蓝氏贾第虫致病机制的研究进展

武 省，李国清

（华南农业大学兽医学院，广州510642）

·综述·

蓝氏贾第虫致病机制的研究进展

武 省，李国清

（华南农业大学兽医学院，广州510642）

蓝氏贾第虫（Giardia lamblia）是一种重要的人畜共患寄生虫，可引起人和多种哺乳动物的腹泻。近年来人们对其致病机制进行了大量研究，包括贾第虫结构蛋白（贾第素）和排泄分泌物，表面抗原变异以及贾第虫对小肠的影响等，本文对此进行了综述。

蓝氏贾第虫；致病机制；贾第素；抗原变异；细胞凋亡

蓝氏贾第虫（Giardia lamblia），简称贾第虫，是一种寄生于人和多种哺乳动物肠道内的原虫，可引起以腹泻为主的贾第虫病（giardiasis）。该病呈世界性分布，自20世纪70年代以来，在世界各地流行或爆发流行，现已列入全世界危害人类健康的10种主要寄生虫病之一[1,2]。据WHO估计，全世界约有1%～30%的人感染贾第虫，发达国家人的贾第虫感染率为0.4%～7.5%，发展中国家人的贾第虫感染率为8%～30%[3]。欧洲7个国家8685只犬和4214只猫的粪样调查结果显示，分别有24.8%和20.3%的样本呈贾第虫阳性[4]，且该虫可以在人和伴侣动物之间传播[5]。因此，蓝氏贾第虫是一种重要的人兽共患寄生虫。一般认为，贾第虫滋养体在鞭毛的协助下借助其腹吸盘吸附于小肠上皮细胞表面，可直接损伤肠粘膜致使肠上皮细胞微绒毛变短、变粗甚至萎缩，从而导致营养物质吸收障碍而引起腹泻，但虫体导致腹泻的真正机制至今尚未明确。为了更好地了解贾第虫的致病作用，本文对其细胞骨架蛋白和排泄分泌物、虫体表面抗原变异以及虫体对宿主小肠的影响等相关研究进行综述。

1 贾第虫细胞骨架蛋白和排泄分泌物

1.1 贾第素蓝氏贾第虫具有高度发达的细胞骨架系统，由微管、微丝和细胞骨架蛋白所构成。近年来的研究证实，贾第虫的细胞骨架蛋白与其致病力有着密切关系[6]。在参与细胞骨架构成的众多蛋白质中，特异性细胞骨架蛋白—贾第素（Giardin）是其重要组成之一。1983年，Crossley等[7]首次提出贾第素概念，目前已将其分成α-贾第素、β-贾第素、γ-贾第素、δ-贾第素4大类。

α-贾第素是一类钙依赖性膜结合蛋白[8]，系统进化分析表明，其性质属于膜联蛋白的同源类似物[9]。它们常与质膜及内膜系统相联，参与细胞骨架运动及酶调节的细胞内信号转导，调节细胞生长与增殖，形成非典型Ca2+通道等许多重要的细胞生理活动。α-贾第素目前已发现21种，即α-1至α-19，其中，α-7细分为α-7.1、α-7.2和α-7.3三种。Morgan等[10]通过进化树分析，发现贾第素α-1与XIX钙结合蛋白类似，而贾第素α-2与XX钙结合蛋白类似。所有α-贾第素都可能是进化过程中膜联蛋白的代表，并且很可能具有保守的关键结构域而行使相似的功能[11]。

近年来，人们对α-贾第素的细胞定位和功能进行了大量研究。Peattie等[12]首先用SDS-PAGE方法分离出一种33 kDa蛋白，以此蛋白为抗原制备了多克隆抗血清，通过免疫细胞化学方法对贾第素α-1进行细胞定位，发现其主要分布于腹吸盘。随后，Wenman等[13]用同样方法证实其分布于虫体胞浆膜。Feliziani等[14]通过免疫组化分析，显示贾第素α-1主要分布于滋养体的胞浆膜。Weiland等[15]通过搜索贾第虫基因组的方法，发现了另外14种α-贾第素基因（α-4、α-5、α-6、α-8至α-13、α-15 至α-19）；同时对α-贾第素家族中的17个成员进行细胞定位研究，结果显示α-3、α-5、α-17分布于腹吸盘；α-15和α-16则沿细胞膜呈散在分布；α-1、α-7.1、α-8、α-11的重组载体转染滋养体后，由于其过量表达致虫体死亡而未能实现其定位；其余8种（α-1、α-2、α-6、α-7.2、α-7.3、α-9、α-10、α-14）多分布于细胞膜、吸盘、鞭毛或胞浆等处。近年来，王洋等[16]以贾第素α-4特异性多肽为抗原，制备了其多克隆抗体，进行细胞免疫组化实验。结果表明，贾第素α-4主要分布于滋养体的鞭毛部位，推测其可能参与贾第虫的运动和感染过程。Kim等[17]以相似方法对贾第素α-11进行定位研究，结果显示其主要分布于细胞膜和前鞭毛的基体。

β-贾第素是唯一被证明与骨骼肌次晶蛋白有共同结构域的贾第素[18]。骨骼肌次晶蛋白已被证明与丝状纤维的形成和功能密切相关。Crossley等[19]发现β-贾第素能够组装成2.5 nm的微丝，并进一步组成腹吸盘的辅助等超微结构。Feliziani等[14]制备了β-贾第素单克隆抗体，对其进行定位研究，结果发现其主要分布于吸盘部位。随后，Macarisin等[20]利用激光共聚焦显微镜技术，证明其分布于吸盘的背面。Jimenez等[21]发现不同虫株经阿苯达唑处理后，β-贾第素的氨基酸序列不同，表明阿苯达唑的抗药性与β-贾第素有关。

γ-贾第素是一种38 kDa的蛋白，主要定位于贾第虫滋养体的吸盘部位[22]。δ-贾第素是Elmendorf 等[6]发现的一种31 kDa的蛋白。Jenkins等[23]制备了特异性抗血清对其进行定位研究，结果表明δ-贾第素主要定位于贾第虫的吸盘部位，抗血清与虫体反应后，虫体的吸附能力减弱，表明δ-贾第素参与吸盘在小肠黏膜的吸附过程。

1.2 排泄分泌物贾第虫多种排泄分泌物（excretory secretory product，ESP）可参与宿主的致病过程，包括贾第虫释放的代谢酶、大小不同的可溶性物质和未知半胱氨酸蛋白酶。研究发现，贾第虫可释放精氨酸脱亚氨酶（ADI）和鸟氨酸氨甲酰转移酶（OTC）[24,25]，这些酶均可参与L-精氨酸代谢。L-精氨酸是贾第虫生长和增殖阶段作为能量来源的偏爱营养物质[24]。贾第虫水解L-精氨酸包括3个酶促反应步骤，主要涉及ADI、OTC和氨基甲酸盐激酶（CK），同时生成ATP。尽管1分子L-精氨酸仅能生成1分子ATP，但是贾第虫利用这条途径较糖酵解途径能更快地获得ATP。L-精氨酸是一氧化氮（NO）的前体，在一氧化氮合酶（NOS）的作用下，生成NO和L-瓜氨酸。小肠上皮细胞生成的NO可抑制贾第虫的生长、成囊以及脱囊[26]。贾第虫通过消耗肠道中L-精氨酸，一方面抑制肠上皮细胞的增殖[27]，另一方面间接抑制上皮细胞生成NO，而小肠细胞中NO的水平对于调控水的吸收/排泄具有重要意义，可能与贾第虫病腹泻有关[28]。另外，ADI也可通过修饰VSP蛋白引起贾第虫表面的抗原变异[24]。

贾第虫滋养体可产生大小为32～200 kDa的可溶性物质，造成沙鼠的双糖酶缺陷[29]；同时贾第虫滋养体可分泌一种大小为58 kDa的“肠毒素”，通过多种信号传导通路引起宿主肠上皮细胞的离子分泌异常和肠液积聚[30]。微阵列分析证明，贾第虫滋养体与人的肠上皮细胞共孵育后可产生一群树突状细胞和淋巴细胞的趋化因子[31]，但其机制尚未确定；贾第虫未知产物及脂多糖对树突状细胞的抑制作用是通过相同机制进行的[32]。研究发现无特定病原体的BALB/c小鼠口服贾第虫ESP后，可引起以Th2型主导的免疫反应和肠嗜酸性粒细胞侵润[33]。与此相反，研究发现人贾第虫感染者似乎是以Th1型免疫反应为主[34]。

2 贾第虫表面抗原变异

已发现贾第虫表面抗原变异可帮助其实现免疫逃避和建立慢性感染。贾第虫表面抗原变异现象首先发现于体外培养过程中，如体外培养的不同贾第虫种群会分泌抗原性不同的蛋白到培养基中，并且识别某种表面抗原分子的特异性单克隆抗体只能和同一种群中个别贾第虫细胞结合[35]。进一步的研究发现，贾第虫的抗原变异在人类及实验动物的感染过程中也会发生[36]。贾第虫表面抗原依分离株的不同，大约6.5～13.5代发生一次变异，产生另一种抗原分子。研究表明，贾第虫表面抗原变异与其致病性密切相关。Nash等[37]报道，不同虫株以及同一虫株内表达不同表面抗原的克隆株之间致病力不同，如GS株具有较强的致病性，接受该虫株包囊感染的10名志愿者均可获得感染，且5名出现了临床症状；相反，ISR株的致病力较弱，接受该虫株感染的5名志愿者均未出现临床症状。此外，用GS株两个不同克隆株感染志愿者，其中4名接受表面抗原为72 kDa的克隆株的志愿者均可获得感染，而13名接受表面抗原200 kDa的克隆株的志愿者中，仅1名受染。

贾第虫的抗原变异主要通过变异株特异性表面蛋白（variant specific surface proteins, VSPs）来实现，该蛋白覆盖于吸盘和鞭毛等表面。VSPs分子大小为35～200 kDa，为富含半胱氨酸的蛋白质，含有高度重复的CXXC氨基酸序列（C代表半胱氨酸，X代表任意氨基酸）。此外，VSP的N末端可变性强，不同VSP的区别主要在于N末端CXXC基序的差异。VSP的C末端相当保守，约90%的氨基酸残基在各种VSP之间是完全相同的，包含一段长约23～25个氨基酸残基的跨膜区。C末端的5个氨基酸残基（CRGKA）位于胞浆中。VSP还包含一段保守的GGCY基序以及一段或几段锌指结构域。Luján 等[38]研究发现VSP基本上不能糖基化，其等电点为5.3，所能结合的金属为锌和铁，提示金属离子有利于VSP的稳定，并有助于虫体抵抗小肠蛋白酶的分解。因而临床上重感染者的营养缺乏和吸收障碍与VSP结合金属离子的能力有直接关系。

近年来关于贾第虫VSPs变异机制的研究主要集中在基因组及转录和转录后调控等方面。早期研究认为，VSPs的变异与编码基因的复制和重组有关。Adam等[39]以VSPs的3' 端保守序列作为参考序列，构建系统进化树；在构树过程中逐渐向5' 端延长VSPs序列，然后观察拓扑结构的变化。结果表明，VSP基因的复制和重组可使贾第虫的VSPs不断丰富。关于转录与转录后调控，早期研究发现，在表达某一特定VSP的虫株中，只能检测到编码该VSP转录子[40]，表明尽管存在几百种VSPs基因，但同时只有一个VSP基因被转录，而其他VSP基因处于沉默状态。Saraiya等[41]通过对贾第虫cDNA文库的研究，鉴定出小分子非信使RNA（small nonmessenger RNA，snoRNA）的存在，而其中有些snoRNA与小RNA的前体十分相似，并可被酶降解为26个核苷酸的小RNA，表明贾第虫体内可能存在RNA干扰途径。除了表达的VSP基因外，其他所有VSPs基因均未被转录，其原因可能是其他mRNA被一种类似RNA干扰的机制降解掉。目前，已发现在贾第虫滋养体内有多种小RNA，且对VSPs表达抑制并无协同作用[41]，表明贾第虫体内可能存在大量参与VSPs表达调控的小RNA。特异性表达的VSP可以避开沉默机制而被表达于贾第虫表面。

3 贾第虫对宿主寄生部位（小肠）的影响

3.1 肠上皮细胞凋亡细胞凋亡（apoptosis）也称程序性细胞死亡（programmed cell death，PCD），是维持正常机体内环境稳定的一个重要调节机制，对于维持肠上皮细胞的稳定非常重要。Caspase （cysteine aspartate-specific protease）家族是直接导致凋亡细胞解体的蛋白酶系统，在细胞凋亡级联反应中居中心地位，其中，caspase-3和caspase-9前体的激活、促凋亡Bax因子表达的上调、抗凋亡Bcl-2因子的表达下调、多聚（ADP-核糖）聚合酶[poly (ADP-ribose) polymerase, PARP] 水解等一系列反应在贾第虫诱导凋亡过程中起重要作用[42,43]。

正常情况下肠上皮细胞凋亡不会破坏肠粘膜的完整性，但肠道病原微生物可以通过诱导肠上皮细胞凋亡来破坏肠道屏障功能[44]。研究发现，经贾第虫处理后的Caco-2细胞，其相关凋亡基因表达上调[31]；与贾第虫共培养的肠上皮细胞及慢性贾第虫病病人的肠上皮细胞均表现出细胞凋亡率明显增加[42,45]。贾第虫可通过死亡受体介导的外源性凋亡通路诱发上皮细胞凋亡[43]，Caspase可被细胞死亡信号蛋白如FasL（Fas Ligand）或Fas抗体激活，其相关死亡结构域与募集而来的pro-caspase-8死亡效应结构域（death effector domain，DED）结合形成信号复合物，使pro-caspase-8活化，变成活性Caspase-8；活性Caspase-8激活下游的Caspase-3，从而引起细胞凋亡。在线粒体介导的内源性凋亡通路中，线粒体质膜通透性增加，使位于线粒体内细胞色素C ( Cytc ) 释放出来，Cytc能与凋亡酶激活因子-1（apoptosis protease-activating factor 1，Apaf- l）及Caspase-9形成凋亡体（apoptosome），使Caspase-9激活，接着激活其它的Caspase，如Caspase-3等，从而诱导细胞凋亡。此外，线粒体完整性缺失也能释放凋亡诱导因子（apoptosis inducing factor，AIF)，并以非caspase依赖性方式促使DNA崩解[46]。

3.2 肠上皮结构破坏和功能障碍肠上皮细胞间的连接复合体可以形成一种隔离肠腔外环境的选择性屏障。肠上皮细胞间的连接，从顶端到基膜依次为紧密连接（tight junction, TJ）、黏附连接、桥粒和缝隙连接。其中TJ 是上皮屏障功能最重要的结构，由封闭蛋白（claudin）、闭合蛋白（occludin）、闭锁小带蛋白-1（zonula occludens-1，ZO-1）等结构蛋白及各类连接蛋白共同组成[47]。这些紧密连接分子彼此相互作用并与邻近细胞膜上紧密连接蛋白相结合，进而形成稳定的细胞间紧密连接。在众多紧密连接分子中，claudins是其主要成分，可以参与维持紧密连接的选择性通透性和细胞极化。与其他TJ蛋白不同的是，ZO-1位于细胞质内膜表面并不直接参与细胞间连接的形成，而是作为一个支架连接跨膜结构蛋白和细胞骨架[48]，如ZO-1蛋白的N-末端可以和跨膜结构蛋白claudin和occludin直接结合，C-末端则与F-肌动蛋白直接结合，从而将跨膜结构蛋白与细胞骨架紧密联系在一起。

已报道多种胃肠道功能紊乱和肠道疾病中，紧密结构的破坏可导致肠道通透性增加[44]，如ZO-1蛋白、claudin蛋白及骨架F-肌动蛋白的破坏可导致肠上皮通透性增加，进而引起肠上皮屏障功能障碍。贾第虫介导的肠上皮通透性增加是由肠上皮细胞间连接复合体改变所引起的。慢性贾第虫病患者肠上皮通透性的增加与claudin-1蛋白水平降低有关[45]。Buret等[49]研究证明贾第虫可破坏紧密连接中ZO-1蛋白，增加肠上皮细胞通透性。Teoh等[50]研究结果表明贾第虫诱导的肠上皮细胞损伤与F-肌动蛋白和α-肌动蛋白重排有关，其蛋白重排可引起肠上皮跨膜电阻降低。Scott等[51]进一步研究表明，贾第虫诱导的ZO-1和F-肌动蛋白重排是通过肌球蛋白轻链激酶依赖性方式进行的。最近研究发现，抑制caspase-3可以阻止其破坏紧密连接中ZO-1蛋白，表明贾第虫诱导肠上皮细胞凋亡与肠道屏障功能障碍有直接的因果关系[42]。

在贾第虫病中无论肠上皮微绒毛是否出现萎缩均可引起宿主肠道吸收的总表面积减少。Troeger 等[45]运用生物电阻抗频谱分析和肠粘膜形态测量技术，证明慢性贾第虫病人的十二指肠表面积减小。该发现与贾第虫感染者的肠上皮细胞微绒毛刷状缘变短相符合[52]。研究资料表明，贾第虫可诱导宿主肠上皮微绒毛刷状缘缩短，造成机体消化和吸收不良，进而引起腹泻。进一步的研究表明，贾第虫感染者的消化不良是由刷状缘多种酶的缺乏所引起的，如贾第虫感染清除后宿主的乳糖酶含量需要几周才能恢复，期间常常伴有腹泻[53]。营养物质和电解质是通过微绒毛刷状缘来吸收，因此微绒毛刷状缘缩短可以减少水、葡萄糖、电解质的吸收。由于营养物质和电解质吸收障碍可导致渗透活性分子在肠腔堆积，使肠腔内渗透压升高，大量水分进入肠腔，导致小肠膨胀和快速蠕动，进而引起腹泻。此外，贾第虫感染者大量未消化的碳水化合物可被肠腔细菌分解为短链脂肪酸，也可导致腹泻[54]。另外，贾第虫感染者由于肥大细胞脱颗粒作用和获得性免疫应答引起的肠转运率增加也可导致宿主腹泻[55]。贾第虫病患者氯化物的分泌增加可进一步加重机体腹泻[56]。

总之，贾第虫可通过缩短微绒毛刷状缘，引起消化不良和吸收障碍，肠转运率增加和阴离子分泌过多等机制导致宿主腹泻。而这些机制与贾第虫介导的caspase依赖性细胞凋亡和肠上皮紧密连接破坏有密切联系。

4 结语

贾第虫的致病机制可能涉及多种复杂的因素，主要包括贾第素、贾第虫排泄分泌物和表面抗原变异以及贾第虫诱导的肠上皮细胞凋亡与肠上皮结构破坏和功能障碍等。其中许多方面的详细机制仍不明确，如在贾第虫VSPs表达调控的RNA干扰途径中，如何识别同源的VSP RNA，在这一过程中是否存在其他机制？虫体主要采用哪种途径诱导肠上皮细胞的凋亡？贾第虫诱导肠上皮细胞凋亡是否与AIF有关[57]？肠上皮结构破坏与功能障碍究竟与哪些因素有关？这些问题仍有待于探索。未来研究应着重于关键致病因素以及各致病因素之间的联系，查清贾第虫的主要致病因子，以便为抗贾第虫药物和疫苗的研发提供重要的科学依据。

[1] Yoder J S, Gargano J W, Wallace R M, et al.Giardiasis surveillance United States, 2009-2010[J].MMWR Surveill Summ, 2012, 61(5)∶ 13-23.

[2] Thompson R C.Giardiasis as re-emerging infectious disease and its zoonotic potential[J].Int J Parasitol, 2000, 30(12-13)∶ 1259-1267.

[3] Feng Y Y, Xiao L H.Zoonotic potential and molecular epidemiology of Giardia species and giardiasis[J].Clin Microbiol Rev, 2011, 24(1)∶ 110-140.

[4] Epe C, Rehkter G, Schnieder T, et al.Giardia in symptomatic dogs and cats in Europe-Results of a European study[J].Vet Parasitol, 2010, 173(1-2)∶ 32-38.

[5] Ryan U, Cacciò S M.Zoonotic potential of Giardia[J].Int J Parasitol, 2013, 43(12-13)∶ 943-956.

[6] Elmendorf H G, Dawson S C, McCaffery J M.The cytoskeleton of Giardia lamblia[J].Int J Parasitol, 2003，33(1)∶ 3-28.

[7] Crossley R, Holberton D V.Characterization of proteins from the cytoskeleton of Giardia lamblia[J].J Cell Sci, 1983, 59∶ 81-103.

[8] Weeratunga S K, Osman A, Hu N J, et al.Alpha-1 giardin is an annexin with highly unusual calcium-regulated mechanisms[J].J Mol Biol, 2012, 423(2)∶ 169-181.

[9] Fiedler K, Simons K.Annexin homologues in Giardia lamblia[J].Trends Biochem Sci, 1995, 20(5)∶ 177-178.

[10] Morgan R O, Fernández M P.Molecular phylogeny of annexins and identification of a primitive homologue in Giardia lamblia[J].Mol Biol Evol, 1995, 12(6)∶ 967-979.

[11] Wei C J, Tian X F, Adam R D, et al.Giardia lamblia∶intracellular localization of alpha 8-giardin[J].Exp Parasitol, 2010, 126(4)∶ 489-496.

[12] Peattie D A, Alonso R A, Hein A, et al.Ultrastructural localization of giardins to the edges of disk microribbons of Giardia lamblia and the nucleotide and deduced protein sequence of alpha giardin[J].J Cell Biol, 1989, 109(5)∶2323-2335.

[13] Wenman W M, Meuser R U, Nyugen Q, et al.Characterization of an immunodominant Giardia lamblia protein antigen related to alpha giardin[J].Parasitol Res, 1993, 79(7)∶ 587-592.

[14] Feliziani C, Merino M C, Rivero M R, et al.Immunodominant proteins α-1 giardin and β-giardin are expressed in both assemblages A and B of Giardia lamblia[J].BMC Microbiol, 2011, 11∶ 233.

[15] Weiland M E, McArthur A G, Morrison H G.Annexin-like alpha giardins∶ a new cytoskeletal gene family in Giardia lamblia[J].Int J Parasitol, 2005, 35(6)∶ 617-626.

[16] 王洋, 王沂, 杨文思, 等.蓝氏贾第鞭毛虫α-4贾第素特异性多克隆抗体的制备及免疫电镜定位研究[J].中国病原生物学杂志, 2012, 7(12)∶ 916-919.

[17] Kim J, Lee H Y, Lee M A, et al.Identification of α-11 giardin as a flagellar and surface component of Giardia lamblia[J].Exp Parasitol, 2013, 135(2)∶ 227-233.

[18] Weber K, Geisler N, Plessmann U, et al.SF-assemblin, the structural protein of the 2-nm filaments from striated microtubule associated fibers of algal flaments roots, forms a segmented coiled coil[J].J Cell Biol, 1993, 121(4)∶ 837-845.

[19] Crossley R, Holberton D.Assembly of 2.5nm filaments from giardin, a protein associated with cytokeletal microtubules in Giardia[J].J Cell Sci, 1985, 78∶ 205-231.

[20] M a c a r i s i n D, O'B r i e n C, F a y e r R, e t a l.Immunolocalization of β- and δ-giardin within the ventral disk in trophozoites of Giardia duodenalis using multiplex laser scanning confocal microscopy[J].Parasitol Res, 2012, 111(1)∶ 241-248.

[21] Jimenez-Cardoso E, Eligio-Garcia L, Cortes-Campos A, et al.Changes in beta-giardin sequence of Giardia intestinalis sensitive and resistant to albendazole strains[J].Parasitol Res, 2009, 105(1)∶ 25-33.

[22] Nohria A, Alonso R A, Peattie D A.Identification and characterization of gamma-giardin and the gammagiardin gene from Giardia lamblia[J].Mol Biochem Parasitol, 1992, 56(10)∶ 27-37.

[23] Jenkins M C, O’Brien C N, Murphy C, et al.Antibodies to the ventral disc protein delta-giardin prevent in vitro binding of Giardia lamblia trophozoites[J].J Prarsitol, 2009, 95(4)∶ 895-899.

[24] Touz M C, Ropolo A S, Rivero M R, et al.Arginine deiminase has multiple regulatory roles in the biology of Giardia lamblia[J].J Cell Sci, 2008, 121(17)∶ 1930-2938.

[25] Ringqvist E, Palm J E, Skarin H, et al.Release of metabolic enzymes by Giardia in response to interaction with intestinal epithelial cells[J].Mol Biochem, 2008, 159(2)∶ 85-91.

[26] Eckmann L, Laurent F, Langford T D, et al.Nitric oxide production by human intestinal epithelial cells and competition for arginine as potential determinants of host defense against the lumen-dwelling pathogen Giardia lamblia[J].J Immunol, 2000, 164(3)∶ 1478-1487.

[27] Stadelmann B, Merino M C, Persson L, et al.Arginine consumption by the intestinal parasite Giardia intestinalis reduces proliferation of intestinal epithelial cells[J].PLoS One, 2012, 7(9)∶ e45325.doi∶ 10.1371/journal.pone.0045325.

[28] Li E., Zhou P, Singer S M.Neuronal nitric oxide synthase is necessary for elimination of Giardia lamblia infections in mice[J].J Immunol, 2006, 176(1)∶ 516-521.

[29] Mohammed S R, Faubert G M.Purification of a fraction of Giardia lamblia trophozoite extract associated with disaccharidase deficiencies in immune Mongolian gerbils[J].Parasite, 2006, 2(1)∶ 31-39.

[30] Shant J, Ghosh S, Bhattacharyya S, et al.Mode of action of a potentially important excretory-secretory product from Giardia lamblia in mice enterocytes[J].Parasitology, 2005, 131(1)∶ 57-69.

[31] Roxstrom-Lindquist K, Ringqvist E, Palm D, et al.Giardia lamblia induced changes in gene expression in differentiated Caco-2 human intestinal epithelial cells[J].Infect Immun, 2005, 73(12)∶ 8204-8208.

[32] Kamda J D, Singer S M.Phosphoinositide 3-kinasedependent inhibition of dendritic cell interleukin-12 production by Giardia lamblia[J].Infect Immun, 2009, 77(2)∶ 685-693.

[33] Jimenez J C, Fontaine J, Grzych J M, et al.Systemic and mucosal responses to oral administration of excretory and secretory antigens from Giardia intestinalis[J].Clin Diagn Lab Immunol, 2004, 11(1)∶ 152-160.

[34] Matowicka-Karna J, Dymicka-Piekarska V, Kemona H.IFN-gamma, IL-5, IL-6 and IgE in patients infected with Giardia intestinalis[J].Folia Histochem Cytobiol, 2009, 47(1)∶ 93-97.

[35] Nash T E, Aggarwal A.Cytotoxicity of monoclonal antibodies to a subset of Giardia isolates[J].J Immunol, 1986,136(7)∶ 2628-2632.

[36] Ropolo A S, Saura A, Carranza P G, et al.Identification of variant-specific surface proteins Giardia muris in trophozoites[J].InfectImmun, 2005, 73(8)∶ 5208-5211.

[37] Nash T E, Herrington D A, Losonsky G A, et al.Experimental human infections with Giardia lamblia[J].J Infect Dis, 1987, 156(6)∶ 974-984.

[38] Luján H D, Mowatt M R, Wu J J, et al.Purification of a variant-specific surface protein of Giardia lamblia andcharacterization of its metal-binding properties[J].J Biol Chem, 1995, 270(23)∶ 13807-13813.

[39] Adam R D, Nigam A, Seshadri V, et al The Giardia lamblia vsp gene repertoire∶ characteristics, genomic organization, and evolution[J].BMC Genomics, 2010, 11∶424.doi∶ 10.1186/1471-2164-11-424.

[40] Jimenez J C, Fontaine J, Grzych J M, et al.Systemic and mucosal responses to oral administration of excretory and secretory antigens from Giardia intestinalis[J].Clin Diagn Lab Immunol, 2004, 11(1)∶ 152-160.

[41] Saraiya A A, Wang C C.snoRNA, a novel precursor of microRNA in Giardia lamblia[J].PLoS Pathog, 2008, 4(11)∶ e1000224.doi∶ 10.1371/journal.ppat.1000224.

[42] Chin A C, Teoh D A, Scott K G, et al.Strain-dependent induction of enterocyte apoptosis by Giardia lamblia disrupts epithelial barrier function in a caspase-3-dependent manner[J].Infect Immun, 2002, 70(7)∶ 3673-3680.

[43] Panaro M A, Cianciulli A, Mitolo V, et al.Caspasedependent apoptosis of the HCT-8 epithelial cell line induced by the parasite Giardia intestinalis[J].FEMS Immunol Med Microbiol, 2007, 51(2)∶ 302-309.

[44] O’Hara J R, Buret A G.Mechanisms of intestinal tight junctional disruption during infection[J].Front Biosci, 2008, 13∶ 7008-7021.

[45] Troeger H, Epple H J, Schneider T, et al.Effect of chronic Giardia lamblia infection on epithelial transport and barrier function in human duodenum[J].Gut, 2007, 56(3)∶328-335.

[46] Martinvalet D, Dykxhoorn D M, Ferrini R, et al.Granzyme A cleaves a mitochondrial complex I protein to initiate caspase-independent cell death[J].Cell, 2008, 133(4)∶ 681-92.

[47] Berkes J, Viswanathan V K, Savkovic S D, et al.Intestinal epithelial responses to enteric pathogens∶ effects on the tight junction barrier, ion transport, and inflammation[J].Gut, 2003, 52(3)∶ 439-451.

[48] Terry S, Nie M, Matter K, et al.Rho signaling and tight junction functions[J].Physiology (Bethesda), 2010, 25(1)∶16-26.

[49] Buret A G, Mitchell K, Muench, D G, et al.Giardia lamblia disrupts tight junctional ZO-1 and increases permeability in non-transformed human small intestinal epithelial monolayers∶ effects of epidermal growth factor[J].Parasitology, 2002, 125(1)∶ 11-19.

[50] Teoh D A, Kamieniecki D, Pang G, et al.Giardia lamblia rearranges Factin and alpha-actinin in human colonic and duodenal monolayers and reduces transepithelial electrical resistance[J].J Parasitol, 2000, 86(4)∶ 800-806.

[51] Scott K G, Meddings J B, Kirk D R, et al.Intestinal infection with Giardia spp.reduces epithelial barrier function in a myosin light chain kinase-dependent fashion[J].Gastroenterology, 2002, 123(4)∶ 1179-1190.

[52] Scott K G, Yu L C, Buret A G.Role of CD8+and CD4+T lymphocytes in jejunal mucosal injury during murine giardiasis[J].Infect Immun, 2004, 72(6)∶ 3536-3542.

[53] Buret A G.Mechanisms of epithelial dysfunction in giardiasis[J].Gut, 2007, 56(3)∶ 316-317.

[54] Robayo-Torres C C, Quezada-Calvillo R, Nichols B L.Disaccharide digestion∶ clinical and molecular aspects[J].Clin Gastroenterol Hepatol, 2006, 4(3)∶ 276-287.

[55] Li E, Zhao A, Shea-Donohue T, et al.Mast cell-mediated changes in smooth muscle contractility during mouse giardiasis[J].Infect Immun, 2007, 75(9)∶ 4514-4518.

[56] Baldi F, Bianco M A, Nardone G, et al.Focus on acute diarrhoeal disease[J].World J Gastroenterol, 2009, 15(27)∶ 3341-3348.

[57] Flynn A N, Wang A, McKay D M, et al.Apoptosisinducing factor contributes to epithelial cell apoptosis induced by enteropathogenic Escherichia coli[J].Can J Physiol Pharmacol, 2011, 89(2)∶ 143-148.

RESEARCH PROGRESS ON THE PATHOGENIC MECHANISM OF GIARDIA LAMBLIA

WU Sheng, LI Guo-qing
(College of Veterinary Medicine, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China)

Giardia lamblia is an important zoonotic parasite, and a leading cause of diarrhoeal disease in human beings and many kinds of mammals.In recent years, there have been an enormous amount of researches on the pathogenic mechanism of G.lamblia, including the cytoskeletal protein (giardin) and excretory secretory product, surface antigenic variation, and the effects of G.lamblia on small intestine of host including the enterocyte apoptosis, structural damage and dysfunction.This review summarizes the above aspects.

Giardia lamblia; pathogenic mechanism; giardin; antigenic variation; apoptosis

S852.722

：A

：1674-6422（2015）01-0064-07

2014-10-31

国家自然科学基金资助项目（31272551）

武省，男，硕士研究生，预防兽医学专业

李国清，E-mail∶ gqli@scau.edu.cn