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医学寄生虫学
1.4.3.7 第七节 裂体吸虫

第七节 裂体吸虫

裂体吸虫也称血吸虫(Schistosoma),成虫寄生于人及哺乳动物的静脉血管中,引起血吸虫病(Schistomiasis)。寄生于人体的血吸虫主要有日本血吸虫[S.japonicum(Katsurada,1904)]、曼氏血吸虫[S.mansoni(Sambon,1907)]和埃及血吸虫[S.haematobium(Bilharz,1852)]3种,在某些局部地区尚有间插血吸虫[S.intercalatum(Fisher,1934)]、湄公血吸虫[S.mekongi(Voge et al,1978)]和马来血吸虫[S.malayensis(Greer et al,1988)]寄生人体的病例报告。现已证实血吸虫分布于亚洲、非洲及拉丁美洲的76个国家和地区,有6亿人受威胁。世界卫生组织2001年估计全球感染血吸虫病人数为1.94亿。2002年报告,全球因血吸虫病致伤残者人数达176万,因感染血吸虫病而死亡的人数为1.5万。在我国仅有日本血吸虫病的流行。

日本血吸虫

日本血吸虫是由Katsurada于1904在猪的门静脉内查见一条血吸虫雄虫而定名。我国最早于1905年Logan在湖南常德县的一例下痢患者的粪便中检出了日本血吸虫卵。20世纪70年代在湖南长沙马王堆西汉女尸及湖北江陵西汉男尸体内发现典型血吸虫卵,推断2 160余年前,我国长江流域已有血吸虫病的流行。

【形态】

(一)成虫

虫体外观呈圆柱形(图10-12),雌雄异体。雄虫体表光滑,乳白色,大小为(10~20)mm×(0.5~0.55)mm,虫体前端有发达的口吸盘与腹吸盘,自腹吸盘以下虫体背腹扁平,虫体两侧向腹面卷折,形成抱雌沟(Gynecophoral canal)。雄虫的睾丸为圆形,一般为7个,呈串珠状排列,生殖孔开口于腹吸盘下方。雌虫较雄虫细长,大小为(12~28)mm×(0.1~0.3)mm,虫体灰褐色,主要是由于雌虫肠管内含有消化宿主红细胞残留的色素所致。雌虫前部较细,后部较粗,口腹吸盘不如雄虫发达,卵巢椭圆形,位于虫体中部。输卵管出自卵巢下部,绕过卵巢向前。卵黄管向前延长,与输卵管汇合成卵膜,卵膜是虫卵的成型器官,外被梅氏腺与子宫相连。卵黄腺分布于卵巢之后,肠管两侧,直至尾端。子宫管状,内含虫卵,开口于腹吸盘下方的生殖孔。雌虫常居留于抱雌沟内,雌、雄虫常呈合抱状态,雌虫的发育成熟须有雄虫的存在和合抱,雄虫通过体壁向雌虫提供性信息素,使得雌虫生长代谢发生一系列的变化,以保证其性发育成熟;单性雌虫很少发育至成熟;而单性雄虫虽可发育成熟,但所需时间长,体形也较小。

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图10-12 日本血吸虫成虫形态结构模式图

消化系统有口、咽、食道和肠支。肠支在腹吸盘之前分左右两支,向后延伸到虫体中、后1/3处汇合成1支继续向后延伸,以盲端结束。

(二)虫卵

椭圆形,淡黄色,平均大小约89μm×67μm,卵壳厚薄均匀,无卵盖,卵壳内侧有一层薄的胚膜,也称卵黄膜,卵壳一侧有小棘。成熟卵内含一个毛蚴,毛蚴与卵黄膜之间为毛蚴头腺分泌的圆形或卵圆形油滴状物质,为毛蚴分泌物(图10-13),卵壳有微孔与外界相通,分泌物可由微孔释放到虫卵外,卵壳表面常粘有宿主组织残留物。

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图10-13 日本血吸虫各期幼虫形态结构模式图

(三)毛蚴

呈长椭圆形或梨形,平均大小为99μm×35μm,周身被有纤毛,虫体前端有一顶突(或称钻器、钻孔腺)和袋状结构的顶腺,侧腺呈长梨型位于顶腺稍后的两侧,开口于顶腺孔的两侧(图10-13)。

(四)尾蚴

长约280~360μm,由体部和尾部组成,尾部又分尾干和尾叉(图10-13)。体部前端有特化的头器,其中央有一大的单细胞腺体,称为头腺。腹吸盘位于体后部1/3处,尾蚴体中后部有5对单细胞钻腺,由5对腺管向前端分两束伸入头器,并开口于顶端。

(五)童虫

尾蚴钻入宿主皮肤时脱去尾部,进入体内后在发育为成虫之前均被称为童虫。

【生活史】

成虫寄生于人或牛及多种哺乳动物的门脉—肠系膜静脉系统。雌、雄虫交配后,雌、雄虫逆血流移行于肠黏膜下层静脉末梢内产卵,产出的虫卵大部分沉积于肠壁小血管内,少部分虫卵随血液流至肝内,初产卵内含一个受精卵细胞和约20个卵黄细胞,大约经过11天,卵内的卵细胞发育为毛蚴。由于毛蚴分泌的虫卵可溶性抗原(Soluble eggs antigen,SEA)能透过卵壳,作用于血管壁及肠黏膜组织,引起肠黏膜组织炎症及组织坏死,形成嗜酸性小脓肿,在肠蠕动、腹内压力增加及血管内压的作用下,肠黏膜处嗜酸性脓肿向肠腔溃破,虫卵随溃破组织落入肠腔,混于粪便内排出体外。不能排出的虫卵在局部组织中逐渐死亡、钙化。实验动物证实22.5%的虫卵沉积在肝脏,69.1%的虫卵沉积在肠壁,仅有7.7%的虫卵随粪便排出。

含有虫卵的粪便污染水体,在适宜条件下孵出毛蚴。毛蚴的孵出温度以25℃~30℃最为适宜,最适宜pH值为7.5~7.8。低渗透压水体及光线照射可以加速毛蚴的孵化。毛蚴孵出后多分布在水的表层,利用体表的纤毛作直线运动,并有向光性和向湿性及向上的特点。毛蚴在水中能存活1~3天。当遇到适宜中间宿主钉螺,在螺分泌物的吸引下,毛蚴利用自身头腺分泌物的溶组织作用及纤毛的摆动和伸缩运动,主动侵入螺体。在钉螺体内毛蚴体表纤毛脱落,胚细胞分裂,经母胞蚴、子胞蚴发育成尾蚴。1个毛蚴在钉螺体内经无性繁殖产生数以万计的尾蚴。成熟尾蚴有很强的活动力,陆续从螺体逸出,在水中靠尾部游动,静止时倒悬浮于水面。其寿命一般为1~3天。

当人或动物与水面的尾蚴接触时,尾蚴借助吸盘吸附在皮肤上,依靠头腺和钻孔腺分泌蛋白酶类的作用及头器的伸缩活动和尾部的摆动钻入宿主皮肤,尾蚴一旦侵入皮肤后即可脱去尾部转变为童虫。童虫进入宿主体内后在皮下组织作短暂停留,侵入血管或淋巴管,随血液或淋巴液到右心到肺,通过肺泡小血管到左心进入体循环,到达肠系膜上、下动脉,再通过毛细血管进入肝门静脉,当童虫性器官初步分化时,遇到异性童虫即开始合抱,并移行到门脉—肠系膜静脉寄生,逐渐发育为成虫。虫体可逆血流移行到肠黏膜下层的小静脉末梢,合抱的雌、雄虫在此交配产卵,每条雌虫每日产卵约300~3 000个。所产的虫卵大部分成簇沉积于肠壁小血管中,少量随血流入肝(图10-14)。

从尾蚴侵入人体至成虫产卵,约需24天,日本血吸虫成虫平均寿命约4.5年,最长可活40年之久。

【致病】

日本血吸虫的尾蚴、童虫、成虫和虫卵均能对宿主产生危害,尤其是虫卵可溶性抗原连续大量释放到血液或组织内,致敏免疫细胞,诱发免疫应答引起一系列的免疫病理变化,造成组织损伤。目前普遍认为血吸虫病是一种免疫病理性疾病。

(一)尾蚴所致病变

尾蚴侵入皮肤可引起局部丘疹和瘙痒以及挠抓等造成皮肤损伤,称尾蚴性皮炎,属Ⅰ型变态反应。病理变化为毛细血管扩张、充血,伴有出血、水肿及中性粒细胞和单核细胞浸润。

(二)童虫所致病变

童虫移行时所经过的器官(肺部病变较明显)可引起因机械性损伤而出现的一过性血管炎,毛细血管栓塞、破裂、产生点状出血和局部细胞浸润,患者常出现咳嗽、咯血、发热、嗜酸性粒细胞增多及全身不适等临床表现,一般认为这与局部炎症及虫体代谢产物或崩解产物引起变态反应有关。

(三)成虫所致损害

成虫在静脉内寄生,一般无明显致病作用,少数可引起轻微机械性损害,如静脉内膜炎和静脉周围炎。但成虫的代谢产物、分泌物和排泄物(肠相关抗原Gut associated anti-gen,GAA)及成虫不断更新的表膜与相应抗体结合形成循环免疫复合物,可引起Ⅲ型变态反应,如肾小球肾炎。

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图10-14 日本血吸虫生活史示意图

(四)虫卵所致损害

血吸虫雌虫产出的虫卵主要沉积于宿主的肝脏及肠壁等组织,虫卵尚未成熟时,其周围的宿主组织无反应或反应轻微。当卵内毛蚴成熟后,其分泌的可溶性虫卵抗原,经卵壳上的微孔渗透到周围组织,经巨噬细胞吞噬处理SEA,并呈递给辅助性T细胞(Helper T cell,Th),同时分泌白细胞介素1(IL-1),激活Th,使其产生多种淋巴因子,如嗜酸性粒细胞刺激素、巨噬细胞游走抑制因子、成纤维细胞刺激因子、干扰素、白细胞介素2等,使嗜酸性粒细胞、巨噬细胞、成纤维细胞等趋向集聚到虫卵周围,与淋巴细胞构成以虫卵为中心的肉芽肿。

日本血吸虫的肉芽肿是T淋巴细胞介导的Ⅳ型变态反应所致。而反复的炎症刺激及迁延不愈的病程,在虫卵周围形成肉芽肿及其纤维化,是导致慢性血吸虫病病变的主要原因。日本血吸虫产卵量大,虫卵常成簇沉积于组织内,所以虫卵肉芽肿的体积大。肉芽肿的细胞成分中,嗜酸性粒细胞数量多,并有许多浆细胞出现于中心坏死,称嗜酸性脓肿。在虫卵周围出现放射状排列的嗜伊红物质,表明存在抗原抗体复合物反应,称何博礼现象(Hoeppli phenomenon)。

肠黏膜下大量虫卵形成虫卵肉芽肿,促使向肠腔破溃,引起急性结肠炎和肠黏膜溃疡。患者表现为痢疾症状,肝脏肉芽肿常引起肝大。患者并有发热、嗜酸性粒细胞增多和荨麻疹等。

虫卵肉芽肿在组织血管内形成,堵塞血管,促使虫卵内毛蚴死亡、变性、钙化,肉芽肿逐渐发生纤维化,病变常见于肝脏和结肠。肠的纤维化使虫卵不再进入肠腔,

所以,慢性晚期血吸虫病人患者粪检难以查到虫卵。在肝脏重度感染,门脉周围出现广泛的纤维化,称干线型纤维化,是晚期血吸虫病特征性病变。由于窦前静脉广泛阻塞,导致门脉高压,患者出现肝、脾肿大,腹壁、食道及胃底静脉曲张,上消化道出血与腹水等症状,称为肝脾性血吸虫病。

肉芽肿的形成是宿主对致病因子的一种免疫应答,一面是将虫卵破坏、清除,也可隔离清除虫卵释放的抗原,减少血液循环中抗原抗体复合物的形成及对机体的损伤;另一方面,过分强烈的反应造成宿主的损害,肝脏纤维性瘢痕相互汇合导致肠壁纤维化、肝硬化等一系列病变。

(五)临床表现

血吸虫病临床表现多种多样,主要决定于感染度、宿主免疫状态、虫卵沉积部位以及病理损伤程度等。通常将日本血吸虫病病程分为急性、慢性和晚期三期。

1.急性血吸虫病。多见于无免疫力初次重度感染的青壮年和儿童,少数发生在大量感染尾蚴的慢性甚至晚期患者,一般在接触疫水后1~2个月出现。常见症状为畏寒、发热、多汗、肝脾肿大、腹痛、腹泻、黏液血便、咳嗽以及嗜酸性粒细胞增多等症状,粪便检查血吸虫卵或毛蚴孵化结果呈阳性。

2.慢性血吸虫病。在流行区,约90%的血吸虫病病人为慢性血吸虫病,多无急性发作史,由于多次少量感染后引起。大多数患者无明显临床症状和不适,部分患者有慢性腹泻或痢疾、腹痛、腹泻或黏液及脓血,常于劳累或受凉后较为明显,肝脾肿大及贫血和消瘦等。

3.晚期血吸虫病。一般在感染后5年左右,由于多次反复或大量感染,部分感染者可发生晚期病变。晚期血吸虫病可分为巨脾型、腹水型和侏儒型,在临床上常见的症状是肝脾肿大、腹水、门脉高压以及因侧支循环开放所致的食管下端及胃底静脉曲张为主的综合征。血吸虫肝硬化患者在晚期可并发上消化道出血、肝性昏迷等严重症状而致死。儿童和青少年如感染严重,可出现垂体前叶功能减退,影响生长发育和第二性征的发育,导致侏儒症。

(六)异位血吸虫病

成虫在门脉系统分支以外的静脉血管内寄生,称为血吸虫的异位寄生;血吸虫卵在门脉系统以外的器官或组织内沉积所引起的病变,称为血吸虫病异位损害或异位血吸虫病。常见的异位损害在肺和脑,多见于急性患者。虫卵可通过扩大的肝窦而随血流到肺内,肺部异位损害占60%左右。虫卵亦可随动脉血流到脑或通过椎静脉途径到脑组织。晚期因肝纤维化,侧支循环形成虫卵也可被带到肺、脑等组织。大量感染、体内虫数过多也是异位寄生和损害的原因之一。

【免疫】

人对血吸虫无先天性免疫力,从非流行区进入流行区的居民由于无免疫力,感染后可出现急性血吸虫病,而流行区的居民则有一定的免疫力,一般不发生急性血吸虫病。日本血吸虫在终宿主体内发育过程中童虫、成虫和虫卵3个阶段抗原种类很多,其中可溶性虫卵抗原是引发血吸虫病理反应的主要物质,它除了引发Ⅳ型细胞超敏反应在虫卵周围形成组织肉芽肿外,也是引起宿主体液反应的主要物质。宿主初次感染血吸虫后对再感染可产生不同程度的抵抗力,这种抵抗力不能杀死体内已生存的成虫,也不能阻止其产卵,但对再次感染的童虫(尾蚴)有杀伤作用,这种免疫现象称为伴随免疫(Concomitant immunity)。不同种株的血吸虫可以作为异源免疫源,使宿主产生一定的交叉免疫力。

抗体依赖细胞介导的细胞毒性反应(ADCC)是主要的杀伤童虫的效应机制,而对体内的成虫无效,成虫出现免疫逃避(Immune evasion),免疫逃避的原因主要是由于成虫体表被有宿主的抗原分子,妨碍了宿主免疫系统的识别,以及虫体在发育过程中,虫体表膜迅速更新,表膜发育的变化或表面抗原的表达缺乏,均可使虫体逃避免疫效应。

【实验诊断】

(一)病原学诊断

从粪便内检查虫卵或孵化毛蚴以及从直肠黏膜活组织中检查虫卵是确诊血吸虫病的重要依据。但对轻度感染者、晚期患者及经过有效防治的疫区感染人群,其诊断效果不理想,常会因虫卵少而漏检。检查虫卵或毛蚴的方法主要有:

1.直接涂片法。此法简便,但虫卵检出率较低,对慢性期患者检出率甚低。主要用于急性血吸虫病患者和重度感染血吸虫病患者。

2.重力沉淀法。所用粪便量大,此法检出率高于直接涂片法。

3.毛蚴孵化法。利用全部沉渣,查获毛蚴机会多,阳检率高于重力沉淀法。

4.尼龙袋集卵法。缩短集卵时间,简化器材,适于大规模检查。

5.集卵透明法。用血吸虫卵计数,以测定人群的感染情况,并可评价防治效果。

6.直肠黏膜活组织检查。通过直肠或乙状结肠镜自病变处或可疑病变处摄取黏膜组织,置于玻片上,直接镜检或经染色后镜检,可用于观察有无虫卵及鉴定虫卵的死活,适用于检查慢性及晚期患者。

(二)免疫学诊断

1.检测抗体。常用的方法有环卵沉淀试验(Circumoval precipitin test,COPT)、间接红细胞凝集试验(Indirect haemagglutination test,IHA)、酶联免疫吸附试验(ELISA)、免疫酶染色法(IEST)、间接荧光抗体试验(IFAT)、乳胶凝集试验(LA)、对流免疫电泳(CIEP)等,这些方法有它们各自的优点。

2.检测循环抗原。血吸虫循环抗原的检测具有反映现症感染、估计虫负荷和考核疗效的优点。目前常用的方法有斑点ELISA(Dot-ELISA)、双抗体夹心ELISA、反向间接血凝试验等,但由于影响循环抗原检测的因素较多,目前检测的方法有待改进和规范化。

【流行】

(一)流行概况

日本血吸虫病流行于西太平洋地区的中国、日本、菲律宾、印度尼西亚等国家和地区。在我国血吸虫病曾主要流行于长江流域及其以南的湖南、湖北、江西、安徽、江苏、云南、四川、浙江、广东、广西、上海、福建等12个省(区、市),427个县(市)流行血吸虫病,累计感染者达1 160万,查出钉螺分布面积143亿平方米,受威胁人口在1亿以上。经过50多年的努力,我国血吸虫病防治取得了举世瞩目的成绩。截至2004年,已有广东、上海、广西、福建和浙江5省(区、市)达到了血吸虫传播阻断标准;236个县(市)达到消灭血吸虫病的标准;52个县(市)达到基本消灭标准;64个县(市)控制了传播,成效非常显著。但目前我国血吸虫病的疫情仍十分严重,全国血吸虫病患者数约有84.3万(其中晚期血吸虫病患者数为2.8万),钉螺面积约38.5亿平方米。因此,需要进一步加强我国血吸虫病防治和检测体系。

(二)流行环节

1.传染源。除人以外,还有自然感染日本血吸虫的,家畜有黄牛、水牛、山羊、绵羊、马、骡、驴、猪、犬、猫及家兔等10余种哺乳动物,其中以黄牛、水牛等最为重要;野生动物有褐家鼠、野兔、野猪等30余种。由于储存宿主种类繁多、分布广泛,使防治工作难度较大。在流行病学上,病人和病牛是重要的传染源。

2.传播途径。含血吸虫卵的粪便污染水源、水体中有钉螺孳生以及人们由于生产和生活活动接触疫水是传播途径的3个重要环节。除了钉螺的存在是必需条件外,人群在生产或生活过程中接触含有尾蚴的疫水也是感染的重要因素。

湖北钉螺:螺壳小,圆锥形,有6~8个右旋的螺层,长10mm左右,宽3~4mm。在平原地区螺壳表面具纵肋,称肋壳钉螺;在山丘地区螺壳表面光滑,称光壳钉螺。肋壳钉螺孳生在湖沼型及水网型疫区的水流缓慢、杂草丛生的洲滩、河畔、水田、沟渠边等。光壳钉螺孳生于山丘型疫区的小溪、山涧、水田、河道及草滩等处。

3.易感人群。无年龄、性别和种族的差异,人群对日本血吸虫皆有易感性。但在流行区,感染高峰年龄段通常在11~20岁,人群对血吸虫再感染的感染度随年龄的增加而降低。

(三)流行因素

流行因素包括自然因素和社会因素两方面。自然因素很多,主要是影响血吸虫生长发育和钉螺孳生的自然条件,如地理环境、气温、水质、土壤等。社会因素包括政治、经济、文化、生产活动、生活习惯等。

(四)流行区类型

我国血吸虫病流行区,按地理环境、钉螺分布以及流行病学特点可分为3种类型,即水网型、山丘型和湖沼型。

1.水网型。主要分布在长江和钱塘江之间的平原地区,如江苏、上海、浙江等地。这类地区河道纵横,水流缓慢,土壤肥沃,河岸杂草丛生,钉螺沿河岸呈线状分布,占全国钉螺分布总面积的7.9%,人群主要因生产或生活接触疫水而感染。

2.山丘型。主要在我国西南部,如四川、云南等地。除上海外,江苏、安徽、福建、浙江、广西、广东都有此型。约占全国钉螺分布总面积的10%。水系多起于山谷,地形复杂,水系受地形阻隔,钉螺沿水系分布,疫区有明显局限性,消灭钉螺较为困难。

3.湖沼型。主要分布在长江中下游的湖北、湖南、安徽、江西等地的长江沿岸和湖泊周围。该地区水位有明显的季节性涨落,存在大片“冬陆夏水”的洲滩,钉螺分布面积大,呈片状分布,占全国钉螺分布总面积的82.1%。人畜粪便易污染水源,造成钉螺感染,人群接触疫水频繁,疫情最为严重。

【防治】

1.查治患者和病畜,人畜同步治疗是控制传染源的有效途径。吡喹酮具有毒性低、疗程短、疗效高、使用方便等优点,是首选的治疗药物。

2.查螺、灭螺。查明当地钉螺的分布,采用以开展水利和农田基本建设为主的生态灭螺,改变钉螺的孳生环境,辅以氯硝柳胺等药物灭螺。

3.加强粪便管理。如建立粪便无害化粪池、普及沼气池等,使人畜粪便得到无害化处理后再提供农田使用,防止血吸虫卵污染水体。

4.做好个人防护。如必须和疫水接触者,可使用防护衣裤和长筒胶靴,也可事先涂擦苯二甲酸丁二酯软膏等皮肤防护药物,以防血吸虫尾蚴的侵入;也可服用蒿甲醚和青蒿琥酯预防血吸虫病。研究显示蒿甲醚和青蒿琥酯可杀死血吸虫童虫,可防止急性感染。

目前,我国防治血吸虫病的基本方针是“积极防治,综合措施,因时因地制宜”。

(李朝品)