第六章叶足虫

1第六章叶足虫叶足虫属于肉足鞭毛门(PhylumSarcomastigophora)的叶足纲(ClassLobosea)，形态特征为具有叶状伪足的运动细胞器。生活史一般分活动的滋养体期和不活动的包囊期，营无性繁殖。还有自生生活的阿米巴可以致病，引起严重的原发性阿米巴脑膜脑炎。第一节溶组织内阿米巴主要有四种阿米巴寄生在人类结肠中，但只有一种溶组织内阿米巴（Entamoebahistolytica）被肯定为可引起人类的疾病。溶组织内阿米巴作为研究最多的肠道原虫经历了120年以上的研究历史。溶组织内阿米巴分类学经历了漫长的阶段，早在1875年FedorLosch发现了该原虫，他称其为肠阿米巴（Amoebacoli），但未曾给予分类描述或提出该原虫与腹泻的关系。以后的16年中也有人提出这一原虫与细菌同时存在于腹泻病人的粪便中，但尚未指出该原虫与痢疾的关系。1891年Councilman和Lafleur在无菌性肝脓肿的脓液中发现了该原虫，才提出了该原虫具非细菌依赖性致病潜力，改称其为痢疾阿米巴(Amoebadysenteriae)。终于1903年FritzSchaudinn将这种致痢疾的原虫，命名为溶组织内阿米巴（Entamoebahistolytica）。同时他也描述了该原虫的生活史和形态，但存在着许多错误。1913年Walker和Sellardo曾做了个危险又经典的研究，他们给2志愿者吞食从病人体内分离到的虫体，其中有些志愿者出现阿米巴痢疾的症状，而大多数人则无症状，仅在粪便中检出虫体，这提示了传播途径主要为经口感染。溶组织内阿米巴可发展成侵入性阿米巴病和无症状感染。Brumpt在1928年正式提出了所谓TwoSpeciesTheory，表明溶组织内阿米巴也有着两个种，其中之一可引起人类侵入性阿米巴，另一种则否，命名为Entamoebadispar（迪斯帕内阿米巴），但两者生活史、形态相似。这个假设很好地解释了这一原虫的流行病学，但还是被忽视了50年。1978年至1987年，Sargeaunt与许多国家的学者合作对近10000个溶组织内阿米巴分离株进行同工酶分析。将从无症状感染者体内分离的虫株称非致病性酶株群（non-pathogeniczymodemes），从阿米巴痢疾（amoebicdysentery）或阿米巴肝脓肿（amoebicliverabscess）体内分离的虫株有着与之不同的同工酶谱，称之为致病性酶株群（pathogeniczymodeme），同时认为非致病性阿米巴可能与迪斯帕内阿米巴为同一虫株。以后的几年中Tannich、Clark和Diamond分别证实了两种阿米巴虽形态相同，但抗原性和基因完全不同。1993年，正式将引起侵入性阿米巴病的虫株命名为EntamoebahistolyticaSchaudinn,1903，而肠腔同栖的阿米巴虫株命名为EntamoebadisparBrumpt,1925。Brumpt的假设几乎在77年以后才得以证实。现在这个命名已经被阿米巴研究领域广泛采用。【形态】1．滋养体（trophozoite）原一贯认为在肠腔内的滋养体为小滋3养体或肠腔共栖型滋养体，在某种因素影响下可不同程度侵入肠壁吞噬红细胞和组织细胞变成大滋养体。但目前认为迪斯帕内阿米巴滋养体为肠腔共栖，并不侵入肠壁，而溶组织内阿米巴的滋养体均具侵袭性，随时可吞噬红细胞，故将吞噬红细胞或不吞噬红细胞的溶组织内阿米巴滋养体均称为滋养体。在阿米巴痢疾患者新鲜粘液血便或阿米巴肝脓肿穿刺液中，可活泼活动，每秒5m，以二分裂法增殖，形态变化大。当其从有症状患者组织中分离时，常含有摄入的红细胞，有时有白细胞和细菌可窥，大小常在20m~40m，甚至50m；反之，生活在肠腔、在非腹泻粪便中或有菌培养基中，则大小为10m~30m，不含红细胞。借助单一定向的伪足而运动。滋养体具一个泡状核，呈球形，直径4m~7m，纤薄的核膜边缘有单层均匀分布的大小一致的核周染色质粒（chromataingranules）。核仁小（0.5m），常居中，其周围围以纤细无色的丝状结构。包囊（cyst）滋养体在肠腔里形成包囊，称之成囊（encystations），但滋养体在肠腔以外的脏器或外界不能成囊。在肠腔内滋养体逐渐缩小，停止活动变成近似球形的包囊前期（precyst），以后变成一核包囊，进行二分裂增殖，胞质内有一特殊的营养储存结构即拟染色体（chromatoidbody），呈棍棒状，对虫株鉴别有意义。在未成熟包囊中有糖原泡（glycogenvacuole）；成熟包囊有4个核，圆形，直径10~16m，包囊壁厚约125-150nm，光滑，折光无染色，。核为泡状核，与滋养体相似但稍小。溶组织内阿米巴滋养体在体外不能成囊，图6-1溶组织内阿米巴滋养体4亦不能人工成囊。扫描电镜或透射电镜对溶组织内阿米巴的形态均作了详尽的观察。其中特别有意义的是：滋养体的细胞膜厚约10nm，表面主要被有绒毛状的糖萼，胞质富含糖原和螺旋状排列的核糖体，没有典型的线粒体、粗面内质网和高尔基复合体。滋养体表面粗糙，有直径0.2m~0.4m的圆形的孔，与微胞饮有关。在伪足和微饮管口则无这类小孔，亦为溶组织内阿米巴滋养体特征之一。【生活史】人为溶组织内阿米巴的适宜的宿主，猫、狗和鼠等也可作为偶尔的宿主，但由于动物与人之间相互传播关系不大，故作为保虫宿主的意义不大。溶组织内阿米巴生活史简单，包括感染性的包囊期和增殖的滋养体期。其感染期为含四核的成熟包囊。被粪便污染的食品、饮水中的感染性包囊经口摄入通过胃和小肠，在回肠末端或结肠中性或碱性环境中，包囊中的虫体运动，并受肠内酶的作用，包囊壁在某一点变薄，囊内虫体多次伸长，伪足伸缩，虫体脱囊而出。多核的滋养体甚至未完全脱囊的虫体即开始摄食。四核的虫体经三次胞质分裂和一次核分裂发展成八个子虫体，即在结肠上摄食细菌和二分裂增殖。随着其在肠中下移，受脱水或环境变化等原因的刺激形成圆形的前包囊，分泌出厚厚的囊壁，经二次有丝分裂形成四核包囊，经粪便排出，以完成其生活史。图6-2溶组织内阿米巴包囊图6-3溶组织内阿米巴生活史5滋养体在外界只能短时间存活，亦不能通过上消化道，而包囊则可以在外界生存和保持感染性数日至一月，但在干燥环境中易死亡。滋养体是虫体的侵袭形式。其可侵入肠粘膜，吞噬红细胞，破坏肠壁，引起肠壁溃疡；滋养体亦随坏死组织脱落入肠腔，随急速的肠蠕动排出体外；亦可播散到其他器官。而包囊则不能在组织中生长。严格地说，侵入组织不再是该原虫生活史的一部分，因为侵入组织后不能再形成新的感染。因此，侵入性病损必须看成溶组织内阿米巴这一生物体部分的异常行为。【生化与代谢】溶组织内阿米巴为重要的原始真核细胞之一，兼性厌氧，呼吸和消耗极少量的氧。碳水化合物是其主要的能量来源。当其侵入组织时对组织中高含量的氧和活性氧系统（reactiveoxygensystem）非常敏感。虫体的辅酶Ⅱ黄素氧化还原酶和含铁超氧化歧化酶可产生过氧化氢，而过氧化氢则由虫体硫醇依赖的过氧化氢酶降解，该酶即为29kDa/30kDa的虫体多胱氨酸抗原，现在亦称peroxiredoxin。其具有保护虫体侵入宿主组织时或自体代谢过程中的氧化作用。另外，虫体无线粒体且无三羧酸循环，但电子转运系统则部分补偿了这些缺陷。人们已利用且应利用虫体的这些特性筛选出更有效的化疗药物。溶组织内阿米巴表面蛋白多种，与虫体对靶细胞的吸附有关。多丝氨酸表面蛋白分子量约50kDa，具有间接吸附细胞作用；125kDa可变性表面抗原似乎起到传播膜上信号的中继站；而半乳糖凝集素则6在整个原虫吸附中起到了重要作用，其为170kDa和35kDa分子由二硫键相连的260kDa异种二聚体，可与滋养体表面上的半乳糖和乙酰氨基半乳糖受体结合，是一种保护性抗原，具有基因家族(genefamily)。对滋养体表面蛋白的研究将会进一步了解这一重要原虫的免疫、致病和分子生物学。【致病】1．致病机制溶组织内阿米巴滋养体具有侵入结肠和其他器官、适应宿主的免疫反应和表达致病因子的能力，这些致病因子破坏细胞外间质，接触依赖性溶解宿主组织，抵抗补体的溶解作用，这便是溶组织内阿米巴致病的要点。这些毒力因子的转录水平是调节其致病性潜能的重要机理。影响着溶组织内阿米巴的致病性因素中，有三种致病因子已在分子水平广泛研究和阐明：即260kDa半乳糖/乙酰氨基半乳糖凝集素（Gal/GalNAClectin）介导吸附于宿主细胞；阿米巴穿孔素（amoebapores）在宿主细胞形成孔状破坏；半胱氨酸蛋白酶则溶解宿主组织。260kDa凝集素介导滋养体吸附于宿主结肠糖蛋白、结肠上皮、宿主中性粒细胞和红细胞等表面。同时凝集素在吸附后还具有重要的溶细胞作用。这样便使虫体在穿入肠粘膜后，侵犯宿主组织。这种异种二聚体凝集素还参与细胞信号转导作用。阿米巴穿孔素是一组包含在滋养体胞质颗粒中的小分子蛋白家族。滋养体在与靶细胞接触时或侵入组织时可注入穿孔素，使靶细胞形成离子通道。在培养基中的滋7养体并不分泌穿孔素。多胱氨酸蛋白酶是虫体最丰富的蛋白酶，分子量约30kDa，属于木瓜蛋白酶的大家族，可使靶细胞溶解，或降解补体C3为C3a，而抵抗补体介导的抗炎反应。另外，当虫体侵入结肠或经血流播散时，虫体则接触到机体的补体系统，而使虫体产生抗补体作用，有人认为260kDa凝集素亦与此作用有关。总之，这些因子与致病性有关，它们又受基因控制。溶组织内阿米巴的基因在许多方面与其他的真核细胞和其他原虫不同。迪斯帕内阿米巴虽有编码这些因子的基因，但其基因产物的活性相当低。通过对这些因子的研究也许可以解释致病性与非致病性；也许可帮助发现新的化疗药物、帮助开创出新的特异性的诊断方法及疫苗。溶组织内阿米巴不同的分离株在其毒性特征方面具很大可变性。滋养体的毒力也受到外部因素的影响，例如某些细菌的作用，实验性地通过动物内脏；培养基中含胆固醇等等，这些环境因素起到了调节致病性作用，在基因的表达水平控制着虫体的致病性。某些革蓝氏阴性菌可以增强滋养体的毒力，例如产气荚膜杆菌等可以明显增强实验动物感染率和病变程度，附有细菌的滋养体可凭着细菌甘露糖结合凝集素或阿米巴半乳糖/乙酰氨酸半乳糖凝集素以增强阿米巴介导的对宿主细胞的溶解作用。破坏胞外间质和溶解宿主组织是虫体侵入的重要模式。同时，虫体侵入组织需适应有氧环境和抵抗补体的作用。吞噬细菌和红细胞，对血红素分解作用为其在宿主体内生存的重要潜能。虫体亦具有快速接触杀伤巨噬细胞、T细胞和中性粒细胞作用。8宿主对阿米巴侵入的反应主要是细胞和体液免疫。虽然自然防御系统可阻止阿米巴的侵入，但是获得性免疫则起重要的防御作用并具抗再感染作用。抗体特异性的T细胞或细胞因子-干扰素等则可活化巨噬细胞，起抗阿米巴的主要作用。由于抗阿米巴抗体虽可结合在虫体表面，但可以被降解或由于膜的流动而被移走或摄入胞内，可能通过凝集滋养体起抗感染或控制感染的辅助作用。所以候选疫苗需具B和T细胞的结合表位，和激活巨噬细胞活性。阿米巴肝损害时在宿主和虫体之间发生了复杂的相互作用。在活动性感染时，虫体可调节T细胞和巨噬细胞的反应性，尤其是肝阿米巴的急性期，机体处于免疫机制的过渡期，利于虫体存活。所以，阿米巴肝脓肿与巨噬细胞效应分子和T细胞数目等虫体调节因素有关。所以解决阿米巴的免疫调节效应是抑制感染的关键。2．病理变化肠阿米巴病多发于盲肠或阑尾，易累及乙状结肠和升结肠，偶及回肠。典型的病损是口小基底大的烧瓶样溃疡，一般仅累及粘膜层，溃疡间的粘膜正常或稍有充血水肿，除重症外原发病灶仅局限于粘膜层。镜下可见组织坏死伴少量的炎症细胞，以淋巴细胞和浆细胞浸润为主，由于滋养体可溶解中性粒细胞，故中性粒细胞极少见。急性病例滋养体可突破粘膜肌层，引起液化坏死灶，形成溃疡可深及肌层，并可与邻近的溃疡融合，引起大片粘膜脱落。阿米巴肿是结肠粘膜对阿米巴刺激的增生反应，主要是组织肉芽肿伴慢性炎症和纤维化，虽仅1~5%病人伴有阿米巴肿，但需重视与其他的肿瘤进行鉴别诊断。9肠外阿米巴病往往呈无菌性，液化性坏死，周围浸润以淋巴