinische Diagnose.
Immunosignaturing verspricht für schnelle , kostengünstige und sehr genaue Diagnose der Valley-Fieber . Das vielseitige Plattform hat das Potenzial, Valley-Fieber -Patienten von denen mit anderen bakteriellen oder Pilzinfektionen leiden zu trennen. Die Nutzung der gleichen Microarray können die Forscher auch identifizieren falsche Negative mit 100 Prozent Genauigkeit .