隐孢子虫病的流行现状

于有利,黎玉琼,王建东,梁小军,赵正伟,张久盘,从志鹏

(宁夏农林科学院动物科学研究所,宁夏 银川 750002)

隐孢子虫(Cryptosporidium)属于原生生物界(Protozoa)、顶端复合体亚门(Apicomplexa)、孢子虫纲(Sporozoasida)、球虫亚纲(Coccidiasina)、真球虫目(Eucoccidiorida)、艾美耳亚目(Eimeriorina)、隐孢子虫科(Cryptosporidiidae)、隐孢子虫属(Cryptosporidium),是引起包括人类在内的多种脊椎动物腹泻和胃肠炎的主要病原,尤其是对幼儿和免疫功能低下患者具有重大威胁。隐孢子虫的生活史十分复杂,可在多种宿主包括人类、牲畜、野生动物、鸟类、爬行动物和鱼类的消化道内完成所有发育阶段,一旦易感宿主摄入受污染的食物或水中存活的卵囊,子孢子就会穿透肠道上皮层,并在棒状体和微线虫的帮助下形成寄生空泡。在无性繁殖后,发育成为包含6～8个裂殖子的I型分体,这些裂殖子可以释放出来感染周围细胞,并经历另一个复制周期,形成II型分体。II型裂殖子侵入肠道上皮细胞,进行有性生殖,形成大、小配子,配子融合后产生受精卵并发育成卵囊。主要有两种类型的卵囊,厚壁卵囊和薄壁卵囊。厚壁卵囊随粪便从宿主体内排出,引发其他易感宿主的感染。薄壁卵囊在宿主内脱落并感染组织上皮细胞,导致自身感染。此外,隐孢子虫可以诱导宿主细胞中炎症介质的释放,进而刺激可溶性因子的产生,减少钠的吸收,增加氯化物和水的分泌,导致渗透性腹泻。迄今为止,共有44种隐孢子虫在不同动物和人类中发现。

1 隐孢子虫病感染家畜

隐孢子虫是一种可在家养牲畜中传播的寄生虫,绝大多数感染发生在具有重要经济意义的家畜身上,如牛、猪和羊,尤其是幼畜感染率更高,幼畜比成年动物会脱落更多的卵囊,在脱落高峰期,每克粪便可排出约333个隐孢子虫卵囊。当牲畜在作物附近排便时,当用感染的牲畜接触过的水灌溉或冲洗作物时或者将感染动物的粪便施用于耕地时,田地中的作物也可能会受到污染。据报道牛主要感染包括微小隐孢子虫、牛隐孢子虫、安氏隐孢子虫和瑞氏隐孢子虫。不同阶段牛感染的隐孢子虫优势虫种不同,微小隐孢子虫是断奶前犊牛感染的主要虫种,而断奶后犊牛、育成牛和12月龄以上奶牛主要感染牛隐孢子虫安氏隐孢子虫和瑞氏隐孢子虫。据一项关于中国上海农场奶牛隐孢子虫流调研究报道,来自五个农场的818份断奶前奶牛的粪便样本中隐孢子虫感染率高达37.0%(302/818)。贾丁等人报道四川省10个地区的11个奶牛场中278头1月龄内断奶前牛犊的新鲜粪样中隐孢子虫感染率为14.4%(40/278), 11个养殖场中有10个存在隐孢子虫感染。绵羊中隐孢子虫虫种的分布与年龄的关系不如牛明显。一些研究报告泛在隐孢子虫是成年或老年绵羊中最常见的虫种,而微小隐孢子虫或小隐孢子虫是1个月以内羔羊的优势虫种。蔡源等人报道江苏省8个集约化养殖场的446份肉羊粪便样品中隐孢子虫的总感染率为4.48%(20/446),主要为泛在隐孢子虫和微小隐孢子虫。另外,针对来自河南、贵州、陕西等6省区共935份羊粪便样品中隐孢子虫的总感染率为5.6%(52/935)。微小隐孢子虫也是导致人类感染的主要优势虫种,安氏隐孢子虫和牛隐孢子虫偶尔也会感染人。这提醒家畜在人源隐孢子虫感染中可能发挥重要角色。

2 隐孢子虫与动物其他病原混合感染

腹泻病是导致牲畜死亡最常见的原因,腹泻病原并不单一。据郑双健等人报道从甘肃玛曲县和碌曲县采集的177份藏羊粪便样品中有隐孢子虫、艾美耳球虫、鞭虫、圆线虫、隐孢子虫和毕氏肠微孢子虫5种寄生虫混合感染情况;黄亚强报道从开封市宠物医院、狗市和犬舍采集的412份犬新鲜粪样中存在隐孢子虫和毕氏肠微孢子虫的混合感染,混合感染率达到36.5%。除了与其他寄生虫混合感染外,隐孢子虫也同细菌或病毒混合感染。据报道,黎玉琼等人随机采集宁夏地区95头0～60日龄奶犊牛腹泻粪便样品中发现样品中存在隐孢子虫、轮状病毒、冠状病毒和大肠杆菌的混合感染,其中出现最多的是以隐孢子虫、轮状病毒和冠状病毒3种病原混合感染,占10.53%(10/95)。闫文朝报道一群3月龄的断奶腹泻仔猪主要以Ⅱ型猪圆环病毒感染混合隐孢子虫感染,猪圆环病毒感染导致的免疫抑制提高了猪对隐孢子虫的易感性。牲畜腹泻病往往是由多种病原体共同感染导致的,然而大多数流行病学研究仅限于特定的传染源,导致对流行病学情况了解不够全面,忽略了其他病原体对共同感染的贡献。因此,更好地了解这些方面将有助于提高对宿主-病原体以及病原体-病原体相互作用的认识。

3 隐孢子虫感染野生动物

近年来,有关野生动物感染隐孢子虫的情况逐渐引起人们的重视。哺乳动物是已知感染隐孢子虫的最大动物群体,至少有155种哺乳动物感染了隐孢子虫。而野生动物似乎参与了大多数人畜共患病的流行病学,并作为主要宿主传播给家畜和人类。据报道,对法国境内包括野生黑线猿鼠、褐家鼠等117只啮齿动物进行了隐孢子虫检测,发现15.4%的啮齿动物呈隐孢子虫属阳性。对阿塞拜疆境内325只啮齿动物进行了隐孢子虫检测,发现以鼠隐孢子虫、微小隐孢子虫和泛在隐孢子虫这三种隐孢子虫的总感染率为34.5%(112/325)。在阿塞拜疆山区捕获的110只野狗和182只双峰驼的隐孢子虫感染率分别为25%(28/110)和35.7%(65/182),年轻骆驼的感染率高于年龄大的骆驼。另外,从中国黑龙江、吉林和辽宁省收集的213只狐狸、114只水貂的粪便样本中检测到狐狸的隐孢子虫的感染率为5.6%(12/213),水貂感染率为7.0%(8/114)。除了哺乳动物以外,鸟类和水生动物也是隐孢子虫的重要宿主。据报道,Musaev等人于1987年至2019年期间,从阿塞拜疆不同地区采集的729份鸟类粪便样本中检出 27.2%(198/729)的粪样品中含有隐孢子虫卵囊。从阿尔及利亚农村地区和动物园收集的345份家禽、圈养鸟类和野生鸟类粪便样本中,隐孢子虫感染率为6.4%(22/345)。从巴西15种野生和圈养水生哺乳动物中收集到的553 份粪便样本中隐孢子虫属的感染率为15.55%(86/553)。另外,据Davis等人报道弗吉尼亚动物园中先是有七只幼年浣熊感染隐孢子虫,随后从事浣熊和野生动物的49名康复工作人员中有15名(31%)工作人员相继出现隐孢子虫的感染症状,并且这是首次报道浣熊传染人的报道,这表明浣熊可能是导致人类隐孢子虫感染的一个未被充分认识的宿主。综上报道表明了野生动物隐孢子虫病流行严重,存在自然疫源性。随着自然资源和野生物种保护的推进,人类与野生动物的接触越来越多,这促进了包括寄生虫在内的传染性病原体向新宿主和环境的传播。因此,考虑到流行病学因素,圈养动物和野生动物在人畜共患病病原体的传播中发挥着极其重要的作用。

4 隐孢子虫感染海洋和水生动物

隐孢子虫感染大量家畜、野生动物和人类,但有关水生生物感染隐孢子虫的研究较少。近年来,随着隐孢子虫在海洋、淡水、养殖、圈养或观赏鱼中的广泛分布,人们发现隐孢子虫感染已由陆生动物扩展到了海洋哺乳动物和水生动物中。据西班牙研究者报道从巴伦西亚社区采集的404份养殖鱼类和野生鱼类样品中,隐孢子虫感染率为4.2%(170/404)。Jenkins等人从美国缅因州至佛罗里达州的37个沿海地点收集了925只软体动物,并在3.7%的软体动物中检测到隐孢子虫卵囊。在欧洲,许多研究也报道了不同种类蛤蜊(河蚬、菲律宾蛤、巴西蛤、菱形蛤)、贻贝和牡蛎等海洋动物污染的报道。另外,隐孢子虫在亚洲和非洲的食用软体动物中也被发现。尽管水产养殖业为不同地区和国家提供了显著的收益,但不当的设施管理将为人畜共患寄生虫病媒的感染提供了机会,严重的破坏了水生生态系统,对消费者的健康造成风险。

5 隐孢子虫经水源和食物传播

隐孢子虫被认为是全世界主要的水媒寄生虫,也是经水传播导致胃肠道疾病死亡的主要原因。隐孢子虫在单个宿主中就可以完成其生命周期,每个卵囊中包含四个感染性子孢子,可以在水中、潮湿的环境或土壤中存活数月,并能抵抗氯消毒。隐孢子虫卵囊体积小,可以通过空气远距离运输,并迅速进入水源。自从1993年密尔沃基自来水厂水受隐孢子虫污染,引发大规模人类疫情后,隐孢子虫通过水源传播受到了极大的关注,此后不断有关于隐孢子虫经水源传播引发的大规模疫情传播事例报道。据报道,通过PCR检测在中国广州四个污水处理厂和八个下水道地点收集的238个进水样本和88个出水样本中隐孢子虫属的检测率分别为14.3%(34/238)和 13.6%(12/88),共有11种隐孢子虫虫种。同样,受污染的食物也是导致人类和牲畜感染的主要途径。隐孢子虫可从各种食品中分离出来,主要是新鲜农产品和新鲜贝类。据报道,在孟加拉国菜市场中包括生菜、香菜、西红柿、胡萝卜和黄瓜等新鲜水果和蔬菜中检测到了隐孢子虫。动物来源的食物在其屠宰过程,在没有后续合格的卫生措施下可能会因皮、毛、蹄、胃肠道内容物溢出以及接触过动物的人员而受到污染。改善水源保护,能在一定程度上有效地减少了由水传播的病例和疫情的爆发,但是隐孢子虫通过食物和娱乐用水传播依然令人担忧。

6 隐孢子虫的暴发感染

隐孢子虫属至少包括25个物种和60个基因型,但并非所有物种都对人类造成相同程度的危害。人隐孢子虫和微小隐孢子虫是造成人类90%以上隐孢子虫病感染的原因,其中微小隐孢子虫的暴发通常与农村地区有关,而人隐孢子虫则与人口密度更稠密的地区有关。隐孢子虫病也是导致5岁以下儿童的第四大死亡原因。据报道,2015年全球约有130万人儿童因感染隐孢子虫死亡,占全球5岁以下儿童死亡人数的12.1%。在美国,隐孢子虫病被认为是仅次于逆转录病毒的第二大腹泻死亡原因。在撒哈拉以南非洲地区,每年约有290万例24个月以内的儿童感染隐孢子虫,总死亡人数约为20.2万人,是导致非洲地区儿童死亡的重要原因。

终上所述,不难看出隐孢子虫的流行远远超出了人们的预期,其中家畜、水生动物的感染应引起人们的高度重视。加大对隐孢子虫病的研究,特别是开展牛、羊和猪等家畜以及水生动物感染情况的调查以及此类感染在人隐孢子虫病和其他动物隐孢子虫流行中的作用对于提高我国隐孢子虫防控具有重要意义。