日本血吸蟲感染不同相容性動(dòng)物宿主的比較研究＊

楊健美，苑純秀，馮新港，傅志強(qiáng)，石耀軍，劉金明，洪 煬，李 浩，陸 珂，林矯矯

日本血吸蟲病是一種嚴(yán)重的人獸共患寄生蟲病，目前主要流行于中國(guó)、菲律賓、印度尼西亞和日本，其傳播環(huán)節(jié)多、流行因素復(fù)雜，是所有人體血吸蟲病中對(duì)健康危害最嚴(yán)重的一種。經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的努力，我國(guó)血吸蟲病防治取得了令人矚目的成就，目前血吸蟲病的控制形勢(shì)依然嚴(yán)峻，至2010年底，全國(guó)估計(jì)血吸蟲病病人仍有325 824例，全國(guó)流行地區(qū)現(xiàn)有耕牛存欄數(shù)1 476 606頭，感染率為1．04%，略高于2009年，全國(guó)現(xiàn)有釘螺面積373 596．18 h m2，其中新增釘螺面積1 081．80 h m2［1］。

日本血吸蟲病難以控制的一個(gè)主要原因在于其感染宿主種類眾多，許多哺乳動(dòng)物，包括家畜和許多野生動(dòng)物可以感染日本血吸蟲，成為疾病的傳播載體［2］。在流行區(qū)，人血吸蟲病流行狀況很大程度上與日本血吸蟲相容性宿主的密度及與其接觸程度相關(guān)。不同的動(dòng)物宿主對(duì)血吸蟲易感性不同，根據(jù)血吸蟲感染宿主后在其體內(nèi)生長(zhǎng)發(fā)育等情況，可以將宿主分為適宜宿主（per missive host）與非適宜宿主［3］。為了有效控制日本血吸蟲病，就必須對(duì)病原及其廣泛的宿主譜之間的關(guān)系進(jìn)行深入地了解，雖然多達(dá)46種哺乳動(dòng)物可以自然感染日本血吸蟲，但是其中僅有一部分保蟲宿主可以對(duì)人類構(gòu)成威脅。黃牛、水牛和山羊是血吸蟲病疫區(qū)的3種重要的天然保蟲宿主［4］，Wistar大鼠、BALB／c小鼠及新西蘭大白兔是經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室馴化后的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，是血吸蟲病相關(guān)研究中常用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。本文以這6種動(dòng)物為對(duì)象進(jìn)行人工感染，對(duì)不同宿主來源的同日齡蟲體發(fā)育和形態(tài)進(jìn)行比較，對(duì)不同宿主感染后的肝臟病變進(jìn)行了比較觀察，并對(duì)3種天然宿主的肝臟進(jìn)行病理切片的觀察和比較。

1 材料與方法

1．1 動(dòng)物 從血吸蟲非疫區(qū)購(gòu)買黃牛、水牛山羊各3頭，雄性，均為15～18月齡，健康，每種動(dòng)物體重相近，試驗(yàn)前進(jìn)行了其它主要寄生蟲感染的排查工作，包括吸蟲、絳蟲、線蟲、球蟲等。Wistar大鼠（150 g）、BALB／c小鼠（20 g），均為雄性，各20只，購(gòu)自中國(guó)科學(xué)院上海實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心；新西蘭大白兔（2．5～3 kg，雄性），3只，購(gòu)自上海市松江區(qū)車墩實(shí)驗(yàn)動(dòng)物良種場(chǎng)。

1．2 尾蚴 日本血吸蟲中國(guó)大陸株尾蚴由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院上海獸醫(yī)研究所血吸蟲病研究室提供。

1．3 主要儀器和試劑 10%中性福爾馬林固定液購(gòu)自上海源葉生物科技有限公司，伊紅，無水醋酸，無水乙醇，蘇木素，甘油等購(gòu)自Sig ma公司。正置生物顯微鏡，Nikon 50i。

1．4 人工感染 人工貼片感染6種宿主，按宿主種類分成6組，黃牛組和水牛組采用背部貼片感染，山羊組采用腹股溝貼片感染，大鼠、小鼠和兔采取腹部貼片，貼片尾蚴數(shù)量依次是 1 000，2 000，400，1 000，60，1 000左右。感染7周后，通過肝門靜脈灌注法沖蟲，收集成蟲，備用。

1．5 蟲體收集與比較 計(jì)數(shù)每種動(dòng)物來源的蟲體數(shù)目，計(jì)算每種動(dòng)物宿主的蟲體回收率。并對(duì)每個(gè)動(dòng)物收集到的蟲體進(jìn)行長(zhǎng)度和寬度測(cè)量、形態(tài)觀察比較。

1．6 肝臟病變比較 6種動(dòng)物在感染后49 d，靜脈灌注沖蟲的同時(shí)，對(duì)各個(gè)宿主的肝臟病變進(jìn)行觀察。對(duì)其中的3種天然宿主（黃牛、水牛和山羊）感染后的肝臟，剪取1 c m3肝組織小塊，固定于10%中性福爾馬林溶液中，按常規(guī)方法制作4μm石蠟切片，常規(guī)脫臘、脫水、HE染色、光鏡下觀察肝組織病理變化。

2 結(jié) 果

2．1 蟲體發(fā)育比較 不同宿主感染日本血吸蟲后49 d，收集體內(nèi)的成蟲，發(fā)現(xiàn)蟲體回收率和蟲體發(fā)育情況存在較大差異（表1），除了Wistar大鼠來源的蟲體未發(fā)育成熟（圖1），其余動(dòng)物來源蟲體均發(fā)育成成蟲，雌雄合抱，但比例不一。我們比較了6種動(dòng)物宿主的蟲體回收率，總體來說，適宜宿主的回收率明顯高于非適宜宿主，蟲體回收率由高到低為：山羊＞BALB／c小鼠＞新西蘭大白兔＞黃牛＞水牛＞W(wǎng)istar大鼠。

2．2 蟲體長(zhǎng)度和寬度比較 總體來說是適宜宿主體內(nèi)的蟲體長(zhǎng)度明顯長(zhǎng)于非適宜宿主體內(nèi)的蟲體長(zhǎng)度，雌蟲長(zhǎng)于雄蟲（Wistar大鼠來源的蟲體例外）。通過比較，蟲體發(fā)育長(zhǎng)度依次為，雌蟲：黃牛＞山羊＞BALB／c小鼠＞新西蘭大白兔＞水牛＞W(wǎng)istar大鼠；雄蟲：黃牛＞BALB／c小鼠＞新西蘭大白兔＞山羊＞水牛＞W(wǎng)istar大鼠。寬度依次為，雌蟲：山羊＞黃牛＞BALB／c小鼠＞水牛＞新西蘭大白兔＞W(wǎng)istar大鼠，雄蟲：山羊＞新西蘭大白兔＞黃牛＞水牛＞BALB／c小鼠＞W(wǎng)istar大鼠 （圖2）。

表1 六種動(dòng)物宿主體內(nèi)49日齡蟲體發(fā)育情況比較Tab．1 Wor m develop ment in different animal hosts on day 49 after infection with Schistosoma j aponicum

圖1 大鼠與新西蘭大白兔來源蟲體的形態(tài)比較Fig．1 Comparison of wor ms from Wistar rat and NewZealand rabbit

圖2 6種不同宿主來源49日齡蟲體的長(zhǎng)度和寬度比較Fig．2 Comparison of length and width in 49－days schistosomes from different animal hosts A：Length comparison；B：Width comparison．The number of wor ms compared in each group was at least n＝50 for females and males，respectively，and included wor ms from all animals．

2．3 肝臟表面觀察 感染后，黃牛出現(xiàn)了拉稀癥狀，兔子出現(xiàn)了被毛豎立、拉稀、蜷縮的癥狀，后期有個(gè)別小鼠死亡，水牛和大鼠狀態(tài)尚可。6種動(dòng)物宿主感染日本血吸蟲尾蚴49 d后的肝臟病變存在很大的差異，總的來說，適宜宿主（黃牛、山羊、BALB／c小鼠和新西蘭大白兔）感染后肝臟布滿蟲卵結(jié)節(jié)，其中山羊、新西蘭大白兔和BALB／c小鼠的肝臟完全被白色蟲卵結(jié)節(jié)布滿，病變尤其嚴(yán)重；而非適宜宿主的肝臟只有少量蟲卵結(jié)節(jié)（水牛），或者幾乎看不到蟲卵結(jié)節(jié)（Wistar大鼠），詳見圖3。

圖3 不同動(dòng)物宿主感染日本血吸蟲尾蚴后49 d的肝臟病變損害觀察Fig．3 Observation on pathological damage of livers from different animal hosts infected with S．j aponicu m

2．4 3種天然宿主肝臟組織病理觀察 對(duì)黃牛、水牛和山羊這3種天然動(dòng)物宿主感染日本血吸蟲尾蚴49 d后的肝臟制作石蠟切片，經(jīng)過HE染色后進(jìn)行觀察，黃牛組和山羊組肝臟組織炎性細(xì)胞明顯增多且聚集，蟲卵周圍有大量嗜酸性細(xì)胞浸潤(rùn)，多量炎性淋巴細(xì)胞聚集浸潤(rùn)，或呈浸潤(rùn)性壞死，形成典型條紋狀嗜伊紅沉淀物，呈現(xiàn)特征性“何博禮現(xiàn)象”（Hoeppli pheno menon）［5］，該現(xiàn)象系蟲卵內(nèi)抗原物質(zhì)與宿主抗體于體內(nèi)發(fā)生的環(huán)卵免疫沉淀反應(yīng)的表現(xiàn)。而水牛組的肝細(xì)胞以中央靜脈為中心，呈放射狀排列，無肝細(xì)胞變性、無壞死及炎癥細(xì)胞的聚集浸潤(rùn)，小葉結(jié)構(gòu)完整，以中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞居多，淋巴細(xì)胞很少（圖4）。

圖4 3種天然保蟲宿主感染日本血吸蟲尾蚴49 d后的肝臟石蠟切片HE染色觀察Fig．4 Micrograph of HE staining of par affin sections for livers fr om three natural animal hosts（yellow cattle，water buffalo and goat）A，B，C，D，E，and F：10×10；G，H and I：10×40．A，D and G are from water buffalo；B，E and H are from yellow cattle；C，F(xiàn) and I are from goat．

3 討 論

日本血吸蟲與曼氏血吸蟲等其他血吸蟲不同，寄生的終末宿主眾多，是導(dǎo)致其難以控制和消滅的主要原因之一。我國(guó)日本血吸蟲病的流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果表明，牛是最重要的保蟲宿主，在很多地區(qū)，人的感染率與牛的感染率呈同步變化趨勢(shì)。單純對(duì)居民進(jìn)行化療是難以有效控制血吸蟲病傳播的，對(duì)水牛進(jìn)行化療在一定程度上能降低居民的再感染，強(qiáng)調(diào)了研制開發(fā)抗牛日本血吸蟲疫苗達(dá)到傳播阻斷作用的重要意義［6－7］。在血吸蟲病流行區(qū)主要飼養(yǎng)牛有黃牛和水牛，研究顯示，相對(duì)于黃牛，水牛對(duì)日本血吸蟲是較不易感的，并且水牛隨著年齡的增加感染率有下降的趨勢(shì)，黃牛則沒有此現(xiàn)象［8］。何毅勛等人曾以相同條件感染小鼠、大鼠、家兔、山羊、豬、黃牛、水牛等12種動(dòng)物，觀察長(zhǎng)達(dá)60周，結(jié)果顯示山羊的易感性為最高，達(dá)60．3%［9］。在我國(guó)山羊也是血吸蟲病疫區(qū)普遍飼養(yǎng)的一種家畜動(dòng)物，和黃牛、水牛一樣是日本血吸蟲的重要天然保蟲宿主。而在實(shí)驗(yàn)室研究中采用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物主要為新西蘭大白兔、小鼠和大鼠等，所以本文對(duì)這6種動(dòng)物宿主感染日本血吸蟲做了比較研究，為實(shí)驗(yàn)室和野外研究提供一些參考數(shù)據(jù)，也為我們進(jìn)一步了解日本血吸蟲與終末宿主之間的相互關(guān)系奠定了基礎(chǔ)。

研究表明一些動(dòng)物（包括大鼠、豬和水牛等）感染日本血吸蟲一段時(shí)間后，蟲體數(shù)量急劇下降，可能是由于機(jī)體的免疫系統(tǒng)和非免疫因子導(dǎo)致的蟲體清除現(xiàn) 象，稱 為 “自 愈”（self－cure pheno menon）［10］。在本文中，結(jié)果證實(shí)了水牛、Wistar大鼠是日本血吸蟲的半適宜宿主，他們雖然都不是適宜宿主，但是對(duì)日本血吸蟲的抵抗機(jī)制明顯是不同的。在感染后49 d收集的蟲體發(fā)育情況表明，水牛體內(nèi)的蟲體能夠發(fā)育成雌雄合抱狀態(tài)，且在水牛的肝臟中觀察到有極少量蟲卵肉芽腫病變；而Wistar大鼠體內(nèi)的蟲體不能發(fā)育成成蟲，亦不能呈雌雄合抱，所以在肝臟沒有觀察到蟲卵引起的病變。在Wistar大鼠體內(nèi)，對(duì)雌蟲的影響較大，雌蟲明顯變短，且長(zhǎng)度明顯小于雄蟲（其他5種宿主來源的蟲體都是雌蟲長(zhǎng)度大于雄蟲），且雌蟲呈白色（其他5種來源雌蟲由于成蟲攝食血液，腸管內(nèi)充滿被消化的血紅蛋白，呈黑色）。水牛、Wistar大鼠對(duì)蟲體感染的這種現(xiàn)象可能與各自機(jī)體的免疫狀況不同有關(guān)，具體的機(jī)制尚不清楚。最近報(bào)道的關(guān)于SD大鼠感染日本血吸蟲的情況與本文Wistar大鼠又是不同的，感染42 d的SD大鼠體內(nèi)能夠檢獲成蟲，并且在宿主肝臟發(fā)現(xiàn)肉芽腫［13］，研究者還對(duì)日本血吸蟲感染適宜宿主與非適宜宿主的免疫學(xué)特征進(jìn)行了初步的比較研究，表明與Th2型免疫應(yīng)答相關(guān)的細(xì)胞因子IL－10在血吸蟲非適宜宿主體內(nèi)水平顯著高于適宜宿主，可能在抗血吸蟲機(jī)制中發(fā)揮重要作用。這些研究提示不同實(shí)驗(yàn)動(dòng)物大鼠對(duì)日本血吸蟲的感染機(jī)制可能亦存在著差別。

鼠類宿主目前是對(duì)血吸蟲病研究的最重要的試驗(yàn)動(dòng)物模型，尤其是小鼠［14］。在血吸蟲病研究中使用某種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物所得出的結(jié)果并不一定適用于其他實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和其他天然宿主（包括人類），對(duì)于日本血吸蟲尤其如此。不同的宿主對(duì)日本血吸蟲的生長(zhǎng)發(fā)育影響是不同的，不同的非適宜宿主對(duì)血吸蟲的抵抗和清除機(jī)制也是不同的，情況比較復(fù)雜，有待進(jìn)一步深入研究。

（本文的動(dòng)物試驗(yàn)部分得到了江西省家畜血吸蟲病防治站的喻華、賀亮等人的幫助，在此表示感謝。）

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