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2018年12月27日星期四

第二章第九节 原生动物:疟原虫


沈阳先生 撰稿

人类要确保健康,应该认识和知道一些有关防止疟疾的知识,疟疾是一种严重危害人体健康的寄生虫病,全世界约二分之一人口受威胁。人体疟疾的病原体就是源自疟原虫。疟原虫寄生于人及多种哺乳动物,少数寄生于鸟类和爬行类动物,已知有130余种。疟原虫有严格的宿主选择性,仅极少数的种类可寄生在亲缘相近的宿主。
疟原虫归类原生动物门,种类繁多,寄生于人类的疟原虫有4种,即间日疟原虫、恶性疟原虫、三日疟原虫和卵形疟原虫,分别引起间日疟、恶性疟、三日疟和卵形疟。在我国主要有间日疟原虫和恶性疟原虫,三日疟原虫少见,卵形疟原虫罕见。

主要形态
疟原虫的基本结构包括核、胞质和胞膜,环状体以后各期尚有消化分解血红蛋白后的最终产物—疟色素。血片经姬氏或瑞氏染液染色后,核呈紫红色,胞质为天蓝至深蓝色,疟色素呈棕黄色、棕褐色或黑褐色。四种人体疟原虫的基本结构相同,但发育各期的形态又各有不同,可资鉴别。除了疟原虫本身的形态特征不同之外,被寄生的红细胞在形态上也可发生变化。被寄生红细胞的形态有无变化以及变化的特点,对鉴别疟原虫种类很有帮助。

生长发育
疟原虫在红细胞内生长、发育、繁殖,形态变化很大。一般分为三个主要发育期。
 (1)滋养体(trophozoite):为疟原虫在红细胞内摄食和生长、发育的阶段。按发育先后,滋养体有早、晚期之分。早期滋养体胞核小,胞质少,中间有空泡,虫体多呈环状,故又称之为环状体(ring form)。以后虫体长大,胞核亦增大,胞质增多,有时伸出伪足,胞质中开始出现疟色素(malarial pigment)。间日疟原虫和卵形疟原虫寄生的红细胞可以变大、变形,颜色变浅,常有明显的红色薛氏点(Schuffners dots);被恶性疟原虫寄生的红细胞有粗大的紫褐色茂氏点(Maurers dots);被三日疟原虫寄生的红细胞可有齐氏点(Ziemanns dots)。此时称为晚期滋养体,亦称大滋养体。
(2)裂殖体(schizont):晚期滋养体发育成熟,核开始分裂后即称为裂殖体。核经反复分裂,最后胞质随之分裂,每一个核都被部分胞质包裹,成为裂殖子(merozoite),早期的裂殖体称为未成熟裂殖体,晚期含有一定数量的裂殖子且疟色素已经集中成团的裂殖体称为成熟裂殖体。
(3)配子体(gametocyte):疟原虫经过数次裂体增殖后,部分裂殖子侵入红细胞中发育长大,核增大而不再分裂,胞质增多而无伪足,最后发育成为圆形、卵圆形或新月形的个体,称为配子体;配子体有雌、雄(或大小)之分:雌()配子体虫体较大,胞质致密,疟色素多而粗大,核致密而偏于虫体一侧或居中;雄()配子体虫体较小,胞质稀薄,疟色素少而细小,核质疏松、较大、位于虫体中央。

超微结构
1)裂殖子:红细胞疟原虫疟原虫内期裂殖子呈卵圆形,有表膜复合膜包绕。大小随虫种略有不同。表膜(pellicle)由一质膜和两层紧贴的内膜组成,有膜孔。紧靠内膜的下面是一排起于顶端极环(polar ring)并向后部放散的表膜下微管(subpellicular microtubule)。内膜和表膜下微管可能起细胞骨架作用,使裂殖子有硬度。游离的裂殖子的外膜有一厚约20µm表被(surface coat)覆盖。此表被是电子致密、坚实的纤丝,在性质上似是蛋白质,可能在对宿主免疫反应的应答中起作用。在裂殖子侧面表膜有一胞口(cytostome),红细胞内期各期原虫通过胞口摄取宿主细胞浆。
裂殖子顶端是一截头的圆锥形突起称为顶突(apical prominence),有三个极环。在此区可见两个电子致密的棒状体(rhoptry)和数个微线体(micronemes)。棒状体和微线体可能在裂殖子侵入宿主细胞时起作用。裂殖子后部可见一线粒体。内质网很少,但胞浆内有丰富的核糖体。高尔基氏复合体不明显。裂殖子的核大而圆,位于虫体后半部,沿核膜可见核孔,未见有核仁。
2)子孢子:子孢子形状细长,长约11µm,直径为1.0µm,常弯曲呈C形或S形,前端稍细,顶端较平,后端钝圆,体表光滑。子孢子内的细胞器基本上与裂殖子相似。表膜由一外膜、双层内膜和一层表膜下微管组成。膜下微管自极环向后延伸至核或稍越过核而终止。虫体的微弱运动可能是膜下微管的伸缩引起的。子孢子的前端顶部有一向内凹入的顶杯(anterior cup)即顶突,在顶突的周围有34个极环。细胞核一个,长形。有一对电子致密的棒状体,可能开口于顶环。在核的前方或后方,有数量很多的微线体,呈圆形、卵圆形或长形。

相关习性 
疟原虫疟原虫寄生于人体的4种疟原虫生活史基本相同,需要人和按蚊二个宿主。在人体内先后寄生于肝细胞和红细胞内,进行裂体增殖(schizogony)。在红细胞内,除进行裂体增殖外,部分裂殖子形成配子体,开始有性生殖的初期发育。在蚊体内,完成配子生殖(gametogony),继而进行孢子增殖(sporogony)

致病特征
疟原虫的主要致病阶段是红细胞内期的裂体增殖期。致病力强弱与侵入的虫种、数量和人体免疫状态有关。
1.潜伏期指疟原虫侵入人体到出现临床症状的间隔时间,包括红细胞外期原虫发育的时间和红细胞内期原虫经几代裂体增殖达到一定数量所需的时间。潜伏期的长短与进入人体的原虫种株、子孢子数量和机体的免疫力有密切关系。恶性疟的潜伏期为7-27天;三日疟的潜伏期为18-35天;卵形疟的潜伏期为11-16天;间日疟的短潜伏期株为11-25天,长潜伏期株为6-12个月或更长。对中国河南、云南、贵州、广西和湖南等省志愿者进行多次感染间日疟原虫子孢子的实验观察,表明各地均兼有间日疟长、短潜伏期2种类型,而且二者出现的比例有由北向南短潜伏期比例增高的趋势。由输血感染诱发的疟疾,潜伏期一般较短。
2.疟疾发作疟疾的一次典型发作表现为寒战、高热和出汗退热三个连续阶段。发作是由红细胞内期的裂体增殖所致,当经过几代红细胞内期裂体增殖后,血中原虫的密度达到发热阈值,如间日疟原虫为10-500/μl血,恶性疟原虫为500-1300/μl血。红细胞内期成熟裂殖体胀破红细胞后,大量的裂殖子、原虫代谢产物及红细胞碎片进入血流,其中一部分被巨噬细胞、中性粒细胞吞噬,刺激这些细胞产生内源性热原质,它和疟原虫的代谢产物共同作用于宿主下丘脑的体温调节中枢,引起发热。随着血内刺激物被吞噬和降解,机体通过大量出汗,体温逐渐恢复正常,机体进入发作间歇阶段。由于红细胞内期裂体增殖是发作的基础,因此发作具有周期性,此周期与红细胞内期裂体增殖周期一致。典型的间日疟和卵形疟隔日发作1次;三日疟为隔2天发作1次;恶性疟隔36-48小时发作1次。若寄生的疟原虫增殖不同步时,发作间隔则无规律,如初发患者。不同种疟原虫混合感染时或有不同批次的同种疟原虫重复感染时,发作也多不典型。疟疾发作次数主要取决于患者治疗适当与否及机体免疫力增强的速度。随着机体对疟原虫产生的免疫力逐渐增强,大量原虫被消灭,发作可自行停止。
3.疟疾的再燃和复发疟疾初发停止后,患者若无再感染,仅由于体内残存的少量红细胞内期疟原虫在一定条件下重新大量繁殖又引起的疟疾发作,称为疟疾的再燃。再燃与宿主抵抗力和特异性免疫力的下降及疟原虫的抗原变异有关。疟疾复发(relapse)是指疟疾初发患者红细胞内期疟原虫已被消灭,未经蚊媒传播感染,经过数周至年余,又出现疟疾发作,称复发。关于复发机理目前仍未阐明清楚,其中子孢子休眠学说认为由于肝细胞内的休眠子复苏,发育释放的裂殖子进入红细胞繁殖引起的疟疾发作。恶性疟原虫和三日疟原虫无迟发型子孢子,因而只有再燃而无复发。间日疟原虫和卵形疟原虫既有再燃,又有复发。
4.贫血疟疾发作数次后,可出现贫血,尤以恶性疟为甚。怀孕妇女和儿童最常见,流行区的高死亡率与严重贫血有关。贫血的原因除了疟原虫直接破坏红细胞外,还与下列因素有关:
①脾功能亢进,吞噬大量正常的红细胞。
②免疫病理的损害。疟原虫寄生于红细胞时,使红细胞隐蔽的抗原暴露,刺激机体产生自身抗体,导致红细胞的破坏。此外宿主产生特异抗体后,容易形成抗原抗体复合物,附着在红细胞上的免疫复合物可与补体结合,使红细胞膜发生显著变化而具有自身免疫原性,并引起红细胞溶解或被巨噬细胞吞噬。疟疾患者的贫血程度常超过疟原虫直接破坏红细胞的程度。
③骨髓造血功能受到抑制。
5.脾肿大初发患者多在发作3-4天后,脾开始肿大,长期不愈或反复感染者,脾肿大十分明显,可达脐下。主要原因是脾充血和单核—巨噬细胞增生。早期经积极抗疟治疗,脾可恢复正常大小。慢性患者,由于脾包膜增厚,组织高度纤维化,质地变硬,虽经抗疟根治,也不能恢复到正常。在非洲或亚洲某些热带疟疾流行区,出现“热带巨脾综合症”,可能是有疟疾的免疫反应所引起。患者多伴有肝大、门脉高压、脾功能亢进、巨脾症、贫血等症状;血中IgM水平增高。
6.凶险型疟疾凶险型疟疾绝大多数由恶性疟原虫所致。多数学者认为,凶险型疟疾的致病机制是聚集在脑血管内被疟原虫寄生的红细胞和血管内皮细胞发生粘连,造成微血管阻塞及局部缺氧所致。此型疟疾多发生于流行区儿童、无免疫力的旅游者和流动人口。临床表现复杂,常见的有脑型和超高热型,多表现为持续高烧、全身衰竭、意识障碍、呼吸窘迫、多发性惊厥、昏迷、肺水肿、异常出血、黄疸、肾功能衰竭、血红蛋白尿和恶性贫血等。凶险型疟疾来势凶猛,若不能及时治疗,死亡率很高。
脑型疟疾(cerebralmalariaCM)大多数发生于恶性疟患者,但中国已报道由间日疟引起的,是儿童和无免疫力成人患者的主要死亡原因,临床上中枢神经系统症状明显,如剧烈头痛、昏迷、谵妄、抽搐、惊厥、体温高达40-41oC、但个别也有不发热者。常因昏迷并发感染而死亡。CM的发病机制、学说不一,近年报道是一种多因素参与的免疫病理性疾病。患者体内某些细胞因子、粘附因子和一氧化碳是引起CM发病的重要因素,如过量的TNF-α、IFN-γ等细胞因子激活内皮细胞表达粘附受体,增强内皮细胞的粘附性,使受染红细胞粘附与脑的微血管内,导致血管阻塞,制成脑局部缺氧和营养耗竭而引起脑并发症。
在不同疟疾流行区,凶险型疟疾的高发人群和临床表现都很不同。在稳定的高度疟疾流行区,出生几个月的婴儿和5岁以下的幼童是凶险型疟疾的高发人群,主要的临床表现是恶性贫血。在中度疟疾流行区,脑型疟疾和代谢性酸中毒是儿童常见的凶险型疟疾。在低度疟疾流行区,急性肾衰竭、黄疸和肺水肿是成年人常见的临床表现,贫血、低血糖症和惊厥在儿童中比较多见,而脑型疟疾和代谢性酸中毒在所有的年龄组都可有。

流行环节
(1)传染源:外周血中有配子体的患者和带虫者是疟疾的传染源。间日疟原虫的配子体常在原虫血症2~3天后出现,恶性疟原虫配子体在外周血中出现较晚,要在原虫血症后7~11天才出现,血中带红细胞内期疟原虫的献血者也可通过供血传播疟疾。
 (2)传疟媒介:按蚊是疟疾的传播媒介,我国主要的传疟按蚊是中华按蚊、嗜人按蚊、微小按蚊和大劣按蚊。
(3)易感人群:除了因某些遗传因素对某种疟原虫表现出不易感的人群及高疟区婴儿可从母体获得一定的抵抗力外,其他人群对人疟原虫普遍易感。反复多次的疟疾感染可使机体产生一定的保护性免疫力,因此疟区成人发病率低于儿童,而外来的无免疫力的人群,常可引起疟疾暴发。
疟疾的流行除需具备上述三个基本环节外,传播强度还受自然因素和社会因素的影响。自然因素中温度和雨量最为重要,适合的温度和雨量影响着按蚊的数量和吸血活动及原虫在按蚊体内的发育。全球气候变暖,延长了虫媒的传播季节是疫情回升的原因之一。社会因素如政治、经济、文化、卫生水平及人类的社会活动等直接或间接地影响疟疾的传播与流行。近年来,我国有些地区疫情上升,其主要原因是经济开发后流动人口增加,输入病例增多,引起传染源扩散。

防治方法
1946DDT杀灭成蚊的试验取得成效后,使得消灭疟疾成为可能,1955年第8届世界卫生大会把以前的控制疟疾策略改为消灭疟疾策略,随着时间的推移,人们发现利用杀虫剂消灭媒介按蚊面临着越来越多的问题,诸如耐药蚊种的出现,杀虫剂造成的环境污染以及生态平衡等问题,终使全球灭疟规划受到严重挫折。1978年第31次世界卫生大会决定放弃全球限期灭疟的规划,把对疟疾的防治对策改回到控制的策略。20年间经历的这两次策略大转变,不仅反映了疟疾问题的复杂性,同时亦体现人们对疟疾作斗争的认识在不断提高。
我国目前的疟疾防治策略是执行“因地制宜、分类指导、突出重点”的方针,采取相对应的综合性防治措施,坚持长期作战,反复斗争。在以中华按蚊为唯一媒介的广大地区,采取以防治传染源和防蚊为重点,结合减少村内外蚊虫孳生地的综合措施。在微小按蚊、嗜人按蚊为主要媒介的地区,采取灭蚊和防治传染源并重的措施。在大劣按蚊为主要媒介的地区,采取以改变生态环境、防制传播媒介为主、结合传染源防治的综合措施。在发病率已降至1/万以下的基本消灭疟疾的地区,采取以疟疾监测为主的措施。
1.预防包括个体预防和群体预防。预防措施有蚊媒防制和预防服药。蚊媒防制包括杀灭蚊和使用蚊帐及驱蚊剂。预防服药是保护易感人群的重要措施之一。常用的预防性抗疟药有氯喹(chloroquine),对抗氯喹的恶性疟,可用哌喹(piperaquine)或哌喹加乙胺嘧啶(pyrimethamine)或乙胺嘧啶加伯氨喹啉(primaquine)。不论个体或群体进行预防服药,每种药物疗法不宜超过半年。
2.治疗:疟疾治疗应包括对现症病人的治疗(杀灭红细胞内期疟原虫)和疟疾发作休止期的治疗(杀灭红细胞外期休眠子)。休止期的治疗是指在疟疾传播休止期,对12年内有疟疾史和带虫者的治疗,以控制间日疟的复发和减少传染源。
按抗疟药对疟原虫不同虫期的作用,可将其分为杀灭红细胞外期裂子体及休眠子的抗复发药,如伯氨喹啉;杀灭红细胞内裂体增殖期的抗临床发作药,如氯喹、咯萘啶(pyronaridine)、青蒿素(artmisinin)类和杀灭子孢子抑制蚊体内孢子增殖的药,如乙胺嘧啶。
对现症患者,可用氯喹加伯氨喹啉,以治疗疟疾疑似患者或间日疟;抗间日疟复发(休止期治疗)可用伯氨喹啉加乙胺嘧啶、青蒿琥酯加伯氨喹啉效果更佳;恶性疟可单服氯喹,抗氯喹的恶性疟则宜联合用药,如哌喹加磺胺多辛(sulfadoxine)、咯萘啶加磺胺多辛及伯氨喹啉、复方蒿甲醚片等,单用青蒿琥酯、蒿甲醚、双氢青蒿素等也有一定疗效;重症疟疾(如脑型疟)首选青蒿素类药物,如蒿甲醚油剂肌注、青蒿琥酯钠静注、或静注双氢青蒿素加二盐酸喹啉;此外,青蒿素类药物的栓剂适用于不能口服药物的患者。上述各种抗疟药物必须足量并服完全程才能达根治疟疾的目的。

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