于有利,黎玉瓊,王建東,梁小軍,趙正偉,張久盤,從志鵬

(寧夏農(nóng)林科學(xué)院動(dòng)物科學(xué)研究所,寧夏 銀川 750002)

隱孢子蟲(Cryptosporidium)屬于原生生物界(Protozoa)、頂端復(fù)合體亞門(Apicomplexa)、孢子蟲綱(Sporozoasida)、球蟲亞綱(Coccidiasina)、真球蟲目(Eucoccidiorida)、艾美耳亞目(Eimeriorina)、隱孢子蟲科(Cryptosporidiidae)、隱孢子蟲屬(Cryptosporidium),是引起包括人類在內(nèi)的多種脊椎動(dòng)物腹瀉和胃腸炎的主要病原,尤其是對幼兒和免疫功能低下患者具有重大威脅。隱孢子蟲的生活史十分復(fù)雜,可在多種宿主包括人類、牲畜、野生動(dòng)物、鳥類、爬行動(dòng)物和魚類的消化道內(nèi)完成所有發(fā)育階段,一旦易感宿主攝入受污染的食物或水中存活的卵囊,子孢子就會(huì)穿透腸道上皮層,并在棒狀體和微線蟲的幫助下形成寄生空泡。在無性繁殖后,發(fā)育成為包含6～8個(gè)裂殖子的I型分體,這些裂殖子可以釋放出來感染周圍細(xì)胞,并經(jīng)歷另一個(gè)復(fù)制周期,形成II型分體。II型裂殖子侵入腸道上皮細(xì)胞,進(jìn)行有性生殖,形成大、小配子,配子融合后產(chǎn)生受精卵并發(fā)育成卵囊。主要有兩種類型的卵囊,厚壁卵囊和薄壁卵囊。厚壁卵囊隨糞便從宿主體內(nèi)排出,引發(fā)其他易感宿主的感染。薄壁卵囊在宿主內(nèi)脫落并感染組織上皮細(xì)胞,導(dǎo)致自身感染。此外,隱孢子蟲可以誘導(dǎo)宿主細(xì)胞中炎癥介質(zhì)的釋放,進(jìn)而刺激可溶性因子的產(chǎn)生,減少鈉的吸收,增加氯化物和水的分泌,導(dǎo)致滲透性腹瀉。迄今為止,共有44種隱孢子蟲在不同動(dòng)物和人類中發(fā)現(xiàn)。

1 隱孢子蟲病感染家畜

隱孢子蟲是一種可在家養(yǎng)牲畜中傳播的寄生蟲,絕大多數(shù)感染發(fā)生在具有重要經(jīng)濟(jì)意義的家畜身上,如牛、豬和羊,尤其是幼畜感染率更高,幼畜比成年動(dòng)物會(huì)脫落更多的卵囊,在脫落高峰期,每克糞便可排出約333個(gè)隱孢子蟲卵囊。當(dāng)牲畜在作物附近排便時(shí),當(dāng)用感染的牲畜接觸過的水灌溉或沖洗作物時(shí)或者將感染動(dòng)物的糞便施用于耕地時(shí),田地中的作物也可能會(huì)受到污染。據(jù)報(bào)道牛主要感染包括微小隱孢子蟲、牛隱孢子蟲、安氏隱孢子蟲和瑞氏隱孢子蟲。不同階段牛感染的隱孢子蟲優(yōu)勢蟲種不同,微小隱孢子蟲是斷奶前犢牛感染的主要蟲種,而斷奶后犢牛、育成牛和12月齡以上奶牛主要感染牛隱孢子蟲安氏隱孢子蟲和瑞氏隱孢子蟲。據(jù)一項(xiàng)關(guān)于中國上海農(nóng)場奶牛隱孢子蟲流調(diào)研究報(bào)道,來自五個(gè)農(nóng)場的818份斷奶前奶牛的糞便樣本中隱孢子蟲感染率高達(dá)37.0%(302/818)。賈丁等人報(bào)道四川省10個(gè)地區(qū)的11個(gè)奶牛場中278頭1月齡內(nèi)斷奶前牛犢的新鮮糞樣中隱孢子蟲感染率為14.4%(40/278), 11個(gè)養(yǎng)殖場中有10個(gè)存在隱孢子蟲感染。綿羊中隱孢子蟲蟲種的分布與年齡的關(guān)系不如牛明顯。一些研究報(bào)告泛在隱孢子蟲是成年或老年綿羊中最常見的蟲種,而微小隱孢子蟲或小隱孢子蟲是1個(gè)月以內(nèi)羔羊的優(yōu)勢蟲種。蔡源等人報(bào)道江蘇省8個(gè)集約化養(yǎng)殖場的446份肉羊糞便樣品中隱孢子蟲的總感染率為4.48%(20/446),主要為泛在隱孢子蟲和微小隱孢子蟲。另外,針對來自河南、貴州、陜西等6省區(qū)共935份羊糞便樣品中隱孢子蟲的總感染率為5.6%(52/935)。微小隱孢子蟲也是導(dǎo)致人類感染的主要優(yōu)勢蟲種,安氏隱孢子蟲和牛隱孢子蟲偶爾也會(huì)感染人。這提醒家畜在人源隱孢子蟲感染中可能發(fā)揮重要角色。

2 隱孢子蟲與動(dòng)物其他病原混合感染

腹瀉病是導(dǎo)致牲畜死亡最常見的原因,腹瀉病原并不單一。據(jù)鄭雙健等人報(bào)道從甘肅瑪曲縣和碌曲縣采集的177份藏羊糞便樣品中有隱孢子蟲、艾美耳球蟲、鞭蟲、圓線蟲、隱孢子蟲和畢氏腸微孢子蟲5種寄生蟲混合感染情況;黃亞強(qiáng)報(bào)道從開封市寵物醫(yī)院、狗市和犬舍采集的412份犬新鮮糞樣中存在隱孢子蟲和畢氏腸微孢子蟲的混合感染,混合感染率達(dá)到36.5%。除了與其他寄生蟲混合感染外,隱孢子蟲也同細(xì)菌或病毒混合感染。據(jù)報(bào)道,黎玉瓊等人隨機(jī)采集寧夏地區(qū)95頭0～60日齡奶犢牛腹瀉糞便樣品中發(fā)現(xiàn)樣品中存在隱孢子蟲、輪狀病毒、冠狀病毒和大腸桿菌的混合感染,其中出現(xiàn)最多的是以隱孢子蟲、輪狀病毒和冠狀病毒3種病原混合感染,占10.53%(10/95)。閆文朝報(bào)道一群3月齡的斷奶腹瀉仔豬主要以Ⅱ型豬圓環(huán)病毒感染混合隱孢子蟲感染,豬圓環(huán)病毒感染導(dǎo)致的免疫抑制提高了豬對隱孢子蟲的易感性。牲畜腹瀉病往往是由多種病原體共同感染導(dǎo)致的,然而大多數(shù)流行病學(xué)研究僅限于特定的傳染源,導(dǎo)致對流行病學(xué)情況了解不夠全面,忽略了其他病原體對共同感染的貢獻(xiàn)。因此,更好地了解這些方面將有助于提高對宿主-病原體以及病原體-病原體相互作用的認(rèn)識(shí)。

3 隱孢子蟲感染野生動(dòng)物

近年來,有關(guān)野生動(dòng)物感染隱孢子蟲的情況逐漸引起人們的重視。哺乳動(dòng)物是已知感染隱孢子蟲的最大動(dòng)物群體,至少有155種哺乳動(dòng)物感染了隱孢子蟲。而野生動(dòng)物似乎參與了大多數(shù)人畜共患病的流行病學(xué),并作為主要宿主傳播給家畜和人類。據(jù)報(bào)道,對法國境內(nèi)包括野生黑線猿鼠、褐家鼠等117只嚙齒動(dòng)物進(jìn)行了隱孢子蟲檢測,發(fā)現(xiàn)15.4%的嚙齒動(dòng)物呈隱孢子蟲屬陽性。對阿塞拜疆境內(nèi)325只嚙齒動(dòng)物進(jìn)行了隱孢子蟲檢測,發(fā)現(xiàn)以鼠隱孢子蟲、微小隱孢子蟲和泛在隱孢子蟲這三種隱孢子蟲的總感染率為34.5%(112/325)。在阿塞拜疆山區(qū)捕獲的110只野狗和182只雙峰駝的隱孢子蟲感染率分別為25%(28/110)和35.7%(65/182),年輕駱駝的感染率高于年齡大的駱駝。另外,從中國黑龍江、吉林和遼寧省收集的213只狐貍、114只水貂的糞便樣本中檢測到狐貍的隱孢子蟲的感染率為5.6%(12/213),水貂感染率為7.0%(8/114)。除了哺乳動(dòng)物以外,鳥類和水生動(dòng)物也是隱孢子蟲的重要宿主。據(jù)報(bào)道,Musaev等人于1987年至2019年期間,從阿塞拜疆不同地區(qū)采集的729份鳥類糞便樣本中檢出 27.2%(198/729)的糞樣品中含有隱孢子蟲卵囊。從阿爾及利亞農(nóng)村地區(qū)和動(dòng)物園收集的345份家禽、圈養(yǎng)鳥類和野生鳥類糞便樣本中,隱孢子蟲感染率為6.4%(22/345)。從巴西15種野生和圈養(yǎng)水生哺乳動(dòng)物中收集到的553 份糞便樣本中隱孢子蟲屬的感染率為15.55%(86/553)。另外,據(jù)Davis等人報(bào)道弗吉尼亞動(dòng)物園中先是有七只幼年浣熊感染隱孢子蟲,隨后從事浣熊和野生動(dòng)物的49名康復(fù)工作人員中有15名(31%)工作人員相繼出現(xiàn)隱孢子蟲的感染癥狀,并且這是首次報(bào)道浣熊傳染人的報(bào)道,這表明浣熊可能是導(dǎo)致人類隱孢子蟲感染的一個(gè)未被充分認(rèn)識(shí)的宿主。綜上報(bào)道表明了野生動(dòng)物隱孢子蟲病流行嚴(yán)重,存在自然疫源性。隨著自然資源和野生物種保護(hù)的推進(jìn),人類與野生動(dòng)物的接觸越來越多,這促進(jìn)了包括寄生蟲在內(nèi)的傳染性病原體向新宿主和環(huán)境的傳播。因此,考慮到流行病學(xué)因素,圈養(yǎng)動(dòng)物和野生動(dòng)物在人畜共患病病原體的傳播中發(fā)揮著極其重要的作用。

4 隱孢子蟲感染海洋和水生動(dòng)物

隱孢子蟲感染大量家畜、野生動(dòng)物和人類,但有關(guān)水生生物感染隱孢子蟲的研究較少。近年來,隨著隱孢子蟲在海洋、淡水、養(yǎng)殖、圈養(yǎng)或觀賞魚中的廣泛分布,人們發(fā)現(xiàn)隱孢子蟲感染已由陸生動(dòng)物擴(kuò)展到了海洋哺乳動(dòng)物和水生動(dòng)物中。據(jù)西班牙研究者報(bào)道從巴倫西亞社區(qū)采集的404份養(yǎng)殖魚類和野生魚類樣品中,隱孢子蟲感染率為4.2%(170/404)。Jenkins等人從美國緬因州至佛羅里達(dá)州的37個(gè)沿海地點(diǎn)收集了925只軟體動(dòng)物,并在3.7%的軟體動(dòng)物中檢測到隱孢子蟲卵囊。在歐洲,許多研究也報(bào)道了不同種類蛤蜊(河蜆、菲律賓蛤、巴西蛤、菱形蛤)、貽貝和牡蠣等海洋動(dòng)物污染的報(bào)道。另外,隱孢子蟲在亞洲和非洲的食用軟體動(dòng)物中也被發(fā)現(xiàn)。盡管水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)為不同地區(qū)和國家提供了顯著的收益,但不當(dāng)?shù)脑O(shè)施管理將為人畜共患寄生蟲病媒的感染提供了機(jī)會(huì),嚴(yán)重的破壞了水生生態(tài)系統(tǒng),對消費(fèi)者的健康造成風(fēng)險(xiǎn)。

5 隱孢子蟲經(jīng)水源和食物傳播

隱孢子蟲被認(rèn)為是全世界主要的水媒寄生蟲,也是經(jīng)水傳播導(dǎo)致胃腸道疾病死亡的主要原因。隱孢子蟲在單個(gè)宿主中就可以完成其生命周期,每個(gè)卵囊中包含四個(gè)感染性子孢子,可以在水中、潮濕的環(huán)境或土壤中存活數(shù)月,并能抵抗氯消毒。隱孢子蟲卵囊體積小,可以通過空氣遠(yuǎn)距離運(yùn)輸,并迅速進(jìn)入水源。自從1993年密爾沃基自來水廠水受隱孢子蟲污染,引發(fā)大規(guī)模人類疫情后,隱孢子蟲通過水源傳播受到了極大的關(guān)注,此后不斷有關(guān)于隱孢子蟲經(jīng)水源傳播引發(fā)的大規(guī)模疫情傳播事例報(bào)道。據(jù)報(bào)道,通過PCR檢測在中國廣州四個(gè)污水處理廠和八個(gè)下水道地點(diǎn)收集的238個(gè)進(jìn)水樣本和88個(gè)出水樣本中隱孢子蟲屬的檢測率分別為14.3%(34/238)和 13.6%(12/88),共有11種隱孢子蟲蟲種。同樣,受污染的食物也是導(dǎo)致人類和牲畜感染的主要途徑。隱孢子蟲可從各種食品中分離出來,主要是新鮮農(nóng)產(chǎn)品和新鮮貝類。據(jù)報(bào)道,在孟加拉國菜市場中包括生菜、香菜、西紅柿、胡蘿卜和黃瓜等新鮮水果和蔬菜中檢測到了隱孢子蟲。動(dòng)物來源的食物在其屠宰過程,在沒有后續(xù)合格的衛(wèi)生措施下可能會(huì)因皮、毛、蹄、胃腸道內(nèi)容物溢出以及接觸過動(dòng)物的人員而受到污染。改善水源保護(hù),能在一定程度上有效地減少了由水傳播的病例和疫情的爆發(fā),但是隱孢子蟲通過食物和娛樂用水傳播依然令人擔(dān)憂。

6 隱孢子蟲的暴發(fā)感染

隱孢子蟲屬至少包括25個(gè)物種和60個(gè)基因型,但并非所有物種都對人類造成相同程度的危害。人隱孢子蟲和微小隱孢子蟲是造成人類90%以上隱孢子蟲病感染的原因,其中微小隱孢子蟲的暴發(fā)通常與農(nóng)村地區(qū)有關(guān),而人隱孢子蟲則與人口密度更稠密的地區(qū)有關(guān)。隱孢子蟲病也是導(dǎo)致5歲以下兒童的第四大死亡原因。據(jù)報(bào)道,2015年全球約有130萬人兒童因感染隱孢子蟲死亡,占全球5歲以下兒童死亡人數(shù)的12.1%。在美國,隱孢子蟲病被認(rèn)為是僅次于逆轉(zhuǎn)錄病毒的第二大腹瀉死亡原因。在撒哈拉以南非洲地區(qū),每年約有290萬例24個(gè)月以內(nèi)的兒童感染隱孢子蟲,總死亡人數(shù)約為20.2萬人,是導(dǎo)致非洲地區(qū)兒童死亡的重要原因。

終上所述,不難看出隱孢子蟲的流行遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人們的預(yù)期,其中家畜、水生動(dòng)物的感染應(yīng)引起人們的高度重視。加大對隱孢子蟲病的研究,特別是開展牛、羊和豬等家畜以及水生動(dòng)物感染情況的調(diào)查以及此類感染在人隱孢子蟲病和其他動(dòng)物隱孢子蟲流行中的作用對于提高我國隱孢子蟲防控具有重要意義。