饮用水水质标准中增加“两虫”检测的意义

论饮用水水质标准中增加“两虫”检测的意义摘要贾第鞭毛虫与隐孢子虫（简称“两虫”）是两种严重危害饮用水水质安全的病原微生物。“两虫”具有个体微小，致病量低、感染途径和方式简单,流行分布广泛的特点。人感染后出现呕吐、腹泻等症状，绝大多数抗生素无效，治疗依赖于人体自身的抵抗力。目前水源性感染是其最大的感染源。城市供水系统中的“两虫”直接威胁饮用水安全,并同时对城市水环境带来生态和健康风险。在饮用水水质标准中增加“两虫”项目，可有效控制“两虫”病的传播，保障饮用水饮用水安全。关键词贾第鞭毛虫；隐孢子虫；饮用水水质标准由供水系统污染所引起的水传播疾病时有暴发，对人类的健康构成直接威胁，不但对社会造成了巨大的经济损失，而且容易造成人们对供水系统安全性的质疑及恐慌。而贾第鞭毛虫和隐孢子虫被认为是世界上最主要的导致人体腹泻的水源性原生动物寄生虫。近年来，以饮用水为媒介引起的隐孢子虫病和贾第鞭毛虫病不断暴发，对饮用水安全构成严重威胁，对城市水环境带来生态和健康风险，已引起了包括我国在内的世界各国的关注。美国疾病预防控制中心于1996年、2002年分别将隐孢子虫感染和贾第鞭毛虫感染列入国家必须申报的传染病名单。我国也在2006年将“两虫”检测加入饮用水水质标准，规定每10L小于1个孢囊或卵囊[1]。随着城市化进程的发展，城乡生活垃圾、生活污水和养殖业污水排放量迅速增加，部分人、畜、禽粪尿污染环境和水源，“两虫”感染介水传播的危险性亦随之增加。因此积极开展净水工艺的改进及隐孢子虫和贾第鞭毛虫的控制技术，对于疾病控制的流行和发展、保证饮食安全、保障人民的健康等都具有重要的意义。1贾第鞭毛虫和隐孢子虫的危害1.1生物学性质1.1.1贾第鞭毛虫蓝氏贾第鞭毛虫（GiardiaLambliaStiles,1915）简称贾第鞭毛虫，是一种寄生于人类和动物肠道的原生动物。在人体中时，寄生于人体小肠、胆囊，主要于十二指肠，可引起腹痛、腹泻和吸收不良等症状，为人体肠道感染的常见寄生虫之一。贾第鞭毛虫感染的患者，以无症状带虫者居多。潜伏期多在两周左右，甚至可达数月不等。临床症状视病变部位而异，其表面多种多样，症状轻重也有不同[2]。贾第鞭毛虫有滋养体和孢囊两个不同的发育阶段（图1-1）滋养体呈倒置梨形，大小长约9.5～21mm，宽5～15mm，厚2～4mm。两侧对称，背面隆起，腹面扁平。腹面前半部向内凹陷成吸盘状陷窝，借此吸附在宿主肠粘膜上。有4对鞭毛，按其位置分别为前侧鞭毛、后侧鞭毛、腹鞭毛和尾鞭毛各1对，依靠鞭毛的摆动，可活泼运动。滋养体期无胞口，胞质内也无食物泡，以渗透方式从体表吸收营养物质。图1-1孢囊椭圆形，囊壁较厚，大小为10～14×7.5～9mm。碘液染色后呈黄绿色，囊壁与虫体之间有明显的空隙，未成熟的包囊有2个核，成熟的包囊具4个核，多偏于一端。囊内可见到鞭毛、丝状物、轴柱等[3]。贾第鞭毛虫以孢囊的形态存在于水中，大小约8～10μm。孢囊25℃的水中可保持感染性2周，而在4℃水中可保持感染性达ll周之久。贾第鞭毛虫致病剂量为10～100个活孢囊[4]。1.1.2隐孢子虫隐孢子虫是一个总称，包含的种名有近20种，在自然界中分布十分广泛，存在于哺乳类、鸟类、鱼类以及随栖类动物体内。隐孢子虫的生活周期可在同一宿主体内完成。寄生于人体的微小隐孢子虫(以下简称“隐孢子虫”)以感染性的卵囊的形式随宿主粪便排出宿主体外，新宿主通过受隐孢子虫污染的物质接触来感染隐孢子虫病，如与受到感染的人或动物的粪便接触的土、水、未烹煮或交叉污染的食品[5]。隐孢子虫主要寄生于小肠上皮细胞的刷状缘纳虫空泡内。空肠近端是虫体寄生数量最多的部位，严重者可扩散到整个消化道。亦可寄生在呼吸道、肺脏、扁桃体、胰腺、胆囊和胆管等器官。寄生于肠粘膜的虫体，使粘膜表面出现凹陷，或呈火山口状[2]。隐孢子虫病影响哺乳动物的肠道，是典型的急性短期感染疾病。人对于隐孢子虫普遍易感，据报道132个卵囊(50％感染剂量)足以引起血清呈阴性的健康志愿者获得感染，免疫系统完整的患者的主要症状是自限性的腹泻，但对于免疫系统受到损伤的患者，比如艾滋病患者，症状就特别严重，而且往往是致命性的[6]。在艾滋病患者中感染率高达48％左右，长期的严重腹泻，是艾滋病病人的重要致死因素之一[7]。在美国统计的2003—2005年度隐孢子虫病例中，相较于其他年龄组，1～9岁的儿童组和30～39岁成人组有更多的病例报告[8]。隐孢子虫的致病机理尚未完全澄清，很可能与多种因素有关。小肠粘膜的广泛受损，肠粘膜表面积减少，破坏了肠道吸收功能，别是脂肪和糖类吸收功能严重障碍，导致患者严重持久的腹泻，大量水及电解质从肠道丢失。此外，由于隐孢子虫感染缩小了肠粘膜表面积，使得多种粘膜酶明显减少，例如乳糖酶，这也是引起腹泻的原因之一[2]。隐孢子虫的卵囊呈圆形或椭圆形，直径4～6μm，成熟卵囊内含4个裸露的子孢子和残留体。子孢子呈月牙形，残留体由颗粒状物和一空泡组成。囊内子孢子排列不规则，形态多样，残留体为暗黑（棕）色颗粒状[3]。卵囊在水环境中为生物学上的潜伏期，它不进行自我复制及增殖，能抵抗饮用水常用消毒剂，在水和土壤中可存活数月，在4℃水中甚至可存活1年之久[4]。1.2流行病学特征贾第鞭毛虫和隐孢子虫均呈世界性分布，各地感染率高低不一，在1%～30%之间。一般发达国家或地区感染率低于发展中国家或地区，儿童高于成人，个别地区儿童感染率可达50%～70%[9]。贾第鞭毛虫以热带和亚热带最为流行，发展中国家感染人数约为2.5亿，中国各地感染率0.48%～10%。多数散在发病，在特殊情况下也可引起暴发流行。前苏联感染率较高，英、美等多国民众因旅游前苏联而感染。隐孢子虫在温暖潮湿季节发病率较高，2岁以下的婴幼儿较易患病。感染人群农村多于城市，沿海港口多于内地，畜牧地区多于非牧区，旅游者多于非旅游者。在腹泻患者中，欧洲、北美洲隐孢子虫检出率为0.6%～20%，亚洲、大洋州、非洲和中南美洲为3%～32%[2]。1.2.1传染源感染贾第鞭毛虫或隐孢子虫的病人和带虫者的粪便和呕吐物中均含有卵囊，都是传染源。感染者一次排出粪便中可含4亿个包囊，一昼夜可排出9亿个。哺乳类动物，如牛、羊、犬、猫等均可作为保虫宿主[2]。1.2.2传播途径水源性传播。这是两虫感染的重要传播途径。污染主要来自人和动物粪便以及污水污染[10]。食物传播。食物操作者或管理者感染两虫，常可通过食物感染食用者。由于从食物中检出两虫的技术存在困难，不易获得直接证据[11]。接触传播。接触感染两虫的人和动物可引起两虫传播。任何途径导致粪-口接触者极易感染。在拥挤的小学校、托幼机构、家庭和医院，接触传播率很高，有的托幼机构贾第鞭毛虫流行率高达35%[12]。性传播。此种传播途径越来越受到重视。近年来，作为机会性感染的病原体，两虫常合并艾滋病感染而危及患者生命[13]。2“两虫”的控制2.1水环境中的“两虫”水源受到污染，特别是受到水源水区域内生活污水、养殖厂、屠宰场等排放污水的污染是两虫存在于饮用水中的主要原因。饮用水源常被检测出含有两虫。美国检出饮用水源中隐孢子虫卵囊的检出率为65％～97％，饮用水中的检出率为28％，隐孢子虫的感染率很高，发达国家为2％，发展中国家5％～10％。1991～1994年，贾第鞭毛虫成为美国7种经水源传播的原虫之首。由于为消毒目的而溶于自来水中的氯浓度根本达不到杀死两虫的目的，但污染的水质外观大都良好，符合一般标准。因此，水源性爆发成为工业化国家的一大公共卫生问题[10]。我国至今还没有大规模暴发两虫疾病的报道。但随着人民生活水平的提高，以及饮水习惯从单一饮用开水逐渐向饮用瓶装水和管道直饮水等转变，饮用水中的微生物安全问题将日益突出。介水传播的贾第虫病和隐孢子虫病在我国的潜在威胁不容忽视。“两虫”的介水传播具有下述特点：（1）影响面大，容易暴发流行。如果水源受到“两虫”孢囊和卵囊的污染，很容易通过饮用水系统和娱乐水系统传染，造成在整个供水范围内的大面积暴发流行，发病日期比较集中。（2）病例的分布与供水的范围具有高度的一致性，绝大多数感染者都有饮用同一水源的历史。（3）隐孢子虫卵囊在水环境中的存活期和潜伏期均较长。如水源经常受到含有隐孢子虫卵囊的污染，病例可经常不断出现，发病呈地方性或区域性。（4）水环境中存在两虫孢囊与卵囊传染源的可能性大，存在水平较高。大量的调查结果表明，在雨季和潮湿环境中的“两虫”存在水平要高于其他季节[14]。2.2感染流行的原因传统的饮用水处理工艺无法彻底清除水中污染的贾第鞭毛虫孢囊和隐孢子虫卵囊。目前我国常规自来水生产工艺是混凝沉淀、砂滤、氯化消毒，这对于直径只有4μm的隐孢子虫卵囊来说很难彻底清除。且“两虫”对氯具有相当的抗性，80㎎/L氯（或氯胺）消毒90分钟，灭活率也仅90%。英、美等发达国家的给水处理工艺和设施都比较先进，执行的饮用水水质标准也较严格，但仍有较高水平的“两虫”病暴发流行，主要原因之一就是公共供水系统管道因渗漏或使用维护不当造成了水质的二次污染。自然灾害，特别是暴雨和干旱也会引起“两虫”病的流行。水厂水源浊度明显上升，使饮用水处理的困难增加，出厂水虽然细菌指标达到水质标准，“两虫”也有可能未被彻底清除。加之沉淀池排水和滤池反冲水直接回用，致使“两虫”进入滤后水中，继而进入市政供水系统[14]。2.3检测方法“两虫”的检验方法基本一致。目前采用的美国USEPA1623方法是标准化的方法,可同时检测“两虫”。该方法的主要步骤为过滤、洗脱、浓缩、分离纯化、荧光显色和镜检。借助DAPI染色和微分干涉显微镜观察，还可证实卵囊和包囊的存在。此方法的回收率较高，准确性也较好，但不能区分空壳无活性两虫和有活力、具有感染性的两虫。传统方法在使用过程中已逐渐暴露出检出率低、重现率差、过程复杂、成本昂贵等缺陷，各国研究者们开始对各个步骤予以改进，进一步得出优化方案[15]。3.总结两虫具有致病量低、抵抗环境选择性压力强、易于造成两虫病暴发流行等特点，被认为是对公共健康及公共安全具有潜在风险。过去曾暴发过多起两虫病的流行，给人类造成了重大损失，两虫依然威胁着当今人类的健康。《生活饮用水卫生标准》（GB5749－2006）中增加“两虫”含量的检测，能有效控制饮用水中“两虫”的含量，大大降低民众因饮用被污染的水而患上“两虫”病的可能性。但由于两虫为非必选微生物检测指标，加上检测成本昂贵，水质中两虫主动及被动检测项目相对其它常规微生物指标检测项目开展较少。此种现状应从多方面着手改善。检验部门应尽快找出灵敏度高、成本低、耗时短、易操作的“两虫”检验方法，以迅速、有效、准确地检出水中两虫水平，及时处理存在两虫隐患的生活饮用水；供水部门应优化水处理工艺，饮水者应养成不喝生水的习惯，避免或减少感染；监测部门应尽快对生活饮用水“两虫”污染进行日常监测，以保证用水安全；医药部门则应开展感染者及带虫者两虫检测，并尽早研制出有效治疗两虫感染的药物。参考文献[1]中华人民共和国卫生部，GB5749-2006生活饮用水卫生标准[S].北京：中国标准出版社，2006．46.[2]蓝氏贾第鞭毛虫表面抗原与临床诊断的研究进展.河北联合大学学报：医学版-2012年第4期.[3]蓝氏贾第鞭毛虫滋养体细胞核分裂过程研究进展.华北煤炭医学院学报-2011年第5期.[4]OlsonME，GohJ，PhillipsM，eta1．GiardiacystandCryptosporidiumoocystsurvivalinwater,soilandcattlefeces[J]．JournalofEnvironmentalQuality，1999，28(6)：1991-1996．[5]DaviesAP，ChalmersRM．Cryptosporidiosis[J]．BritishMedicalJournal，2009，339：963—967．[6]DupontHL，ChappellCL，SterlingCR，eta1．TheinfectivityofCryptosporidi