Published May 13, 2015
| Version v1
Publication
Open
Multiple clinical episodes of Plasmodium falciparum malaria in a low transmission intensity setting: exposure versus immunity
Creators
- 1. Kenya Medical Research Institute
- 2. Karolinska Institutet
- 3. Churchill Hospital
- 4. University of Oxford
Description
Epidemiological studies indicate that some children experience many more episodes of clinical malaria than their age mates in a given location. Whether this is as a result of the micro-heterogeneity of malaria transmission with some children effectively getting more exposure to infectious mosquitoes than others, or reflects a failure in the acquisition of immunity needs to be elucidated. Here, we investigated the determinants of increased susceptibility to clinical malaria by comparing the intensity of exposure to Plasmodium falciparum and the acquisition of immunity in children at the extreme ends of the over-dispersed distribution of the incidence of clinical malaria.The study was nested within a larger cohort in an area where the intensity of malaria transmission was low. We identified children who over a five-year period experienced 5 to 16 clinical malaria episodes (children at the tail-end of the over-dispersed distribution, n = 35), remained malaria-free (n = 12) or had a single episode (n = 26). We quantified antibodies against seven Plasmodium falciparum merozoite antigens in plasma obtained at six cross-sectional surveys spanning these five years. We analyzed the antibody responses to identify temporal dynamics that associate with disease susceptibility.Children experiencing multiple episodes of malaria were more likely to be parasite positive by microscopy at cross-sectional surveys (X (2) test for trend 14.72 P = 0.001) and had a significantly higher malaria exposure index, than those in the malaria-free or single episode groups (Kruskal-Wallis test P = 0.009). In contrast, the five-year temporal dynamics of anti-merozoite antibodies were similar in the three groups. Importantly in all groups, antibody levels were below the threshold concentrations previously observed to be correlated with protective immunity.We conclude that in the context of a low malaria transmission setting, susceptibility to clinical malaria is not accounted for by anti-merozoite antibodies but appears to be a consequence of increased parasite exposure. We hypothesize that intensive exposure is a prerequisite for protective antibody concentrations, while little to modest exposure may manifest as multiple clinical infections with low levels of antibodies. These findings have implications for interventions that effectively lower malaria transmission intensity.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تشير الدراسات الوبائية إلى أن بعض الأطفال يعانون من العديد من نوبات الملاريا السريرية أكثر من أقرانهم في العمر في مكان معين. يجب توضيح ما إذا كان هذا نتيجة لعدم التجانس الدقيق لانتقال الملاريا مع تعرض بعض الأطفال بشكل فعال للبعوض المعدي أكثر من غيرهم، أو يعكس فشلًا في اكتساب المناعة. هنا، قمنا بالتحقيق في محددات زيادة التعرض للملاريا السريرية من خلال مقارنة شدة التعرض للمتصورة المنجلية واكتساب المناعة لدى الأطفال في النهايات القصوى للتوزيع المفرط لحدوث الملاريا السريرية. كانت الدراسة متداخلة داخل مجموعة أكبر في منطقة كانت فيها شدة انتقال الملاريا منخفضة. حددنا الأطفال الذين عانوا على مدى خمس سنوات من 5 إلى 16 نوبة ملاريا سريرية (الأطفال في نهاية التوزيع المفرط، العدد = 35)، أو ظلوا خاليين من الملاريا (العدد = 12) أو عانوا من نوبة واحدة (العدد = 26). قمنا بقياس الأجسام المضادة ضد سبعة من مستضدات البلازما المنجلية في البلازما التي تم الحصول عليها في ستة مسوحات مقطعية تغطي هذه السنوات الخمس. قمنا بتحليل استجابات الأجسام المضادة لتحديد الديناميكيات الزمنية التي ترتبط بالإصابة بالمرض. كان الأطفال الذين يعانون من نوبات متعددة من الملاريا أكثر عرضة للإصابة بالطفيليات عن طريق الفحص المجهري في المسوحات المقطعية (اختبار X (2) للاتجاه 14.72 P = 0.001) وكان لديهم مؤشر تعرض للملاريا أعلى بكثير، من أولئك الموجودين في مجموعات خالية من الملاريا أو مجموعات النوبات المفردة (اختبار كروسكال واليس P = 0.009). في المقابل، كانت الديناميكيات الزمنية لمدة خمس سنوات للأجسام المضادة للحيوانات الميروزوية متشابهة في المجموعات الثلاث. الأهم من ذلك في جميع المجموعات، كانت مستويات الأجسام المضادة أقل من تركيزات العتبة التي لوحظت سابقًا أنها مرتبطة بالمناعة الوقائية. نستنتج أنه في سياق بيئة انتقال الملاريا المنخفضة، لا يتم حساب التعرض للملاريا السريرية بواسطة الأجسام المضادة للحيوانات الميروزوية ولكن يبدو أنها نتيجة لزيادة التعرض للطفيليات. نحن نفترض أن التعرض المكثف هو شرط أساسي لتركيزات الأجسام المضادة الواقية، في حين أن التعرض القليل إلى المتواضع قد يظهر كعدوى سريرية متعددة مع مستويات منخفضة من الأجسام المضادة. هذه النتائج لها آثار على التدخلات التي تقلل بشكل فعال من شدة انتقال الملاريا.Translated Description (French)
Des études épidémiologiques indiquent que certains enfants connaissent beaucoup plus d'épisodes de paludisme clinique que leurs camarades d'âge dans un endroit donné. Que ce soit en raison de la micro-hétérogénéité de la transmission du paludisme, certains enfants étant effectivement plus exposés aux moustiques infectieux que d'autres, ou reflétant un échec dans l'acquisition de l'immunité, doit être élucidé. Ici, nous avons étudié les déterminants de la sensibilité accrue au paludisme clinique en comparant l'intensité de l'exposition à Plasmodium falciparum et l'acquisition de l'immunité chez les enfants aux extrémités extrêmes de la distribution surdispersée de l'incidence du paludisme clinique. L'étude a été imbriquée dans une cohorte plus large dans une zone où l'intensité de la transmission du paludisme était faible. Nous avons identifié des enfants qui, sur une période de cinq ans, ont connu 5 à 16 épisodes cliniques de paludisme (enfants à la fin de la distribution surdispersée, n = 35), sont restés exempts de paludisme (n = 12) ou ont eu un seul épisode (n = 26). Nous avons quantifié les anticorps contre sept antigènes mérozoïtes de Plasmodium falciparum dans le plasma obtenus lors de six enquêtes transversales couvrant ces cinq années. Nous avons analysé les réponses en anticorps pour identifier la dynamique temporelle associée à la susceptibilité à la maladie. Les enfants connaissant plusieurs épisodes de paludisme étaient plus susceptibles d'être positifs au parasite par microscopie lors d'enquêtes transversales (test X (2) pour la tendance 14,72 P = 0,001) et avaient un indice d'exposition au paludisme significativement plus élevé que ceux des groupes sans paludisme ou à épisode unique (test de Kruskal-Wallis P = 0,009). En revanche, la dynamique temporelle sur cinq ans des anticorps anti-mérozoïtes était similaire dans les trois groupes. Il est important de noter que dans tous les groupes, les niveaux d'anticorps étaient inférieurs aux concentrations seuils précédemment observées pour être corrélées avec l'immunité protectrice. Nous concluons que dans le contexte d'un contexte de faible transmission du paludisme, la sensibilité au paludisme clinique n'est pas expliquée par les anticorps anti-mérozoïtes mais semble être une conséquence de l'exposition accrue aux parasites. Nous émettons l'hypothèse qu'une exposition intensive est une condition préalable aux concentrations d'anticorps protecteurs, tandis qu'une exposition faible à modeste peut se manifester par de multiples infections cliniques avec de faibles niveaux d'anticorps. Ces résultats ont des implications pour les interventions qui réduisent efficacement l'intensité de la transmission du paludisme.Translated Description (Spanish)
Los estudios epidemiológicos indican que algunos niños experimentan muchos más episodios de malaria clínica que sus compañeros de edad en un lugar determinado. Es necesario dilucidar si esto se debe a la microheterogeneidad de la transmisión de la malaria, ya que algunos niños están efectivamente más expuestos a mosquitos infecciosos que otros, o si refleja un fracaso en la adquisición de inmunidad. Aquí, investigamos los determinantes del aumento de la susceptibilidad a la malaria clínica comparando la intensidad de la exposición a Plasmodium falciparum y la adquisición de inmunidad en niños en los extremos de la distribución sobredispersa de la incidencia de malaria clínica. El estudio se anidó dentro de una cohorte más grande en un área donde la intensidad de la transmisión de la malaria era baja. Identificamos niños que durante un período de cinco años experimentaron de 5 a 16 episodios clínicos de malaria (niños al final de la distribución sobredispersa, n = 35), permanecieron libres de malaria (n = 12) o tuvieron un solo episodio (n = 26). Cuantificamos anticuerpos contra siete antígenos de merozoitos de Plasmodium falciparum en plasma obtenidos en seis encuestas transversales que abarcan estos cinco años. Analizamos las respuestas de anticuerpos para identificar la dinámica temporal que se asocia con la susceptibilidad a la enfermedad. Los niños que experimentaban múltiples episodios de malaria tenían más probabilidades de ser parásitos positivos al microscopio en encuestas transversales (X (2) prueba de tendencia 14,72 P = 0,001) y tenían un índice de exposición a la malaria significativamente mayor que los de los grupos libres de malaria o de episodios únicos (prueba de Kruskal-Wallis P = 0,009). Por el contrario, la dinámica temporal a cinco años de los anticuerpos antimerozoitos fue similar en los tres grupos. Es importante destacar que en todos los grupos, los niveles de anticuerpos estaban por debajo de las concentraciones umbral previamente observadas correlacionadas con la inmunidad protectora. Llegamos a la conclusión de que, en el contexto de un entorno de baja transmisión de la malaria, la susceptibilidad a la malaria clínica no se explica por los anticuerpos antimerozoitos, sino que parece ser una consecuencia del aumento de la exposición al parásito. Planteamos la hipótesis de que la exposición intensiva es un requisito previo para las concentraciones de anticuerpos protectores, mientras que una exposición de poca a modesta puede manifestarse como múltiples infecciones clínicas con bajos niveles de anticuerpos. Estos hallazgos tienen implicaciones para las intervenciones que reducen efectivamente la intensidad de transmisión de la malaria.Files
s12916-015-0354-z.pdf
Files
(1.5 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:1f381c5ea28259b071e2d108a81bf8ac
|
1.5 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نوبات سريرية متعددة من ملاريا المتصورة المنجلية في بيئة منخفضة شدة الانتقال: التعرض مقابل المناعة
- Translated title (French)
- Plusieurs épisodes cliniques de paludisme à Plasmodium falciparum dans un contexte de faible intensité de transmission : exposition versus immunité
- Translated title (Spanish)
- Múltiples episodios clínicos de malaria por Plasmodium falciparum en un entorno de baja intensidad de transmisión: exposición versus inmunidad
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2140684368
- DOI
- 10.1186/s12916-015-0354-z
References
- https://openalex.org/W1961683076
- https://openalex.org/W1970914759
- https://openalex.org/W1985149691
- https://openalex.org/W1985680068
- https://openalex.org/W1990721770
- https://openalex.org/W1996974432
- https://openalex.org/W1997215803
- https://openalex.org/W1997603307
- https://openalex.org/W2002003376
- https://openalex.org/W2019448011
- https://openalex.org/W2019697277
- https://openalex.org/W2021831462
- https://openalex.org/W2032181997
- https://openalex.org/W2032712630
- https://openalex.org/W2039105733
- https://openalex.org/W2041111368
- https://openalex.org/W2043233508
- https://openalex.org/W2044099206
- https://openalex.org/W2049209126
- https://openalex.org/W2056387142
- https://openalex.org/W2083338433
- https://openalex.org/W2093275235
- https://openalex.org/W2096511206
- https://openalex.org/W2104248532
- https://openalex.org/W2108522763
- https://openalex.org/W2109483062
- https://openalex.org/W2111780819
- https://openalex.org/W2112421557
- https://openalex.org/W2116458521
- https://openalex.org/W2118726788
- https://openalex.org/W2123650481
- https://openalex.org/W2125326441
- https://openalex.org/W2139729859
- https://openalex.org/W2139968244
- https://openalex.org/W2144187066
- https://openalex.org/W2146157594
- https://openalex.org/W2149476220
- https://openalex.org/W2151884416
- https://openalex.org/W2153804503
- https://openalex.org/W2160809127
- https://openalex.org/W2163697153
- https://openalex.org/W2168943316
- https://openalex.org/W2169012335