馬屬動物隱孢子蟲和隱孢子蟲病研究進(jìn)展

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隱孢子蟲(Cryptosporidium)是重要的食源性和水源性人獸共患原蟲之一，屬內(nèi)種類和基因型較多，多數(shù)具有宿主適應(yīng)性，對宿主的致病性存在差異，同時(shí)其基因型分布存在地理特征[1-2]。隱孢子蟲病被認(rèn)為是人類最常見的6種腹瀉疾病之一，免疫功能正常者呈自限性感染，而對兒童、HIV感染者及免疫缺陷疾病患者則引起急性、遷延性和慢性腹瀉，甚至導(dǎo)致死亡[2]。

馬屬動物主要包括家馬、家驢、野馬、野驢和斑馬，其中家馬和家驢在人類歷史上作出過巨大貢獻(xiàn)。在農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、軍事戰(zhàn)斗、貿(mào)易交往、通訊及競技體育等方面發(fā)揮重要作用。寄生于馬屬動物的隱孢子蟲不僅可導(dǎo)致幼齡動物嚴(yán)重腹瀉甚至死亡，而且可引起人體感染，具有重要的公共衛(wèi)生意義[3-6]。1978年，Snyder 等[3]首次在免疫缺陷的阿拉伯馬馬駒體內(nèi)發(fā)現(xiàn)隱孢子蟲。此后，世界范圍內(nèi)陸續(xù)有馬隱孢子蟲病的研究報(bào)道。本文就近年來寄生于馬屬動物的隱孢子蟲種類和基因型、人獸共患風(fēng)險(xiǎn)、致病性和地理隔離特征等研究作一綜述。

1　種類和基因型

早期通過顯微鏡觀察，寄生于馬的隱孢子蟲感染種類未能準(zhǔn)確鑒定。近年來基于分子生物學(xué)檢測，馬感染的隱孢子蟲種類/基因型呈現(xiàn)多樣性，以微小隱孢子蟲(C.parvum)和隱孢子蟲馬基因型(C.horse genotype)為主要感染種類/基因型，全世界均有分布，而其他種類或基因型則多呈散發(fā)，見表1。其中人獸共患的有C.parvum、人隱孢子蟲(C.hominis)、刺猬隱孢子蟲(C.erinacei)、鼠隱孢子蟲(C.muris)、貓隱孢子蟲(C.felis)、泛在隱孢子蟲(C.ubiquitum)、C.horse genotype和隱孢子蟲豬基因型(C.pig genotype)。有關(guān)驢感染的隱孢子蟲種類/基因型的報(bào)道較少，目前發(fā)現(xiàn)的有C.parvum、C.hominis、C.muris和Cryptosporidiumhorsegenotype，見表1。

表1馬屬動物的隱孢子蟲種類/基因型
Tab.1The species/genotype of Cryptosporidium in equine

宿主Host種類/基因型Species/genotype國家Country馬Horse微小隱孢子蟲(C．parvum)新西蘭[5，9]、捷克[10]、意大利[6，11?12]、中國[13，20]、阿爾及利亞[14]、美國[15]、德國[16]、波蘭[17]、愛爾蘭[18]、約旦[19]、巴西[21]人隱孢子蟲(C．hominis)阿爾及利亞[14]、中國[20，22]刺猬隱孢子蟲(C．erinacei)阿爾及利亞[23]鼠隱孢子蟲(C．muris)阿爾及利亞[14]、捷克[17]、波蘭[17]泰澤隱孢子蟲(C．tyzzeri)捷克[17]安氏隱孢子蟲(C．a(chǎn)ndersoni)中國[8，22]、愛爾蘭[18]貓隱孢子蟲(C．felis)中國[13]泛在隱孢子蟲(C．ubiquitum)英國[24]芮氏隱孢子蟲(C．ryanae)愛爾蘭[18]肖氏隱孢子蟲(C．xiaoi)愛爾蘭[18]牛隱孢子蟲(C．bovis)愛爾蘭[18]隱孢子蟲馬基因型(Cryptosporidiumhorsegenotype)中國[7]、意大利[11?12]、愛爾蘭[18]、捷克[25]、美國[26]、比利時(shí)[27]、希臘[27]隱孢子蟲豬基因型(Cryptosporidiumpiggenotype)愛爾蘭[18]驢DonkeyC．parvum阿爾及利亞[14]、中國[20]C．hominis中國[20]C．muris阿爾及利亞[14]Cryptosporidiumhorsegenotype中國[20]

2　人獸共患風(fēng)險(xiǎn)

2003年，Ryan等[23]基于隱孢子蟲的小亞基核糖體RNA (18S rRNA)基因位點(diǎn)，對捷克的普氏野馬隱孢子蟲分離株進(jìn)行擴(kuò)增和測序，構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹發(fā)現(xiàn)該分離株位于一個(gè)獨(dú)立的分支上，將其命名為C.parvumhorse genotype，現(xiàn)為Cryptosporidiumhorse genotype。隨后在美國、意大利、德國、希臘、中國和愛爾蘭等國家馬糞便樣品中發(fā)現(xiàn)該基因型，見表1。近年在愛爾蘭犢牛，日本寵物刺猬，英國和美國腹瀉患者糞便樣品中發(fā)現(xiàn)該基因型，表明該基因型并非具有嚴(yán)格的宿主特異性，存在人獸共患風(fēng)險(xiǎn)[28-30]。在英國的來自農(nóng)村的30歲免疫功能正常女性，曾有過國外旅行史和公共場所游泳，但未和動物有過直接接觸，推測可能是飲用或接觸動物糞便污染的水源導(dǎo)致感染[28]；美國的患者為18歲免疫功能正常女性，在寵物店內(nèi)從事照顧腹瀉的犬、貓、兔和刺猬等寵物的工作，未接觸過馬、牛等家畜，當(dāng)時(shí)調(diào)查認(rèn)為寵物并不能傳播Cryptosporidiumhorse genotype，而新近的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，寵物刺猬可以感染該基因型，據(jù)此推斷患者可能因接觸腹瀉的刺猬而導(dǎo)致感染[29-30]。

C.parvum是最為重要的人獸共患種類，可感染100多種哺乳動物，含有卵囊的動物糞便糞污染水源和食物是導(dǎo)致人體隱孢子蟲病暴發(fā)的主要因素[2]。現(xiàn)有的調(diào)查資料顯示，世界范圍內(nèi)，C.parvum是馬最常見感染的隱孢子蟲種類(見表1)。新近意大利的一項(xiàng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在一個(gè)馬場馬駒因感染C.parvum導(dǎo)致嚴(yán)重腹瀉，6名學(xué)生同時(shí)感染C.parvum，表現(xiàn)為腹痛和腹瀉，其亞基因型一致，證實(shí)馬是人類感染隱孢子蟲病的主要傳染源之一[4]。2015年，在阿拉爾及利亞發(fā)現(xiàn)驢感染C.parvum，隨后在我國河南和山東家畜交易市場的驢均發(fā)現(xiàn)了C.parvum，鑒定的亞基因型均為人獸共患，提示驢也存在隱孢子蟲人獸共患風(fēng)險(xiǎn)[14,20]。

C.hominis具有嚴(yán)格的宿主特異性，除試驗(yàn)動物感染外，自然宿主幾乎僅感染人。2015年，Laatamna等[14]對阿爾及利亞的馬進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)馬可感染C.hominis，隨后在中國和巴西的馬糞便中也發(fā)現(xiàn)C.hominis[20,22-23]。在我國的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，C.hominis為驢感染隱孢子蟲的優(yōu)勢種類，且較馬更易感染[20]。馬屬動物源C.hominis生物學(xué)特性有待于進(jìn)行深入研究，以闡明其人獸共患傳播。

C.muris主要感染嚙齒類，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)其自然宿主越來越多，包括人、鳥類、爬行動物等，在波蘭和捷克的馬、阿爾及利亞的馬和驢糞便中均發(fā)現(xiàn)該種，研究結(jié)果不能確定為馬屬動物自然感染還是隱孢子蟲卵囊機(jī)械傳播，需進(jìn)一步調(diào)查研究[16,19,21]。

C.erinacei最初發(fā)現(xiàn)于刺猬，近年在人和馬糞便樣品中均發(fā)現(xiàn)該種感染，而寵物刺猬體內(nèi)發(fā)現(xiàn)感染Cryptosporidiumhorse genotype，表明兩者或可存在協(xié)同進(jìn)化[23,29]。C.felis是常見的人獸共患隱孢子蟲之一，在我國臺灣馬糞便中發(fā)現(xiàn)C.felis和C.parvum，均具有重要的人獸共患風(fēng)險(xiǎn)[13]。

在我國黑龍江的成年馬糞便中發(fā)現(xiàn)反芻動物特異性的C.andersoni，根據(jù)種系發(fā)育分析證實(shí)其在牛和馬之間具有共患性[8]。新近在我國四川馬糞便樣本中同樣發(fā)現(xiàn)了C.andersoni和C.hominis[22]。在愛爾蘭利菲河流域馬糞便中也發(fā)現(xiàn)了C.andersoni，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)了具有牛和羊宿主特異性的C.ryanae、C.bovis和C.xiaoi，以及C.pig genotype，推測與該區(qū)域馬、牛和羊在同一草場放牧有直接相關(guān)關(guān)系[18]。

3　致病性

世界范圍內(nèi)，根據(jù)不同的檢測方法，馬隱孢子蟲感染率為0%～37%，早期調(diào)查多采用顯微鏡檢測，可能因假陽性而感染率較高，采用分子生物學(xué)方法檢測，感染率相對較低。隱孢子蟲寄生于馬的小腸，常引起馬駒腹瀉，而成年馬則不表現(xiàn)明顯臨床癥狀[5-6,9,13]。前期調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在馬的糞便中發(fā)現(xiàn)大量隱孢子蟲卵囊，但未見馬表現(xiàn)出腹瀉癥狀，隨著分子生物技術(shù)的應(yīng)用，研究結(jié)果顯示C.parvum常引起馬駒嚴(yán)重腹瀉，糞便呈褐黃色，惡臭，并發(fā)燒，而Cryptosporidiumhorse genotype感染則常呈無癥狀感染[4,12,16]。然而，在英國和美國的兩例人體感染Cryptosporidiumhorse genotype的病例報(bào)道中，均引起了嚴(yán)重的腹瀉[28,30]。隱孢子蟲在不同宿主存在不同致病性，可能與宿主免疫力存在一定關(guān)系，研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞免疫對宿主保護(hù)力相對較強(qiáng)，在寄生蟲入侵過程中能夠抵抗甚至清除蟲體，使宿主臨床表現(xiàn)較輕或無臨床表現(xiàn)[31]。當(dāng)宿主免疫功能健全時(shí)，不感染隱孢子蟲或呈一過性感染，但AIDS患者易感，其體內(nèi)人干擾素誘導(dǎo)蛋白10(IP-10)水平明顯高于健康者和未感染隱孢子蟲的AIDS患者。IP-10主要由腸上皮細(xì)胞分泌，可刺激輔助性T17細(xì)胞(T helper 17 cells，Th17)分化，雖然感染隱孢子蟲的AIDS患者體內(nèi)IP-10分泌未受到影響，但影響Th17細(xì)胞分化，導(dǎo)致細(xì)胞免疫保護(hù)作用受到影響[32]。

種母馬被認(rèn)為是隱孢子蟲攜帶者，馬駒因共用草場而造成隱孢子蟲感染，圈飼較放牧條件下更易導(dǎo)致該病流行，夏秋季節(jié)較冬春季節(jié)感染率高[6,33]。國內(nèi)在黑龍江腹瀉的成年馬糞便中發(fā)現(xiàn)C.andersoni，該種主要寄生于反芻動物皺胃，引起生長遲緩和產(chǎn)奶量下降，其在馬體內(nèi)的寄生部位尚不清楚[8]。目前，馬感染的其它隱孢子蟲種類/基因型均未發(fā)現(xiàn)可引起腹瀉等臨床癥狀，有關(guān)驢感染的隱孢子蟲種類/基因型也尚未見相關(guān)致病性的報(bào)道。

4　地理隔離特征

目前，主要采用基因亞型分型方法研究隱孢子蟲的地理隔離遺傳特征?；?0 kDa糖蛋白(60 kDa glycoprotein，gp60)基因，Cryptosporidiumhorse genotype分為兩個(gè)亞型家族(VIa和VIb)，存在宿主適應(yīng)性和地理隔離現(xiàn)象，在捷克和美國馬駒糞便中發(fā)現(xiàn)的亞型分別為VIaA11G3和VIaA14G2[25-26]，在意大利和我國新疆的馬為VIaA15G4[7,11]，我國河南和山東驢的為VIaA11G3和VIaA15G4，而在犢牛的為VIaA14G4[2]，在人體和寵物刺猬的為VIb13[28-30]。

C.parvum包括IIa-i、IIk-p亞型家族，其中以IIa和IId為人獸共患家族，在宿主協(xié)同進(jìn)化方面扮演著重要角色[2]，不同國家的馬源和驢源C.parvum基因亞型存在區(qū)域性差異。意大利的馬源C.parvum基因亞型為IIaA23R1、IIdA21G1、IIdA22G1和IIdA23G1[4,11]，新西蘭的為IIa A18G3R1[9]，美國為IIaA13G2R1、IIaA15G2R1和IIaA17G2R1[15]，愛爾蘭的為IIjA15G4[18]，阿爾及利亞的為IIaA16G1R1[23]，巴西的為IIaA18G3R1和IIaA15G2R1[21]；而我國四川、內(nèi)蒙古的馬的均為IIdA19G1[20]。阿拉爾及利亞驢源C.parvum基因亞型IIaA16G1R1[14]，我國河南和山東的均為IIdA19G1[20]。以上基因亞型均屬人獸共患基因亞型家族，且常見于各自國家或地區(qū)人或其它動物感染，表明馬屬動物源C.parvum具有區(qū)域性宿主協(xié)同進(jìn)化。

C.hominis的Ik亞型家族至今僅發(fā)現(xiàn)于馬屬動物，在阿爾及利亞，馬源C.hominis的基因亞型為IkA15G1[14]，巴西的為IkA20G1[21]，我國甘肅的為IkA16G1[20]，而在四川的為IdA15[22]；我國河南和山東驢源C.hominis的基因亞型IkA16G1和IkA16[20]。因相關(guān)報(bào)道研究較少，馬屬動物源C.hominis是否存在地理隔離特征有待于深入研究。

5　結(jié)　語

家馬和家驢作為重要的交通工具和戰(zhàn)爭武器在人類歷史上至少延續(xù)了三千年，其攜帶的隱孢子蟲具有多樣性分布特征。經(jīng)人工長期馴化選育，家馬和家驢形成了較多具有地域特色的品種，其感染的隱孢子蟲是否經(jīng)種系選育、交通運(yùn)輸、貿(mào)易交往和戰(zhàn)爭等，形成宿主協(xié)同進(jìn)化和地理隔離遺傳進(jìn)化有待于研究。此外，現(xiàn)代馬業(yè)如旅游和馬術(shù)俱樂部的興起，驢肉、驢奶和驢皮等驢產(chǎn)業(yè)的復(fù)蘇，人類與馬和驢接觸密切，大大增加了隱孢子蟲人獸共患的傳播風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)加強(qiáng)對馬屬動物隱孢子蟲病的監(jiān)測。

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