寄生蟲學/醫(yī)學原蟲概論

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原蟲為單細胞真核動物，體積微小而能獨立完成生命活動的全部生理功能。在自然界分布廣泛，種類繁多，迄今已發(fā)現(xiàn)約65000余種，多數(shù)營自生或腐生生活，分布在海洋、土壤、水體或腐敗物內(nèi)。約有近萬種為寄生性原蟲，生活在動物體內(nèi)或體表。醫(yī)學原蟲是寄生在人體管腔、體液、組織或細胞內(nèi)的致病及非致病性原蟲，約40余種。其中的一些種類以其獨特的生物學和傳播規(guī)律危害人群或家畜，構(gòu)成廣泛的區(qū)域性流行。

形態(tài)

原蟲的結(jié)構(gòu)符合單個動物細胞的基本構(gòu)造，由胞膜、胞質(zhì)和胞核組成。

1．胞膜　包裹蟲體，也稱表膜或質(zhì)膜。電鏡下可見為一層或一層以上的單位膜結(jié)構(gòu)，其外層的類脂和蛋白分子結(jié)合多糖分子形成表被，或稱糖萼（glycocalyx）。表膜內(nèi)層可有緊貼的微管和微絲支撐，使蟲體保持一定形狀。研究表明，原蟲的表膜作為與宿主和外環(huán)境直接接觸的界面，對保持蟲體的自身穩(wěn)定和參與宿主的相互作用起著重要的作用。已有證明某些寄生原蟲的表膜帶有多種受體、抗原、酶類，甚至毒素；表膜還具有不斷更新的特點，一些種類的表膜抗原還可不斷變異；在不利條件下，有些種類還可在表膜之外形成堅韌的保護性壁。因此原蟲表膜的功能除具有分隔與溝通作用外，還可以其動態(tài)結(jié)構(gòu)參與營養(yǎng)、排泄、運動、感覺、侵襲、隱匿等多種生理活動。對原蟲表膜的深入研究已成為揭示宿主與寄生蟲相互作用機制的重要方面。

2．胞質(zhì)　主要由基質(zhì)、細胞器和內(nèi)含物組成。

基質(zhì)均勻透明，含有肌動蛋白組成的微絲和管蛋白組成的微管，用以支持原蟲的形狀并與運動有關(guān)。許多原蟲有內(nèi)、外質(zhì)之分，外質(zhì)較透明，呈凝膠狀，具有運動、攝食、營養(yǎng)、排泄、呼吸、感覺及保護等功能；內(nèi)質(zhì)呈溶膠狀，含各種細胞器和內(nèi)含物，也是胞核所在之處，為細胞代謝和營養(yǎng)存貯的主要場所。

原蟲的細胞器按功能分為： ①膜質(zhì)細胞器：主要由胞膜分化而成，包括線粒體，高爾基復(fù)合體，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，溶酶體等，大多參與與合成代謝。某些細胞器可因蟲種的代謝特點而有所缺如或獨有，如營厭氧代謝的種類一般缺線粒體；②運動細胞器：為原蟲分類的重要標志，按性狀分為無定形的偽足（pseudopodium），細長的鞭毛（flagellum），短而密的纖毛（cilia）三種。具相應(yīng)運動細胞器的原蟲分別稱阿米巴、鞭毛蟲（flagellate）和纖毛蟲（ciliate）。鞭毛蟲和纖毛蟲大多還有特殊的運動器，如波動膜（undulating membrane）。吸盤（sucking　disc）以及為鞭毛、纖毛提供動能的神經(jīng)運動裝置（neuro-motorapparatus）。有些鞭毛蟲的動基體（kinetoplast）即是一種含DNA的特殊細胞器，其功能近似一個巨大的線粒體，含有與之相似的酶。動基體DNA的質(zhì)和量均與胞核者不同，一些種類已被深入研究用于分子克隆抗體；③營養(yǎng)細胞器：部分原蟲擁有胞口、胞咽、胞肝等幫助取食、排廢。寄生性纖毛蟲大多有伸縮泡能調(diào)節(jié)蟲體內(nèi)的滲透壓。此外，鞭毛蟲的胞質(zhì)可有硬蛋白組成的軸柱（axone），為支撐細胞器，使蟲體構(gòu)成特定的形態(tài)。

原蟲胞質(zhì)內(nèi)有時可見多種內(nèi)含物，包括各種食物泡，營養(yǎng)貯存小體（淀粉泡、擬染色體等），代謝產(chǎn)物（色素等）和共生物（病毒顆粒）等。特殊的內(nèi)含物也可作為蟲種的鑒別標志。

3．胞核　為原蟲得以生存、繁衍的主要構(gòu)造。由核膜、核質(zhì)、核仁和染色質(zhì)組成。核膜為兩層單位膜，具微孔溝通核內(nèi)外。染色質(zhì)和核仁分別富含DNA和RNA，能被深染。在光鏡下，原蟲胞核需經(jīng)染色才能辨認，并各具特征。寄生人體的原蟲多數(shù)為泡狀核型（vesicular nucleus），以染色質(zhì)少而呈粒狀，分布于核質(zhì)或核膜內(nèi)緣和只含一個粒狀核仁為特點。當數(shù)纖毛蟲為實質(zhì)核型（compact nucleus），特點為核大而不規(guī)則，染色質(zhì)豐富，常具一個以上的核仁，故核深染而不易辨認內(nèi)部。原蟲的營養(yǎng)期大多只含一個核，少數(shù)可有兩個或更多。一般僅在核分裂期核染色質(zhì)才濃集為染色體，展示染色體核型的形態(tài)學特征。經(jīng)染色后的細胞核形態(tài)特征是醫(yī)學原蟲病原學診斷的重要依據(jù)。

原蟲是微波的個體，由于科學技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)學原蟲的形態(tài)學已深入亞細胞和分子領(lǐng)域。過去在光鏡下未能解決的問題，現(xiàn)可通過超微技術(shù)，免疫生化等方法加以判別，從分子水平重新認識。如利什曼原蟲的種群分類，以往難于從光鏡下進行形態(tài)學鑒別，今天已可借助染色體核型、核酸序列構(gòu)成、酶譜型（zymodeme）或血清學譜型（serodeme）等的綜合分析，達到種群乃至株系的判定。

生理

1．運動　多數(shù)原蟲借運動細胞器進行移位、攝食、防衛(wèi)等活動。運動方式有偽足運動，鞭毛運動和纖毛運動。沒有細胞器的原蟲也可借助體表構(gòu)造進行滑動和小范圍扭轉(zhuǎn)。具有運動、攝食能力和生殖的原蟲生活史期統(tǒng)稱為滋養(yǎng)體（trophozoite）期，是多數(shù)寄生原蟲的基本生活型許多原蟲的滋養(yǎng)體在不良條件下分泌外壁，形成不活動的包囊（cyst）或卵囊（oocyst），用以抵抗不良環(huán)境，實現(xiàn)宿主轉(zhuǎn)換，成為傳播上的重要環(huán)節(jié)。

2．營養(yǎng)　寄生原蟲生活在富有營養(yǎng)的宿主內(nèi)環(huán)境，一般可通過表膜以滲透和多種擴散機制吸收小分子養(yǎng)料。多數(shù)原蟲還需以細胞器攝食大分子物質(zhì)，主要有偽足攝食和胞口攝食二種形式。前者有吞噬（phagocytosis）和吞飲（pinocytosis），分別指攝取固態(tài)和液態(tài)食物，統(tǒng)稱為內(nèi)胞噬（endocytosis）。纖毛蟲的胞口已早為人知，近代超微研究發(fā)現(xiàn)在孢子蟲和鞭毛蟲均有微胞口（micropore）或管胞口（tubular cytostome）等攝食細胞器。攝入的食物在胞質(zhì)形成食物泡，溶酶體與食物泡結(jié)合，參與消化、分解。殘渣和代謝最終產(chǎn)物各以特定的方式，或從胞肛，或從體表，或通過增殖過程的母體裂解而排放于寄生部位。

3．代謝　原蟲的能量代謝和合成代謝，大體符合總論中提到的寄生蟲代謝的一般特征，但各種群的具體代謝途徑和最終產(chǎn)物則因寄生環(huán)境和代謝酶系遺傳性狀的不同而有顯著差異。對于只存在于個別種類中的特殊代謝系統(tǒng)已成為探索合理抗蟲化療方法的研究標靶。已有的研究證明原蟲酶譜的種群間差異與宿主特異性有一定因果關(guān)系，酶譜型的分析可能有助于區(qū)別某些種類的致病與非致病種群。由于快速增殖，寄生原蟲對蛋白質(zhì)和多種氨基酸的需求量較多。構(gòu)成原蟲蛋白的氨基酸種類大多從宿主提供的周圍環(huán)境攝入，少數(shù)須自身合成。蛋白質(zhì)的合成在核蛋白體內(nèi)進行，且極為旺盛，而在通常情況下，蛋白質(zhì)的分解代謝不占優(yōu)勢。有些寄生原蟲的發(fā)育增殖往往還需要一些特殊的生長因素或輔助因子，如溶組織內(nèi)阿米巴及陰道毛滴蟲需要膽固醇；瘧原蟲要求對氨基苯甲酸（PABA）等。

4．生殖　寄生原蟲以無性或有性或兩者兼有的生殖方式增殖，同時以一定的方式排離和轉(zhuǎn)換宿主以維持種群世代的延續(xù)。無性生殖有 ①二分裂：為寄生原蟲最常見的增殖方式，分裂時胞核先分裂，隨后縱向或橫向分裂為二個子體。②多分裂：胞核多次分裂后胞質(zhì)包繞每個核周圍，一次分裂為多個子代。多分裂形式多樣，瘧原蟲的裂體增殖（schizogony），孢子增殖（sporogony）和某些阿米巴、鞭毛蟲的囊后增殖等都是。③出芽生殖：為大小不等的分裂，如弓形蟲滋養(yǎng)體的內(nèi)二殖或內(nèi)二芽殖（endodygony）。有性生殖則可分為接合生殖（conjugation）：兩個形態(tài)相同的原蟲接合在一起，交換核質(zhì)后分開各自分裂，多見于纖毛蟲；或配子生殖（Gametogony）：先分化為雌雄配子（gamete），而后結(jié)合為合子（zygote），再進行無性增殖。配子生殖常為寄生原蟲有性世代的主要階段，本身并無個體增加，卻為無性孢子生殖的先導(dǎo)，如瘧原蟲在蚊體內(nèi)的發(fā)育期。

生活史類型

寄生原蟲的增殖本質(zhì)上是一種種族生存適應(yīng)，必然伴隨著排離和宿主更迭。因此醫(yī)學原蟲的史完成是從宿主到宿主的傳播過程，形式多樣，在醫(yī)學上有著重要的流行病學意義。其生活史類型可按傳播特點大致分為三型：

1．人際傳播型　生活史只需要一種宿主，憑借接觸或中間媒介而在人群中直接傳播?？煞侄悾?/p>

⑴生活史只有滋養(yǎng)體階段，以二分裂增殖，直接或間接接觸滋養(yǎng)體而傳播。陰道毛滴蟲，口腔毛滴蟲和齒齦阿米巴等屬此類。

⑵生活史有滋養(yǎng)體和包囊二個階段，前者以二分裂增殖，包囊可有或無核分裂，為有效的排離和傳播階段。多數(shù)腸道寄生阿米巴、鞭毛蟲和纖毛蟲屬此類型。

2．循環(huán)傳播型　完成生活史需一種以上的脊椎動物，分別進行有性和無性生殖形成世代交現(xiàn)象，如剛地弓形蟲以貓為終宿主，以人、鼠或豬等為中間宿主。

3．蟲媒傳播型　完成生活史需經(jīng)吸血昆蟲體內(nèi)的無性或有性繁殖，再接種人體或其它動物。如利什曼原蟲（無世代交替）和瘧原蟲（有世代交替）的生活史。

常見種類與分類

根據(jù)運動細胞器的有無和類型分為鞭毛蟲、阿米巴、纖毛蟲和孢子蟲四大類，生物學分類隸屬于原生生物界（Kingdom Protista），原生動物亞界（Subkingdom　Protozoa）之下的三個門，即肉足鞭毛門（PhylumSarcomastigophora），如動鞭綱、葉足綱；頂復(fù)門（Phylum Apicomplexa），如孢子綱；纖毛門（Phylum 　Ciliophora），如動基裂綱。常見的醫(yī)學原蟲及其分類歸屬見表9-1。

致病特點

對人體致病的原蟲絕大多數(shù)為寄生性，其危害程度因蟲種、株系、寄生部位以及宿主生理狀態(tài)而有很大差別。原蟲感染的致病作用，除生物病原因侵襲力與宿主應(yīng)答水平之間相互作用而導(dǎo)致的機械、化學和生物性質(zhì)的一般損傷外，還有某些自身的特點。

1．增殖　作用致病原蟲入侵宿主后必需戰(zhàn)勝機體的防御功能，增殖到相當數(shù)量后才表現(xiàn)為明顯的損害或臨床癥狀。此種病原個體數(shù)量在無重復(fù)感染前提下的大量增長與一般的蠕蟲感染不同，也是體積微小的原蟲足以危害人類的生物學條件。寄生血液或血細胞的原蟲在單位容積內(nèi)的蟲體密度稱“蟲血癥”（parasitemia），可借助于計數(shù)法測量，以提示病情。不同病原蟲種的增殖結(jié)果往往產(chǎn)生特殊的致病表現(xiàn)，為臨床查診提供可靠的信息。如大量瘧原蟲的定期裂體增殖使被寄生紅細胞發(fā)生周期性裂解，可導(dǎo)致寒熱節(jié)律典型的痢疾癥狀；寄生在上消化道大量增殖的賈第蟲附著腸粘膜，可嚴重影響脂肪的消化吸收引起頗為特殊的脂肪瀉。

表9-1常見醫(yī)學原蟲及其分類歸屬

主要寄生部位	蟲名	科（Family）	目（Order）	綱（Class）
單核吞噬系統(tǒng)	杜氏利什曼原蟲 Leishmania　donouani 熱帶利什曼原蟲 Leishmania　tropica 巴西利什曼原蟲 Leishmania　braziliensis	錐蟲科 Trypanosomatidae	動基體目 Kinetoplastida	動鞭綱 Zoomastigophora
血液	錐蟲 Trypanosoma　sp.	錐蟲科 Trypanosomatidae	動基體目 Kinetoplastida
泌尿生殖道	陰道毛滴蟲 Trichomonas　uaginalis	毛滴蟲科 Trichomonadidae	毛滴蟲目 Trichomonadida
口腔	口腔毛滴蟲 Trichomonas　 tenax
腸	人毛滴蟲 Trichomonas hominis 脆雙核阿米巴 Dientamoeba fragilis
	藍氏賈第鞭毛蟲 Giardia lamblia	六鞭毛料 Hexamitidae	雙滴蟲目 Diplomonadida
	梅氏唇鞭毛蟲 Chilomastix mesnili	曲滴蟲科 Retortamonadidae	旋滴蟲目 Retortamonadida
	溶組織內(nèi)阿米巴 Entamoeba histolytica 哈門氏阿米巴 Entamoeba hartmani 結(jié)腸內(nèi)阿米巴 Entamoeba coli 布氏嗜碘阿米巴 Iodamoeba　 butschlii 微小內(nèi)蜒阿米巴 Endolimax nana	內(nèi)阿米巴科 Entamoebidae	阿米巴目 Amoebida	葉足綱 Lobosea
口腔	齒齦內(nèi)阿米巴 Entamoeba gingivalis	內(nèi)阿米巴科 Entamoebidae
腦(等)	棘阿米巴 Acanthamoeba　sp.	棘阿米巴科 Acanthamoebidae
	福氏耐格里阿米巴 Naegleria　fowleri	雙鞭阿米巴科 Dimastiamoebidiae
	間日瘧原蟲 Plasmodium vivax 三日瘧原蟲 Plasmodium malariae 惡性瘧原蟲 Plasmodium falciparum 卵形瘧原蟲 Plasmodium ovale	瘧原蟲科 Plasmodidae	真球蟲目 Eucoccidiida	孢子綱 Sporozose
巴貝蟲 Babesia　sp.	巴貝蟲科 Babesidae	梨漿蟲目 Piroplasmida
肺泡	卡氏肺孢子蟲 Pneumocystis carinii	未定	真球蟲目 Eucoccidiida
有核細胞	剛地弓形蟲 Toxoplasma gondii	弓形蟲科 Toxoplasmatidae
組織	肉孢子蟲 Sarcocystis　sp.	肉孢子蟲科 Sarcocystidae
	等孢子蟲 Isospora　sp.	愛美蟲科 Eimeriidae
	隱孢子蟲 Cryptosporidium　sp.	隱孢子蟲科 Cryptosporidae
結(jié)腸	結(jié)腸小袋纖毛蟲 Balantidium coli	小袋科 Balantidiidae	毛口目 Trichostomatida	動基裂綱 Kinetofragminophorea

2．播散能力　寄生原蟲的微小個體和快速增殖特點，使其致病作用具有與生物病原相似的某種播散潛能。多數(shù)致病原蟲在建立原發(fā)病灶后都發(fā)現(xiàn)有向近鄰或遠方組織侵蝕和播散的傾向，從而累及多個器官。近代研究已發(fā)現(xiàn)致病原蟲具多種利于擴散的因子和生態(tài)特點。如原蟲在血細胞內(nèi)寄生，不僅成為逃避宿主免疫攻擊的一種有效屏障，且為血源播散提供運載工具；利什曼原蟲和弓形蟲被巨噬細胞吞噬后的本特性，使它們能在宿主的免疫活性細胞內(nèi)增殖自如，并被帶至全身各處，引起累及全身的嚴重感染。近年來在不少致病原蟲與宿主細胞之間發(fā)現(xiàn)表面受體作用，這是揭示蟲體對親和細胞或組織進行識別、粘附，進而入侵或噬蝕的物質(zhì)基礎(chǔ)；溶組織內(nèi)阿米巴滋養(yǎng)體具有多種膜結(jié)合的蛋白水解酶，使它具有接觸溶解宿主組織、細胞的侵襲特性，為其入侵腸壁深層組織，實現(xiàn)實行播散，誘發(fā)腸外阿米巴病創(chuàng)造基本條件。應(yīng)該看到，致病原蟲的播散能力，在致病的傳播上都有重要作用。

3．機會致病　臨床發(fā)現(xiàn)在一些極度營養(yǎng)不良，晚期腫瘤，長期應(yīng)用激素制劑及免疫缺陷、免疫功能低下或獲得性免疫缺乏綜合征（艾滋病）患者等常并發(fā)致死的原蟲感染。此種因疾病、治療等種種人為或自然因素，招致機體免疫機制削弱而激活某種感染的個體稱為免疫功能受累宿主（immune compromised host）。在寄生原蟲中，有些種群對健康病原蟲（opportunisticpathogen）。常見的有弓形蟲、肺孢子蟲、賈第蟲、隱孢子蟲等。例如有報導(dǎo)晚期艾滋病患者60％合并肺孢子蟲肺炎，成為患者的直接死因；多數(shù)表現(xiàn)為隱性感染的弓形蟲病常在白血病及其它惡性腫瘤的治程中急性復(fù)燃。條件致病也可導(dǎo)致原蟲對異常部位的侵襲，曾報導(dǎo)一例網(wǎng)織細胞肉瘤患者并發(fā)罕見的原發(fā)性胃粘膜阿米巴病。

免疫特點

細胞內(nèi)寄生的原蟲如瘧原蟲、利什曼原蟲，可以逃避宿主抗體的殺傷。有些在血液中的寄生原蟲如錐蟲等，能定期更換體表的抗原（變異），使已產(chǎn)生的特異性免疫失敗。有些寄生原蟲可以誘發(fā)對宿主B細胞的多克隆刺激，或抑制宿主的細胞免疫功能，使宿主的特異性免疫能力降低。由于原蟲的增殖作用以及在宿主體內(nèi)并無成蟲或幼蟲、童蟲等世代之分，被激發(fā)的免疫力與蠕蟲引起伴隨免疫有所不同，主要表現(xiàn)為把原蟲抑制在低密度水平的非消除性帶蟲狀態(tài)，而出現(xiàn)遷延、反復(fù)和隱性的疾病過程。一些常見的重要原蟲病如瘧疾、阿米巴病、弓形蟲感染等都有這種特殊的臨床表現(xiàn)。能清除蟲體面獲得自愈并對再感染產(chǎn)生完全抵御力的寄生蟲感染，僅在個別寄生于單核吞噬細胞系統(tǒng)的蟲種如利什曼原蟲中見到。