隱孢子蟲病的流行現狀

于有利,黎玉瓊,王建東,梁小軍,趙正偉,張久盤,從志鵬

(寧夏農林科學院動物科學研究所,寧夏 銀川 750002)

隱孢子蟲(Cryptosporidium)屬于原生生物界(Protozoa)、頂端復合體亞門(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的多種脊椎動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雜,可在多種宿主包括人類、牲畜、野生動物、鳥類、爬行動物和魚類的消化道內完成所有發育階段,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,發育成為包含6～8個裂殖子的I型分體,這些裂殖子可以釋放出來感染周圍細胞,并經歷另一個復制周期,形成II型分體。II型裂殖子侵入腸道上皮細胞,進行有性生殖,形成大、小配子,配子融合后產生受精卵并發育成卵囊。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排出,引發其他易感宿主的感染。薄壁卵囊在宿主內脫落并感染組織上皮細胞,導致自身感染。此外,隱孢子蟲可以誘導宿主細胞中炎癥介質的釋放,進而刺激可溶性因子的產生,減少鈉的吸收,增加氯化物和水的分泌,導致滲透性腹瀉。迄今為止,共有44種隱孢子蟲在不同動物和人類中發現。

1 隱孢子蟲病感染家畜

隱孢子蟲是一種可在家養牲畜中傳播的寄生蟲,絕大多數感染發生在具有重要經濟意義的家畜身上,如牛、豬和羊,尤其是幼畜感染率更高,幼畜比成年動物會脫落更多的卵囊,在脫落高峰期,每克糞便可排出約333個隱孢子蟲卵囊。當牲畜在作物附近排便時,當用感染的牲畜接觸過的水灌溉或沖洗作物時或者將感染動物的糞便施用于耕地時,田地中的作物也可能會受到污染。據報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。據一項關于中國上海農場奶牛隱孢子蟲流調研究報道,來自五個農場的818份斷奶前奶牛的糞便樣本中隱孢子蟲感染率高達37.0%(302/818)。賈丁等人報道四川省10個地區的11個奶牛場中278頭1月齡內斷奶前牛犢的新鮮糞樣中隱孢子蟲感染率為14.4%(40/278), 11個養殖場中有10個存在隱孢子蟲感染。綿羊中隱孢子蟲蟲種的分布與年齡的關系不如牛明顯。一些研究報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個月以內羔羊的優勢蟲種。蔡源等人報道江蘇省8個集約化養殖場的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致人類感染的主要優勢蟲種,安氏隱孢子蟲和牛隱孢子蟲偶爾也會感染人。這提醒家畜在人源隱孢子蟲感染中可能發揮重要角色。

2 隱孢子蟲與動物其他病原混合感染

腹瀉病是導致牲畜死亡最常見的原因,腹瀉病原并不單一。據鄭雙健等人報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;黃亞強報道從開封市寵物醫院、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,混合感染率達到36.5%。除了與其他寄生蟲混合感染外,隱孢子蟲也同細菌或病毒混合感染。據報道,黎玉瓊等人隨機采集寧夏地區95頭0～60日齡奶犢牛腹瀉糞便樣品中發現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)。閆文朝報道一群3月齡的斷奶腹瀉仔豬主要以Ⅱ型豬圓環病毒感染混合隱孢子蟲感染,豬圓環病毒感染導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致的,然而大多數流行病學研究僅限于特定的傳染源,導致對流行病學情況了解不夠全面,忽略了其他病原體對共同感染的貢獻。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識。

3 隱孢子蟲感染野生動物

近年來,有關野生動物感染隱孢子蟲的情況逐漸引起人們的重視。哺乳動物是已知感染隱孢子蟲的最大動物群體,至少有155種哺乳動物感染了隱孢子蟲。而野生動物似乎參與了大多數人畜共患病的流行病學,并作為主要宿主傳播給家畜和人類。據報道,對法國境內包括野生黑線猿鼠、褐家鼠等117只嚙齒動物進行了隱孢子蟲檢測,發現15.4%的嚙齒動物呈隱孢子蟲屬陽性。對阿塞拜疆境內325只嚙齒動物進行了隱孢子蟲檢測,發現以鼠隱孢子蟲、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)。除了哺乳動物以外,鳥類和水生動物也是隱孢子蟲的重要宿主。據報道,Musaev等人于1987年至2019年期間,從阿塞拜疆不同地區采集的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。從阿爾及利亞農村地區和動物園收集的345份家禽、圈養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種野生和圈養水生哺乳動物中收集到的553 份糞便樣本中隱孢子蟲屬的感染率為15.55%(86/553)。另外,據Davis等人報道弗吉尼亞動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物的49名康復工作人員中有15名(31%)工作人員相繼出現隱孢子蟲的感染癥狀,并且這是首次報道浣熊傳染人的報道,這表明浣熊可能是導致人類隱孢子蟲感染的一個未被充分認識的宿主。綜上報道表明了野生動物隱孢子蟲病流行嚴重,存在自然疫源性。隨著自然資源和野生物種保護的推進,人類與野生動物的接觸越來越多,這促進了包括寄生蟲在內的傳染性病原體向新宿主和環境的傳播。因此,考慮到流行病學因素,圈養動物和野生動物在人畜共患病病原體的傳播中發揮著極其重要的作用。

4 隱孢子蟲感染海洋和水生動物

隱孢子蟲感染大量家畜、野生動物和人類,但有關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、養殖、圈養或觀賞魚中的廣泛分布,人們發現隱孢子蟲感染已由陸生動物擴展到了海洋哺乳動物和水生動物中。據西班牙研究者報道從巴倫西亞社區采集的404份養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州的37個沿海地點收集了925只軟體動物,并在3.7%的軟體動物中檢測到隱孢子蟲卵囊。在歐洲,許多研究也報道了不同種類蛤蜊(河蜆、菲律賓蛤、巴西蛤、菱形蛤)、貽貝和牡蠣等海洋動物污染的報道。另外,隱孢子蟲在亞洲和非洲的食用軟體動物中也被發現。盡管水產養殖業為不同地區和國家提供了顯著的收益,但不當的設施管理將為人畜共患寄生蟲病媒的感染提供了機會,嚴重的破壞了水生生態系統,對消費者的健康造成風險。

5 隱孢子蟲經水源和食物傳播

隱孢子蟲被認為是全世界主要的水媒寄生蟲,也是經水傳播導致胃腸道疾病死亡的主要原因。隱孢子蟲在單個宿主中就可以完成其生命周期,每個卵囊中包含四個感染性子孢子,可以在水中、潮濕的環境或土壤中存活數月,并能抵抗氯消毒。隱孢子蟲卵囊體積小,可以通過空氣遠距離運輸,并迅速進入水源。自從1993年密爾沃基自來水廠水受隱孢子蟲污染,引發大規模人類疫情后,隱孢子蟲通過水源傳播受到了極大的關注,此后不斷有關于隱孢子蟲經水源傳播引發的大規模疫情傳播事例報道。據報道,通過PCR檢測在中國廣州四個污水處理廠和八個下水道地點收集的238個進水樣本和88個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,主要是新鮮農產品和新鮮貝類。據報道,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。動物來源的食物在其屠宰過程,在沒有后續合格的衛生措施下可能會因皮、毛、蹄、胃腸道內容物溢出以及接觸過動物的人員而受到污染。改善水源保護,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,但是隱孢子蟲通過食物和娛樂用水傳播依然令人擔憂。

6 隱孢子蟲的暴發感染

隱孢子蟲屬至少包括25個物種和60個基因型,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通常與農村地區有關,而人隱孢子蟲則與人口密度更稠密的地區有關。隱孢子蟲病也是導致5歲以下兒童的第四大死亡原因。據報道,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的12.1%。在美國,隱孢子蟲病被認為是僅次于逆轉錄病毒的第二大腹瀉死亡原因。在撒哈拉以南非洲地區,每年約有290萬例24個月以內的兒童感染隱孢子蟲,總死亡人數約為20.2萬人,是導致非洲地區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遠超出了人們的預期,其中家畜、水生動物的感染應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物感染情況的調查以及此類感染在人隱孢子蟲病和其他動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。