亚洲带绦虫感染动物模型的研究进展*

谢 晖,杨亚明,2

亚洲带绦虫(Taenia asiatica)或称亚洲牛带绦虫(Taenia saginata asiatica)是1988年由范秉真氏在台湾首先报道,故称之为台湾带绦虫(Taenia taiwanensis)〔1〕。自上世纪 70年代以来,范秉真先生等在台湾高山族居民中调查证实,当地流行的牛带绦虫病病原体为亚洲带绦虫,人群的感染率达11%(3 104/27 359)〔2-3〕。之后 ,该绦虫种又分别在云南、贵州等省及泰国、韩国、新加坡、印尼、菲律宾等地区发现,且属于亚太地区带绦虫的优势虫种。引起这种绦虫流行的主要因素是与这些国家或地区的居民多喜生吃牛、猪及野生动物(如野猪、熊等)的肉或内脏(肝脏)习俗密切相关,如我国台湾高山族地区和广西三江居民都有这种习俗〔2,4〕。

迄今亚洲带绦虫的正确分类地位仍未解决,是属于独立的新种还是牛带绦虫亚种,许多学者曾为此开展了大量的研究。通过实验观察,亚洲带绦虫其成虫形态与牛带绦虫相似,但其囊尾蚴主要以猪作为中间宿主,3种绦虫生活史及外部形态方面的比较见表1。

表1 亚洲带绦虫与牛带绦虫和猪带绦虫的形态和生活史区别

在国外,Zarlenga等(1991)应用PCR连续扩增技术等从台湾株亚洲带绦虫中提取核糖体DNA片段,采用限制性内切酶消化和Southern印渍法,比较牛带绦虫和猪带绦虫基因差异;并采用32 P标记全部RNA,且用克隆的核糖体RNA(rRNA)基因片段作为探针进行研究,发现台湾株亚洲带绦虫的DNA杂交模式与猪带绦虫明显不同;而与亚洲带绦虫和牛带绦虫中克隆的核糖体基因片段的限制性内切酶图谱却很相似,虽然亚洲带绦虫和牛带绦虫rDNA重复序列间非转录区域—内含子(NTS)长短不同,但是两者的 rDNA NTS序列却相同〔5〕。此后,Bowles从遗传学的密码简并性来研究亚洲牛带绦虫的分类地位时,也发现其与牛带绦虫的线粒体细胞色素C氧化酶Ⅰ(CO Ⅰ)和核中rDNA28s的顺序十分接近〔6〕,以上研究提示从分子遗传学上亚洲带绦虫与牛带绦虫属于不同的虫种,但两者的亲缘关系较近。

由于亚洲带绦虫在东亚和东南亚许多国家地区广泛分布,在我国大陆云南、广西和贵州呈局部流行,其成虫寄生人体引起的症状主要为腹痛、腹泻、恶心呕吐等消化道症状及头痛、头晕、嗜睡、皮肤瘙痒等神经方面的症状。为了更清楚亚洲带绦虫的形态结构、分子水平结构和各个时期的不同抗原成分以及入侵机制、致病机理、免疫机制和宿主特异性等基础理论和相关临床应用,对于建立该虫动物模型开展以上方面的研究具有重要的作用,40多年来国内外许多学者在这方面的研究取得了一定的进展。现将其动物模型研究进展进行综述。

1 感染家猪动物模型情况

猪是猪带绦虫和亚洲带绦虫自然中间宿主,为适宜的实验动物。范秉真等〔7〕曾以亚洲带绦虫虫卵经口注射给14只小耳微小猪(Small-Ear-Miniature(SEM))、19只长白种小耳微小猪(Landrace-Small-Ear-Miniature(L-SEM))和 5只杜罗克猪(Duroc Yorkshire Landrace(DYL)),经过 7～10d后处死后发现其中有34只感染亚洲带绦虫,以上3种动物感染率分别为 86%(12/14)、89%(17/19)和 100%(5/5);而且发现感染囊尾蚴的部位只在肝脏,其他部位均无发现,这与亚洲带绦虫六钩蚴仅通过静脉循环移行到肝脏并在此发育成熟有关。之后,汪敏和莫兴泽等也先后以贵州株亚洲带绦虫孕节直接灌喂感染当地圈养的健康约克种乳猪,在猪的肝脏内发现了大量囊尾坳。此外,贵州的李博〔8〕等采用都匀株亚洲牛带绦虫孕节灌喂健康乳猪,分别于感染前感染后20、50、75d抽血,比较γ-谷氨酰胺转移酶(γ-GT)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、碱性磷酸酶(ALP)、N-乙酰-β-D 氨基葡萄糖苷酶(NAG)、乳酸脱氢酶(LDH)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和α 1抗胰蛋白酶(α 1-AT)、前白蛋白(PA)等酶的变化,结果感染75d的乳猪与感染前相比,除前白蛋白(PA)下降了6%外,上述酶含量分别提高了320%、157%、191%、950%、21%、212%、1 307%,这些生化指标说明感染宿主的肝脏因感染囊尾蚴受到损伤。令狐艳等学者的研究结果也表明亚洲带绦虫囊尾蚴致使猪肝脏的病理变化较为显著。这些结果表明亚洲带绦虫对猪的感染率较高,感染部位主要在肝脏。

对于建立猪动物模型的感染方式认为以虫卵或节片经口感染方式是人工感染猪为常规方法,但感染需要大量的虫卵,而且难以预料感染囊尾蚴的数目。这与猪带绦虫感染猪建立动物模型的方式有所不同,后者多采取六钩蚴直接注射到猪的肌肉而感染,亚洲带绦虫六钩蚴能否与之类同,则未见报道。

尽管猪对亚洲带绦虫易感,但不同研究结果也显示,猪的种类对于感染该绦虫具有一定的差异,范秉真氏等〔7〕分别采用来自台湾、韩国等亚洲牛带绦虫虫卵经口喂给小耳微小猪(Small-Ear-Miniature(SEM))、长白种小耳微小猪(Landrace-Small-Ear-Miniature(L-SEM))和杜罗克猪(Duroc-Yorkshire-Landrace(DYL)),3种猪的感染率(囊尾蚴检出率)分别为台湾株88%(19.1%),83%(1.1%),100%(0.3%),韩国株 100%(1.7%),100%(5.6%),100%(0.06%)。

2 感染鼠动物模型的建立

尽管猪是亚洲带绦虫最适宜的实验动物,但由于其个体大,不便管理和操作,为此一些学者开始寻找小型实验动物模型。1994年,ITO.A〔9〕等首先用有严重联合免疫缺陷病(SCID)小鼠为实验对象,从背部皮下注射亚洲牛带绦虫六钩蚴,成功地获得成熟的囊尾蚴,囊尾蚴的大小接近典型牛带绦虫,且经5个月全部囊尾蚴仍存活。但发现其时的绦虫囊尾蚴原头节上无小钩;而范秉真等也用SCID小鼠建立了该虫的实验动物模型,用39 000只亚洲牛带绦虫六钩蚴灌给10只SCID鼠,经过38～244d后,所有实验老鼠的皮下组织都检及了囊尾蚴,且有发育不良的小钩〔10〕,这两个实验在囊尾蚴是否有小钩上出现了不同结果,是否为亚洲带绦虫不同地理株间的差异,还是不同感染方式引起囊尾蚴不同发育期小钩退化尚需进一步观察。之后Ito等(1997)〔11〕又将体外孵化的取自韩国和台湾的亚洲牛带绦虫六钩蚴经腹腔接种SCID鼠,4个月后在所有雌性SCID鼠的腹腔内和背部皮下检及大量的活囊尾蚴,比经口服感染1-2个月后的猪肝上得到已钙化的囊尾蚴还要大;但同步进行感染的雄性SCID鼠却全部阴性,究其原因有待进一步探讨。雌性SCID鼠可作为亚洲带绦虫比较好的囊尾蚴动物,容易感染的因素主要与该鼠体内缺乏功能性 T淋巴细胞及B淋巴细胞,难以抵抗六钩蚴的入侵和较容易发育成囊尾蚴〔9〕。

但由于SCID鼠昂贵而且娇弱,饲养条件要求高,难以广泛应用。为此,一些学者对小鼠进行反复试验,发现昆明小鼠是较理想的动物模型,尤其是经免疫抑制的小鼠。如Wang IC等〔12〕用亚洲牛带绦虫六钩蚴静脉注射给业经免疫抑制的ICR和C57小鼠均获成功,前者感染率 12.5%,后者达到100%;陈利红等(2005)〔13〕用活化的都匀亚洲带绦虫六钩蚴对昆明小鼠分别进行皮下注射、腹腔注射、灌喂3种途径感染,同时用地塞米松(1mg/d)皮下注射对小鼠进行免疫抑制,感染 30d、40d、50d、60d后分别剖检,上面三种方式感染率分别为46.7%,20%和0。以上实验也说明采用免疫抑制小鼠可在某段时间里替代SCID小鼠作为替代动物模型。

人是亚洲带绦虫的自然终宿主,为寻找实验替代终末宿主,学者做过许多动物实验。2006年Chang SL等〔14〕报告了蒙古沙鼠,先用台湾亚洲带绦虫虫卵经口感染蒙古沙鼠,48w后从鼠体内检出囊尾蚴再以口服方式灌饲11只蒙古沙鼠(为减轻应激反应予泼尼松龙免疫2.5-5mg/次,从感染前5d到感染后9d共2w),感染后第14d处死全部实验鼠,结果在5只鼠的小肠前段部分检及6只亚洲带绦虫成虫,沙鼠感染率和绦虫检出率分别为45%,27%;证实了沙鼠既可以作为亚洲带绦虫实验感染中间宿主,亦可为其实验感染终末宿主。

3 其他感染动物模型

戎聚全〔15〕等以都匀株亚洲带绦虫孕节灌喂荷尔斯坦乳牛1头,62d后剖检,在肝脏中检及成熟囊尾蚴,但幼虫周围组织病理变化较轻。范秉真〔16〕也观察到亚洲牛带绦虫可感染牛,囊尾蚴仅分布在肝脏。囊尾蚴原头节上都有两圈发育不良的小钩。此外,范秉真等还分别采用来自台湾、韩国、印尼、泰国、菲律宾和缅甸的亚洲牛带绦虫孕节或卵对荷尔斯坦乳牛(Holstein calves)、羊(Sannean goats)及台湾猴、兔、狗、和猫等作感染实验,发现牛、羊和猴均可被感染,其中,感染台湾亚洲带绦虫的荷尔斯坦乳牛、羊及台湾猴感染率和囊尾蚴检出率分别为100%(1.1%)、33%(0.01%)和 50%(0.01%);而感染韩国株亚洲带绦虫的荷尔斯坦乳牛、羊感染率和囊尾蚴检出率分别为 100%(0.03%)和50%(0.02%);并发现在上述动物中亚洲带绦虫囊尾蚴只有在牛体内能发育成熟,其余动物的体内都钙化或退化,说明只有牛可作为该绦虫的囊尾蚴感染动物模型〔4,16〕。

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