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第一节 疟原虫
疟原虫(malaria parasite)寄生于人及多种哺乳动物,少数寄生于鸟类和爬行类动物,目前已知有130余种。疟原虫有严格的宿主选择性,仅极少数的种类可寄生在亲缘相近的宿主。
疟原虫是人体疟疾的病原体。远在公元前10~11世纪的商殷时代,甲骨刻辞中就有了象形“疟”的文字,表明3千多年前,我国已认识疟疾的症状。在隋代《诸病源候论》所述,及以后国内外某些医学家均认为疟疾是由于遇到一种恶浊的气体,称之为“瘴气”所引起的。直至1880年法国人Laveran才在疟疾病人血液中发现疟原虫而认为是其病原体。疟疾是一种严重危害人体健康的寄生虫病,全世界约二分之一人口受威胁。我国建国前疟疾流行狼狈猖獗,建国初期称为五大寄生虫病之一。目前大部分地区疫情被控制或明显下降,但消灭疟疾的任务仍很艰巨。
寄生于人体的疟原虫共有四种,即间日疟原虫[Plasmodium vivax(Grassi and Feletti,1890 Labb'e,1899)],三日疟原虫[P.malariae(Laveran,1881 Grassi and Fetti,1890],恶性疟原虫[P.falciparum(Welch,1897)Schaudinn,1902]和卵形疟原虫[P.Ovale(Graig,1900)Stephens,1922]。在我国主要是间日疟原虫和恶性疟原虫;其他二种少见,近年偶见国外输入的一些病例。
形态与生活史
人体疟原虫的生活史,都需要人和雌性按蚊做宿主,并经历了无性生殖和有性生殖两个世代的交替。
人体四种疟原虫的生活史基本相同。现以间日疟原虫生活史为例(图12-1)叙述如下:
1.在人体内发育 疟原虫在人体内先后经在肝细胞和红细胞内发育。在肝细胞内为裂体增殖,称红细胞外期(红外期);在红细胞内发育包括红细胞内裂体增殖期(红内期)和配子体形成的有性期开始。
rentijishengchongxue016.jpg间日疟原虫生活史
图12-1 间日疟原虫生活史
⑴红细胞外期(exo-erythrocytic,stage):蚊唾腺内含有疟原虫子孢子的雌性按蚊刺吸人血时,子孢子随蚊的唾液进入人体,约30分钟孢子侵入肝细胞。子孢子入侵肝细胞是由于子孢子表面有一种蛋白(环子孢子蛋白,CSP)能与肝细胞表面的疟原虫受体相结合,使两者接触。然后,子孢子释放由棒状体内贮存的分泌物,作用于接触的肝细胞膜,而主动侵入肝细胞。在肝细胞内,虫体中部呈球状突出,前后端收缩,呈圆形,转变为滋养体(trophozoite)。以后,核开始分裂,进行裂体增殖,形成裂殖体(schizont)。裂殖体逐渐长大,反复进行核分裂,至一定程度胞质也分裂,分别包绕核,形成许多裂殖子(merozoite),即为成熟裂殖体(mature schizont)。感染第七天的间日疟原虫的成熟裂殖体,直径约42µm,胞质内有空泡,内含裂殖子约12000个。裂殖子圆形或椭圆形,大小为0.3~0.7µm,由核和少量的胞质组成。当裂殖体发育成熟后,被寄生的肝细胞破裂,裂殖子散出,进入血窦,一部分裂殖子被吞噬细胞吞噬而消失,一部分则侵入红细胞内发育。
Lysenko等援引Moshkovsky(1973)的学说提出,间日疟原虫的子孢子在进入肝细胞后,在发育繁殖的速度上可能是多态的(polymorphism),即有发育快的,称速发型子孢子(tachysporozoites,TS);和发育慢的,称为迟发型子孢子(bradysporozoites,BS)。Krotoski(1980,1982)通过对食蟹猴疟原虫(P.cynomolgi bastianellii)的实验,发现其子孢子接种猴后3~5天,在肝细胞内原虫直径为4µm,第7天达5µm,但此后直至感染后105天其大小仍无改变。提出该种疟原虫子孢子有两个类型,一是进入肝细胞后迅速发育繁殖,产生许多裂殖子,在感染后7~8天侵入血流,进行红细胞内发育;另一型进入肝细胞后发育慢,经不同时间的休眠期,然后被激活,发育为裂殖体并继续分裂为裂殖子,再进入血流。作者将后者,经休眠期的疟原虫称之为休眠子(hypnozoite)。以后进一步证实间日疟原虫也有休眠期,并认为休眠子与疟疾复发有关系。
⑵红细胞内期(erythrocytic stage):由肝细胞释放出的红细胞外期裂殖侵入红细胞内进行裂体增殖,称为红细胞内期(红内期)。包括滋养体和裂殖体两个阶段。疟原虫经Giemsa染剂或Wright染剂染色,光学显微镜观察,核为紫红色或红色,胞质为蓝色,疟色素不着色,仍呈棕褐色(彩图1)。
1)滋养体(trophozoite):是疟原虫在红细胞内摄取营养和发育的阶段。当裂殖子侵入红细胞后,虫体胞质较少,中间出现大空泡,胞质呈环状,细胞核位于虫体一侧,颇似戒指的宝石。因此,早期滋养体又称为环状体(ring form)。环状体继续发育,长大。间日疟原虫和卵形疟原虫约经8~10小时,恶性疟原虫约经10小时,三日疟原虫约经24小时,虫体增大,伸出伪足,为运动细胞器,同时胞质中出现少量疟色素(malarial pigment);随着虫体继续发育,疟色素增多,伪足活动增加,出现多种形态,虫体有1或2~3个空泡。受染的红细胞胀大可达1倍,颜色变淡,并出现能染成淡红色的小点,称薛氏小点(Schüffner's dots)。恶性疟原虫的早期滋养体在外周血液中经十几小时的发育,逐渐隐匿于各种器官组织的毛细血管中,继续发育成滋养体。
2)裂殖体(schizont):约经40小时,间日疟原虫晚期滋养体发育成熟,虫体变圆,胞质内空泡消失,核开始分裂,称未成熟裂殖体(immature schizont)。之后核继续分裂,胞质随之分裂,疟色素渐趋集中。最后,分裂的每一小部分胞质包绕一个胞核,形成裂殖子。这时含有裂殖子的虫体称为成熟裂殖体。间日疟原虫的成熟裂殖体常充满于被寄生的红细胞,最近形成12~24个裂殖子。裂殖子长约1.5µm,宽约1µm。在红细胞受染后48小时左右,形成成熟裂殖体。此时红细胞出现泡状隆起,胀大而失去其双凹面形状。由于裂殖子的运动,导致红细胞破裂,裂殖子逸出进入血浆。从红细胞释出裂殖子的全过程约需1分钟。在血液中的裂殖子,一部分被吞噬细胞吞噬,一部分侵入健康的红细胞,重复裂体增殖过程。
⑶配子体形成:疟原虫经过几次红细胞内裂体增殖,部分裂殖子在红细胞内不再进行裂体增殖,而发育为雌性配子体(female gametocyte,即macrogamete cyte)或雄性配子体(male gametocyte,即microgametocyte),这是疟原虫有性生殖的开始。间日疟原虫配子体呈圆形或椭圆形,疟色素均匀分布于虫体内,核1个。雌性配子体胞质致密,色深蓝,虫体较大,占满胀大的红细胞;核稍小,深红色,多位于虫体一侧。雄性配子体胞质浅蓝而略带红色;核较大,淡红色,多位于虫体的中央。成熟的雌雄配子体如被适宜的按蚊随同血液吸入蚊胃后,即可继续发育。否则经一定时间后即变性,而被吞噬细胞吞噬。
四种疟原虫寄生的红细胞时期不同。间日疟原虫和卵形疟原虫主要寄生于网织红细胞,三日疟原虫多寄生于较衰老的红细胞,而恶性疟原虫可寄生于各时期的红细胞。配子体在人体末梢血液中开始出现的时间也有差别。间日疟原虫在裂体增殖期出现2~3天后可在末梢血液中查见到配子体,而恶性疟原虫则在7~10天之后。
第二节 刚地弓形虫
刚地弓形虫(Toxoplasma gondii Nicolle & Manceaux,1908)是猫科动物的肠道球虫,由法国学者Nicolle及Manceaux在刚地梳趾鼠(Ctenodactylus gondii)单核细胞内发现,虫体呈弓形,命名为刚地弓形虫。该虫呈世界性分布,人和许多动物都能感染,引起人畜共患的弓形虫病,尤其在宿主免疫功能低下时,可造成严重后果,属机会致病原虫(opportunistic protozoan)。
形态
弓形虫发育的全过程,可有5种不同形态的阶段:即滋养体、包囊、裂殖体、配子体和卵囊。
滋养体 是指在中间宿主在核细胞内营分裂繁殖的虫体,又称速殖子(tachyzoite)。游离的虫体呈弓形成月芽形,一端较尖,一端钝圆;一边扁平,另一边较膨隆。速殖子长4~7µm,最宽处2~4µm。经姬氏染剂或瑞氏染剂染色后可见胞浆呈蓝色,胞核呈紫红色。核位于虫体中央,在核与尖端之间有染成浅红色的颗粒称副核体。游离虫体能在螺旋式转动。细胞内寄生的虫体呈纺锤形或椭圆形,可以内二芽殖、二分裂及裂体增殖三种方式不断繁殖,一般含数个至十多个虫体。被个被宿主细胞膜包绕的虫体集合体称假包囊(pseudocyst)(图12-5),增殖至一定数目时,
rentijishengchongxue017.jpg弓形虫在人体内寄生的形态
图12-5 弓形虫在人体内寄生的形态
胞膜破裂,速殖子释出,随血流至其它细胞内继续繁殖。电镜下,速殖子表膜由两层组成,外层包绕整个虫体,在侧缘向内凹陷而成胞口样微孔,内层稍厚,在前端、侧端和后端有类锥体(conoid)及极环(polar ring)。类锥体是由一组或几组向上旋曲而中空的弓形线组成。棒状体(rhoptry)8~10条呈球棒状,为腺体样结构,是类锥体向后延伸的部分。胞核位于虫体后半部,核仁位置不定,高尔基体常位于核的前沿凹陷处,呈膜囊样结构;线粒体一至数个;虫体还有发达的粗面内质网、溶酶体和核糖体(图12-6)。当虫体进行内二芽殖分裂时可见到:虫体内细胞器消失,胞核的
rentijishengchongxue018.jpg弓形虫速殖子模式图
图12-6 弓形虫速殖子模式图
前沿分裂成2个突起物,逐渐伸展形成2个子核,恢复所有细胞器,虫体分裂成2个虫体(图12-7)。
rentijishengchongxue019.jpg弓形虫速殖子内二芽殖分裂过程模式图
图12-7 弓形虫速殖子内二芽殖分裂过程模式图
包囊圆形或椭圆形,直径自5µm至100µm,具有一层富有弹性的坚韧囊壁。囊内滋养体称缓殖子(bradyzoite)可不断增殖,内含数个至数百个虫体,在一定条件下可破裂,缓殖子重新进入新的细胞形成新的包囊,可长期在组织内生存。
裂殖体 在猫科动物小肠绒毛上皮细胞内发育增殖,成熟的裂殖体为长椭圆形,内含4~29个裂殖子,以10~15个居多,呈扇状排列,裂殖子形如新月状,前尖后钝,较滋养体为小。
配子体 由游离的裂殖子侵入另一个肠上皮细胞发育形成配子母细胞,进而发育为配子体,有雌雄之分。雌配子体呈圆形,成熟后发育为雌配子,其体积可不断增大达10~20µm,核染成深红色,较大,胞质深蓝色;雄配子体量较少,成熟后形成12~32个雄配子,其两端尖细,长约3µm,电镜下可见前端部有2根鞭毛。雌雄配子受精结合发育为合子(zygote),而后发育成卵囊。
卵囊 刚从猫粪排出的卵囊为圆形或椭圆形,大小为10~12µm;具两层光滑透明的囊壁,内充满均匀小颗粒。成熟卵囊含2个孢子囊,每个分别由4个子孢子组成,相互交错在一起,呈新月形。
生活史
弓形生活史包括有性生殖和无性生殖阶段,全过程需两种宿主,在猫科动物体内完成有性世代,同时也进行无性增殖,故猫是弓形虫的终宿主兼中间宿主。在其它动物或人体内只能完成无性生殖,最为中间宿主。有性生殖只限于在猫科动物小肠上皮细胞内进行,称肠内期发育。无性生殖阶段可在肠外其它组织、细胞内进行,称肠外期发育。弓形虫对中间宿主的选择极不严格,除哺乳动物外,鸟类、鱼类和人都可寄生,对寄生组织的选择也无特异亲嗜性,除红细胞外的有核细胞均可寄生(图12-8)。
rentijishengchongxue020.jpg刚地弓形虫生活史
图12-8 刚地弓形虫生活史
1.中间宿主内的发育 当猫粪内的卵囊或动物肉类中的包囊或假包囊被中间宿主如人、羊、猪、牛等吞食后,在肠内逸出子孢子、缓殖子或速殖子,随即侵入肠壁经血或淋巴进入单核吞噬细胞系统寄生,并扩散至全身各器官组织,如脑、淋巴结、肝、心、肺、肌肉等进入细胞内发育繁殖,直至细胞破裂,速殖子重行侵入新的组织、细胞,反复繁殖。在免疫功能正常的机体,部分速殖子侵入宿主细胞后,特别是脑、眼、骨骼肌的虫体繁殖速度减慢,并形成包囊,包囊在宿主体内可存活数月、数年,甚至终身不等。当机体免疫功能低下或长期应用免疫抑制剂时,组织内的包囊可破裂,释出缓殖子,进入血流和其他新的组织细胞继续发育繁殖。包囊亦中间宿主之间或终宿之间互相传播的主要形成。
2.终宿主内的发育 猫或猫科动物捕食动物内脏或肉类组织时,将带有弓形虫包囊或假包囊吞入消化道而感染。此外食入或饮入外界被成熟卵囊污染的食物或水也可得到感染。卵囊内子孢子在小肠腔逸出,主要在回肠部侵入小肠上皮细胞发育繁殖,经3~7天,上皮细胞内的虫体形成多个核的裂殖体,成熟后释出裂殖子,侵入新的肠上皮细胞形成第二、三代裂殖体,经数代增殖后,部分裂殖子发育为配子母细胞,继续发育为雌雄配子体,雌雄配子受精成为合子,最近形成卵囊,破出上皮细胞进入肠腔,随粪便排出体外,在适宜温、湿度环境中经2~4天即发育为具感染性的成熟卵囊,猫吞食不同发育期虫体后排入卵囊的时间不同,通常吞食包囊后约3~10天就能排出卵囊,而吞食假包囊或卵囊后约需20天以上。受染的猫,一般可排出1000万/日卵囊,排囊可持续约10~20天,其间排出卵囊数量的高峰时间为5~8天,是传播的重要阶段,卵囊具双层囊壁,对外界抵抗力较大,对酸、碱、消毒剂均有相当强的抵抗力,在室温可生存3~18个月,猫粪内可存活1年,对干燥和热的抗力较差,80℃1分钟即可杀死,因此加热是防止卵囊传播最有效的方法。
致病
1.致病机制 弓形虫的侵袭作用除与虫体毒力有关外,宿主的免疫状态亦起着重要作用,因此弓形虫病的严重程度取决于寄生虫与宿主相互作用的结果。根据虫株的侵袭力、繁殖速度、包囊形成与否及对宿主的致死率等,刚地弓形虫可分为强毒和弱毒株系,目前国际上公认的强毒株代表为RH株;弱毒代表为Beverley株,极大多数哺乳动物、人及家畜家禽类对弓形虫都是易感中间宿主,易感性则因种而有所差异。
速殖子期是弓形虫的主要致病阶段,以其对宿主细胞的侵袭力和在有核细胞内独特的内二芽殖法增殖破坏宿主细胞。虫体逸出后又重新侵入新的细胞,刺激淋巴细胞、巨噬细胞的浸润,导致组织的急性炎症和坏死。电镜下观察到虫体藉尖端类锥体和极环接触宿主细胞膜,使细胞出现凹陷,虫体借助棒状体分泌一种酶,称穿透增强因子(penetration enhancing factor,PEF)协同虫体旋转运动穿入细胞内发育繁殖。
包囊内缓殖子是引起慢性感染的主要形式,包囊因缓殖子增殖而体积增大,挤压器官,使功能受到障碍。包囊增大到一定程度,可因多种因素而破裂。游离的虫体可刺激机体产生迟发性变态反应,并形成肉芽肿病变,后期的纤维钙化灶多见于脑、眼部等。宿主感染弓形虫后,在正常情况下,可产生有效的保护性免疫,多数无明显症状,当宿主有免疫缺陷或免疫功能低下时才引起弓形虫病,即使在隐性感染,也可导致复发或致死的播散性感染;近几年有报导艾滋病患者因患弓形虫脑炎而致死。
2.临床分类 有先天性和获得性弓形虫病二类。先天性弓形虫病只发生于初孕妇女,经胎盘血流传播。受染胎儿或婴儿多数表现为隐性感染,有的出生后数月甚至数年才出现症状;也可造成孕妇流产、早产、畸胎或死产,尤以早孕期感染,畸胎发生率高。据研究表明,婴儿出生时出现症状或发生畸形者病死率为12%,而存活中80%有精神发育障碍,50%有视力障碍。以脑积水、大脑钙化灶、视网膜脉络膜炎和精神、运动的障碍为先天性弓形虫病典型症侯。此外,可伴有全身性表现,在新生儿期即有发热、皮疹、呕吐、腹泻、黄疸、肝脾肿大、贫血、心肌炎、癫痫等。融合性肺炎是常见的死亡原因。
获得性弓形虫病可因虫体侵袭部位和机体反应性而呈现不同的临床表现。因而无特异症状,须与有关疾病鉴别。患者多数与职业、生活方式、饮食习惯有一定关系。淋巴结肿大是获得性弓形虫病最常见的临床类型,多见于颌下和颈后淋巴结。其次弓形虫常累及脑、眼部,引起中枢神经系统异常表现,在免疫功能低下者,常表现为脑炎、脑膜脑炎、癫痫和精神异常。弓形虫眼病的主要特征以视网膜脉络膜炎为多见,成人表现为视力突然下降,婴幼儿可见手抓眼症,对外界事物反应迟钝,也有出现斜视、虹膜睫状体炎,色素膜炎等,多见双侧性病变,视力障碍外常伴全身反应或多器官病损。
多数隐性感染者,当患有恶性肿瘤,施行器官移植,长期接受免疫抑制剂、放射治疗、细胞毒剂等医源性免疫受损情况下或先天性、后天性免疫缺陷者,如艾滋病患者、孕期妇女等都可使隐性感染状态转为急性重症,使原有病症恶化。据美国疾病控制中心(CDC)报告,在14510例艾滋病患者中并发弓形虫脑炎者有508例,大多在2~8个月内死亡。另有资料表明在81例弓形虫患者中伴有何杰金氏病者32例,淋巴肉瘤9例,白血病15例。
免疫
在免疫功能健全的宿主,细胞免疫在保护性免疫中起主要作用,其中T细胞、巨噬细胞、NK细胞及其它细胞介导的免疫反应尤起主导作用。被致敏的T细胞能释放多种细胞因子,如 γ-干扰素(IFN-γ)、白介素-2(IL-2)等,参与免疫调节,激活巨细胞产生活性氧等从而抑制弓形虫速殖子在细胞内繁殖并杀死虫体。
人或动物受弓形虫感染后能激发特异性抗体。感染早期出现IgM和IgA升高,一月后为高滴度IgG所取代,并维持较长时间,能通过胎盘传至胎儿,但抗感染的免疫保护作用不明显。近有实验研究证明,特异抗体与速殖子结合,在补体参与下可使虫体溶解,或促进速殖子被巨噬细胞吞噬。
弓形虫在正常未被激活的巨噬细胞内寄生时形成纳虫泡,使虫体不能直接与胞内溶酶体结合,更不能有效地触动巨噬细胞产生活性氧,而使虫体能在细胞内发育与增殖,此为弓形虫的一种免疫逃避机制。
实验诊断
(一)病原学检查
具确诊意义
1.涂片染色法 取急性期患者的体液、脑脊液、血液、骨髓、羊水、胸水经离心后,沉淀物作涂片,或采用活组织穿刺物涂片,经姬氏染色后,镜检弓形虫滋养体。此法简便,但阳性率不高易漏检。此外也可切片用免疫酶或荧光染色法,观察特异性反应,可提高虫体的检出率。
2.动物接种分离法 或细胞培养法查找滋养体。采用敏感的实验动物小白鼠,样本接种于腹腔内,一周后剖杀取腹腔液镜检,阴性需盲目传代至少3次;样本亦可接种于离体培养的单层有核细胞。动物接种和细胞培养是目前常用的病原查诊方法。
(二)血清学试验
鉴于弓形虫病原学检查的不足和血清学技术的进展,血清诊断已成为当今广泛应用的诊断手段。方法种类较多,主要有:
1.染色试验(dye test,DT) 为经典的特异血清学方法,采用活滋养体在有致活因子的参与下与样本内特异性抗体作用,使虫体表膜破坏不为着色剂美蓝所染。镜检见虫体不被蓝染者为阳性,虫体多数被蓝染者为阴性。
2.间接血凝试验(IHA) 此法特异、灵敏、简易,适用于流行病学调查及筛查性抗体检测,应用广泛。
3.间接免疫荧光接体试验(IFA) 以整虫为抗原,采用荧光标记的二抗检测特异抗体。此法可测同型及亚型抗体,其中测IgM适用与临床早期诊断。
4.酶联免疫吸附试验(ELISA) 用于检测宿主的特异循环抗体或抗原,已有多种改良法广泛用于早期急性感染和先天性弓形虫病的诊查。
近年来将PCR及DNA探针技术应用于检测弓形虫感染,更具有灵敏、特异、早期诊断的意义。目前也开始试用于临床,限于实验室条件,国内尚不能推广应用。
流行病学
1.流行概况 该病为动物源性疾病,分布于全世界五大洲的各地区,许多哺乳动物(约14种)、鸟类是本病的重要传染源,人群感染也相当普遍。据血清学调查,人群抗体阳性率为25%~50%。我国为5%~20%,多数属隐性感染。国内人体弓形虫病例,自从谢天华(1962)报告江西一侧先天性脑发育不全及脉络膜视网膜炎的临床病例以来,已有数十个也分离出弓形虫病原的病例。家畜的阳性率可达10%~50%,常形成局部爆发流行,严重影响畜牧业发展,亦威胁人类健康。造成广泛流行的原因: ①多种生活史期都具感染性;②中间宿主广,家畜家禽均易感;③可在终宿主与中间宿主之间、中间宿主与中间宿主之间多向交叉传播;④包囊可长期生存在中间宿主组织内;⑤卵囊排放量大,且对外环境抵御力亦强。
2.流行环节
⑴传染源:动物是本病的主要传染源,而猫及猫科动物则为重要传染源。人类只有通过垂直传播即通过胎盘才具意义。
⑵传播途径:有先天性和获得性两种。前者指胎儿在母体经胎盘血而感染;后者主要经口感染,可食入未煮熟的含弓形虫的肉制品、蛋品、奶类而得感染。曾有因喝生羊奶而致急性感染的报告。经损伤的皮肤和粘膜也是一种传染途径,实验室人员需加注意。此外,接触被卵囊污染的土壤、水源亦为重要的途径。国外已有经输血、器官移植而发弓形虫病的报导。节肢动物携带卵囊也具有一定的传播意义。
⑶易感人群:人类对弓形虫普遍易感,尤其是胎儿、婴幼儿、肿瘤和艾滋病患者等。长期应用免疫抑制剂及免疫缺陷者可使隐性感染复燃而出现症状。职业、生活方式、饮食习惯与弓形虫感染率有密切关系。
防治原则
防止弓形虫病流行重在预防。应加强对家畜、家禽和可疑动物的监测和隔离;对肉类加工厂建立必要的检疫制度,加强饮食卫生管理,教育群众不吃生或半生的肉制品,不养猫养动物;定期对孕妇作弓形虫常规检查,以防制先天性弓形虫病的发生。
对急性期患者应及时药物治疗,但至少尚无理想的特效药物。乙胺嘧啶、磺胺类对增殖期弓形虫有抑制生长的作用。常用制剂为复方新诺明(co-trimoxazole),亦可与乙胺嘧啶联合应用提高疗效,对孕妇应忌用,则可用螺旋霉素(spiramycin)毒性小,器官分布浓度高,为目前对孕妇的首选药。疗程中适当配伍用免疫增强剂,可提高宿主的抗虫功能,发挥辅佐作用。
第三节 隐孢子虫
隐孢子虫(Cryptosporidium Tyzzer,1907)广泛存在于动物中,亦为人体的重要寄生孢子虫,可引起隐孢子虫病(cryptosporidiosis)。寄生于人体的种主要是微小隐孢子虫(C.parvum),该虫是机会致病原虫,但也是一种重要的腹泻病原。本病在国外的研究报道日趋增多,国内近几年也逐渐引起人们的注意。
形态与生活史
隐孢子虫的生活史简单,不需转换宿主就可以完成。生活史有无性生殖、有性生殖和孢子生殖三个阶段,均在同一宿主体内进行,称为内生阶段。随宿主粪便排出的卵囊具感染性。
卵囊呈圆形或椭圆形,直径4~6µm,成熟卵中内含4个裸露的子孢子和由颗粒物组成的残留体(residual body),子孢子为月牙形(图12-9)。粪便中的卵囊若不染色,难以辩认。在改良抗酸染色标本中,卵囊为玫瑰红色,背景为蓝绿色,对比性很强。因观察的角度不同,囊内子孢子排列似不规则,呈多态状,残留体为暗黑(棕)色颗粒状。电镜观察囊壁为三层。
rentijishengchongxue021.jpg陷孢子虫卵巢
图12-9 陷孢子虫卵巢
人和牛及其它易感动物吞食成熟卵囊后,子孢子在消化液的作用下自囊内逸出,先附着于肠上皮细胞,再进入细胞,在胞膜下胞质外形成纳虫空泡,虫体即在泡内进行无性繁殖,先发育为滋养体,经三次核分裂发育为Ⅰ型裂殖体。成熟的Ⅰ型裂殖体含有8个裂殖子。裂殖子被释出后侵入其它上皮细胞,发育为第二代滋养体。第二代滋养体经2次核分裂发育为Ⅱ型裂殖体。成熟的Ⅱ型裂殖体含4个裂殖子。这种裂殖子释出后发育为雌配子体或雄配子体,进入有性生殖阶段。雌配子体进一步发育为雌配子,雄配子体产生16个雄配子,雌雄配子结合后形成合子,进入孢子生殖阶段。合子发育为卵囊,成熟的卵囊含有4个裸露的子孢子(图12-10)。卵囊有薄壁和厚壁两种类型。薄壁卵囊约占20%,仅有一层单位膜,其子孢子逸出后直接侵入宿主肠上皮细胞,继续无性繁殖,使宿主自身体内重复感染;厚壁卵囊约占80%,在宿主细胞或肠腔内孢子化(形成子孢子)。孢子化的卵囊随宿主粪便排出体外,即具感染性。整个生活史约需5~11天完成。用人源卵囊感染BALB/c小鼠,感染后10和11天粪检找到卵囊。
致病
隐孢子虫主要寄生于小肠上皮细胞的刷状缘,由宿主细胞形成的纳虫空泡内。空肠近端是胃肠道感染该虫虫数最多的部位,严重者可扩散到整个消化道。肺、扁桃体、胰腺和胆囊等器官亦发现有虫体。
rentijishengchongxue022.jpg陷孢子虫生活史
图12-10 陷孢子虫生活史
由于本虫寄生于肠粘膜,使之表面可出现凹陷,或呈火山口状,肠绒毛萎缩,变短变粗,或融合、移位和脱落,上皮细胞出现老化和脱落速度加快现象,但感染轻者肠粘膜的变化不明显。由于虫体的寄生,破坏了肠绒毛的正常功能,影响消化吸收而发生腹泻。但其致病机制很可能是多因素的,如肠粘膜表面积的缩小,多种粘膜酶的减少可能也起重要作用。
本病的临床症状和严重程度取决于宿主的免疫功能与营养状况。免疫功能正常人的感染后,主要表现为急性水样腹泻,一般无脓血,日排便2~20余次,严重感染的幼儿可出现喷射性水样泻,排便量多。腹痛、腹胀、恶心、呕吐、食欲减退或厌食、口渴和发热亦较常见。病程长短不一,短者1~2天,长者数年,20天至2个月上下占多数,由急性转为慢性而反复发作者并不少见。
免疫功能受损者感染本虫后,通常症状明显而病情重,持续性霍乱样水泻最为常见,一日数次至数十次。也有同时并发肠外器官寄生,如呼吸道等,其病情更为严重复杂。有人统计57例艾滋病病人感染者,42例死于本病,为艾滋病患者主要致死病因之一。故国外艾滋病病人检查隐孢子虫已被列为常规项目。
免疫缺陷者感染后症状严重,表明细胞免疫和体液免疫对消除本虫的感染是必不可少的。不论免疫功能是否正常感染本虫后血中均可检出特异抗体,但因该虫寄生于肠粘膜表面,体液中的抗体可能不起保护作用,但能降低再感染的严重性。
诊断
早期对隐孢子虫病的诊断须进行肠粘膜活组织检查,近年则主要从粪便中查出卵囊确诊。检查方法多用粪便直接涂片染色法。水样泻的临床症状可作参考。
金胺-酚染色法:染色后在荧光显微镜下可见卵囊为圆形,发出乳白色略带绿色的荧光,中央淡染,似环状。本法简便、敏感,适用于批量标本的过筛检查,但需要荧光显微镜,限制了在基层卫生机构的广泛应用。
改良抗酸染色法:染色后背景为蓝绿色,卵囊呈玫瑰红色,内部结构清晰。
金胺酚-改良抗酸染色法:上述方法染色后,标本中多存在非特异的红色抗酸颗粒,貌似卵囊,难以鉴别。本法先用金胺-酚染色后,再用改良抗酸染色法复染,染后用光学显微镜检查,其卵囊同抗酸染色,而非特异性颗粒呈蓝黑色,颜色与卵囊不同有利于卵囊的检查,并提高了检出率和准确性。
免疫诊断,国外已有几种方法,其中单克隆荧光抗体法较敏感特异。
流行
1.流行情况 迄今世界已有6大洲74个国家,至少300个地区,都发现了隐孢子虫病。在欧洲的腹泻患者中,隐孢子虫的检出率为1%~2%;北美洲为0.6%~4.3%;亚洲、澳大利亚、非洲和中南美洲为3%~4%,高可达10.2%。很多报道认为,隐孢子虫的发病率与当地的空肠弯曲菌、沙门氏菌、志贺氏菌、致病性大肠菌和蓝氏贾第鞭毛虫相近。在寄生虫性腹泻中占首位或第二位。国外爆发流行时有报告,多发生于与病人或病牛接触后的人群,或幼儿园和托儿所等集体单位。美国费城一日托中心,在一次腹泻爆发中隐孢子虫的感染率高达65%(13/20)。同性恋并发艾滋病患者近半数感染隐孢子虫。
国内于1987年韩范在南京市区首先发现了人体隐孢子虫病病例。随后在南京、徐洲、安徽、内蒙、福建、山东和湖南等省市都报道了一些病例。在腹泻患者(多为儿童)中,隐孢子虫的检出率为1.36%~13.3%,其中福建的感染率最高。
一般认为隐孢子虫病多发生在2岁或5岁以下的婴幼儿,男女间无明显差异,温暖潮湿季节发病率高,农村比城市多,沿海港口城市比内地多,经济落后、卫生状况差的地区比发达地区多,畜牧地区比非牧区多。但这些情况并非绝对,也有相反的例外报道,如在芬兰旅游者到外地受感染是主要途径,因此,该地区的成人感染多于儿童,城市高于农村。
2.传染源 隐孢子虫病人的粪便和呕吐物中含大量卵囊,多数患者在症状消退后仍有卵囊排出,可持续几天至5周,这是主要的传染源,而健康带虫者和恢复期带虫者也是重要的传染源。据Robert等最近报告,在21例免疫功能正常而无腹泻患者的十二指肠引流物中发现了隐孢子虫卵囊,可是在其粪便内查到的仅不到半数(46.7%),说明不伴腹泻的带虫者是存在的。交叉试验证实,牛、羊、猫、犬和兔等动物的隐孢子虫卵囊亦可感染人,成为畜牧地区和农村的重要动物源性传染源。
3.传播途径 日托中心隐孢子虫病的爆发、家庭接触爆发以及护理该病的医护人员感染率高等报道提示,人际的相互接触是重要的传播途径。近三年来,英、美等国报道了水源瀑发的问题,如只有不到65000人口的西部佐治亚洲,大约13000人发生了胃肠炎,其中39%的患者粪检隐孢子虫卵囊阳性,饮用自来水者患胃肠炎的危险性高于不饮用者,危险度为3:1,在自来水中也找到了卵囊。这是一次大范围的水源瀑发。当今,用于消毒自来水的氯化物的浓度不能杀死卵囊,因此一旦水源污染,易引起爆发流行。
4.易感人群 人对隐孢子虫普遍易感。婴幼儿、艾滋病患者、接受免疫抑制剂治疗的病人,以及先天或后天的免疫功能低下者则更易感染隐孢子虫。大量应用多种抗生素、患水痘、麻疹和经常感冒者等均易感本虫。
防治原则
该病为人畜共患病,预防本病应防止病人病畜的粪便污染食物和饮水,注意个人卫生,保护免疫功能缺陷或低下的人,增强基免疫力,避免与病人病畜接触。卵囊对外界的抵抗力强,常用的消毒剂不能将其杀死,10%福尔马林、5%氨水,加热65~70℃30分钟,可杀死卵囊。
隐孢子虫病治疗至今尚无特效药物。国外有用螺旋霉素治疗者;国内用大蒜素(大蒜新素allimin)胶囊治疗,有一定效果。
第四节 卡氏肺孢子虫
卡氏肺孢子虫(Pneumocysis carinii Delanoe et Delanoe,1912)简称肺孢子虫,广泛存在于人和其他哺乳动物的肺组织内,可引起肺孢子虫性肺炎,或称肺孢子虫病(pneumocystosis)。本虫为一种威胁人类健康的机会致病寄生虫。
形态
本虫为真核单细胞生物,其分类地位尚未明确。生活史中主要有两种型体,即滋养体和包囊。在姬氏染色标本中,滋养体呈多态形,大小为2~5µm,胞质为浅蓝色,胞核为深紫色。包囊呈圆形或椭圆形,直径为4~6µm,略小于红细胞,经姬氏染色的标本,囊壁不着色,透明似晕圈状或环状,成熟包囊内含有8个香蕉形囊内小体(intracystic bodies),各有1个核。囊内小体的胞质为浅蓝色,核为紫红色。
生活史
卡氏肺孢子虫在人和动物肺组织内的发育过程已基本清楚,但在宿主体外的发育阶段尚未完全明了。一般认为本虫的包囊经空气传播而进入肺内。动物实验证实其在肺泡内发育的阶段,有滋养体、囊前期和包囊期三个时期。滋养体从包囊逸出经二分裂和内出芽和接合生殖等进行繁殖。滋养体细胞膜渐增厚形成囊壁,进入囊前期;随后囊内核进行分裂,每个核围以一团胞质,形成形成囊内小体。发育成熟的包囊含8个囊内小体,以后脱囊而出形成滋养体(图12-11)。
1984年吉用幸雄等用电子显微镜观察囊前期早期发育的构造,内含有联会复合体(synatonemal complex)。当联会复合体消失后进行两次连续的减数分裂和一次有丝分裂,形成8个囊内小体。
致病
健康人感染本虫多数为隐性感染,无症状,当宿主免疫力低下时,处于潜伏状态的本虫即进行大量繁殖,并在肺组织内扩散导致间质性浆细胞性肺炎。肺组织的泡沫状渗出物为肺泡内蛋白性渗出伴脱落变性的肺泡细胞,少量巨噬细胞、虫体的滋养体和包囊等。
卡氏肺孢子虫肺炎临床表现可分为两种类型:
婴儿型:或称流行型(间质性浆细胞性肺炎)。主要发生于早产儿及营养不良的虚弱婴儿。高发于出生后6个月内。患儿干咳突然发烧、呼吸、脉搏增快,严重时呼吸困难和紫绀,X线胸检可见双肺弥漫性浸润灶。常进一步呼吸困难导致死亡。国内已有报道,但未见到病原证实。
rentijishengchongxue023.jpg卡氏肺孢子虫生活史
图12-11 卡氏肺孢子虫生活史
成人型:或称散发型。先天性免疫功能不全,大量的免疫抑制剂,抗肿瘤药物及放射线照射等的应用易诱发本病。在患者免疫功能低下的情况下发病最多。国外曾报道卡氏肺孢子虫肺炎是艾滋病患者最常见的并发症,其中艾滋病成人患者感染率为59%,儿童患者为81%,是艾滋病患者主要死亡原因之一。由于艾滋病的流行,全世界的本病发病率逐年明显上升。症状为干咳、呼吸困难、紫绀、精神不安,咳嗽几乎无痰,肺部无明显的罗音。X线显示两肺弥漫性阴影或斑点状阴影。急性期时,血沉快,原发病加重,如诊断不及时,2~6周内死亡。国内已有检到病原体的病例报道。本病的发病多与淋巴细胞白血病、恶性淋巴瘤、恶性淋巴瘤、器官移植术后、艾滋病、长期饥饿、恶性营养不良、及原发性免疫缺陷等有关。
诊断
1.病原学诊断 可收集痰液或支气管分泌物涂片镜检,但阳性率很低,应用支气管冲洗术可提高检出率。也可进行经皮穿刺肺活检、支气管镜肺活检或开胸肺活检,这些方法虽可靠,但损伤大。
2.免疫学诊断 常用方法为IFA、ELISA或补体结合试验。但由于大多数正常人都曾有过肺孢子虫隐性感染,血清中都有特异性抗体存在,故检测血清抗体的方法一般不用于肺孢子虫病的诊断。
近年来,DNA探针、rDNA探针和PCR技术等已试用于肺孢子虫病诊断,显示有较高的敏感性和特异性。
流行
世界性分布,二次大战后先在欧洲流行,病例报告达数千例,以后美洲、亚洲、大洋洲、非洲均有报告。我国文献报告已有10余例。
本病流行常发生于婴幼儿集中的场所。散发病例多见于儿童或成人。传播途径不甚清楚可能与咳痰飞沫直接传染有关。
防治原则
本病如得不到及时治疗,死亡率很高,如及早治疗则可有60%~80%生存。常用药物有戊烷脒,乙胺嘧啶及复方新诺明。目前国内多数医院治疗白血病时加服磺胺噻唑(ST)合剂,对预防并发卡氏肺孢子虫肺炎有良好效果。
第五节 其它孢子虫
一、肉孢子虫
肉孢子虫(Sarcocystis)所致肉孢子虫病为一种人畜共患性疾病,分布较为广泛,主要对畜牧业造成一定危害,人体病例亦有发现。
形态与生活史
肉孢子虫虫种的鉴别与分类颇为混乱。一般认为寄生于人体小肠并以人为终宿主的肉孢子虫有二种,即猪人肉孢子虫(S.suihominis Taelroset Laarman,1976),中间宿主为猪;人肉孢子虫(S.hominis Railleita et Lucet,1891),中间宿主为牛。上述两种又统称人肠肉孢子虫。此外,人尚可作为多种肉孢子虫的中间宿主,如在人的肌肉组织内形成包囊的为人肌肉孢子虫。
成熟卵囊囊壁较薄,内有2个孢子囊,每个孢子囊内含4个子孢子。因囊壁薄而脆弱常在肠内自行破裂。进入粪便的孢子囊呈椭圆形,无色透明,大小为13.6~16.4×8.3~10.6µm(图12-12)。
rentijishengchongxue024.jpg其他孢子虫
图12-12 其他孢子虫
肉孢子囊(sarcocyst)在中间宿主的肌肉中呈圆柱形或纺锤形,大小差别很大,大的长径可达5cm,横径可达1cm,通常长径为1cm或更小,横径1~2mm。囊壁结构因虫和和不同发育期不所差别,内有许多间隔把囊内虫体分隔成簇(图12-12)。
肉孢子虫的生活史为双宿主型,终宿主(食肉类)粪便中的孢子囊或卵囊被中间宿主(食草类)食入后,在其小肠内孢子囊中的子孢子逸出,穿过肠壁进入血液,在多数器官的血管壁内皮细胞中形成裂殖体,进行一代或几代的裂体增殖,产生的裂殖子再进入肌肉组织中发育为肉孢子囊。肉孢子囊内滋养母细胞(或称母细胞)增殖生成缓殖子。肉孢子囊多见于横纹肌及心肌。
中间宿主肌肉中的肉孢子囊被终缩主吞食后,囊壁被蛋白水解酶破坏,缓殖子释出并侵入小肠固有层,无需经过裂体增殖就直接形成配子,雌雄配子交配后成为卵囊,卵囊在小肠固有层逐渐发育成熟。
致病与诊断
感染本虫后其致病作用一般不很明显,但在严重感染的急性期,即裂殖体在血管内皮细胞中增殖,释放大量裂殖子分布到全身时,可引起牛、羊的消瘦、流产、瘫痪和死亡。在肌肉中的肉孢子囊可破坏所侵犯的肌细胞,当长大时可造成邻近细胞的压迫性萎缩,如囊壁破裂可释放出一种很强的霉素──肉孢子霉素(sarcocystin)作用于神经系统、心、肾上腺、肝和小肠等,大量时可致死。
有报告人体自然感染人肉孢子虫和猪人肉孢子虫的患者有食欲减退、恶心、腹痛和腹泻等症状。
诊断本病的方法目前主要有组织活检(查肉孢子囊)和粪便检查(查孢子囊或卵囊)。
流行与防治
本虫最早于1882年在猪肉中发现,到20世纪初才被确认为一种常见于食草动物(如牛、羊、马和猪等)的寄生虫。本病对动物的危害较严重。人作为中间宿主而被肉孢子虫的肉孢子囊期寄生在肌肉的病例并不多见。Jeffery总结了世界以往报告的23例中,分析认为16例诊断较为可靠。近年马来西亚报告2例;我国已报告人体肌肉感染人肉孢子虫病5例;山东、甘肃各1例,西藏3例。
云南地区猪人肉孢子虫病,1982年首先在下关市发现2例,后对大理县华营等4村调查,人群感染率为9.2%~62.5%;上市新鲜猪肉初步调查,肉孢子虫平均感染率为72.1%。当地居民有嗜食生猪肉(俗称“生皮”)的习惯。有人曾将吃生猪肉患者粪便中分离收集的孢子囊感染幼猪,发现56天后在猪的心肌、骨骼肌中有肉孢子虫包囊。
本病应预防为主,注意不吃未煮熟的肉类。目前尚无特效药物治疗。云南省大理地区猪人肉孢子虫病55例,采用磺胺嘧啶、复方新诺明和吡喹酮治疗,治后30天复查,治愈率分别为75%(15/20)、81.2%(13/16)和77.8%(14/18)。
二、等孢球虫
等孢球虫(Isospora)是广泛存在于哺乳类、鸟类和爬行类动物的肠内寄生性原虫。一般认为感染人体的等孢球虫为贝氏等孢球虫(I.belii Wenyon,1923)和纳塔尔等孢球虫(I.natalensis Elson-Dew,1953)。
形态与生活史
贝氏等孢球虫的卵囊呈长椭圆形,大小为20~33×10~19µm,成熟的的卵囊内含有2个椭圆形孢子囊,无卵囊残留体;每个孢子囊含有4个半月形的子孢子和一个残留体,无囊塞(图12-12)。
宿主由于食入成熟卵囊污染的食物,卵囊进入消化道后,子孢子可能在小肠上段逸出侵入肠上皮细胞即发育为滋养体,经裂体增殖,裂殖子逸出侵入附近的上皮细胞继续进行裂体增殖或形成雌雄配子体。雌雄配子结合形成合子发育为卵囊,卵囊落入肠腔随粪便排出。
致病与诊断
贝氏等孢球虫可以引起严重的临床症状,起病急,有发热、持续性或脂肪性腹泻,体重减轻等。本病在粪便中发现虫体卵囊即可确诊,必要时可作十二指肠组织活检。
流行与防治
世界人体感染贝氏等孢球虫的报告日趋增多。美国的艾滋病人中,其发病率为15%;我国也有10多例报告。人体球虫病比较少见,可能与诊断有关,因卵囊微小,临床常规粪检不易发现,故漏诊的机会较大。防止本病感染应注意饮食卫生。有用乙胺嘧啶和磺胺嘧啶治疗有效的报告。