[中学教育]疟原虫的生活史

[中学教育]疟原虫的生活史 疟原虫的生活史 疟原虫(Plasmodium)属于顶端复合门、孢子纲、球虫亚纲、真球虫目、血孢子亚目、疟原虫科。目前已知疟原虫种类有130余种。主要寄生在人和哺乳类，少数在鸟类、爬虫类等动物。疟原虫有严格的宿主选择性，如人体的疟原虫不能寄生其他动物，但极少数灵长类疟原虫偶可自然感染与其亲缘相近的人体。 疟原虫是引起疟疾的病原体，寄生人体的疟原虫有4种，即间日疟原虫(Plasmodiumvivax)、恶性疟原虫(P(falciparum)、三日疟原虫(P(malariae)和卵形疟原虫。(P(ovale)，分别引起间日疟、恶性疟、三日疟及卵形疟等疟疾。疟疾是一种重要的寄生虫病，分布遍及全球，主要流行于温带和热带的发展中国家，全世界有一半人口受到威胁。目前在我国，间日疟原虫分布较广，南自海南省，北至黑龙江省，东为沿海各省，西至新疆;恶性疟原虫主要分布在海南省及云南、贵州某些地区;三日疟原虫已很少见。现将我国危害较严重的间日疟原虫和恶性疟原虫的生活史、主要危害和防治原则作如下简介。 疟原虫的生活史 自1880年法国医生在疟疾患者血中发现疟原虫以后，诸多科学家历经一个世纪的漫长岁月的探索研究，迄今基本查明疟原虫的发育过程。疟原虫生活史具有宿主交替(脊椎动物与吸血昆虫)和世代交替(无性生殖与有性生殖)的特点。人体疟原虫需要在人体内和按蚊体内发育而完成其生活史。 (一)疟原虫在人体内发育: 1(肝细胞内发育，又称红细胞外期。当受染疟原虫子孢子的雌性按蚊叮咬人时，子孢子可随按蚊的涎液进入人体末梢血液，约经30分钟随血流侵入肝细胞。最近从电镜观察证实，子孢子侵入肝细胞前须通过血窦，经内皮细胞层侵入内皮细胞，或经枯氏细胞，再转移肝细胞内寄生;近年研究，人体寄生的间日疟原虫和恶性疟原虫，其环子孢子蛋白的某些氨基酸序列可与肝细胞特异性结合，从而对疟原虫子孢子寄生于肝细胞的机理提出有启发性意义的论证。子孢子在肝实质细胞内虫体变圆形，核开始分裂，即进行无性的裂体增殖，此时核多次分裂，形成裂殖体(schizont)。裂殖体逐渐增大，不断进行核分裂，到一定程度，细胞质也分裂，并包绕核周围形成裂殖子(merozoite)。间日疟原虫和恶性疟原虫在肝细胞内完成裂体增殖的时间分别约8天和6天，各形成约10000余个和40000个裂殖子。裂殖子呈圆形或椭圆，大小为0.3—0.7μm。肝细胞破裂后，裂殖子进入血窦、血流中，一部分被吞噬细胞吞噬掉，一部分侵入红细胞内进行红细胞内期的发育。肖特(Shortt)及加纳姆(Garnham)(1948)在用与间日疟原虫类似的食蟹猴疟原虫子孢子感染 猕猴时，除了在8天后于肝脏切片中找到红细胞外期裂殖体外，三个半月后又在肝脏切片中找到了裂殖体。当时他们认为疟原虫经过一代红细胞外期裂体增殖后，其裂殖子除能进入血流并侵犯红细胞外，还能再次侵入肝细胞，反复不断地在肝脏内发育繁殖，形成一个循环。而将疟原虫第一次在肝细胞内进行裂体增殖的时期称为红细胞前期(或原发性红细胞外期)，将所谓再次侵入肝细胞继续进行裂体增殖的时期称为红细胞外期(或继发性红细胞外期)。这一学说流传20余年，经大量实验研究均未能证实，于1975年被世界卫生组织正式否定。之后李森科(Lysenko)等(1977)援引莫什科夫斯基(Moshkovsky)(1973)的学说提出，间日疟原虫的子孢子在进入肝细胞后，在发育繁殖的速度上可能是多态的 (polymorphism)，发育快者称为速发型子孢子(tachysporozoites)，慢者称为迟发型子孢子(bradysporozoites)。直到1980年克罗托夫斯基(Krotoski)等研究证实了在间日型的食蟹猴疟原虫(P(cynomolgi bastianellii)子孢子侵入猕猴肝细胞内存在部分不发育的、呈休眠状态的疟原虫，称之为“休眠子”。多数学者认为间日疟原虫的子孢子具有遗传学上不同的两个型，两型子孢子同时进入肝细胞内，速发型子孢子在7—8天完成红外期裂体增殖发育，迟发型子孢子须经或长(可达300余天)或短的休眠状态后，休眠子才完成红外期裂体增殖发育。目前国内外学者也证实食蟹猴疟原虫的间日疟原虫有休眠子期。休眠子的发现对疟疾复发 的机理提供了新的解释。 2(红细胞内发育，包括红细胞内的裂体增殖(称红细胞内期)及配子体形成，即有性期开始。红细胞内裂体增殖，分滋养体和裂殖体两阶段。用光学显微镜观察时，须作血涂片用瑞氏或姬氏液染色，染色后胞质为蓝色，核为紫红色或红色，疟色素不着色，保持其原来的棕褐色。 早期滋养体的细胞质呈纤细的环状，核位于胞质的一侧，疟原虫似指环状，故称“环状体”。随着滋养体发育，虫体增大，胞质形状不规则，且出现空泡和疟色素，同时受染红细胞胀大，在其面出现染成红色的薛氏小点(Schuffner′s dots)。约经40小时，滋养体变圆，胞质内空泡消失，核开始分裂，但胞质未分裂，称之为未成熟裂殖体;在48小时左右，裂殖体形成12—24个裂殖子，其大小约1×1.5μm。间日疟原虫完成红内期发育周期为48小时。受染红细胞破裂，裂殖子被释出，再侵入正常红细胞继续其裂体增殖。经过几次裂体增殖后，部分裂殖子侵入红细胞内不再进行裂体增殖而发育为雌性配子体或雄性配子体。配子体呈圆形或椭圆形，胞质无空泡，核1个，疟色素均匀分布，受染红细胞胀大，出现较多薛氏小点。雌配子体较大，核位于虫体一侧;雄配子体胞质染色较浅，核位于虫体中央、核质较疏松，呈浅红色。成熟配子体如未被按蚊宿主吸入，经一定时间即变性，被吞噬细胞消灭。 恶性疟原虫的环状体较小，约等于红细胞直径的1/5，虫体常位于红细胞边缘;成熟裂殖体含8—36个裂殖子;雌、雄配子体呈新月形或腊肠形，核位于虫体中央，疟色素多散在分布于核周围。受染的红细胞不胀大，出现较粗大的紫色的茂氏小点(Maurer′s dots)。红细胞内期发育周期为36—48小时。 根据显微电镜观察显示，当裂殖体成熟时，红细胞出现泡状隆起且胀大，由于裂殖子的运动，红细胞突然破裂，裂殖子逸出，此过程约需1分钟。据研究，裂殖子侵入红细胞的过程是按下列顺序进行:裂殖子前端类锥体接触红细胞表面一红细胞在接触面出现凹陷一裂殖子从内陷口进入红细胞一红细胞将入口封闭并恢复正常状态。此过程约经10—15分钟。 (二)疟原虫在蚊体内发育:需经过在蚊胃腔内进行有性生殖，即配子生殖;及在蚊胃壁进行无性生殖，即孢子增殖(上图)。 当雌性按蚊刺吸疟疾患者血时，红细胞内发育各期的疟原虫随血液进入蚊胃腔，红细胞内裂体增殖无性期疟原虫均被消灭或死亡，仅雌、雄配子体能存活并继续发育。雌、雄配子体到达蚊胃腔后几分钟内即开始形成雌、雄配子。雌配子脱离受染红细胞，形态酷似雌配子体，但较小;雄配子体的核先分裂为4—8块，形成4—8个丝状雄配子，雌、雄配子受精后形成圆球形的合子(Zygote)，随后合子体渐伸长，形成香蕉状和能活动的动合子(ookinete)。至此，完成了配子生殖(李慧珠，等1980;高 24小时，动合子可穿过蚊胃壁组织兴政，等1987)。在蚊吸血后约12— 并停留于其弹性纤维膜下，形成圆球形的卵囊(oocyst)，而进入孢子增殖阶段。约在吸血后3天，孵囊内的核开始分裂，6天左右分裂的核和囊内细胞质可形成1个或多个成孢子细胞(sporoblast)。成孢子细胞体呈圆球形或椭圆形或不规则形，从成孢子细胞体表面长出子孢子芽，分裂的核逐渐移入子孢子芽内(陈佩惠，等;1985、1987、1990)。在适宜温、湿度条件下，按蚊吸带配子体者血之后10天左右发育为子孢子。1个蚊胃壁上的卵囊数量可由数个到千余个;1个卵囊内可含千余个到成万个子孢子。子孢子呈长形、稍弯曲，长约10—15μm，虫体前部较细，顶端平齐，后部稍粗。可主动从卵囊壁钻出，或因卵囊破裂而被释放出来，游离于蚊血腔的血淋巴中，并随蚊血淋巴到达蚊涎腺内。1只蚊虫的涎腺内含子孢子数量多达20万个，此时，子孢子可随蚊虫吸血再传播给人。疟原虫又开始其人体内的发育。 疟原虫在蚊体内的发育，受多种因素的影响，例如，配子体的感染性，人体的免疫力，蚊虫宿主的易感性，以及外界的温度、湿度等因素。配子体的感染性取决于患者血液中的配子体的数量，必需达一定的阈限水平(如间日疟原虫为10个/mm3血液，恶性疟原虫为42个/mm3)，才能感染成功;雌雄配子体的数量比例合适，雌配子体应多于雄配子体(4?1或5—20?1);配子体的成熟程度及其活性，如果配子体未成熟或衰老者，均不能使蚊虫感染。人机体的体液免疫和细胞免疫对降低配子体的感染力 起一定的作用，随血液进入蚊胃内的人体内各类白血细胞，特别是中性粒细胞，可吞噬在蚊胃腔内的部分配子体，因而影响蚊虫感染率。但并非各种按蚊均能作为疟原虫的宿主，不同种疟原虫的易感蚊虫宿主种类也不同。在我国对上述二种疟原虫敏感较高的按蚊种类为嗜入按蚊、大劣按蚊、微小按蚊，而中华按蚊对间日疟原虫有一定敏感性，对恶性疟原虫敏感性则很低;晚近研究表明，嗜人按蚊的传疟能量比中华按蚊高达20.8倍(王诃，等1987)。人体疟原虫在蚊体内发育所需相对湿度为80,—90,;至于温度，间日疟原虫以25?为宜，恶性疟原虫为27—30?。 疟原虫的危害性与防治 引起疟疾的病原是疟原虫生活史中红细胞内无性增殖期的裂殖体。当成熟裂殖体胀破红细胞时，释放出裂殖子、疟原虫的代谢产物，以及红细胞碎片等一起进入血流。其中相当一部分物质被巨噬细胞及多形核细胞吞噬，刺激这些细胞产生内源性热原质，后者和疟原虫代谢物共同作用于下丘脑的体温调节中枢，引起发热。疟疾的发作，是达到一定数量的红细胞内无性期(裂体增殖期)疟原虫对机体的刺激引起的，如间日疟原虫为每mm3血液10—500个，恶性疟原虫为500—1300个。疟疾发作周期和红内期裂体增殖周期一致，因此，间日疟为隔日发作一次，恶性疟初期发作通常隔日一次，其后则发作不规则。间日疟有复发(relapse)现象，即疟疾初发后红细胞内期疟原虫已被消灭，经数月至年余，未经蚊媒叮咬，仍又出现疟疾发作。这是由于疟原虫在肝细胞内发育存在休眠子。 典型的疟疾发作表现为周期性的寒战、发热和出汗退热三个连续阶段。随着疟疾发作几次后，患者继之出现贫血、脾肿大及凶险型疟疾等。贫血症状以恶性疟尤为严重，因为恶性疟原虫侵犯各种红细胞，繁殖数量大，破坏红细胞较严重。疟疾贫血的原因，除了红细胞内期疟原虫直接破坏红细胞外，还可由于:脾功能亢进，牌中巨噬细胞数量增多，吞噬能力加强，可吞噬受染及正常的红细胞;骨髓中红细胞的生成障碍;以及免疫病理的原因，如抗原抗体复合物的作用，引起红细胞溶解。脾肿大的主要原因是充血与淋巴样-巨噬细胞增生。反复发作或多次感染，则脾肿大更明显。此外，在恶性疟暴发流行时，有时也见于严重的间日疟患者，发生凶险型疟疾症状，如脑型疟疾、肾功能衰竭、重疟贫血、严重水泻等;其中常见的是脑型疟疾，患者高烧、昏迷，不及时治疗可致死亡。凶险型疟疾的发病机理，诸家学说不一，但近年多数学者倾向于支持机械性阻塞学说，即由于内脏(包括脑)微细血管被疟原虫所寄生的红细胞阻塞，导致局部组织缺氧及细胞变性坏死，而至全身性的功能紊乱。 疟疾防治原则，应根据疟原虫生活史和流行区实际情况，采用因地因时制宜的综合防治。一方面用抗疟药杀灭人体内发育各阶段的疟原虫，防止疟疾发作及控制传染源:一方面积极开展防制媒介蚊虫，以控制疟疾的传播。