日本血吸蟲尾蚴“延遲脫尾”現(xiàn)象及其臨床意義研究.pdf

1、血吸蟲病是一種嚴(yán)重危害人類健康的疾病,而血吸蟲尾蚴發(fā)現(xiàn)宿主并主動(dòng)鉆入宿主體內(nèi)是寄生蟲與宿主長(zhǎng)期共進(jìn)化過程中產(chǎn)生的一種生物學(xué)適應(yīng)性行為,對(duì)此行為的深入了解不僅有助于進(jìn)一步認(rèn)識(shí)寄生蟲與宿主的相互關(guān)系,而且可為血吸蟲病的預(yù)防、早期診斷及抗血吸蟲感染的疫苗研究提供新的靶點(diǎn)。本課題重點(diǎn)研究了血吸蟲尾蚴入侵宿主過程中的“延遲脫尾”現(xiàn)象及其臨床意義,研究?jī)?nèi)容分為如下4個(gè)部分:
　　一、日本血吸蟲尾蚴“延遲脫尾”現(xiàn)象的研究
　　傳統(tǒng)觀念認(rèn)為

2、,血吸蟲的尾蚴在入侵宿主皮膚過程中會(huì)脫去尾部。雖然很早就有學(xué)者利用組織切片證明曼氏血吸蟲尾蚴在鉆穿小鼠皮膚時(shí)會(huì)帶著尾部一起進(jìn)入[1,2],但由于實(shí)驗(yàn)中使用的尾蚴數(shù)量過大,超過了自然感染的可能數(shù)量,故此結(jié)果一直未被學(xué)界接受。近來,Whitfield等人在應(yīng)用Franzcell裝置體外研究曼氏血吸蟲尾蚴鉆穿人類皮膚行為時(shí)發(fā)現(xiàn),尾蚴在侵入宿主皮膚時(shí)尾部并未完全脫落,有相當(dāng)一部分尾蚴的尾部隨同體部一起進(jìn)入了宿主皮膚組織,他們把這一現(xiàn)象稱為尾蚴的

3、“延遲脫尾”(delayed tail loss,DTL)[3,4,5]。該研究表明,曼氏血吸蟲尾蚴鉆穿宿主皮膚時(shí)尾部隨同體部一起進(jìn)入皮膚是一種自然行為,即使在自然感染量的情況下仍能發(fā)生。由于不同種屬血吸蟲行為學(xué)差異很大[6],因此不能由此推論其他血吸蟲尾蚴在鉆皮時(shí)也具有“延遲脫尾”現(xiàn)象。實(shí)際上,毛畢吸蟲(Trichobilharzia szidati)就不具有“延遲脫尾”現(xiàn)象,Haas和Haeberlein發(fā)現(xiàn)毛畢吸蟲在鉆穿宿主皮膚前

4、大約0—105秒就會(huì)脫去尾部[7]。
　　日本血吸蟲尾蚴在鉆穿宿主皮膚時(shí)是否具有“延遲脫尾”現(xiàn)象尚未見報(bào)道,為此,我們利用Franzcell[4]裝置觀察了日本血吸蟲尾蚴鉆穿小鼠皮膚的情況,并進(jìn)一步研究了“延遲脫尾”現(xiàn)象與不同尾蚴感染量之間的關(guān)系。
　　研究結(jié)果顯示,日本血吸蟲尾蚴在鉆穿小鼠皮膚時(shí)也存在“延遲脫尾”現(xiàn)象,而且證實(shí)日本血吸蟲在鉆穿小鼠皮膚時(shí),其“延遲脫尾”的比率在一定范圍內(nèi)與感染尾蚴密度有關(guān),即尾蚴密度從10條

5、/2.25cm2到100條/2.25cm2范圍內(nèi),延遲脫尾率隨著感染尾蚴密度升高而上升,而當(dāng)尾蚴密度大于100條/2.25cm2時(shí),延遲脫尾率達(dá)峰值且不再隨感染密度升高而上升,即日本血吸蟲的“延遲脫尾”現(xiàn)象在一定范圍內(nèi)具有密度依賴性。
　　在上述研究的基礎(chǔ)上,本課題繼續(xù)探討了日本血吸蟲“延遲脫尾”這一生物學(xué)現(xiàn)象與臨床的關(guān)系。
　　二、日本血吸蟲“延遲脫尾”與尾蚴性皮炎的關(guān)系研究
　　血吸蟲病是一種免疫性疾病,在血吸蟲感

6、染過程中,尾蚴、童蟲、成蟲和蟲卵均可對(duì)宿主造成損害,損害的主要原因是血吸蟲不同蟲期釋放的抗原均能誘發(fā)宿主的免疫應(yīng)答,從而造成一系列的免疫病理變化,其中尾蚴所致的損害主要表現(xiàn)為入侵的局部皮膚出現(xiàn)丘疹,局部毛細(xì)血管擴(kuò)張充血,伴有出血、水腫和嗜酸性細(xì)胞浸潤(rùn)[8]。
　　尾蚴性皮炎的發(fā)生和嚴(yán)重程度常與感染的次數(shù)有關(guān),初次感染者皮膚反應(yīng)通常不明顯,重復(fù)感染者反應(yīng)逐漸加重,嚴(yán)重者可出現(xiàn)全身水腫和多形紅斑[9]。Kourilová等[10]利用

7、禽類的血吸蟲—毛畢吸蟲(Trichobilharzia regenti)感染哺乳動(dòng)物,證實(shí)在皮內(nèi)死亡的童蟲是引起尾蚴性皮炎的主要原因,Kourilová和Lichtenbergova[10,11]也發(fā)現(xiàn),在尾蚴性皮炎病人的皮膚內(nèi),入侵的蟲子很快就死亡了,提示尾蚴性皮炎的發(fā)生與寄生蟲和宿主的相容性有關(guān),當(dāng)血吸蟲尾蚴入侵非正常宿主時(shí)更易引起尾蚴性皮炎,事實(shí)也證明在我國(guó)引起尾蚴性皮炎的主要是寄生于禽類的多種毛畢吸蟲(Trichobilharz

8、ia)和寄生于牛的東畢吸蟲(Orientobilharzia)[12]。人類和多種哺乳動(dòng)物是日本血吸蟲是的適宜宿主,尾蚴鉆穿皮膚后轉(zhuǎn)化為童蟲,大部分童蟲可經(jīng)血管或淋巴管進(jìn)入血循環(huán)進(jìn)一步發(fā)育,僅部分童蟲在由淡水環(huán)境進(jìn)入恒溫的血清—組織液環(huán)境時(shí),會(huì)受到損傷而死亡。3種常見的人類血吸蟲(日本血吸蟲、曼氏血吸蟲和埃及血吸蟲)尾蚴在初次鉆穿宿主皮膚后,童蟲的死亡率以日本血吸蟲的最低(7％),其次是曼氏血吸蟲(28-43%)和埃及血吸蟲(30%)[

9、3,14,15]。鑒于我們先前的研究發(fā)現(xiàn)日本血吸蟲尾蚴鉆穿宿主皮膚時(shí)具有“延遲脫尾”現(xiàn)象,故本研究擬探討與人類和多種哺乳動(dòng)物高度相容的日本血吸蟲引起的尾蚴性皮炎是否與滯留在皮內(nèi)的尾部有關(guān)。
　　本研究利用日本血吸蟲尾蚴、尾蚴體部和尾部分別刺激已感染過同種血吸蟲的小鼠,觀察尾蚴身體的不同部分與尾蚴性皮炎發(fā)生的關(guān)系以及相關(guān)細(xì)胞因子的變化。結(jié)果顯示,經(jīng)日本血吸蟲尾蚴和尾蚴尾部刺激的小鼠,其皮膚的炎性反應(yīng)最重,而經(jīng)尾蚴體部刺激的小鼠皮膚與

10、生理鹽水對(duì)照組無顯著型差異。經(jīng)日本血吸蟲尾蚴和尾蚴尾部刺激的小鼠主要表現(xiàn)為局部皮膚呈不同程度的紅色丘疹,組織切片顯示局部水腫和嗜酸性粒細(xì)胞增多。血清細(xì)胞因子檢測(cè)顯示經(jīng)日本血吸蟲尾蚴和尾蚴尾部刺激小鼠的IFN-γ,IL-4和IL-5的含量明顯增高。本研究結(jié)果提示,日本血吸蟲尾蚴引起的皮膚炎性反應(yīng)主要與滯留在皮內(nèi)的尾部有關(guān)。由于Th2型細(xì)胞因子(IL-4和IL-5)與炎癥反應(yīng)有關(guān),而IFN-γ是遲發(fā)性過敏反應(yīng)的重要介質(zhì),因此,在皮內(nèi)死亡、崩

11、解的尾部引起的皮炎可能是過敏反應(yīng)和炎癥反應(yīng)的結(jié)果。
　　三、日本血吸蟲尾蚴“延遲脫尾”與早期診斷的關(guān)系研究
　　血吸蟲病是一種嚴(yán)重危害人類健康的寄生蟲病,其危害性主要是由蟲卵引起的,沉積在肝臟中的蟲卵是引起肝纖維化及其后續(xù)病變的主要原因[16]。糞檢發(fā)現(xiàn)蟲卵是目前判斷血吸蟲感染的唯一可靠方法,但糞檢發(fā)現(xiàn)蟲卵也意味肝臟的損害即已開始且已具有傳播潛能,因此不具早期診斷的價(jià)值。日本血吸蟲通常在感染后24天開始產(chǎn)卵[17],由于吡喹

12、酮能有效殺死成蟲[18],因此如能在成蟲產(chǎn)卵前作出正確診斷,適時(shí)足量用藥,則不僅能達(dá)到控制血吸蟲病發(fā)生、發(fā)展的目的,且能阻斷血吸蟲病的傳播。
　　在血吸蟲病診斷中,血清學(xué)方法較病原學(xué)方法更敏感且能更早地檢測(cè)到相應(yīng)的抗體。但目前國(guó)內(nèi)外常用的診斷抗原鮮能在感染早期(感染后2周)檢測(cè)出相應(yīng)的抗體,因此早期診斷成為血吸蟲病防治中的“瓶頸”問題,尋找一種能符合早期診斷要求的抗原是解決血吸蟲病防治的關(guān)鍵。
　　在“日本血吸蟲尾蚴延遲脫尾

13、”研究中,我們發(fā)現(xiàn)尾蚴在鉆穿宿主皮膚時(shí)大部分尾蚴并未脫去尾部,而是整體進(jìn)入宿主皮內(nèi),然后將尾部滯留在皮內(nèi),而童蟲循皮下的血管和淋巴管移行至肺部和肝臟。由于尾部在皮內(nèi)滯留繼而崩解,因此我們推測(cè)首先被抗原提呈細(xì)胞提呈和處理的應(yīng)是在皮內(nèi)停留并崩解的尾部釋放的蛋白組分,如果如此,則宿主最早出現(xiàn)的應(yīng)是針對(duì)尾蚴尾部抗原的特異性抗體。為此,本研究探討了尾蚴尾部抗原在血吸蟲病早期診斷中的價(jià)值。
　　本研究按常規(guī)方法收集尾蚴并分離尾部和體部,制備全

14、尾蚴抗原(SWA)、尾蚴體部抗原(SBA)和尾蚴尾部抗原(STA),用常規(guī)ELISA法檢測(cè)感染后不同時(shí)間小鼠血清相應(yīng)抗體。結(jié)果顯示,感染后2周,STA檢測(cè)組的血清OD值顯著高于其他組,且陽性檢出率達(dá)100%(10/10),而SCA組合SBA組分別于感染后3周和4周期陽性檢出率才達(dá)100%(10/10)。
　　宿主對(duì)血吸蟲特異性反應(yīng)的啟動(dòng)有賴于對(duì)抗原提呈細(xì)胞的募集以及抗原提呈細(xì)胞對(duì)血吸蟲抗原的處理和呈遞,此過程在尾蚴進(jìn)入皮膚后即可發(fā)

15、生[19]。Sato&Kamiya證實(shí)[20],即使尾部?jī)H進(jìn)入表皮層,表皮的未成熟樹突狀細(xì)胞(Langerhanscells)也能發(fā)揮抗原提呈作用并刺激皮膚引流淋巴結(jié)的T細(xì)胞,進(jìn)而誘導(dǎo)相應(yīng)的免疫應(yīng)答。在本研究中我們也發(fā)現(xiàn)最早能被檢出的抗體是針對(duì)尾蚴尾部粗抗原的抗體,提示感染日本血吸蟲的宿主體內(nèi)最早出現(xiàn)的特異性免疫反應(yīng)是由滯留在皮內(nèi)的尾部引起的,因此日本血吸蟲尾蚴的尾部抗原較全尾蚴抗原更具早期診斷的價(jià)值。如能利用蛋白重組技術(shù)人工合成尾部有

16、效的抗原組分,則能為解決血吸蟲病的早期診斷問題。
　　四、日本血吸蟲斷尾尾蚴的感染性研究
　　血吸蟲尾蚴由體部和尾部組成,體部具有2對(duì)腺體,即頭腺和鉆腺,尾部分尾干和尾叉。在水中自由生活的日本血吸蟲尾蚴,靜止時(shí)以腹部朝上、尾部向背部彎曲漂浮在水面[21],活動(dòng)時(shí)依靠尾部的擺動(dòng)而作以尾部向前的倒退姿勢(shì)運(yùn)動(dòng)[22]。尾蚴識(shí)別宿主是血吸蟲感染的關(guān)鍵,血吸蟲尾蚴發(fā)現(xiàn)宿主是通過識(shí)別宿主所發(fā)出的信號(hào)。尾蚴具向光性,因此常常集中在水面[2

17、3],然后通過對(duì)宿主發(fā)出的熱梯度(thermalgradient)或化學(xué)信號(hào)的感應(yīng)[24]而后依靠尾部的擺動(dòng)趨向宿主。血吸蟲尾蚴鉆穿宿主皮膚是血吸蟲感染的關(guān)鍵。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為,血吸蟲鉆穿宿主皮膚時(shí)是依靠腺體分泌物的酶促作用,體部的強(qiáng)烈收縮活動(dòng)和尾部的擺動(dòng)而進(jìn)入宿主體內(nèi)的,而對(duì)失去尾部的尾蚴是否仍然具有感染性尚未見報(bào)道。
　　本研究利用體外機(jī)械斷尾后的尾蚴體部按常規(guī)方法經(jīng)腹部皮膚感染小鼠,感染后45天經(jīng)左心室灌注沖蟲,收集蟲體觀察其發(fā)

18、育及生殖狀況并摘取小鼠肝臟觀察病理變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn),斷尾尾蚴仍具有感染性。正常尾蚴成功感染的平均機(jī)率為47.5%,而斷尾尾蚴成功感染的平均機(jī)率為10%,且斷尾尾蚴入侵宿主后仍能沿正常途徑生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖。正常尾蚴發(fā)育成熟的雌、雄成蟲其平均長(zhǎng)度分別為14.2±2.47和10.5±2.26mm,而斷尾尾蚴發(fā)育成熟的雌雄成蟲分別為12.8±0.73和9.15±0.85mm,兩者無顯著性差異(>0.05)。斷尾尾蚴發(fā)育成熟的雌蟲其產(chǎn)卵量與正常尾蚴

19、發(fā)育成熟的雌蟲的產(chǎn)卵量分別為6947.5±2155.5和6245.8±2012.9,兩者也無顯著性差異(p>0.05)。肝臟病理學(xué)觀察,發(fā)現(xiàn)兩者均可引起典型的血吸蟲性肝臟病變,主要表現(xiàn)為鏡下可見多個(gè)局限、境界清楚的肉芽腫,其內(nèi)可見較多的嗜酸性粒細(xì)胞,纖維母細(xì)胞及少許淋巴細(xì)胞。
　　本研究結(jié)果提示,尾部有助于尾蚴的鉆穿行為,但失去尾部的尾蚴仍然具有感染性且可導(dǎo)致血吸蟲性肝臟病變,因此在疫水調(diào)查或在研制以尾蚴為靶標(biāo)的殺蟲劑時(shí),對(duì)失去尾