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医学寄生虫学
1.5.3.1 第一节 疟原虫

第一节 疟原虫

疟原虫属于真球虫目(Eucoccidiida),疟原虫科(Plasmodidae),疟原虫属(Plasmodium),寄生于人体的肝细胞和红细胞内,为疟疾的病原体。现已知有150余种,寄生于人体的有4种,即间日疟原虫(P.vivax p.v)、恶性疟原虫(P.faliciparum p.f)、三日疟原虫(P.malariae p.m)和卵形疟原虫(P.ovale p.o),分别引起间日疟、恶性疟、三日疟和卵形疟。我国大部分地区以间日疟原虫为主,云南和海南以恶性疟原虫为主,三日疟原虫少见,卵形疟原虫偶见。

【形态】

寄生于人体的4种疟原虫基本结构相同,包括核、胞质和胞膜,环状体以后各期尚有疟色素(下表、图13-1)。疟原虫不同的发育阶段,形态各不相同,且被寄生的红细胞也可发生形态上的变化,有助于虫种鉴别。疟原虫在红细胞内生长、发育、繁殖,形态变化较大,分为滋养体、裂殖体和配子体三个时期。

1.滋养体:疟原虫在红细胞内发育的最早时期,也有早期和晚期之分。早期滋养体有一个深红的核,胞质环状,淡蓝色,形状像指环,称之为环状体。以后虫体长大,核变大,胞质亦增多,并伸出伪足,胞质中开始出现疟色素,称为晚期滋养体,亦称大滋养体。

2.裂殖体:晚期滋养体发育成熟,核经反复分裂,最后胞质也随之分裂,每一个核被胞质包绕,形成12~24个裂殖子,疟色素集中成团,此时称成熟裂殖体;胞质未完成分裂者,称为未成熟裂殖体。

3.配子体:疟原虫经过数次裂体增殖后,部分裂殖子进入红细胞后虫体增大,但核和胞质不再分裂,细胞质增多而无伪足,发育成为圆形、卵圆形或新月形的个体,称为配子体。雌配子体较大,胞质深蓝,核较小而致密,呈红色,偏于一侧,疟色素多而粗大;雄配子体较小,胞质浅蓝而稀薄,核疏松位于虫体中央,疟色素少而细小。

人体三种疟原虫的形态区别

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【生活史】

疟原虫生活史基本相同,包括在人体和雌性按蚊体内发育两个阶段,现以间日疟原虫为例叙述如下。

(一)在人体内的发育

先后寄生于肝细胞和红细胞内进行裂体增殖。

1.红细胞外期(简称红外期):即疟原虫在肝细胞内的发育阶段。子孢子为疟原虫的感染期,当体内含有子孢子的雌性按蚊刺吸人血时,子孢子随蚊的唾液进入人体,约30分钟,部分子孢子侵入肝细胞,摄取营养进行发育并进行裂体增殖,形成红外期裂殖体。成熟的红外期裂殖体含有数以万计的裂殖子。随着肝细胞胀破、裂殖子释放,部分裂殖子被巨噬细胞吞噬,其余部分侵入红细胞发育。

遗传学研究表明,间日疟原虫的子孢子具有两种不同类型,即速发型和迟发型子孢子。当子孢子进入肝细胞后,速发型子孢子继续发育完成红外期的裂体增殖,而迟发型的子孢子要经过一段或长或短(数月至年余)的休眠期后才进行红外期的裂体增殖。经过休眠期的子孢子称为休眠子。恶性疟原虫和三日疟原虫无休眠子。

2.红细胞内期(简称红内期):在红细胞内的疟原虫根据生殖方式分为无性裂体增殖和有性的配子体形成两种发育期。

(1)裂体增殖期:指疟原虫在红细胞内的无性裂体增殖。红外期的裂殖子从肝细胞释放出来,进入血液后很快侵入红细胞,先形成环状体,摄取营养,生长发育,逐渐发育为大滋养体,继之发育为裂殖体,裂殖体成熟后红细胞破裂,释出裂殖子,一部分裂殖子被巨噬细胞吞食,其余再侵入其他正常红细胞内进行裂体增殖。恶性疟原虫的环状体在外周血液中经过十几个小时的发育,逐渐隐匿于微血管等血流缓慢处,继续发育成大滋养体及裂殖体,这两个时期少见于外周血液。间日疟原虫和卵形疟原虫主要寄生于网织红细胞,三日疟原虫多寄生于较衰老的红细胞,而恶性疟原虫可寄生于各时期的红细胞。

(2)配子体形成期:指红内期的疟原虫经过几代裂体增殖后,部分裂殖子侵入红细胞后不再进行裂体增殖而开始了有性生殖,发育成雌/雄配子体。当雌性按蚊刺吸人血时,配子体进入按蚊体内继续发育,如未被蚊吸入,配子体在血液中经30~60天即衰老变性而被消灭。

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图13-1 三种疟原虫形态结构模式图

(二)在雌性按蚊体内的发育

当雌性按蚊刺吸疟疾患者或带虫者后,红细胞内的疟原虫随血液进入蚊胃,雌、雄配子体继续发育为雌、雄配子,其余各期原虫均被消化。在蚊胃内,雄配子钻进雌配子体内,受精形成合子,从而完成配子生殖。合子变长、能动,为动合子,穿过胃壁上皮细胞,在胃壁的弹性纤维膜下形成圆球形的卵囊。卵囊内的核不断分裂,形成数千乃至上万个子孢子,此为孢子增殖。子孢子随卵囊破裂释出,或由囊壁上的微孔逸出,随血淋巴集中于雌性按蚊的唾液腺。当含有子孢子的雌性按蚊再次叮吸人血时,子孢子随蚊唾液进入人体,又开始人体内的发育(图13-2)。

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图13-2 疟原虫的生活史

【致病】

红内期裂体增殖的疟原虫为主要致病阶段,其致病与侵入的虫种、虫株、数量及宿主的免疫力等因素有关。

1.潜伏期:指子孢子侵入人体到患者出现临床症状的间隔时间,包括红外期发育的时间和红内期经过数代裂体增殖达到一定数量所需要的时间。潜伏期的长短与进入人体的子孢子虫种、虫株、数量及机体的免疫状况有密切关系。恶性疟的潜伏期为7~27天;三日疟的潜伏期为18~35天;卵形疟的潜伏期为11~16天,间日疟的短潜伏期株为11~25天,长潜伏期株为6~12个月或更长,个别可达2年之久。

2.疟疾发作:典型的疟疾发作为周期性寒战、发热和出汗退热3个连续阶段,这与疟原虫红内期裂体增殖密切相关。当经过几代红内期裂体增殖后,裂殖体成熟并胀破红细胞,血中原虫的密度达到发热阈值(间日疟原虫为10~500个/mm3,恶性疟原虫为500~1 300个/mm3)。由于大量的裂殖子、原虫代谢产物及红细胞碎片进入血液,其中一部分被巨噬细胞、中性粒细胞吞噬,刺激这些细胞产生内源性热原质,与一部分疟原虫、原虫代谢产物共同作用于下丘脑的体温调节中枢引起发热。引起发热的物质被吞噬和降解后,机体通过大量出汗,体温逐渐恢复正常,机体进入发作间歇阶段。

红内期裂体增殖是发作的基础,因而疟疾发作具有周期性,与红内期裂体增殖周期一致。间日疟和卵形疟隔日发作一次;三日疟隔48小时发作一次;恶性疟隔36~48小时发作一次。若有混合感染、不同批次的同种疟原虫重复感染或疟疾初发原虫增殖不同步时,则疟疾发作不规则。

3.疟疾的再燃与复发:疟疾初发停止后,若无再感染,仅由体内残存的少量红内期疟原虫在一定条件下重新大量繁殖又引起的发作,称为疟疾再燃。间日疟初发停止后,若体内红内期疟原虫已被彻底清除,未经蚊媒介传播感染,经数周至年余,其肝细胞内的迟发型子孢子开始红外期发育,继之侵入红细胞内进行裂体增殖,导致患者疟疾发作,称复发。恶性疟原虫和三日疟原虫无迟发型子孢子,因而只有再燃而无复发。间日疟原虫和卵形疟原虫既有再燃,又有复发。

4.贫血:疟疾发作数次后,可出现贫血,其主要原因有:①疟原虫在红细胞内进行裂体增殖,成熟的裂殖体胀破红细胞,时间越长,破坏的红细胞越多,贫血越严重,尤以恶性疟原虫显著。②多次疟疾发作后,由于脾功能亢进,大量的红细胞可被吞噬破坏。③宿主产生的抗体可以和红细胞膜表面的疟原虫抗原结合,形成免疫复合物,激活补体,使红细胞溶解。④患者的骨髓造血功能受到抑制,也可能与疟疾贫血有关。

5.脾肿大:患者在疟疾发作早期,脾因充血和单核巨噬细胞增生而肿大。早期积极抗疟治疗,脾可恢复正常大小;若长期不愈或反复感染者,脾肿大十分明显,可达脐下。由于疟疾初发停止后,脾肿大持续存在,可以以脾肿率判断一个地区疟疾流行的程度。

6.凶险型疟疾:多见于延误诊治的患者或无免疫力的重度感染者。临床表现为持续性高烧、全身衰竭、昏迷、肺水肿、蛋白尿和恶性贫血等。关于其发病机制,多数学者支持机械阻塞学说,认为恶性疟原虫发育至裂殖体时,被寄生的红细胞膜上出现疣状突起,红细胞和血管内皮细胞发生粘连,造成微血管阻塞及局部缺氧所致。常见有脑型(昏迷型)、超高热型、厥冷型和胃肠型等。多发生于恶性疟患者,也见于重症间日疟。凶险性疟疾来势凶猛,若不及时治疗,死亡率很高。

7.疟性肾病:多见于三日疟,与Ⅲ型变态反应所致免疫病理改变有关,即抗原抗体复合物沉积于肾小球毛细血管基底膜上,激活补体,产生细胞趋化因子,使中性粒细胞聚集,释放溶酶体酶,致血管损伤并引起炎症,严重者可导致肾功能衰竭死亡。

8.其他类型的疟疾:①输血性疟疾,通过输血感染疟原虫,其临床表现与蚊传疟疾相似,但潜伏期短;②先天性疟疾,婴儿出生时即有贫血、脾肿大、发热等临床表现,可能因胎盘受损或分娩过程中母体血污染胎儿伤口所致;③婴幼儿疟疾,患儿起病缓慢,精神委顿不安,热型不规则,伴消化道和呼吸道症状,贫血发展快,病死率高。

【诊断】

(一)病原学检查

从受检者外周血液中检出疟原虫是确诊的依据,最好在服药以前取血检查。厚、薄血膜染色镜检是目前最常用的方法,即从患者的耳垂或手指采血制成厚、薄血膜,经姬氏或瑞氏染液染色后镜检查找虫体。厚血膜由于原虫数量多,易检获,但染色过程中红细胞溶解,原虫形态有所改变,虫种鉴别较困难。薄血膜中虫体形态特征较明显,容易鉴别虫种,但原虫数量少,容易漏检。因此,最好在同一张玻片上同时制作厚、薄血膜,在厚血膜中查到疟原虫再查薄血膜鉴定虫种。

(二)免疫学诊断

1.抗体检测:常用的方法有间接血凝试验、酶联免疫吸附试验和间接荧光抗体试验等。由于抗体在患者治愈后仍能持续一段时间,因此检测抗体常用于疟疾流行病学调查、检测及输血对象的筛选。

2.循环抗原检测:循环抗原是活的虫体排放到宿主体液内的大分子微粒,主要是排泄分泌物或脱落物中具有抗原特性,并且能被血清免疫学试验所证明(检出)的物质。检测疟疾患者血清中的循环抗原能较好地说明受检对象是否存在活动感染。常用的方法有酶联免疫吸附试验、放射免疫试验等。

(三)分子生物学检测

用PCR和核酸探针等分子生物学手段检测疟原虫最突出的优点就是对低原虫血症检出率较高,如用核酸探针手段检测恶性疟原虫敏感性达到受染红细胞内原虫密度的0.0001%。

【流行】

(一)流行概况

疟原虫在世界范围内广泛分布,尤其是热带和亚热带地区。疟疾是严重危害人类健康的疾病之一,世界卫生组织(WHO,1999)报告,全球约90多个国家有疟疾流行,每年有3~5亿人发病,年死亡人数为100万以上,其中80%以上的病例发生在非洲。

在我国,20世纪40年代,每年至少有3 000万人以上发病,病死率为1%。50年代初期,全国70%以上的县(市)有疟疾流行。间日疟广泛流行于长江以南山区、平原,黄河下游诸省平原地带;恶性疟流行于长江以南地区,特别是南方山区;三日疟在长江以南某些省(区、市)呈点状分布;卵形疟罕见。1995年后,除海南、云南两省仍有恶性疟流行外,其余各省(区、市)已无恶性疟传播。1996—1998年全国疟疾发病率为3万余例。1998年,我国疟疾的病死率为0.08%,与1950年的0.49%相比,大大下降了。但是,2000年全国发病人数仍达26.6万,甚至在局部地区发生暴发性流行,如苏、豫、皖、鄂等省境内。毋庸置疑,步入新世纪疟疾的疫情出现了回升。

(二)流行的基本环节

外周血中有配子体的患者和带虫者是疟疾的传染源,血中含红细胞内期的献血者也可通过供血传播疟疾。按蚊是疟疾的传播媒介,我国平原地区以中华按蚊为主,山区以嗜人按蚊和微小按蚊为主,海南岛则以大劣按蚊为主。除某些因遗传因素对某种疟原虫表现出不易感的人群及高疟区婴儿可从母体获得一定的免疫力外,其他人群均为疟原虫的易感者。

(三)流行因素

适宜的温度和雨量有利于按蚊的孳生繁殖、吸血活动及原虫在按蚊体内的发育。全球气候变暖,延长了按蚊的传播季节是疫情回升的原因之一。社会经济、卫生、教育水平和生活习惯,以及各种导致大量人口流动的因素均影响着疟疾的传播与流行。我国疟疾疫情回升,与经济开发后流动人口增加、输入性病例增多等因素密切相关。

【防治】

疟疾防治工作必须“因地制宜、分类指导、突出重点”,在以中华按蚊为唯一媒介的平原地区,以治疗传染源为主,减少蚊虫孳生地为辅;在微小按蚊、嗜人按蚊为主要媒介的山区,采取灭蚊和防治传染源并重的措施;在大劣按蚊为主要媒介的海南岛,则以改善生态环境、防治传播媒介为主,结合传染源防治的综合措施。

1.预防:对易感人群的保护包括个体预防和群体预防。个体预防是指疟区居民或短期进入疟区的个人,为了防蚊叮咬、不发病或减轻临床症状所采取的防护措施。群体预防是对高疟区、暴发流行区或大批进入疟区较长期居住的人群,除进行个体预防外,还要防止传播。预防措施有蚊媒防治、预防服药和疫苗预防。常用的预防性抗疟药为氯喹,对抗氯喹的恶性疟,可用哌喹或哌喹加乙胺嘧啶或乙胺嘧啶加伯氨喹啉。每种药物使用不宜超过半年。

2.治疗:使用药物迅速杀死病原体,可有效地控制疟疾症状。按抗疟药对疟原虫不同虫期的作用,可将其分为杀灭红外期裂殖体及休眠子的抗复发药,如伯氨喹啉;乙胺嘧啶对恶性疟原虫红外期有一定作用;杀灭红内期的裂体增殖期的抗临床发作药,如氯喹、奎宁、咯萘啶及青蒿素和蒿甲醚等。

对间日疟或疟疾疑似患者,可用氯喹加伯氨喹啉;抗间日疟复发(休眠子治疗)可用伯氨喹啉加乙胺嘧啶,或青蒿琥酯加伯氨喹啉;恶性疟可用氯喹,对抗氯喹的恶性疟则可用青蒿素和蒿甲醚及哌喹加磺胺多辛等。青蒿素类药物的栓剂适用于不能口服药物的患者。

(崔玉宝 杨毅梅)