捻轉(zhuǎn)血矛線蟲病的研究進(jìn)展

李芳芳，張 挺，周彩顯，馮新港，杜愛芳，索 勛，李祥瑞，朱興全，胡 敏

（1.農(nóng)業(yè)微生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，武漢430070；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院上海獸醫(yī)研究所，上海200241；3.浙江省動(dòng)物預(yù)防醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 浙江大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，杭州310029；4.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，北京100193；5.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，南京210095；6.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州獸醫(yī)研究所 家畜疫病病原生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 甘肅省動(dòng)物寄生蟲病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州730046）

捻轉(zhuǎn)血矛線蟲（Haemonchus contortus）屬于毛圓科，血矛屬，主要寄生在牛、羊、駱駝等反芻動(dòng)物的第四胃即皺胃中，偶見于小腸。在常見感染牛羊的消化道線蟲中，捻轉(zhuǎn)血矛線蟲的感染率和致病力都首屈一指，以羔羊和青年羊發(fā)病率和死亡率最高[1]，捻轉(zhuǎn)血矛線蟲引起的血矛線蟲病在全國(guó)各地普遍存在。捻轉(zhuǎn)血矛線蟲的大量寄生會(huì)長(zhǎng)期消耗宿主營(yíng)養(yǎng)，造成養(yǎng)殖成本上升，飼料回報(bào)率下降和動(dòng)物質(zhì)量變差甚至死亡等危害，給養(yǎng)殖業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。目前捻轉(zhuǎn)血矛線蟲病防控的主要問題是缺乏可用疫苗，現(xiàn)有藥物防治效果不佳并出現(xiàn)抗藥性。2015年立項(xiàng)的國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2015CB150300）將捻轉(zhuǎn)血矛線蟲作為重點(diǎn)研究對(duì)象之一，以期為抗捻轉(zhuǎn)血矛線蟲病新型藥物和疫苗的研制提供理論基礎(chǔ)。

1 捻轉(zhuǎn)血矛線蟲的形態(tài)及生活史

捻轉(zhuǎn)血矛線蟲具有較強(qiáng)的形態(tài)特征，容易識(shí)別。成蟲雌雄異體，肉眼可見，主要寄生在反芻動(dòng)物的皺胃（圖1），少量寄生于小腸或是游離于皺胃內(nèi)容物中。雌蟲較大，長(zhǎng)約3 cm，具有典型的“麻花狀”特征（吸血呈紅色的消化道與白色的生殖器官相互環(huán)繞形成），故該蟲又稱“捻轉(zhuǎn)胃蟲”或“麻花蟲”。陰門位于雌蟲蟲體的后半部分，具有突出的瓣?duì)铌庨T蓋（圖2）。雄蟲相對(duì)較小，長(zhǎng)約2 cm，比雌蟲細(xì)，放到清水中仔細(xì)觀察，能看到尾部“Y”字型的交合傘[2]（圖3）。偶爾可見正在交配的雌雄蟲，數(shù)條絲狀的雄蟲部分身體鉆入雌蟲的生殖道，部分游離于體外。

捻轉(zhuǎn)血矛線蟲的生活史不需要中間宿主，包括自由生活階段和寄生生活階段。寄生于宿主體內(nèi)的雌雄蟲交配后，雌蟲產(chǎn)卵，卵隨糞便排至外界。蟲卵在適宜的條件下約2 d孵化為一期幼蟲（L1），隨后發(fā)育至二期幼蟲（L2），約7 d即發(fā)育為帶鞘的三期幼蟲（iL3）。三期幼蟲具有感染性，對(duì)外界環(huán)境抵抗力強(qiáng)，在不利環(huán)境中可休眠存活長(zhǎng)達(dá)1年；具有向莖葉生長(zhǎng)的習(xí)性，放牧的牛羊采食時(shí)攝入莖葉上的感染性幼蟲而發(fā)生感染。三期幼蟲進(jìn)入宿主體內(nèi)即開始寄生生活階段，經(jīng)口感染的幼蟲經(jīng)消化道最終到達(dá)皺胃，鉆入皺胃黏膜經(jīng)一次蛻皮發(fā)育至四期幼蟲（L4），然后返回胃腔再經(jīng)一次蛻皮逐漸發(fā)育為成蟲。從感染到發(fā)育成熟約20 d[2-3]。

圖1 羊皺胃黏膜上的捻轉(zhuǎn)血矛線蟲成蟲Fig.1 Adult Haemonchus contortus on abomasum of sheep

圖2 捻轉(zhuǎn)血矛線蟲雌蟲Fig.2 Adult female of Haemonchus contortus

圖3 捻轉(zhuǎn)血矛線蟲雄蟲Fig.3 Adult male of Haemonchus contortus

2 捻轉(zhuǎn)血矛線蟲的危害及臨床癥狀

捻轉(zhuǎn)血矛線蟲對(duì)宿主的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。第一，造成宿主胃黏膜的機(jī)械性損傷。捻轉(zhuǎn)血矛線蟲口囊內(nèi)具有背矛狀小齒，蟲體吸附于胃黏膜上，口矛能刺破胃黏膜，導(dǎo)致胃黏膜大面積的損傷及潰瘍和炎癥。第二，蟲體以宿主的血液為食，奪取宿主的營(yíng)養(yǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，100條蟲體每天能吸血約1.5 mL，通常畜體大量感染時(shí)體內(nèi)有上千條成蟲，能造成大量血液的損失。同時(shí)成蟲還能分泌抗凝血酶，即使蟲體離開胃黏膜，傷口仍不能迅速愈合，從而加劇畜體血液的流失。第三，分泌毒素，干擾宿主的造血功能，抑制宿主的神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)，最終導(dǎo)致畜體消化吸收功能紊亂，抵抗力下降，生長(zhǎng)發(fā)育受阻[2]。第四，超敏反應(yīng)。捻轉(zhuǎn)血矛線蟲再次感染時(shí)，有時(shí)出現(xiàn)原有的和新感染的蟲體全部被清除的現(xiàn)象。超敏反應(yīng)往往會(huì)導(dǎo)致宿主的生理功能紊亂或組織的損傷[4]。

捻轉(zhuǎn)血矛線蟲病急性和亞急性感染臨床癥狀主要表現(xiàn)為不同程度的貧血；可視黏膜如眼結(jié)膜、口腔黏膜、鼻黏膜等蒼白；上、下頜間，下腹部和四肢發(fā)生水腫，腹瀉和便秘相交替等。而慢性感染常表現(xiàn)為發(fā)育不良，虛弱和漸進(jìn)性消瘦[3]。

3 捻轉(zhuǎn)血矛線蟲病的診斷和治療

捻轉(zhuǎn)血矛線蟲病的診斷通常先考慮它的流行病學(xué)及臨床癥狀，然后再根據(jù)糞便蟲卵檢查或胃腸剖檢進(jìn)行確診。若在流行發(fā)病季節(jié)（5～6月和8～10月）[5-6]，動(dòng)物有出去攝食牧草或飲水的經(jīng)歷，并且臨床上出現(xiàn)精神萎靡，被毛粗亂，貧血消瘦，可視黏膜蒼白，便秘腹瀉交替出現(xiàn)等癥狀，應(yīng)該考慮捻轉(zhuǎn)血矛線蟲的感染。為進(jìn)一步確診，可采取飽和食鹽水漂浮法檢測(cè)糞便中的蟲卵。糞便排出的蟲卵常為桑葚胚，約(75～95) μm×(40～50) μm，灰黃色，橢圓形，卵殼薄，一端或兩端有新月形的空隙，內(nèi)含20～30個(gè)胚細(xì)胞[7]（圖4）。另外對(duì)感染病畜進(jìn)行剖解后，在皺胃中尤其是胃與十二指腸的交界處發(fā)現(xiàn)大量麻花狀的蟲體也可確診。

對(duì)于捻轉(zhuǎn)血矛線蟲病的治療，目前主要依賴于左旋咪唑、伊維菌素、阿苯達(dá)唑、丙硫咪唑等廣譜高效、毒性較低的驅(qū)蟲藥物。但不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)該地是否存在耐藥蟲株或耐藥蟲株的種類，合理地選擇藥物的種類及劑量，以發(fā)揮最好的驅(qū)蟲效果。在福建省、湖南省、陜西省、內(nèi)蒙古自治區(qū)等地區(qū)均有報(bào)道顯示捻轉(zhuǎn)血矛線蟲出現(xiàn)不同種類不同程度的耐藥性[8-11]。因此只有結(jié)合自身養(yǎng)殖場(chǎng)的實(shí)際情況，才能準(zhǔn)確地選擇有效藥物，制定科學(xué)的驅(qū)蟲程序。同時(shí)，建議采取多種驅(qū)蟲藥物輪換用藥或聯(lián)合用藥的方法以減少耐藥蟲株的產(chǎn)生。另外還需要注意休藥期，左旋咪唑、丙硫咪唑、阿維菌素等休藥期長(zhǎng)短不一，分別為7、14、35 d，用藥必須在休藥時(shí)期之前，否則家畜不能屠宰使用[12]。

圖4 捻轉(zhuǎn)血矛線蟲糞便中的蟲卵Fig. 4 Eggs from the faeces of animal infected with Haemonchus contortus

4 捻轉(zhuǎn)血矛線蟲病的防控

捻轉(zhuǎn)血矛線蟲病的防控應(yīng)遵循三個(gè)原則：控制傳染源，切斷傳播途徑和保護(hù)易感動(dòng)物。這就要求我們強(qiáng)化引進(jìn)制度，加強(qiáng)飼養(yǎng)管理和注重環(huán)境衛(wèi)生。

控制傳染源一方面應(yīng)完善引種審批制度，嚴(yán)格落實(shí)引種隔離，杜絕引進(jìn)攜帶捻轉(zhuǎn)血矛線蟲病的羊[13]；另一方面，要及時(shí)治療甚至淘汰嚴(yán)重患病動(dòng)物。定期檢測(cè)羊群糞便，當(dāng)每克糞便中的線蟲蟲卵數(shù)（EPG）達(dá)到1000個(gè)以上時(shí)，要及時(shí)對(duì)羊群進(jìn)行治療性驅(qū)蟲[14]，還要根據(jù)地方流行特征進(jìn)行預(yù)防性驅(qū)蟲[15]。

切斷傳播途徑一方面需要防止蟲卵或幼蟲的污染，另一方面要減少或杜絕動(dòng)物與污染源的接觸。加強(qiáng)環(huán)境衛(wèi)生管理：每天打掃圈舍，清理糞便，定期消毒，防止糞便污染飼料或飲水；糞便集中進(jìn)行堆集發(fā)酵處理。合理安排放牧：選擇干燥的牧場(chǎng)，避免低洼潮濕地帶。避免在清晨、傍晚和陰雨天進(jìn)行放牧[16]。合理安排放牧周期，有條件的地方可以進(jìn)行輪牧。

保護(hù)易感動(dòng)物，一方面要加強(qiáng)飼養(yǎng)管理，提高動(dòng)物自身免疫力。要注意飼料的營(yíng)養(yǎng)和衛(wèi)生，飼料營(yíng)養(yǎng)應(yīng)該全面，適時(shí)合理補(bǔ)充精料，增強(qiáng)動(dòng)物的抵抗力[17]。特別要注重對(duì)幼齡動(dòng)物的照料和管理。幼齡羊由于免疫系統(tǒng)尚未健全，常常容易被感染，嚴(yán)重影響其生長(zhǎng)發(fā)育。因此羔羊在斷乳（一般3～4月齡）后，應(yīng)及時(shí)將生產(chǎn)母羊分群并及時(shí)對(duì)羔羊進(jìn)行首次驅(qū)蟲，可有效避免捻轉(zhuǎn)血矛線蟲病對(duì)幼齡羊的危害[18]。另一方面要加強(qiáng)環(huán)境衛(wèi)生管理，尤其是以圈養(yǎng)方式為主時(shí)，一定要合理的建設(shè)圈舍，保持干燥通風(fēng)，整潔干凈，飼養(yǎng)密度適宜，為動(dòng)物提供舒適健康的生長(zhǎng)環(huán)境?？丈嵝璩Ｓ?% ～ 5% 的NaOH進(jìn)行噴灑消毒。

除了上述防控原則和措施，對(duì)捻轉(zhuǎn)血矛線蟲病的宣傳教育也是不容忽視。只有深刻了解該病的危害和嚴(yán)重性，才能引起養(yǎng)殖人員的重視，從而加強(qiáng)對(duì)該病的預(yù)防和治療。這也需要當(dāng)?shù)匦竽莲F醫(yī)局和科研單位加強(qiáng)對(duì)寄生線蟲病的宣傳教育，可以采取在基層開展專題知識(shí)講座或是印發(fā)宣傳冊(cè)等方式提高養(yǎng)殖戶對(duì)寄生線蟲病的認(rèn)識(shí)理解和防范意識(shí)；與養(yǎng)殖戶建立密切的聯(lián)系，指導(dǎo)他們?nèi)粘?duì)寄生蟲病的監(jiān)測(cè)和反饋，結(jié)合科學(xué)研究，給基層養(yǎng)殖人員提供更科學(xué)有效的治療和防控方案。

5 捻轉(zhuǎn)血矛線蟲感染與致病分子機(jī)制的研究進(jìn)展

隨著國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）項(xiàng)目“牛羊重要寄生蟲致病機(jī)制的分子基礎(chǔ)”（項(xiàng)目編號(hào)：2015CB150300）的順利開展，捻轉(zhuǎn)血矛線蟲感染與致病分子機(jī)制的研究取得了重要階段性成果。目前已鑒定并研究了捻轉(zhuǎn)血矛線蟲TGF-β信號(hào)通路重要基因，通過RNAi或抑制劑方法發(fā)現(xiàn)這些基因能顯著影響捻轉(zhuǎn)血矛線蟲在體外從脫鞘三期到四期的生長(zhǎng)發(fā)育過程[19]。感染的捻轉(zhuǎn)血矛線蟲三期幼蟲具有耐干燥的特性，mRNA差異顯示技術(shù)篩選了干燥環(huán)境中蟲體的差異表達(dá)基因，RNAi實(shí)驗(yàn)確定了Hc-ubq和Hc-gst在線蟲耐干燥中起重要作用[20]。同樣，用mRNA差異顯示技術(shù)比較正常幼蟲和四期早期滯育幼蟲的差異表達(dá)基因，鑒定出Hc-fau影響蟲體的壽命和繁殖[21]。在捻轉(zhuǎn)血矛線蟲三期和四期蟲體轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究的基礎(chǔ)上，篩選出一些線蟲蛻皮相關(guān)基因和凝集素相關(guān)基因，其中Hc-clec-60基因影響蟲體的大小和繁殖[22]。用雙向差異熒光凝膠電泳技術(shù)分析不同發(fā)育時(shí)期捻轉(zhuǎn)血矛線蟲的差異表達(dá)蛋白[23]，篩選出多個(gè)與生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)的關(guān)鍵酶分子，其中天冬氨酸蛋白酶抑制劑能顯著抑制胃蛋白酶活性，可能參與調(diào)節(jié)宿主的免疫應(yīng)答[24]。精氨酸激酶（rHc-AK）、絲氨酸/蘇氨酸蛋白磷酸酶（serine threonine phosphotase，STP）作為重要的排泄分泌（excretory-secretory antigens，ES）蛋白，參與宿主免疫反應(yīng)，并在與山羊外周血單核細(xì)胞（peripheral blood mononuclear cells，PBMCs）相互作用過程中表現(xiàn)出明顯的免疫調(diào)節(jié)特性，可作為控制感染的潛在分子靶點(diǎn)[25-27]。另外還鑒定了脂肪酸代謝酶相關(guān)基因Hc-daf-22和Hc-maoc-1，研究發(fā)現(xiàn)它們與脂肪的儲(chǔ)存和蟲體壽命有關(guān)[28-29]。研究建立的離體綿羊皺胃模型，可以模擬捻轉(zhuǎn)血矛線蟲早期感染對(duì)皺胃組織的影響，為捻轉(zhuǎn)血矛線蟲感染機(jī)制及與宿主相互作用的研究提供有效的體外模型[30]。關(guān)于捻轉(zhuǎn)血矛線蟲感染與致病機(jī)制的研究還在不斷的深入進(jìn)行中，這些研究結(jié)果將為未來開發(fā)抗捻轉(zhuǎn)血矛線蟲病新型藥物和疫苗奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，為建立新的防控策略做出重要貢獻(xiàn)。