第二部分 人体寄生虫学
第35章 人体寄生虫学概论
人体寄生虫学(human parasitology)或称医学寄生虫学medical parasitology),是研究与人体健康有关的寄生虫的形态结构、生态规律及其与人体和外界环境的相互关系,以及诊断、防制寄生虫病和医学节肢动物的一门科学。本门课程的主要内容包括常见寄生虫的形态特征、生活史、寄生虫感染对人体的危害,人体对寄生虫的免疫应答,寄生虫感染的诊断、致病机制、流行规律和预防原则;同时,亦涉及侵害人体和传播疾病的医学节肢动物的有关问题。作为病原生物学的重要组成部分,人体寄生虫学是预防医学和临床医学的基础学科之一。(
第一节 寄生虫对人体的危害
寄生虫病是一种遍及世界的传染性疾病,特别是在热带、亚热带的发展中国家中,人群的发病率和死亡率均高。寄生虫对人体的危害包括作为病原体引起疾病,作为媒介引起疾病和疾病传播。寄生虫病已日益成为受人关注的公共卫生问题。联合国开发计划署/世界银行/世界卫生组织联合建议的热带病特别规划(UNDP/wored Bank/WHO special programme for research and traning in tropic diseases, TDR)要求大力防制的十大热带病中,除了麻风病、结核和登革热热分别由麻风分枝杆菌、结核杆菌和登革热病毒引起的以外,其余7种均为寄生虫病,包括疟疾malaria)、血吸虫病schistosomaiasis)、丝虫病filariasis)(包括淋巴丝虫病和盘尾丝虫病)、利什曼病leishmaniasis)和锥虫病trypanosomiasis(包括非洲锥虫病和美洲锥虫病)。有调查指出,全世界蠕虫感染者约有44.6亿,其中蛔虫感染者约为14.7亿,钩虫感染者约为13亿;90余个国家流行疟疾,约有22亿人生活于疟疾流行区,占全球人口的40%左右;每年有3.5亿~5亿疟疾临床病例,100万~300万人因疟疾而死亡(其中非洲占85%,绝大数为5岁以下儿童);血吸虫病流行于76个国家和地区,约有2亿患者,5亿~6亿人受血吸虫感染威胁。每年死亡人数为50万~100万;丝虫病流行于80多个国家,感染者约6亿,其中盘尾丝虫感染者约有1 700万,造成至少100余万感染者眼疾;全世界感染利什曼原虫人数约1 200万,3.5亿人受感染威胁;溶组织内阿米巴Entamoeba histolytica)感染者约占世界人口的1%,每年约10万人死亡;蓝氏贾第鞭毛虫Giardia Iamblia)感染者2亿。世界寄生虫病流行的形势仍不容乐观。 (((((((
在经济发达国家,寄生虫病虽不像发展中国家那样严重,但也是重要的公共卫生问题,如阴道毛滴虫Trichomonas vaginlis)感染者,在美国为250万,英国为100万。被称为“旅游者腹泻”的蓝氏贾第鞭毛虫病在前苏联和美国也相当严重,有些地方几近流行。人体免疫缺陷病毒感染者及AIDS(艾滋病)患者在发达国家亦为数颇多,这些患者免疫功能低下,常继发弓形虫病toxoplasmosis)、肺孢子虫病pneumocystosis)和隐孢子虫病cryptosporidiasis)等机会性致病寄生虫病opportunitic parasitosis),这些机会性致病寄生虫往往成为艾滋病患者的合并症,严重者常致死亡。肠道蠕虫的感染十分普遍。肠道蠕虫诱生的免疫应答中,可使TH2细胞增多,而HIV易于在TH2细胞内复制。TH1是控制HIV感染所必需的,但在蠕虫感染时,TH2型反应特征性细胞因子IL-4升高,抑制了TH1的分化及其功能,从而抑制了巨噬细胞的活化,损害了细胞毒性T细胞的反应。因而蠕虫感染的HIV阳性患者,其HIV病毒数量可增多,而在对蠕虫感染进行适当治疗后,HIV病毒数量亦同时下降。因器官移植而长期使用免疫抑制剂,也有助于机会性致病寄生虫病的发生。(((((
随着人类活动范围的扩大,不可避免地将许多本来与人类没有关系的寄生虫从自然界带到人居住地,进入人群并造成新的公共卫生问题。加上人群彼此交往活动越来越频繁,在某国危害性很大的寄生虫病或媒介节肢动物可输入另一国,并在一定条件下传播流行。现代工农业建设造成大规模的人口流动和生态环境平衡的破坏,也可能引起某些寄生虫病的流行。一些医疗措施,如长期使用免疫抑制剂,可造成人体免疫功能受损,使机会性致病寄生虫感染增加。据美国疾病控制中心(Centers for Disease Control and Prevention, CDC)统计,85%的艾滋病病人合并肺孢子虫肺炎,肺孢子虫感染已成为艾滋病患者最主要的并发症。在亚洲、非洲、拉丁美洲的农业区,常以污水灌溉和施用新鲜粪便,造成了肠道寄生虫病的广泛传播。在不发达的农村地区,贫困人群中多种寄生虫混合感染的情况也较常见。肠道寄生虫病的发病率已被认为是衡量一个地区经济文化发展水平的基本指标,它与社会经济和文化的落后互为因果。因此,寄生虫病是制约发展中国家经济发展的重要原因之一。
2001年6月~2004年12月,卫生部组织了对全国31个省、自治区和直辖市重要人体寄生虫病的调查,发现蛔虫、钩虫、鞭虫等土源性蠕虫的感染率为19.56%,估计感染人数约为1.29亿,较十年前明显下降(1990年,其感染率为53.68%,感染人数估计约为5.36亿),感染率和感染人数分别下降了63.65%和4.07亿。
由于寄生虫感染,我国西部地区的经济发展受到较严重的影响。较为突出的是棘球蚴和利什曼原虫的感染。被喻为第二“癌症”的泡型棘球蚴病主要分布于四川、青海、西藏、甘肃和新疆等省、自治区的牧区和半农半牧区,死亡率达5.1/‰,每例平均治疗费用高达2 700元,误工等其他所需费用尚不包括在内,是造成不少农牧民因病致贫,因病返贫,愈病愈贫的重要原因之一。
寄生虫病不仅给患者及其家庭带来经济负担,而且给社会带来巨大损失。寄生虫感染造成慢性健康损害,部分或完全丧失劳动力,如血吸虫病,轻度患者可丧失劳动力16%~18%,中等程度者丧失劳动力30%~57%,重度患者丧失劳动力72%~78%。因寄生虫病引起劳动力丧失、工作效率降低等造成的经济损失也很明显,如整个非洲因疟疾的影响,包括治疗费用,丧失工作日及控制疟疾而投入资金约占国民生产总值的5%。寄生虫感染也造成个体生命质量下降,由于残疾或畸形,心理和社会活动甚至就业均受到影响。寄生虫的感染还影响优生优育及人口素质,据估计,我国妇女每年可能生育约8万~10万名弓形虫病儿,美国每年也有近3 300例新生儿感染弓形虫病,耗费医疗费约2 200多万美元。
由于很多寄生虫病是人兽共患病zoonosis),不但使人致病,也常使畜牧业蒙受重大损失,如旋毛虫病、棘球蚴病、囊尾蚴病、弓形虫病、隐孢子虫病、肉孢子虫病、裂头绦虫病等。据报道,在家畜中绵羊因感染棘球蚴病,我国每年损失约4亿元;同时,由于是人兽共患,在传染源的控制上变得复杂化,这对于该类寄生虫病的防制增加了难度。(
第二节 寄生现象
在自然界,两种生物在一起生活的现象称为共生symbiosis)。从营养、居住和利害关系上看,生物物种间的共同生活方式一般可分为互利共生mutualism)、片利共生commensalism)和寄生parasitism)3种不同的类型。((((
一、互利共生
两种生物生活在一起,双方互相依赖、受益,称之为互利共生。互利共生通常是专性的,因为共生的任何一方都不能独立生存。如白蚁和它肠道中的鞭毛虫,白蚁不能自行分泌纤维素酶,故不能消化纤维素,而鞭毛虫能合成纤维素酶,并能利用白蚁食入的木质作为营养来源,白蚁以鞭毛虫的代谢产物作为营养,两者互相依赖,双方互益。
二、片利共生
两种生物生活在一起,其中一方受益,另一方既不受益亦不受害,双方的关系仅是空间或生态上的关系,这种关系称片利共生或称共栖。如人结肠内的结肠内阿米巴Entamoeba coli),以肠内细菌为食,但不侵入肠粘膜,对宿主既无利也无害。(
三、寄生生活
两种生物在一起生活,其中一方受益,另一方受害,受害的一方为受益的一方提供营养物质和居住场所,这种关系称为寄生。受益的一方称为寄生物,如病毒、立克次体、细菌、真菌等。动物源性的寄生物称为寄生虫parasite),包括多细胞的无脊椎动物或单细胞的原生动物,如原虫、吸虫、线虫与节肢动物。寄生虫通过机械性损害、代谢产物毒害宿主、或夺取营养等作用损害宿主。被寄生虫寄生、受害的一方称为宿主host)。((
第三节 寄生虫和宿主的类型
一、寄生虫的类型
(一)按寄生部位
根据寄生虫寄生部位的不同,分为体内寄生虫endoparasite)和体外寄生虫ectoparasite)。体内寄生虫寄生于宿主的体内,如宿主肠道内的蛔虫,肌肉组织内的猪囊尾蚴、红细胞内的疟原虫等;体外寄生虫寄生于宿主的体表,如虱、蚤等,吸血时与宿主体表接触,多数在饱食后即行离开。((
(二)按寄生时间长短
按寄生虫寄生时间的久暂,可分为永久性寄生虫permanent parasite)和暂时性寄生虫temporary parasite 或 intermittent parasite)((
(三)按寄生虫与宿主的相互关系
1.专性寄生虫obligate parasite) 生活史中的各个阶段或某一阶段必须营寄生生活的寄生虫,否则不能完成生活史而加以繁衍。如疟原虫生活史各个阶段都必须营寄生生活;如钩虫幼虫在土壤中营自由生活,但发育至丝状蚴后,须侵入宿主生活,才能继续发育为成虫。(
2.兼性寄生虫facultative parasite) 既能营自由生活,又能营寄生生活以完成发育繁衍,且自由生活和寄生生活可相互转换的寄生虫。如粪类圆线虫既可寄生于宿主的肠道内营寄生生活,亦可以在土壤中营自由生活,这两种形式均可使其完成生活史以发育繁衍。(
3.偶然寄生虫accident parasite) 某些寄生虫有其适宜宿主,但可因偶然机会进入非适宜宿主体内进行寄生,如某些蝇类幼虫可偶然寄生于人体引起蝇蛆病。(
4.机会性致病寄生虫opportunistic parasite) 在宿主体内通常处于隐性感染状态,宿主不出现临床症状;当宿主免疫功能低下时,可出现增殖且致病,出现相应临床表现,这类寄生虫称为机会性致病寄生虫。(
二、宿主的类型
(一)按寄生虫寄生于宿主的不同阶段
在寄生虫的生长发育、繁殖和传播的整个过程中,按其寄生于宿主的阶段不同,可分为终宿主和中间宿主
1.终宿主definitive host) 寄生虫的成虫期或有性生殖期所寄生的宿主。如人是日本血吸虫的终宿主。(
2.中间宿主intermediate host) 寄生虫的幼虫期或无性生殖期所寄生的宿主,如钉螺是日本血吸虫的中间宿主。如有两个或两个以上中间宿主,则以发育的先后顺序依次命名为第一、第二、第三中间宿主等。如某些淡水螺和淡水鱼分别为华支睪吸虫的第一、第二中间宿主。(
(二)按宿主在寄生虫病传播流行中的作用
1.保虫宿主或贮存宿主reservoir host) 有些寄生虫除寄生于人体外,尚能寄生于其他脊椎动物,这些脊椎动物在寄生虫病的传播流行中起着保存病原寄生虫的作用,在一定条件下,病原寄生虫又可感染人体,这类脊椎动物称为保虫宿主。(
2.转续宿主paratenic host, or transport host) 某些寄生虫的感染阶段幼虫进入非适宜宿主体内后,长期处于滞育状态而不能进一步发育至成虫,但一旦进入适宜宿主体内,便可继续发育为成虫。这种体内带有滞育状态幼虫的非适宜宿主称为转续宿主,如卫氏肺吸虫的囊蚴被野猪食入后,童虫侵入肌肉,不进一步发育而处于滞育状态,人可因进食未经煮熟的野猪肉而感染卫氏肺吸虫,野猪即为卫氏肺吸虫的转续宿主。(
3.带虫者carrier) 体内有寄生虫寄生,但无临床症状者称为带虫者。由于不易被发现,往往成为寄生虫病的重要传染源。(
4.生物媒介biological vector) 某些生物能将病原体由一个宿主传给另一宿主造成感染的传播,这些生物称为生物媒介。寄生虫在生物媒介体内可能仅发育而不繁殖,如微丝蚴在蚊体内,亦可既发育又繁殖,如疟原虫在按蚊体内;有时,生物媒介可能仅是病原体暂时寄生或附着于其体表或体内,如蝇可通过机械性携带传播痢疾,霍乱等。(
第四节 寄生虫生活史
寄生虫完成一代生长、发育和繁殖的全过程称为生活史life cycle)。生活史是由寄生虫个体生长发育整个过程中许多相连的阶段组成,每一阶段均系其生存所必需。如从完成整个生活史过程所需的宿主转换的角度看,可将其分为直接发育型和间接发育型等两种。(
一、直接发育型
这种发育型生活史不需要更换宿主,如蛔虫、钩虫等。蠕虫的虫卵、原虫的包囊(cyst)经宿主粪便排出体外,其后的发育除了寄生虫本身的因素外,自然条件对其生存和感染性的影响颇大。这些寄生虫在外界直接发育到感染阶段,主动或被动进入宿主体内而形成感染。一般而言,生活史为直接发育型的寄生虫,以肠道寄生虫多见,其分布地区亦广泛。
二、间接发育型
这种发育型生活史需要更换宿主,如丝虫、疟原虫等。此类寄生虫在完成生活史过程中,除了要求终宿主之外,中间宿主的种类、分布的地区等因素,将决定该寄生虫存在的地区和感染的情况。如日本血吸虫的感染与其唯一的中间宿主钉螺的分布密切相关。从流行病学的角度看,寄生虫生活史需时越短,单位时间内增殖的数量就越大,则该寄生虫种群数量增长的内在潜力越大,在一定程度上流行的可能性亦越大。
第五节 寄生虫与宿主的相互关系
寄生虫与宿主的相互关系是在长期的共进化过程中逐渐形成的动态关系,包括寄生虫对宿主的损害和宿主对寄生虫的作用两个方面。
一、寄生虫对宿主的作用
寄生虫对宿主的危害主要取决于虫种、株的毒力、在人体内的移行过程、寄生部位及生理活动等方面。
(一)夺取营养
寄生虫在宿主体内生长、发育及大量繁殖所需的营养物质都从宿主获得。寄生虫所需营养与其个体的大小和数量的多少等因素有关。如慢性钩虫病时,可导致宿主低色素小细胞型贫血。有些肠道寄生虫(如蛔虫、布氏姜片虫、鞭虫、猪带绦虫等)除夺取大量营养外,还可造成肠粘膜损伤,影响肠道的吸收功能,导致营养不良。
(二)机械性损伤
寄生虫在宿主腔道、组织或细胞内寄生,可引起堵塞腔道、压迫组织和破坏细胞等机械性损害。如蛔虫的大量寄生可造成肠梗阻,尚可钻入胆道,引起胆道蛔虫症等;蠕虫幼虫在体内移行可造成移行途径部位的损害,如蛔虫和钩虫在肺内移行时穿破肺泡壁毛细血管,引起出血。
(三)毒素作用
寄生虫在宿主体内生长、发育、繁殖过程中,其代谢产物以及死亡虫体的崩解产物等对宿主均有毒性,可造成宿主的损伤。如溶组织内阿米巴分泌蛋白水解酶侵蚀肠壁,寄生于胆管系统的华支睾吸虫,其分泌物、代谢产物可引起胆管上皮增生,管壁增厚,胆管局限性扩张,尚可能引起上皮瘤样增生甚至恶变。
(四)免疫病理
寄生虫侵入机体后,寄生虫体内和体表的许多成分、代谢产物、死亡虫体的分解产物等都具有抗原性,可使机体诱生免疫病理反应,造成局部或全身的组织损害。寄生虫病的严重病理损害与在体液免疫和细胞免疫分别或共同参与下的超敏反应或变态反应有关。如蠕虫感染所致的荨麻疹、蛔虫和钩虫的幼虫移行引起的哮喘、血吸虫尾蚴性皮炎、钩虫丝状蚴作为过敏原所致皮炎、棘球蚴囊破裂引起的过敏性休克等。
二、宿主对寄生虫的影响
寄生虫及其产物对宿主而言均为蛋白质类异物,具有抗原性,能引起宿主的一系列防御反应,即免疫应答,包括先天性免疫和获得性免疫。先天性免疫包括皮肤、粘膜的屏障作用,吞噬细胞的吞噬、消化作用,以及体液因素对寄生虫的杀伤作用等。获得性免疫主要包括体液免疫和细胞免疫,前者主要是抗体的作用,后者主要是细胞因子的作用(详见相关章节)。
寄生虫与宿主的相互作用,一般可出现3种不同的转归:①寄生虫在宿主免疫系统攻击下逃逸,对宿主产生不同程度的损害,出现相应的病理变化和临床表现,引起寄生虫病;②宿主的免疫系统有效地控制了寄生虫感染,抑制、杀伤甚至清除了体内寄生虫,并对再感染具有一定的抵抗力;③寄生虫与宿主形成动态平衡状态,即宿主体内有残存的寄生虫,寄生虫亦不能对宿主造成明显的损害,呈带虫状态或隐性感染状态。当然,这种平衡是相对的,一旦宿主免疫功能下降,原本隐性感染状态下的寄生虫会重新对宿主造成损害。
第六节 寄生虫感染的免疫
寄生虫作为蛋白质类异物进入人体后,人体即产生免疫应答,主要包括机体免疫系统对寄生虫的识别,杀伤和清除等。
一、免疫类型
人体对寄生虫感染的免疫包括非特异免疫和特异性免疫。前者是先天性的,不是针对某一抗原性异物,故又称先天性免疫;特异性免疫具有针对性,包括体液免疫和细胞免疫。这些免疫应答必须由具有抗原性的异物进入机体,刺激免疫系统后方可形成,故由此又称获得性免疫.
(一)先天性免疫
这种免疫是人类在长期进化过程中逐步形成的,受遗传因素控制,具有相对稳定性;对各种寄生虫感染都具有一定抵抗力,无特异性,主要通过生理屏障结构如皮肤、粘膜、胎盘屏障和血液、组织中的巨噬细胞、自然杀伤细胞的吞噬杀伤等而起作用。
(二)获得性免疫
寄生虫侵入宿主后,其抗原物质刺激宿主的免疫系统,诱生获得性免疫或特异性免疫,对寄生虫可发挥杀伤作用,对同种寄生虫的再感染也具有一定的抵抗力。
1.消除性免疫sterilizing immunity) 这在寄生虫感染中较少见。宿主不但能清除体内寄生虫,而且对再感染产生完成抵抗力。如利什曼原虫引起的“东方疖”,宿主获得免疫力后,体内原虫完全被清除,临床症状消失,并对再感染具有长久特异的抵抗力。(
2.非消除性免疫non-sterilizing immunity) 这在寄生虫感染中多见。大多数寄生虫感染都可使宿主诱生一定程度的抗再感染的免疫力,这种免疫力不能完全清除宿主体内原有的寄生虫,体内虫荷维持在较低水平,临床表现为不完全免疫,一旦用药物清除体内的残余寄生虫后,宿主已获得的免疫力便逐渐消失。如疟疾的带虫免疫premunition)和血吸虫病的伴随免疫concomitant immunity)。(((
二、寄生虫抗原
(一)抗原种类
不少寄生虫是多细胞生物,生活史复杂,因此寄生虫抗原种类繁多。按来源可分为体抗原(somatic antigen)、膜抗原(surface antigen)和代谢抗原(metabolic antigen)等;按其用途和功能可分为诊断抗原(diagnostic antigen)、保护性抗原(protective antigen)和免疫原(immunogen)等;按发育阶段可分为不同的期抗原(stage antigen)。这些抗原中,虫体表膜抗原和排泄/分泌抗原因可与宿主免疫系统直接接触产生致敏作用,其中的部分抗原为保护性抗原,可使宿主诱生保护性免疫应答。
(二)抗原特性
寄生虫抗原的成分包括蛋白质或多肽、糖蛋白、糖脂或多糖等,且具有属、种、株和期的特异性,即不同属、种、株和发育时期的寄生虫之间既可具有共同抗原,又具有各自的特异性抗原。这种特点也见于同一种寄生虫生活史中的不同发育阶段,即可有期特异抗原。
(三)抗原决定簇
抗原决定簇(antigen determinant)是存在于抗原表面的特殊化学基团,又称为表位(epitope)。一般而言,相对分子质量(Mr)大于3KDa的蛋白质即有抗原性。寄生虫抗原分子一般比较大,含有多个抗原决定簇,每个均可特异地与1个抗体分子结合。
三、免疫应答
免疫应答是指宿主对特异的寄生虫抗原产生的一系列免疫反应的过程。这是一个由多种免疫活性细胞和免疫分子包括抗体、补体和细胞因子等参与作用的复杂过程。
(一)抗原的提呈与处理
寄生虫在致敏宿主免疫系统之前,必须先经过抗原提呈。抗原提呈是指抗原提呈细胞摄取抗原并将其处理成肽分子,以肽-MHC分子复合物形式表达于APC表面,供T细胞受体识别;进而激活抗原特异性T细胞,产生免疫应答这个过程。
APC包括巨噬细胞、树突状细胞和B淋巴细胞等,但其摄取抗原的方式各异。巨噬细胞可通过吞噬颗粒抗原、吞饮可溶性抗原等多种方式摄取寄生虫抗原。借助其表面受体和补体受体识别和结合抗原,然后通过膜囊泡系统统摄入抗原,即受体介导的胞吞作用(receptor-mediated endocytosis)。树突状细胞无吞噬能力,但通过树突状伪足与滤泡内的淋巴细胞交联,以其膜上的受体识别肽-MHC复合物形式的抗原。 B细胞可非特异地吞饮未经处理的抗原,也可借助B细胞膜表面免疫球蛋白特异地与天然蛋白质结合,然后细胞膜将抗原和受体入胞内。
寄生虫非蛋白类如多糖、糖脂和核酸等抗原,不能形成多肽-MHC分子复合物而被提呈,但可通过诱导B细胞SmIg的交联,使无需T细胞辅助的B细胞活化,直接产生体液免疫效应。
(二)T细胞的活化与细胞因子的产生
根据T细胞表面CD抗原的不同,将T细胞分为两个主要亚群:CD4+ 和CD8+ T细胞。CD4+ T细胞属于辅助性T细胞,可激活免疫应答;CD8+ T细胞属于抑制性T细胞(Ts),可下调免疫应答。CD4+ T细胞依其所分泌的细胞因子不同,又可分为THl和 TH2两个亚型。TH1 激活细胞免疫,同时抑制体液免疫;TH2则相反,激活体液免疫,同时抑制细胞免疫。CTLs是 CD8+ T细胞,可通过损伤细胞膜造成细胞裂解而杀伤携带某种抗原的靶细胞。
CD8+ T细胞亦有两个亚型,称为T1和T2细胞。T1细胞主要合成IFN-γ和IL-2等细胞因子;T2细胞主要合成IL-4、IL-5和IL-10等细胞因子。APC表面的寄生虫抗原肽-MHC复合物被TCR识别,使T细胞活化,活化的T细胞产生多种细胞因子。当宿主在受到寄生虫感染时,T1细胞可能首先被激活而分泌细胞因子如IFN-γ和IL-2。IFN-γ激活巨噬细胞产生一氧化氮, 发挥细胞毒作用。IL-2进一步促进T1生长。GM-CSF与IFN-γ联合作用可增强巨噬细胞对寄生虫的细胞毒作用。
T2细胞被激活可分泌IL-4、IL-10和IL-10等细胞因子。IL-10可抑制T1细胞分泌的IFN-γ和IL-2以及IFN-γ诱导的巨噬细胞对寄生虫的细胞毒作用,且这种抑制作用与巨噬细胞合成NO的降低有关。
(三)免疫效应
免疫效应可分体液免疫和细胞免疫效应等两类。
1.体液免疫 指抗体介导的免疫效应。抗体属免疫球蛋白,人类抗体可分为IgM、IgG、IgA、IgD和IgE等5类。在蠕虫感染中,一般而言,IgE水平升高,而在肠道寄生虫感染时,则分泌型IgA水平升高。寄生虫感染的早期,血中IgM水平升高,随感染时间的延长,IgG水平升高。如发生第二次感染,抗体水平升高迅速。原因是在第一次感染时激活的B细胞可形成长期存活的记忆细胞。
抗体可通过调理、中和、激活补体和抗体依赖细胞介导的细胞毒作用等功能杀伤寄生虫。如疟原虫子孢子的单克隆抗体与子孢子表面抗原结合,可使子孢子失去粘附和侵入肝细胞的能力;非洲锥虫病人血清中IgM、IgG在补体参与下可溶解血中的锥虫。
2.细胞免疫 在细胞免疫效应中,抗原特异性T细胞可直接发挥效应功能。如CTL等直接裂解靶细胞。抗原活化的T细胞可通过分泌细胞因子进一步作用于其他细胞群体,如IL-5可活化NK细胞,增强其吞噬能力和杀伤作用。
ADCC在组织、血管或淋巴系统寄生的蠕虫(如血吸虫童虫、微丝蚴等)感染中,可能是杀伤虫体的重要效应机制。ADCC对寄生虫的杀伤作用既需要特异性抗体如IgG或IgE的参与,又需要效应细胞如巨噬细胞、嗜酸性粒细胞或嗜中性粒细胞通过Fc受体与抗体相结合,以体液免疫和细胞免疫的协同作用形式以发挥杀伤虫体的效应。
四、免疫逃避
在寄生虫与宿主长期共进化过程中,有些寄生虫能逃避宿主的免疫效应,这种现象称免疫逃避immune evasion)。(
(一)分子模拟和伪装
某些寄生虫体表能表达与宿主组织抗原相似的成分,称为分子模拟(molecular mimicry)。有些寄生虫体表能结合宿主的抗原分子或被宿主抗原包被,阻碍了宿主免疫系统的识别,称抗原伪装(antigenic masking)。
(二)抗原变异
有些寄生虫在感染宿主过程中不断改变其表面抗原,直接干扰宿主免疫识别能力。如非洲锥虫在宿主血液内能常产生抗原变异(antigenic variation)改变其表面糖蛋白抗原,使宿主体内产生的抗体对新出现的抗原失去作用。抗原变异是寄生虫逃避宿主免疫效应的有效机制之一。
(三)免疫抑制
寄生虫感染可诱导宿主的全身性或局部性免疫抑制(immune suppression)。在一定的情况下,这种抑制是特异的,仅与宿主对寄生虫的免疫应答有关;而在另一些情况下,这种抑制常与各种异质的非寄生虫抗原的免疫应答有关。至今,这种免疫抑制可否使寄生虫在有免疫能力的正常宿主中生存,尚需进一步阐明。
(四)组织学隔离
一般而言,寄生虫都具有相对固定的寄生部位。有些寄生虫寄生在组织、腔道和细胞中,这些部位的生理屏障使之与宿主免疫系统隔离,如寄生在眼部或脑部的囊尾蚴。
五、免疫致病
宿主感染寄生虫以后所产生的免疫应答,一方面表现为对再感染的抵抗力,另一方面也可产生对宿主有害的变态反应。
(一)迟发型超敏反应(delayed type hypersensitivity, DTH)
当寄生虫抗原初次进入机体后,使T细胞致敏,当再次接触到同样的抗原时,致敏的TH1细胞出现分化、增殖并释放多种淋巴因子,引起以巨噬细胞、淋巴细胞浸润和组织细胞损伤为主要特征的炎症反应。如曼氏血吸虫肉芽肿是T细胞介导的迟发型超敏反应。此型多见于蠕虫感染。
(二)CTL应答
激活的TH1 T细胞分泌IL-2等细胞因子,IL-2等又可使CD8+ T细胞活化为CTLs,CTLs可使携带某种抗原的靶细胞裂解。该应答的主要靶细胞为红细胞、白细胞和血小板等。如寄生于红细胞内的疟原虫可使宿主诱生CTL应答。
(三)NK细胞应答
一般而言,NK细胞应答较CTL应答早,IL-2、IL-12刺激NK细胞分化为淋巴因子激活的杀伤细胞(lymphokine-activated killer, LAK),可非特异地溶解靶细胞。
(四)速发型超敏反应(immediate hypersensitivity, IH)
IH反应由IgE 和TH2所介导。在IH反应的后期,嗜酸粒细胞可进入炎症部位参与ADCC反应以杀伤寄生虫。某些蠕虫抗原刺激机体产生特异性IgE抗体,并与肥大细胞或嗜碱性粒细胞表面IgE的Fc受体结合,产生致敏作用。当宿主再次接触同种抗原时,该抗原可与致敏的肥大细胞或嗜碱粒细胞表面的IgE结合,发生级联反应,导致致敏细胞脱颗粒,释放许多活性介质,如组胺、5-羟色胺、肝素等,作用于皮肤、粘膜、呼吸道等效应器官,引起毛细血管扩张和通透性增强、平滑肌收缩、腺体分泌增多等。分别产生荨麻疹、血管神经性水肿、支气管哮喘等临床症状,严重者出现过敏性休克,甚至死亡。
第七节 寄生虫感染的特点
寄生虫侵入人体,在人体内存活并进行增殖/繁殖的过程称为寄生虫感染,出现明显临床表现的称为寄生虫病,
一、慢性感染和再感染
通常人体感染寄生虫后,虫荷较低,患者在临床上出现一些症状后,不经治疗则可逐渐转入慢性感染状态,并出现修复性病变,如血吸虫病肝纤维化和丝虫病淋巴管阻塞。寄生虫病治愈后,人体尚可再次感染该寄生虫。慢性感染和易发生再感染是寄生虫病的基本特点。慢性感染和再感染的发生与人体对大多数寄生虫感染仅产生伴随免疫或带虫免疫有关。
二、初次(急性)感染
初次(急性)感染寄生虫的虫荷较多,可呈重度感染,常常出现较严重的急性症状。如从无疟区或低疟区进入高疟区的人群易罹患疟疾,且病情重笃。
三、多虫寄生现象
人体可以同时有两种或两种以上寄生虫感染,特别是肠道寄生虫感染。据全国首次寄生虫分布调查报道,在92万肠道寄生虫感染者中,感染两种或两种以上肠道寄生虫的占43.33%。在大多数情况下,多虫寄生可加重寄生虫对宿主的损害。
四、过敏反应
寄生虫侵入机体后,其抗原往往诱导机体产生过敏反应,从而引起炎症反应和组织损害。大多数寄生虫病的严重病理损害与过敏反应有关(参见本章第六节)。
五、幼虫移行症和异位寄生
幼虫移行症(larva migrans) 是指在人体内滞育的蠕虫幼虫,在人体内移行所致的相应损伤。幼虫在皮下移行,引起皮肤出现线状红疹或游走性包块等病理损害,称皮肤幼虫移行症,如犬钩虫幼虫引起的匐行疹;幼虫在器官内移行,引起相应器官损伤,称内脏幼虫移行症,如广州管圆线虫幼虫引起的嗜酸性粒细胞增多性脑膜炎。
异位寄生(ectopic parasitism) 是指某些寄生虫在常见寄生部位以外的器官或组织内寄生的现象。异位寄生引起的病理损害称异位病变ectopic lesion),如日本血吸虫虫卵在大脑异位寄生,引起脑型血吸虫病。(
六、隐性感染与机会性致病
隐性感染(suppressive infection)是指病原体感染人体后,机体没有出现明显的临床症状,也不能用常规方法检出的感染。隐性感染是某些寄生虫的特殊寄生现象,如耶氏肺孢子虫(Pneumocystis jiroveci)、弓形虫和隐孢子虫感染等。在隐性感染过程中,寄生虫的增殖一般处于低水平,感染者不出现临床症状,成为带虫者。当机体免疫功能低下时(如大量使用免疫抑制剂的患者、晚期肿瘤和艾滋病患者),这些寄生虫的增殖力和致病力均增强,可引起患者严重的病理损害甚至死亡。这种在一般情况下不引起疾病,但在一定条件下能导致疾病的寄生虫感染也称为机会性致病寄生虫病。
七、人兽共患
不少寄生虫病可在人与脊椎动物之间相互传播,这些寄生虫病称为人兽共患寄生虫病parasitic zoonosis)。人兽共患寄生虫病在寄生虫病的防制,特别是在传染源的控制中具有重要意义。(
第八节 寄生虫病的流行与防制
在自然界中,存在着寄生虫的适宜宿主和适于寄生虫生长发育的条件,造成寄生虫病的传播。寄生虫病的流行必须具备适于寄生虫病传播的条件才可能发生。
一、流行的基本环节
寄生虫病的流行是指寄生虫病在人群中发生,传播和转归的全过程。完成这个过程须具备三个基本环节,即传染源,传播途径和易感人群。
(一)传染源
寄生虫病的传染源是指体内有寄生虫生长、繁殖,并能排出寄生虫生活史某一阶段虫体的人和动物,包括患者、带虫者和保虫宿主。作为传染源,其体内寄生虫的某一生活史阶段可以直接或间接地进入另一个易感宿主体内继续发育繁殖,这一特殊的生活史阶段称为感染阶段infective stage)。如外周血液中含有疟原虫雌、雄配子体的疟疾患者或带虫者是疟疾的传染源。(
(二)传播途径
传播途径是指寄生虫从传染源到易感宿主的传播过程。常见的传播途径有:经水传播、经土壤传播、经空气传播、经节肢动物传播和经人体直接接触传播等。如蛔虫可经水、土壤等从感染者传播给易感者;疟原虫通过蚊的叮咬吸血传播;阴道毛滴虫通过性生活造成人与人之间传播。寄生虫的感染阶段侵入新的易感者的途径,称为寄生虫的感染途径。藉此,寄生虫进行了宿主更换、延续世代,维持了物种的生存繁衍。寄生虫侵入人体的常见方式和途径有:
1.经口感染 土源性蠕虫卵需在土壤中发育为感染性虫卵或感染期幼虫,人因接触被感染性虫卵或幼虫污染的土壤,通过其污染的食物经口而感染,如蛔虫病;水源如被寄生虫感染阶段虫体污染,人可因饮水或生食或半生食含感染阶段幼虫或虫卵的食物而感染寄生虫,如华支睾吸虫病和旋毛虫病等;罹患钩虫病的乳母,在哺乳时可将丝状蚴通过乳汁传给乳儿。
2.经皮肤感染 土壤中的钩虫、粪类圆线虫丝状蚴及存在于水中的血吸虫尾蚴,当与人皮肤接触后可直接侵入人体。
3.经呼吸道传播 蛲虫等寄生虫的虫卵可在空气中如尘埃样漂浮,随人的呼吸进入人体而感染;耶氏肺孢子虫包囊也可能经飞沫传播。
4.经胎盘、输血传播 经胎盘、输血也可感染某些寄生虫,如疟原虫、利什曼原虫、弓形虫等。
(三)易感人群
除了某些具有特殊遗传背景的人群外,人对寄生虫普遍易感。寄生虫的隐性感染或低度感染的带虫免疫可产生一定的免疫力,但不完全。寄生虫病的易感性一定程度上与年龄有关,如在血吸虫病流行区,儿童较成年人更易得血吸虫病。
二、影响流行的因素
寄生虫病的流行过程与自然因素和社会因素关系密切,通过对寄生虫病流行基本环节的影响而发挥作用。
(一)自然因素
自然因素包括气候、地理、生物物种等。地理和气候等自然因素对动物传染源(保虫宿主)有明显的影响,不少自然疫源性寄生虫病的地方性和季节性均与此有关。如卫氏肺吸虫保虫宿主虎、豹等,其生存需适宜的生态环境。自然因素也可以通过影响生物种群的分布及其活动影响寄生虫病的流行。如温度对疟疾的传播起着重要有作用,我国南方如海南岛为全年传播疟疾地区,而北方黑龙江省则很少有疟疾发生;自然因素如气温等对生产方式和生活习惯有一定的影响,会增加感染某种寄生虫的机会,如在血吸虫病流行区,适宜的温度增加了人群接触疫水的机会,因而有利于血吸虫病的流行。
全球气候正在逐渐变暖。根据联合国的一项报告报道近年来地球表面温度的上升幅度是近一万年来所未有的。在过去的140年间,造成地球气候变暖各种因素中,由于人类活动而造成的温室效应占了40%。人类在近十年内的活动所造成的气候变化较过去1 000余年间的气候变化还大。由于气候变暖,雨量增大,虫媒孳生地增多,且由于繁殖季节延长,造成虫媒种群数量增加,都可能使原来在热带、亚热带流行的虫媒病由于温度上升而北上至纬度较高的地区。在对巴贝西虫的一项研究中,在暖季如温度上升1.6℃,则蜱的数量可增加4倍,每头家畜每天可能被叮咬的次数增加200~1 400次,从而增加了感染的机率。
(二)社会因素
社会因素包括社会制度、经济状况、生产活动、生活条件、居住环境、医疗卫生和防疫保健、文化教育程度、卫生习惯、宗教信仰以及风俗习惯等所有与人类活动有关的因素。由于自然因素一般相对稳定,而社会因素易于变化,因此,社会的进步、经济的发展、医疗卫生条件的改善以及群众科学文化水平的提高,一定程度上对控制寄生虫病的流行起着不可忽视的作用。
如丝虫病解放初期的病人数约3 000万。1956年丝虫病的防制列入国家计划。经过实施以控制传染源为主的防制对策,不久前,我国已向世界宣布达到消除丝虫病的标准。此外,严格的国境检疫也可有效防止输入性寄生虫病的发生。
广泛开展的爱国卫生运动减少了虫卵对环境的污染,对于降低土源性寄生虫病如蛔虫和钩虫病的流行起到了重要的作用;通过环境改造,改变钉螺的孳生环境,消灭钉螺,是我国水网型流行区控制血吸虫病的主要措施。
通过健康教育和健康促进,改变不良的卫生习惯,是控制食源性寄生虫病如肝吸虫病等的有效措施之一。有报道称,在健康教育上投资1元,可节约8.5元治疗费和100元抢救费。尽管目前寄生虫疫苗仍处于研究阶段,离实际应用尚有一定的距离,但寄生虫疫苗将是人类通过免疫预防来提高人群免疫力控制和消灭寄生虫病最经济有效的手段之一。
三、流行特点
地方性(endemicity)、季节性seasonality)和自然疫源性activity of the natural foci)是寄生虫病的主要流行特点。((
(一)地方性
在排除可能输入的情况下,某种寄生虫病可在某一地区持续或经常发生称为某种寄生虫病的地方性。常见的寄生虫病如疟疾、血吸虫病、黑热病、棘球蚴病等常有明显的地方性特点,这类寄生虫病也被称为地方性疾病endemic diseases)。寄生虫病的地方性特点与当地的气候条件、中间宿主或媒介的地理分布、居民的生活习惯和生产方式等因素有关。(
(二)季节性
某种寄生虫病发病率在每年中的某些季节出现高峰,这种现象称寄生虫病流行的季节性。温度和湿度等条件对寄生虫的体外生活阶段或自由生活阶段的生长发育具有显而易见的影响。例如温暖、潮湿的环境有利于钩虫卵在土壤中的发育,因此,钩虫感染多见于春、夏季节。温度和湿度等气候条件可直接影响寄生虫在中间宿主或媒介昆虫体内的发育,对中间宿主和媒介种群数量的消长或活动规律也有不同程度的影响。
人群活动规律和生产方式对寄生虫病季节性流行的发生影响颇大。如在我国血吸虫病流行区,夏季居民常因生产或游泳而频繁接触疫水,因此,急性血吸病多发生在夏季。
(三)自然疫源性
在原始森林或荒漠等地区,某些寄生虫病在脊椎动物之间相互传播,一般情况下,人通常不参与这一流行过程,只是由于各种原因而偶尔被卷入到这一过程中去时,这些疾病才可由染病的脊椎动物传给人,这种现象称为自然疫源性,这类地区称为自然疫源地,这种具有自然疫源性的人兽共患寄生虫病亦称为自然疫源性疾病,如卫氏肺吸虫病、黑热病等。
三、寄生虫病的防制
(一)流行趋势
1.食源性寄生虫病流行呈上升趋势 食源性寄生虫的感染率在部分地区呈明显上升趋势,其中较有代表性的华支睾吸虫的感染率2001~2004的全国调查结果较1990年第一次全国调查结果上升了75.00%;其中,广东、广西和吉林3省(自治区)依次上升了182%、164%和630%;带绦虫感染率上升了52.47%,其中西藏、四川分别上升了97%和98%。
随着近年来涮猪肉、烤猪肉串等风味小吃盛行,旋毛虫发病率有上升趋势。在一些少数民族居住地区,由于生食猪肉的习惯没有根本改变,旋毛虫病暴发流行也时有发生,全国发病人数近2400例,病死率达1%。据报道,全国带绦虫病和囊尾蚴病患者已超过300万。目前,囊尾蚴病的流行呈现出两个新的趋势,一是囊尾蚴病就诊患者中来自城市的比例增多,二是聚餐或在餐馆就餐机会多的人群比例超过机会少的人群。此外,以往一些少见的食源性寄生虫病,如棘颚口线虫、阔节裂头绦虫、喉兽比翼线虫感染,广州管圆线虫病和舌形虫病等也有增多的趋势。许多食源性寄生虫病是人兽共患寄生虫病,即使局部地区人群感染得到基本控制,只要自然疫源地存在,稍有不慎仍可造成再流行。
食源性寄生虫感染增多的原因:①一些地区的居民沿续长期以来形成的饮食习惯,嗜生食或半生食淡水鱼和肉类;②淡水鱼养殖业发展迅速,与其相关的卫生检验、检疫工作相对滞后;③生活水平提高,外出就餐机会增多,感染机会加大;④长期以来,针对食源性寄生虫病的防制工作尚未系统、全面地开展。
2.机会性致病寄生虫病的发病人数增多 艾滋病的蔓延,使一些机会性致病寄生虫如隐孢子虫、耶氏肺孢子虫、弓形虫、粪类圆线虫等感染的发病率增加,这些寄生虫已成为艾滋病患者死亡的主要病因之一,越来越受到人们的重视。饲养宠物的种类和数量的增加,使人增加了感染犬弓形虫、猫弓形虫等寄生虫的机会。
3.主要寄生虫病疫情仍不稳定 近年来,一些已被控制的寄生虫病疫情出现回升。1958年我国基本消灭黑热病,但中、西部地区的7个省(区)的47个县(市)仍有黑热病病例出现,1990年至今,西部5省报告病例已逾3 000例,实际发病人数可能超过此数。我国南方12个省市尚有110个县市未控制血吸虫病的流行,估计发病人数约80万,受威胁人口达9 000万。2004年全国疟疾估计发病人数为74万。海南省和云南省是疟疾流行最严重的地区,近年来,安徽省的疟疾发病人数明显上升。棘球蚴病是我国西部和西北部地区最严重的寄生虫病,较为突出的是棘球蚴和利什曼原虫的感染。
4.一些新发现或病例数重新回升的寄生虫病不容忽视 在谈到“再现”、“新现”寄生虫病时,很难与“旧”寄生虫病截然分开。事实上,今天谈到的“再现”、“新现”传染病,不少过去都曾出现过并一直在威胁人类健康。埃博拉病毒、西尼罗病毒、SARS、禽流感等平常都可见到但已习惯于称其为新现传染病。因而就其新传染病概念而言,其实并不新。但在当今发现传染病过程中,大量敏感特异的诊断方法,现代化的居住环境,快捷的旅行和发达的媒体等则都是新的、是以前无法比拟的。在美国,1975年发现莱姆病,一度认为是一种新现的传染病,而实际上在Smithsonian研究院供展出的一只上百年前采集的小鼠标本身上检出了莱姆病的病原体。但大多数学者仍认为应该重视“再现”、“重现”的传染病,今天的“再现”可能成为明天大范围流行的传染病,如艾滋病,20年前仅在非洲局部地区散在流行,但现已蔓延至全世界,且愈来愈严重。因而对于“再现”或“新现”的传染病宜采取科学的态度,给予足够的重视。耶氏肺孢子虫、微小隐孢子虫Cryptosporidium parvum)、比氏肠胞虫Enterocytozoon bieneusi)、卡晏环孢子球虫Cyclospora cayatanensis)、福建棘隙吸虫Echinochasmus fujianensis)、喉兽比翼线虫Mammomonogamus larymgeus)等病原寄生虫,对人体健康的危害不容忽视。(((((
5.寄生虫对药物的抗药性 在寄生虫对药物产生抗药性中,疟原虫对氯喹的抗性尤为突出。在20世纪50年代,恶性疟原虫对氯喹的抗性开始出现于南美和东南亚,并迅速在世界各地蔓延,并进入非洲。在不少地区,氯喹对疟疾患者而言,变得毫无疗效,因而迫切需要新的抗疟药或用青蒿素等合并用药加以替代。同时,蚊媒对传统的杀虫剂普遍产生抗药性,使媒介控制工作严重受阻,这也是造成疟疾等虫媒病发病率上升的一个重要原因。但由于目前对抗性机制不甚了解,因而对寄生虫药物抗性的预防等尚处于较为被动的阶段。
(二)防制对策
1.控制传染源
(1)治疗患者或带虫者:通常采用病原学诊断或血清学检测等方法,对流行区居民进行检查(普查或重点人群调查),对检出的患者或带虫者进行药物治疗。
(2)处理保虫宿主:对流行区的家畜和野生哺乳动物进行检查,并评价其作为传染源的意义或作用后,分别根据需要采取治疗、捕杀等措施。
2.切断传播途径
(1)控制和消灭中间宿主或媒介节肢动物:采用化学、物理或生物等防制方法控制和消灭中间宿主或媒介节肢动物,如灭螺、灭蚊、灭蛉和灭蝇等。
(2)粪便管理:对粪便(包括具有重要传染源意义的保虫宿主的粪便)进行无害化处理,防止寄生虫卵和包囊污染土壤、水源、食物或用品。
(3)食品卫生监督:对肉类、淡水鱼、虾等进行严格的卫生检疫,防止含有寄生虫的食品上市。
3.保护易感人群 一般而言,人对寄生虫普遍易感,缺乏先天性的抵抗力,因此,对人群采取积极的保护性措施对于控制寄生虫病流行具有重要的意义。
(1)健康教育和健康促进:积极开展预防寄生虫病的宣传教育工作,不断提高群众自我保护意识,培养良好的个人卫生习惯和改变不良饮食习惯,防止经口感染的寄生虫病。
(2)药物预防:某些寄生虫病可服用药物进行预防,如氯喹或乙胺嘧啶加磺胺多辛可用于疟疾预防,青蒿琥酯或蒿甲醚可用于血吸虫病的预防;用驱避剂涂抹皮肤可防止吸血节肢动物的叮咬或血吸虫尾蚴的入侵。
(3)疫苗:积极研制寄生虫疫苗,是保护易感人群提供最有力的技术手段之一。
在全球经济空前活跃,包括天气变暖在内的全球环境变化等因素的影响下,针对寄生虫病流行的新的态势,综合防治是控制和消灭寄生虫病的有效对策。由于各种寄生虫病的流行范围、流行程度及防治工作进程各不相同,不同的寄生虫在不同时期有着各自的控制目标和有所侧重的防治措施。例如20世纪80年代以前,我国的血吸虫病防治采取消灭钉螺为主的防治对策。80年代以后,血吸虫病防治目标已调整为“疾病控制”、“传播控制”和“传播阻断”3个不同阶段性的目标,采取“以人群化疗为主”的防治对策。目前,疟疾、血吸虫病、丝虫病、黑热病、阿米巴病和棘球蚴病等已被列入我国法定传染病管理,被列入了全国防治规划的寄生虫病有血吸虫病、疟疾和丝虫病。寄生虫病的防治亦已逐渐引起有关部门的重视。随着我国经济的发展、人民生活水平的提高、卫生科技的进步,我国的寄生虫病防治工作将会取得更大的成就。