我國釘螺控制研究在血吸蟲病防治中的應用*

黃重峰,鄒節(jié)新,李樞強,周憲民,3

2.中國科學院動物研究所動物進化與系統(tǒng)學重點實驗室,北京 100101;

3.南昌大學鄱陽湖環(huán)境與資源利用教育部重點實驗室

血吸蟲病(schistosomiasis)是嚴重危害人類生命健康的寄生蟲病,其感染力居水傳播疾病的首位,流行區(qū)域十分廣泛。釘螺是日本血吸蟲的惟一中間宿主,釘螺是血吸蟲賴以大量增殖的重要環(huán)節(jié)。通過控制釘螺而有效阻斷血吸蟲病的傳播,這在日本和我國已達到血吸蟲病消滅標準的地區(qū),均是通過消滅釘螺來實現(xiàn)的〔1〕。我國在控制或消滅釘螺的過程中,經過多年的摸索和實踐,總結出了一系列行之有效的措施和辦法。本文特對釘螺控制方法研究在血吸蟲病防治中的應用作一綜述。

1 藥物滅螺

新中國成立以來開展了許多種滅螺藥物的研究。迄今為止,據(jù)不完全統(tǒng)計,化學合成滅螺藥有2 000余種,植物滅螺藥近1 000種。

1.1 化學滅螺藥物 自上世紀50年代開始我國先后對五氯酚納、氯硝柳胺、溴乙酰胺、煙酰苯胺、四聚乙醛、石灰氮、生石灰、敵百蟲等藥物的滅螺效果進行實驗研究。五氯酚鈉曾在我國被廣泛使用,無論是室內實驗還是現(xiàn)場都有較好的滅螺效果,但五氯酚鈉對魚等水生生物及哺乳動物毒性很大,甚至在施藥過程中發(fā)生人員中毒死亡的事故,同時五氯酚鈉有致畸、致癌、致突變作用,也受到人們的普遍關注,因此,國內外已停止此藥的使用〔2〕。

溴乙酰胺是由我國在1980年自行研制的一種新型滅螺藥,對成螺、幼螺和螺卵的殺滅均有較好的效果,而且對人畜毒性低,對農作物亦無影響,被認為是當時最為理想的滅螺藥物之一。但由于易潮解,遇熱、酸和堿不穩(wěn)定的缺點,而且還可引起皮炎,從而也限制了該藥物的廣泛應用〔3〕。

氯硝柳胺是德國拜耳藥廠最先生產的具有殺螺作用的化學藥物,由于其糊劑極易脫水凝結成塊,又不能貯藏,結塊后很難再使用,不適合現(xiàn)場應用,使氯硝柳胺在國內一度被停止使用。直到1992年世界銀行貸款中國血吸蟲病控制項目實施,我國把此藥制成各種濃度的可濕性粉劑,同時建立了符合國際標準的質量標準,從而大大推動了氯硝柳胺在我國的應用。根據(jù)不同的環(huán)境與滅螺要求,有浸殺法、噴灑法、撒粉法、附著物漂浮法、土埋施藥法、整理環(huán)境施藥法、施藥防護法等等,這些切實有效的方法,極大的推動了滅螺工作的開展,而且通過劑型的改變克服了不溶于水的問題,但氯硝柳胺對水生動物的毒性,是至今仍未被克服的一大缺點,并且價格昂貴,低濃度殺螺作用速度較慢,施藥后釘螺有上爬現(xiàn)象會導致滅螺效果降低〔4〕。即便如此,目前氯硝柳胺仍然是我國大部分血吸蟲病流行區(qū)主要的滅螺藥,也是世界衛(wèi)生組織(WHO,1972年)推薦惟一使用的殺螺劑。

其他化學滅螺藥物如煙酰苯胺、四聚乙醛、石灰氮、生石灰、敵百蟲等,均由于毒性大或對人體皮膚的刺激性強等原因,未能被推廣使用。

1.2 植物滅螺藥物 由于化學滅螺藥物價格昂貴,毒性大,而且嚴重污染環(huán)境。植物滅螺藥物作為一種新型藥物由于具有低毒、易降解等優(yōu)點而被日益受到重視。自1933年Archibald RG首次報導了利用一種橡樹Balanites aegyptiace的果實進行滅螺試驗以來,人們不斷地探求新的滅螺植物資源。目前研究主要集中在以下幾類,但都還沒有推廣應用於大規(guī)模的現(xiàn)場。

1.2.1 皂甙類植物滅螺劑 皂甙是皂甙類植物具有滅螺價值的天然成分,其滅螺的有效成分多為三萜類化合物。Amusan〔5〕對非洲藥用植物苞萼木(Spathodea campanulata)和商陸屬植物(Phytolacca dodecandra)的根、葉進行了研究,發(fā)現(xiàn)甲醇提取物和水提取物都顯示一定滅螺作用,并確認滅螺活性與含有的皂甙成分有關。糜留西等〔6〕對20余種含皂甙類低毒藥用植物進行了室內滅釘螺活性的篩選試驗,篩選出的盾葉薯蕷(Dioscorea zingiberensis)、禾葉山麥冬(Liriope gramini f olia)和竹節(jié)香附(Anemone raddeana)3種植物對釘螺具有較好的毒殺效果。實驗還表明皂甙類提取物浸泡釘螺24h,其滅螺效果不明顯,而48h后才顯示出較強的滅螺效果,說明皂甙類成分對釘螺的殺滅作用較為緩慢。此外,王宏等〔7〕還研究了夾竹桃、楓楊和羊蹄滅螺活性較強的正丁醇提取物和水提物對釘螺酯酶同工酶(EST)、糖原(Gn)和總蛋白(TPr)的生理生化影響,表明此類滅螺藥物對釘螺的致死作用可能更多地與使釘螺組織細胞中的能量代謝異常有關。

1.2.2 生物堿類植物滅螺劑 從植物中提取的某些生物堿類化合物也有較強的殺螺作用,廖博儒等〔8〕采用益母草根、莖、葉的水浸液進行滅螺效果研究,結果發(fā)現(xiàn)釘螺死亡率是隨處理濃度的增加和時間的延長呈上升趨勢,0.5g/L以上的益母草根、莖、葉水浸液和濃度達0.60 g/L以上的水蘇堿處理液均可達到100%的明顯毒殺釘螺致死效果。胡興宜〔9〕等以益母草總堿為有效成分,制成的植物顆粒滅螺劑,該產品對釘螺同樣具有良好的毒殺作用,在室內飼喂釘螺72h可達到100%的滅螺效果?？挛纳降取?0〕通過實驗發(fā)現(xiàn)天南星根和葉具有很強的滅螺活性,與夾竹桃葉水浸液的滅螺效果相當,釘螺經天南星植物塊莖水浸液處理后,引起釘螺肝臟MDA含量的顯著升高,且隨處理濃度的加大和處理時間的延長,MDA含量進一步升高。表明天南星滅螺成分導致了釘螺肝臟的過氧化損傷。另外,天南星還能有效的抑制釘螺上爬,增強殺螺效果。

1.2.3 其他植物成分滅螺藥物 有研究報道〔11〕,在含有原青花素、黃酮、黃酮醇的植物中,存在槲皮素、藤黃菌素、半齒澤蘭素等有效成分,均具有滅螺活性,滅螺作用強,此外含有鞣質類和醌類化合物的植物,其水浸液和浸出物亦有較強的殺螺活性。

2 生態(tài)滅螺

生態(tài)滅螺,主要通過生態(tài)學措施改變釘螺賴以生存的環(huán)境來探求滅螺。

2.1 環(huán)境改造工程滅螺 縱觀世界范圍內眾多血吸蟲病防治的方法、途徑、效果及可持續(xù)性可知,進行環(huán)境改造滅螺是實現(xiàn)血吸蟲病根本性防治的行之有效的方法和措施之一。王金國等〔12〕報道,通過采用蓄水養(yǎng)殖、開新填舊、翻耕種植、綜合措施、土埋吹沙、溝渠硬化等環(huán)境改造方法,5年后釘螺面積、易感地帶面積、釘螺密度、感染性釘螺密度與環(huán)改前相比均有大幅度下降。另外,環(huán)境改造還可結合農田水利工程,如對湖區(qū)有螺洲灘,實行墾種農作物,在水塘、水庫、湖汊等有螺地區(qū),結合堵夯、建閘蓄水養(yǎng)魚、水淹滅螺。卿上田等〔13〕在洞庭湖區(qū)域,結合農業(yè)生產綜合開發(fā),采取開挖精養(yǎng)魚池、矮埂高網蓄水養(yǎng)魚、水改旱、發(fā)展水禽、墾種冬季作物等措施,取到顯著的滅螺防病和經濟效益,觀察區(qū)陽性螺率下降93.5%以上,人畜血吸蟲病感染率大幅度下降,疫區(qū)年均增收節(jié)支8 060萬元。因此,螺區(qū)環(huán)境改造工程既能達到滅螺的目的,又能改善農田水利條件,發(fā)展經濟,收到事半功倍,一舉兩得之效。

2.2 “興林抑螺”工程滅螺 為避免藥物滅螺所引起的影響生態(tài)環(huán)境和工程抑螺耗資巨大,植物抑螺和林地抑螺已成為廣泛研究的課題。由彭鎮(zhèn)華〔14〕首次提出“興林滅螺”概念 ,開辟了生態(tài)血防的新思想,利用一系列配套技術條件,因地制宜,大力開發(fā)以林業(yè)為主體的林農牧副漁等多種產業(yè),取得了良好的抑螺防病效果,并獲得了較高的經濟效益。劉國華等〔15〕通過對灘地楊樹人工林內釘螺種群長期定位觀測變化,顯示在幼林期采取林農復合經營,能有效地影響血吸蟲病傳播的中間環(huán)節(jié),隨著林木的生長,對釘螺種群的抑制效果也逐漸加強,使釘螺密度下降。由于抑螺防病生態(tài)系統(tǒng)的建立改變了螺區(qū)原來以蘆葦、雜草等植物為主的孳生生態(tài)環(huán)境,系統(tǒng)內溫度、土壤濕度、地下水位以及光照強度等生態(tài)因子均發(fā)生了一定變化。這些新的生態(tài)系統(tǒng)均不利于釘螺的生長、繁殖從而達到抑制釘螺的目的。研究表明楓楊、烏桕、益母草等植物對釘螺孳生具有明顯的抑制作用。

3 生物滅螺

一些捕食釘螺的動物能有效地限制釘螺的生存,某些病原體或釘螺的天敵也可殺滅釘螺。一般認為以釘螺競爭群來替代目標釘螺是一種防制辦法,它要求競爭群具備與目標釘螺相似的生存條件。國外已有利用競爭性螺類進行光滑雙臍螺控制的的成功經驗。

3.1 捕食滅螺 Frida〔16〕通過實驗證明青魚能大量捕食生活在水中的有害淡水螺類。Gashaw等〔17〕用非洲鯰魚對雙臍螺的捕食實驗發(fā)現(xiàn)鯰魚不僅捕食幼螺成螺還能捕食螺卵,對雙臍螺的繁殖起到了很好的控制作用。K.Deschiens最早推測介形蟲可以應用于血吸蟲病媒介釘螺的生物控制〔18〕。我國學者衛(wèi)民〔19〕通過研究發(fā)現(xiàn)介形蟲不僅能捕食幼螺和螺卵,殺死成螺,而且介形蟲分布廣泛,繁殖快,數(shù)量大,在自然界很快達到足夠的密度,不會對環(huán)境造成污染,這為利用介形蟲控制血吸蟲病媒體釘螺提供了有利條件。

3.2 微生物滅螺 隨著國內外學者對滅螺方法研究的進一步發(fā)展以及人們生態(tài)環(huán)境意識的提高,尋找一種毒力強、對人畜和非靶生物無害的滅螺劑成為當前研究的一個重要方向,因此微生物滅螺研究應運而生。目前集中體現(xiàn)在細菌滅螺和寄生滅螺兩個方面。

3.2.1 細菌滅螺 自從1967年湖南省寄生蟲病防治研究所從活田螺體內分離出凸形假單胞菌進行滅螺實驗以來,我國學者陸續(xù)分離出鏈霉菌、芽孢桿菌、放線菌等一系列菌株進行滅螺研究〔20〕,實驗證明細菌滅螺的有效成分在菌絲體內,無論是室內還是現(xiàn)場實驗,對釘螺、螺卵均有較強的毒殺作用。通過抑制釘螺體內脫氫酶系,尤其是抑制釘螺腮呼吸上皮細胞琥珀酸脫氫酶(SDH)活性水平,影響螺體內血液循環(huán),至AT P形成和利用障礙,出現(xiàn)能源枯竭而死亡。此外,大多數(shù)滅螺細菌對魚等水生生物和植物無毒害作用,有利于環(huán)保。盡管如此,細菌滅螺仍未有真正意義上的實際應用,只局限于實驗研究,到目前為止尚未找到一種較理想的能推廣應用的有效菌株。另外,細菌滅螺還受到其它一些客觀因素的制約,包括運輸、儲存、溫度、濕度和成本等一系列問題。然而在環(huán)保問題日益重視的情況下,加強細菌滅螺方法的研究和探索依然是值得關注的科研課題。

3.2.2 寄生蟲滅螺 人們在研究細菌滅螺的同時,還注意到寄生蟲的滅螺效果,這可能與寄生蟲攜菌入侵和探討滅螺解剖機理時相關聯(lián)。國內李平淑等〔21〕通過室內和現(xiàn)場試驗發(fā)現(xiàn),每 cm2土面用格氏線蟲300、200和100條,釘螺死亡率分別為97.5%、92.0%和47.0%,死亡率與格氏線蟲用量成正比。線蟲能在螺體大量繁殖,死螺體內的線蟲1w繁殖總數(shù)可增長14.5%～68.9%。線蟲繁殖能力強,對人畜安全,可以利用線蟲來防治釘螺。唐崇惕等〔22〕通過用感染了外睪吸蟲的陽性釘螺再次感染血吸蟲毛蚴,發(fā)現(xiàn)再入侵的血吸蟲幼蟲均受到攻擊而發(fā)育異常,在雙重感染外睪吸蟲和血吸蟲的實驗釘螺,其感染血吸蟲后時間越長蟲體有受害越重的情況,釘螺體內的所有不同時間的血吸蟲均停留在母胞蚴狀態(tài),其體內所含的“胚球”都不正常,全部都是由松散的不正常細胞組成,這樣的“細胞團”不可能發(fā)育成子胞蚴,更不可能繼續(xù)產生其后代尾蚴,而且隨著時間的增加查出的血吸蟲的蟲數(shù)呈減少趨勢,這樣釘螺不可能成為傳播血吸蟲病原的媒介。說明外睪吸蟲是可以生物控制血吸蟲病原在其媒介釘螺體內發(fā)育的一個有利用價值的資源。

3.3 競爭滅螺 根據(jù)生物優(yōu)勝劣汰的理論,引入一種螺類使其成為這一地區(qū)的優(yōu)勢種群,從而淘汰原來的優(yōu)勢螺種。但這種競爭性抑制主要見于水生螺之間。在加勒比海地區(qū)通過引入競爭性螺類控制光滑雙臍螺從而達到血吸蟲病的阻斷被證明是有效的〔23〕。在一些島嶼如圣盧西亞、馬提尼克、瓜德羅普等地區(qū)通過引入競爭性螺類Thiaridae科的Tarebia grani fera,Melanoides tuberculata后,同時結合環(huán)境改造,經過幾年的大量繁殖,當?shù)氐墓饣p臍螺或藁桿雙臍螺已很少見,競爭性螺類成為這些島嶼的優(yōu)勢水生螺,生物控制血吸蟲媒介螺取得成功,血吸蟲病基本被消滅。此外,Coelho〔24〕報道在巴西利用不易被曼氏血吸蟲感染的雙臍螺-塔因品系(the Taim strain)進行易感雙臍螺的控制,也同樣達到控制血吸蟲病傳播的目的。這些成功經驗證明這種生物控制方法是有效地,并且費用少,尤其對傳播阻斷地區(qū)進一步消滅血吸蟲病可以起到很好的作用。目前,在我國尚未見到與釘螺競爭性螺類的研究報道。

4 結 語

目前,在我國仍有大面積釘螺分布且孳生環(huán)境十分復雜,血防工作形勢仍然十分嚴峻〔25〕,單純采取某種防治措施是很難達到控制血吸蟲病流行和傳播阻斷的目的。因此,在不同時期進行防治策略的優(yōu)化組合則顯得更為重要。釘螺作為一種生物,要完全消滅,特別是在湖區(qū)大范圍內難度還很大,如果從生態(tài)學的角度引入合適的競爭性種群,抑或利用釘螺與血吸蟲之間的不相容性特點,實施“以螺治螺”策略,從而控制有害釘螺的生存與繁殖,既達到了控制日本血吸蟲病的目的又保護了自然生態(tài)環(huán)境。

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