侯月娥 曾俊霞 罗丽霞 刘进芳 李驰*
(1.珠海科艺普检测科技有限公司,广东珠海 519085;2.广东省珠海市现代农业发展中心,广东珠海 519075)
隐孢子虫是一种细胞内寄生虫,在全球范围内均有分布,可以感染各种脊椎动物,包括人与脊椎动物。目前已知的隐孢子虫的基因型有70 多种,其中有4 种基因型的隐孢子虫在人体中被发现[1]。这表明,隐孢子虫是一种人畜共患寄生虫,脊椎动物作为隐孢子虫的主要宿主。1970 年首次在小鼠体内被发现[2],之后在全世界范围内均有报道。隐孢子虫引起动物或人体发病主要是通过侵染动物肠道上皮细胞,造成小肠绒毛病变萎缩、变短、变粗,导致宿主消化吸收能力下降,最终引起宿主表现出腹痛、腹泻、呕吐等一系列的临床现象[3]。对人类健康及牲畜生长产生明显影响,造成了较大的经济损失。但目前对隐孢子虫引发的隐孢子虫病还没有有效的治疗方法。现从隐孢子虫的病原特点、流行病学、发病机制、诊断方法及防治措施等5 个方面对隐孢子虫进行全面综述,以期为隐孢子虫病的综合防治提供理论参考。
隐孢子虫属于原生生物界、顶复门,球虫纲,真球虫目,隐孢子虫科,隐孢子虫属[4]。隐孢子虫呈圆形或者椭圆形,直径为4~6μm,主要寄生于人和动物肠道或其他组织上皮细胞中,造成局部炎症,最终引起宿主产生腹泻及消化紊乱等一系列症状[5]。隐孢子虫主要通过水、食物、空气及密切接触等方式传播[6]。当易感动物接触到被污染的水源或器具后,隐孢子虫很可能入侵动物体内。到达动物体内后,子孢子便从孢子化的卵囊中被释放出来,寄生于肠道及其他组织的上皮细胞中完成侵染过程[7]。之后子孢子在微绒毛边缘的纳虫空泡内发育为滋养体及裂殖体,之后每个裂殖体又具有重新侵染新细胞的能力[8]。隐孢子虫的所有发育阶段可在一个单独的宿主细胞内完成。孢子生殖在宿主细胞内完成后可形成两种类型的卵囊,分别为薄壁卵囊和厚壁卵囊[9]。薄壁卵囊直接在体内破裂侵染新的细胞,厚壁卵囊可以随粪便排出动物体外,随后侵染新的动物。卵囊可以在正常外界条件下存活几个月并保持侵染性[9]。隐孢子虫单独感染情况下不会造成宿主动物死亡,但当与其他病原微生物共同感染或感染的宿主本身具有免疫缺陷时容易造成宿主的死亡。
隐孢子虫的宿主十分广泛,可以寄生于人类、哺乳类、鱼类等240 多种脊椎动物的体内[10]。2019 年张齐元等对新疆地区羊驼肠道寄生虫调查显示,在羊驼体内存在隐孢子虫,检出率为3.24%[11]。隐孢子虫的感染没有物种特异性,不同年龄阶段的动物均可被感染。但年龄越小的动物感染后发病率越高。有研究报道,隐孢子虫的感染常见于犊牛[12]。1~3 周龄的犊牛隐孢子虫病发病率最高,在70%的犊牛中可以检测到隐孢子虫的存在。并且栖息地不同的动物感染隐孢子虫概率也存在一定差异。2021 年韩宏晓等对上海市闵行区犬隐孢子虫病流行病学调查显示,来自农村犬养户、宠物医院、犬养殖场和动物收容点的犬隐孢子虫阳性率分别为0.83%、0、0 和3.57%,不同来源犬的感染率差异显著[13]。2021 年郑玲等对我国部分地区羊肠道隐孢子虫的分子流行病学研究发现,河南、陕西、辽宁、贵州、内蒙古、新疆等不同的地方隐孢子虫检出率有所不同[14]。其中河南地区隐孢子虫感染率最高,为16.8%。其次为陕西和辽宁,感染率分别为1.5%和5.7%。但在贵州、内蒙古、新疆3 地采集的样品中均未检出隐孢子虫。表明在不同养殖环境及养殖模式下,动物感染隐孢子虫的概率存在一定差异。
隐孢子虫主要是通过水源或被患病动物污染的器具进行传播[15]。主要经粪口途径进入动物体内,可引起动物消化道或呼吸道感染。当隐孢子虫侵入动物机体后,隐孢子虫顶体复合物的分泌器官可以分泌蛋白,特异性的识别肠上皮细胞,促进隐孢子虫的卵囊黏附和入侵宿主细胞[16]。隐孢子虫主要定植于肠道微绒毛或其他组织的上皮细胞上,并不侵入黏膜层。在微绒毛边缘的纳虫空泡内,隐饱子虫进行裂殖生殖、配子生殖、受精和孢子生殖。动物上皮细胞被隐孢子虫感染后,向感染部位释放促炎细胞因子和趋化因子,可能导致上皮细胞通透性增加,小肠绒毛变短变粗甚至脱落,并且肠黏膜分泌的酶量降低,尤其是乳糖酶含量下降,造成肠道吸收受损[17]。大量的水和电解质流失及乳糖酶缺乏会造成乳糖没有办法被分解,进而增加渗透作用[18],从而引发被感染动物出现腹泻及呕吐现象。而隐孢子虫如果入侵部位为动物呼吸道,动物表现出肺炎及气囊炎的症状。这主要是由于隐孢子虫入侵后,在动物气管及支气管上皮微绒毛处分布有大量虫体,从而引起气管纤毛脱落,黏膜功能丧失。
如果动物感染隐孢子虫并引发机体患病后,患病动物主要表现为不同程度的呆滞、厌食、脱水。发病期间动物粪便为黄色或苍白色,呈水样并含有大量黏液[19-20]。腹泻持续时间较长,即使接受药物治疗,腹泻仍会持续数日。腹泻期间,动物体重会出现明显下降,并伴随机体脱水甚至是酸中毒。呼吸道隐孢子虫引起的感染主要表现为一系列的呼吸道疾病。如患病动物的眼、鼻有分泌物,鼻窦肿胀及呼吸困难等。
目前实验室检测隐孢子虫的方法主要有饱和蔗糖溶液漂浮法、改良抗酸染色、免疫学诊断、分子生物学技术诊断等[21,22]。
目前实验室检测隐孢子虫的传统方法为饱和蔗糖溶液漂浮法和改良抗酸染色法[23]。该实验方法主要用于微小隐孢子虫的检测。因为微小隐孢子虫卵囊为圆形,直径为4~6um。卵囊外表面有一层厚壁卵壳,在其内部有4 个子孢子,十分容易通过抗酸染色来辨别。该实验方法具有成本低廉、操作简单等优点,但该实验方法敏感性较低,极易出现假阴性。
免疫学诊断方法主要有酶联免疫吸附试验检测(ELISA)、免疫荧光技术、多重微珠免疫测定法、侧流免疫层析法等。这些实验方法被广泛应用于抗体特异性检测,且与传统实验方法相比具有较高的灵敏性。
5.2.1 酶联免疫吸附试验检测
酶联免疫吸附试验被广泛应用于免疫学检测中,具有重复性佳、成本低、特异性强、敏感性高、稳定性好等一系列优点[24]。张璐等通过制备抗隐孢子虫抗体建立了隐孢子虫的间接ELISA 方法。李军等通过筛选隐孢子虫重组蛋白包被抗原建立了牛隐孢子虫抗体的间接ELISA 方法。
5.2.2 免疫荧光技术
免疫荧光技术是通过用荧光标记抗体,抗体(抗原)和抗原(抗体)之间可以特异性结合,从而对相应的抗原(抗体)进行检测。免疫荧光技术是检测隐孢子虫常用方法之一,该实验方法也具有极高的特异性和极强的敏感性,可以广泛用于隐孢子虫的检测[25]。直接免疫荧光技术是利用抗原和抗体特异性结合的原理。将用荧光标记的单克隆抗体与隐孢子虫进行反应,通过在荧光显微镜下观察荧光强度对隐孢子虫进行检测。与传统实验方法相比,该实验方法特异性强、灵敏度高。但实验前需要使用福尔马林溶液对样品进行处理。
5.2.3 多重微珠免疫测定法
随着科学技术的发展,寄生虫的检测方法不断更新。2011 年,Du 等以纯化的重组蛋白CP23、SA35和SA40 为检测抗原,并以牛血清白蛋白作为内部对照,将上述4 种蛋白与微珠偶联,制备出多重微珠免疫测定法[26]。该方法可用于小隐隐孢子虫感染后检测多种抗体,而且多重微珠免疫测定法的特异性和敏感性很高,可作为流行病学调查工具。
5.2.4 侧流免疫层析法
侧流免疫层析是一种基于抗原、抗体免疫反应的经典床旁检测技术。近年来,侧流免疫层析法不断发展,检测性能得到很大提升,已逐步由定性检测向定量检测过渡,该实验方法可检测多种样品,并且可以检测样品核酸。侧流免疫层析法与其他实验方法相比具有操作简单,实验室要求低等优点。但该实验方法的灵敏性不如以上的实验方法[27-28]。
1991 年,首次将PCR 技术用于隐孢子虫检测,此后PCR 技术被广泛应用于寄生虫的虫种鉴定和基因分型。目前常用于隐孢子虫的分子检测技术有普通PCR、套式PCR、反转录PCR、实时荧光定量PCR、多重荧光PCR 及PCR-RFLP 等[29]。分子生物学技术是目前针对隐孢子虫诊断检测技术中最快速和最敏感的方法之一,被广泛应用于野生、家养动物和人类样品中隐孢子虫的检测。
虽然隐孢子虫病的出现给人和动物健康造成巨大威胁,也造成了严重的经济损失,并引起了人们对隐孢子虫病的高度关注。但目前隐孢子虫病还没有有效的治疗方法及特效药物。只能采取防大于治的治疗方案。当人患病后,一般采取硝唑尼特进行治疗。但该药物对免疫缺陷病人并没有很好的治疗效果。动物患病后,人们采用乳酸常山酮对动物进行治疗[30]。近些年来,随着科技的发展,提取工艺的进步,人们发现一些中草药对隐孢子虫病具有很好的治疗效果。如大蒜素、苦参碱、姜黄素、黄芪、青蒿琥酯等。研究表明,大蒜素、苦参碱、姜黄素、黄芪、青蒿琥酯等中草药提取物可显著抑制病畜体内隐孢子虫的生长[31]。由于隐孢子虫主要通过粪口途径传播,易感动物通过摄入含有卵囊的水、食物或接触被污染的物品而患病。因此,在动物患病后,应做好病畜管理工作,避免病畜污染水源或其他物品。同时对养殖区域进行及时消毒,避免健康动物接触病畜的污染物。
综上所述,隐孢子虫的宿主十分广泛,且感染没有物种特异性,不同年龄阶段的动物均可被感染,但年龄越小的动物感染后发病率越高。因此,尽早运用合适的诊断方法检测隐孢子虫,并在动物患病后做好病畜管理工作和对养殖区域进行及时消毒,可以减少隐孢子虫病造成的经济损失,避免给人和动物的健康造成更大的威胁。在养殖中采取防大于治的治疗方案,做好饲养管理和疾病预防工作才能有效防控隐孢子虫病的发生。