青藏高原四川部分包蟲病傳播動(dòng)力學(xué)的研究

王謙+陳凡+張光葭+廖沙+喻文杰+何偉+王奇+李汭芮+霍芳+黃燕

包蟲病是由棘球絳蟲的幼蟲寄生于人和動(dòng)物體內(nèi)而引起的人獸共患寄生蟲病。引起人體感染的棘球絳蟲主要是細(xì)粒棘球絳蟲和多房棘球絳蟲。細(xì)粒棘球絳蟲的終宿主主要是犬，中間宿主多為牛羊等偶蹄類動(dòng)物，而多房棘球絳蟲的終宿主主要是狐貍，中間宿主主要是小型哺乳動(dòng)物。包蟲病嚴(yán)重危害我國(guó)流行區(qū)人民身體健康和生命安全，影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大傳染病。

1包蟲病傳播動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)述

目前我國(guó)對(duì)包蟲病的研究非常重視，對(duì)于包蟲病發(fā)病機(jī)理、傳播規(guī)律、防治策略研究的重要性日益突出。傳播動(dòng)力學(xué)就是進(jìn)行理論性定量研究的一個(gè)重要方法。它是根據(jù)種群生長(zhǎng)特性、疾病發(fā)生及在種群內(nèi)的傳播、發(fā)展規(guī)律，以及與之有關(guān)的社會(huì)環(huán)境等因素，建立能反映傳染病動(dòng)力學(xué)特性的數(shù)學(xué)模型，通過對(duì)模型動(dòng)力學(xué)性態(tài)的定性、定量分析和數(shù)值模擬來分析疾病的發(fā)展過程，揭示流行規(guī)律，預(yù)測(cè)變化趨勢(shì)，分析疾病流行的原因和關(guān)鍵因素，尋求預(yù)防和控制的最優(yōu)策略，從而為我們防治決策制定提供理論依據(jù)。傳播動(dòng)力學(xué)的研究中有兩個(gè)重要的概念：繁殖能力和相遇機(jī)會(huì)。其中，繁殖能力主要包括終宿主（犬、狐貍、狼）和中間宿主（偶蹄類、小型哺乳類）兩個(gè)層面，終宿主體現(xiàn)在棘球絳蟲的種類和成蟲的繁殖率，而中間宿主體現(xiàn)在棘球蚴的種類和幼蟲的繁殖率；相遇機(jī)會(huì)也包括兩個(gè)方面，中間宿主和終宿主的相遇促進(jìn)了種群繁衍，人與終宿主的相遇就使疾病傳播。

基本再生數(shù)（R0）和平衡穩(wěn)態(tài)是反應(yīng)寄生蟲傳播趨勢(shì)的兩個(gè)重要指標(biāo)。R0是根據(jù)數(shù)學(xué)模型分析獲得的決定疾病傳播與否的一個(gè)指標(biāo)，它表示在疾病發(fā)病初期所有個(gè)體都是易感者時(shí)，一個(gè)染病個(gè)體在其平均患病期內(nèi)傳染的個(gè)體數(shù)。當(dāng)R0<1時(shí)，經(jīng)過一定時(shí)間后，疾病將會(huì)消除；當(dāng)R0>1時(shí)疾病將變成一種地方病流行開來。平衡穩(wěn)態(tài)是指一種寄生蟲種群隨著時(shí)間推移既不增加也不減少。平衡穩(wěn)態(tài)主要分為三個(gè)類型，分別是流行穩(wěn)態(tài)、高度流行穩(wěn)態(tài)和消滅穩(wěn)態(tài)。當(dāng)R0>1且R0≈1時(shí)，寄生蟲種群數(shù)量為常數(shù)，處于比較穩(wěn)定而緩慢增長(zhǎng)的流行穩(wěn)態(tài)趨勢(shì)；當(dāng)R0>1時(shí)，疾病呈現(xiàn)高度流行穩(wěn)態(tài)；當(dāng)R0<1時(shí)，經(jīng)過很長(zhǎng)一段時(shí)間，寄生蟲將不會(huì)存在，被完全消滅。消滅任何寄生蟲，一定是要將寄生蟲種群降低到滅絕狀態(tài)，并維持這種狀態(tài)直至沒有寄生蟲的存在。當(dāng)R0=1時(shí)，寄生蟲種群唯一可能的平衡穩(wěn)態(tài)是滅絕穩(wěn)態(tài)，如果R0減少并保持在小于1的狀態(tài)，那么隨著時(shí)間的推移寄生蟲就會(huì)滅絕；當(dāng)R0>1時(shí)，滅絕穩(wěn)態(tài)也是可以實(shí)現(xiàn)的。但是，如果在接近滅絕時(shí)R0>1，那么種群數(shù)量就又會(huì)增加。所以，這種滅絕的平衡穩(wěn)態(tài)是不穩(wěn)定的。該寄生蟲如果再次被引入，還會(huì)形成當(dāng)?shù)匮h(huán)。

2影響包蟲病傳播動(dòng)力學(xué)的因素

棘球絳蟲生活史復(fù)雜，包括中間宿主體內(nèi)的中絳期（幼蟲階段）、終末宿主體內(nèi)的成蟲期和一個(gè)外環(huán)境生存的卵期。在一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上，棘球絳蟲的總數(shù)量為上述三個(gè)階段的寄生蟲數(shù)量總和。研究棘球絳蟲的傳播動(dòng)力學(xué)，首先要確定該寄生蟲及每種宿主的數(shù)量對(duì)其傳播的作用；其次是對(duì)內(nèi)在、外在、社會(huì)經(jīng)濟(jì)及行為因素的作用進(jìn)行評(píng)估，然后對(duì)各種社會(huì)生態(tài)環(huán)境下的整個(gè)系統(tǒng)的平衡穩(wěn)態(tài)進(jìn)行量化。

2.1寄生蟲的作用

寄生蟲對(duì)于傳播動(dòng)力學(xué)的主要貢獻(xiàn)是其生物潛能（Biotic Potential，BP）。BP是在資源沒有限制且環(huán)境十分適宜情況下的種群數(shù)量增殖能力，亦稱增殖潛力。根據(jù)查普曼（R.N.Chapman，1931）的定義，BP包括生殖能力（Reproductive Potential）和個(gè)體維持能力（Survival Potential）。寄生蟲的繁殖力是寄生蟲病傳播的主要推動(dòng)器。

2.1.1細(xì)粒棘球絳蟲細(xì)粒棘球絳蟲寄生于犬、羊體內(nèi)時(shí)，呈現(xiàn)出負(fù)二項(xiàng)分布特征，大量成蟲或幼蟲寄生于小部分動(dòng)物體內(nèi)。細(xì)粒棘球絳蟲的寄生既沒有“擁擠”效應(yīng)（感染量達(dá)到一定高水平后，寄生蟲繁殖力反而下降），也沒有寄生蟲誘導(dǎo)的宿主死亡效應(yīng)。細(xì)粒棘球絳蟲幼蟲在羊體內(nèi)生長(zhǎng)緩慢，平均在感染6.65年后，僅有50%具有繁殖能力，且細(xì)粒棘球絳蟲的生物潛能只有泡狀帶絳蟲（Taenia Hydatigenia）的百分之一。在不同的生態(tài)環(huán)境和氣候情況下，生物潛能會(huì)有很大的差異。有文獻(xiàn)報(bào)道稱，在羊、犬生活史中，細(xì)粒棘球絳蟲平均蟲負(fù)荷為200～400條蟲；而在高度易感的肯尼亞圖爾卡納犬（Turkana Dogs）及澳大利亞野狗（Dingoes）中，大多數(shù)犬有大量細(xì)粒棘球絳蟲寄生。

2.1.2多房棘球絳蟲在歐洲等地，狐貍被認(rèn)為是多房棘球絳蟲的最重要終宿主。在不同環(huán)境的終末宿主體內(nèi)，多房棘球絳蟲感染數(shù)量差異極大。例如：阿拉斯加極地狐貍（Alopex Lagopus）體內(nèi)的多房棘球絳蟲數(shù)量比達(dá)科他紅狐（Vulpes Vulpes）大兩個(gè)數(shù)量級(jí)。阿拉斯加的138只極地狐中，最高荷蟲量的一只狐貍體內(nèi)有18.42萬條，有14%狐貍荷蟲量在966條以上；而在中歐，狐貍呈低到中度的感染量，數(shù)據(jù)顯示自然感染荷蟲量高于1，000條/只的狐貍數(shù)量較少。有文獻(xiàn)報(bào)道稱，成熟多房棘球絳蟲的孕節(jié)平均含有約300枚蟲卵，每一條多房棘球絳蟲每天可以長(zhǎng)出0.08～0.14節(jié)孕節(jié)片。這樣，一只帶有1萬條成熟多房棘球絳蟲的狐貍，理論上每天可以排出800～1，400節(jié)孕節(jié)片，也就是約24～42萬枚蟲卵。

2.2宿主免疫的影響

2.2.1終末宿主當(dāng)犬在攝入原頭蚴時(shí)，其能夠獲得針對(duì)細(xì)粒棘球絳蟲的免疫力。有文獻(xiàn)報(bào)道，在經(jīng)過6次感染后，50%的犬顯示出易感性降低。但是，這種保護(hù)性免疫作用很微弱，可忽略不計(jì)；但是也有學(xué)者通過對(duì)犬只進(jìn)行感染—驅(qū)蟲—再感染，發(fā)現(xiàn)通過二次感染蟲荷量降低了95%。這就表明犬對(duì)棘球絳蟲確實(shí)存在免疫力，并能影響宿主體內(nèi)成蟲數(shù)量。所以，在終宿主的免疫作用目前尚存在爭(zhēng)議，是否帶入流行病學(xué)方程中有待商榷。

2.2.2中間宿主目前，已經(jīng)證實(shí)綿羊可以獲得或誘導(dǎo)出對(duì)于細(xì)粒棘球絳蟲、泡狀帶絳蟲的免疫力。另外，有研究表明，棉鼠（Cotton Mouse）對(duì)多房棘球絳蟲也存在免疫作用。通過給紅背鼴鼠（Clethrionomys Rutilus）注射蟲卵也能誘導(dǎo)出免疫力。因而，有很好的理由假定嚙齒動(dòng)物可以避免多房棘球絳蟲的高度感染。宿主作為一個(gè)傳播的媒介，它的數(shù)量的大小和變化也是傳播動(dòng)力學(xué)研究的一個(gè)重要因素，終宿主主要研究犬、狐貍、狼的數(shù)量，中間宿主主要研究牛羊、野生偶蹄動(dòng)物、小型哺乳類的數(shù)量。endprint

2.3社會(huì)、經(jīng)濟(jì)行為因素

四川省棘球絳蟲的傳播主要有兩種模式：一個(gè)是野生小型哺乳動(dòng)物和嚙齒類動(dòng)物（中絳期寄生）為主的與野生食肉動(dòng)物（成蟲在小腸寄生期）之間組成的一個(gè)野生循環(huán)；另一個(gè)是小型哺乳動(dòng)物和嚙齒類動(dòng)物與家犬和貓（成蟲在小腸寄生期）之間形成的一個(gè)家養(yǎng)循環(huán)。這兩種循環(huán)的終宿主都可以感染人及其他哺乳類（中絳期寄生）。

2.3.1青藏高原包蟲病流行特點(diǎn)及風(fēng)險(xiǎn)因素造成青藏高原包蟲病高度流行的特點(diǎn)及風(fēng)險(xiǎn)因素（圖1），主要為宿主傳染源及中間宿主的種類非常多且數(shù)量巨大，非常適宜該寄生蟲廣泛傳播。主要的傳染源有犬科動(dòng)物（犬、狐貍、狼）中間宿主主要有牦牛、羊、藏羚羊、鼠兔和田鼠。

在青藏高原被劃分為3個(gè)區(qū)域（圖2），居住點(diǎn)主要是人活動(dòng)的區(qū)域，家犬活動(dòng)也主要在這個(gè)區(qū)域，野犬偶爾會(huì)出現(xiàn)；居住點(diǎn)比鄰區(qū)域是放養(yǎng)家犬以及野犬的活動(dòng)區(qū)域，狐貍偶爾也會(huì)出現(xiàn)；居住點(diǎn)和居住點(diǎn)比鄰區(qū)以外就是野外區(qū)域，這里是狐貍、大多數(shù)野犬和未拴養(yǎng)的家犬的活動(dòng)區(qū)域。因?yàn)槿巳褐饕性诰幼↑c(diǎn)，所以我們假定小型哺乳動(dòng)物感染家犬產(chǎn)生的蟲卵對(duì)人感染包蟲病是起到了最主要的作用，其次是野犬，再其次是狐貍和狼。但是，野生動(dòng)物狐貍一直以來都是被認(rèn)為是與其小型哺乳動(dòng)物感染的主要終宿主，而青藏高原地區(qū)犬只數(shù)量很多，與人的接觸非常的頻繁，所以對(duì)于家犬和野犬對(duì)小型哺乳動(dòng)物感染率還有待進(jìn)一步的探究。

2.3.2青藏高原包蟲病流行動(dòng)力因素影響青藏高原包蟲病流行動(dòng)力的主要衛(wèi)生行為因素之一是耍犬。我們?cè)谑h開展防治的過程中發(fā)現(xiàn)，石渠縣的兒童包蟲病感染率很高，且發(fā)現(xiàn)時(shí)，感染情況已非常嚴(yán)重，究其主要原因就是當(dāng)?shù)氐男『⑻貏e喜歡跟狗玩耍，通過資料顯示耍犬的人患囊型包蟲病確實(shí)可能性比不耍犬的人高2.3倍，最高可達(dá)到7.4倍。患泡型包蟲病的可能性也要高6.4倍，最高可以達(dá)到9.8倍。另一個(gè)衛(wèi)生行為因素就是不洗手，因?yàn)榍嗖馗咴木用裆盍?xí)慣普遍比較差，沒有方便潔凈的水源，藏區(qū)也沒有集中的屠宰點(diǎn)，散宰現(xiàn)象普遍存在，缺乏檢疫。另外，因受宗教影響，藏區(qū)居民不殺生，導(dǎo)致野犬也難以捕殺。

居住點(diǎn)微環(huán)境對(duì)包蟲病流行具有顯著意義。包蟲病在牧民居住點(diǎn)3平方公里范圍內(nèi)高度傳播的原因主要是犬只，這是犬主要活動(dòng)區(qū)域，又有屠宰區(qū)，且各類小型哺乳類感染密度較高。在此范圍內(nèi)，過分放牧參數(shù)增加一個(gè)單位，犬感染多房棘球絳蟲機(jī)率就提高5%，人群多房棘球絳蟲患病率就提高2.2%。水源大多數(shù)都是在一公里范圍內(nèi)的，飲用不潔凈水源的患病率可能增加一倍。另外犬只感染也存在明顯的空間聚集性。

傳染源數(shù)量對(duì)包蟲病的流行具有十分重要的意義。我們以往研究結(jié)果顯示：經(jīng)過8個(gè)縣的數(shù)據(jù)測(cè)算，人均犬只數(shù)量減少10%，人群患病率可以降低17.3%；如果牧區(qū)戶均犬只為1，患病率可以達(dá)到1%以下。在1.2平方公里以內(nèi)，野犬?dāng)?shù)量每增加一只，家犬感染率就會(huì)增加10%，多房棘球絳蟲的感染率就可能增加19.8%。本實(shí)驗(yàn)室于通過2004年4月份對(duì)石渠縣和色達(dá)縣進(jìn)行一次犬只驅(qū)蟲以后，經(jīng)過連續(xù)一年的犬只感染率觀測(cè)，結(jié)果顯示，石渠縣和色達(dá)縣的犬只感染率分別呈現(xiàn)迅速下降和緩慢下降的趨勢(shì)，在2009年12月份均出現(xiàn)回升跡象。在2013年10月份對(duì)石渠縣犬只驅(qū)蟲后，觀測(cè)結(jié)果也是先迅速下降，然后有回升跡象。在監(jiān)督下美國(guó)阿拉斯加對(duì)犬進(jìn)行了月月驅(qū)蟲，從1980年開始一共驅(qū)蟲10年，10年內(nèi)將家鼠泡型包蟲病患病率從53%下降到1%，1990年到2003年只有囊型包蟲病的報(bào)道，沒有泡型包蟲病報(bào)道。這個(gè)案例成功的關(guān)鍵是消滅野犬還有對(duì)家犬驅(qū)蟲。同時(shí)可以提示我們，除狐貍外，犬可能已經(jīng)參與到了小型動(dòng)物包蟲病的循環(huán)中。

3小結(jié)

筆者實(shí)驗(yàn)室至今已開展了近10年的犬驅(qū)蟲包蟲病防控工作，四川省青藏高原地區(qū)的家犬、野犬以及狐貍對(duì)棘球絳蟲的傳播貢獻(xiàn)分別有多大，這一直是我們想探究的問題。未來欲研究的內(nèi)容方向是探明經(jīng)過數(shù)十年的防控工作后，居住點(diǎn)周圍小型哺乳類動(dòng)物感染率有什么變化，它的野犬感染率是否有下降，家犬感染與野犬感染存在什么關(guān)系，互相之間有什么聯(lián)系，以及狐貍感染是如何變化的。在未來的研究中，筆者將對(duì)中間宿主和終宿主的感染情況進(jìn)行深入調(diào)查，論證在包蟲病的傳播動(dòng)力學(xué)中，家犬的作用是否大于野犬，野犬的作用是否大于狐貍。endprint