日本血吸虫感染不同相容性动物宿主的比较研究＊

杨健美，苑纯秀，冯新港，傅志强，石耀军，刘金明，洪 炀，李 浩，陆 珂，林矫矫

日本血吸虫病是一种严重的人兽共患寄生虫病，目前主要流行于中国、菲律宾、印度尼西亚和日本，其传播环节多、流行因素复杂，是所有人体血吸虫病中对健康危害最严重的一种。经过半个多世纪的努力，我国血吸虫病防治取得了令人瞩目的成就，目前血吸虫病的控制形势依然严峻，至2010年底，全国估计血吸虫病病人仍有325 824例，全国流行地区现有耕牛存栏数1 476 606头，感染率为1．04%，略高于2009年，全国现有钉螺面积373 596．18 h m2，其中新增钉螺面积1 081．80 h m2［1］。

日本血吸虫病难以控制的一个主要原因在于其感染宿主种类众多，许多哺乳动物，包括家畜和许多野生动物可以感染日本血吸虫，成为疾病的传播载体［2］。在流行区，人血吸虫病流行状况很大程度上与日本血吸虫相容性宿主的密度及与其接触程度相关。不同的动物宿主对血吸虫易感性不同，根据血吸虫感染宿主后在其体内生长发育等情况，可以将宿主分为适宜宿主（per missive host）与非适宜宿主［3］。为了有效控制日本血吸虫病，就必须对病原及其广泛的宿主谱之间的关系进行深入地了解，虽然多达46种哺乳动物可以自然感染日本血吸虫，但是其中仅有一部分保虫宿主可以对人类构成威胁。黄牛、水牛和山羊是血吸虫病疫区的3种重要的天然保虫宿主［4］，Wistar大鼠、BALB／c小鼠及新西兰大白兔是经过实验室驯化后的实验动物，是血吸虫病相关研究中常用的实验动物。本文以这6种动物为对象进行人工感染，对不同宿主来源的同日龄虫体发育和形态进行比较，对不同宿主感染后的肝脏病变进行了比较观察，并对3种天然宿主的肝脏进行病理切片的观察和比较。

1 材料与方法

1．1 动物 从血吸虫非疫区购买黄牛、水牛山羊各3头，雄性，均为15～18月龄，健康，每种动物体重相近，试验前进行了其它主要寄生虫感染的排查工作，包括吸虫、绦虫、线虫、球虫等。Wistar大鼠（150 g）、BALB／c小鼠（20 g），均为雄性，各20只，购自中国科学院上海实验动物中心；新西兰大白兔（2．5～3 kg，雄性），3只，购自上海市松江区车墩实验动物良种场。

1．2 尾蚴 日本血吸虫中国大陆株尾蚴由中国农业科学院上海兽医研究所血吸虫病研究室提供。

1．3 主要仪器和试剂 10%中性福尔马林固定液购自上海源叶生物科技有限公司，伊红，无水醋酸，无水乙醇，苏木素，甘油等购自Sig ma公司。正置生物显微镜，Nikon 50i。

1．4 人工感染 人工贴片感染6种宿主，按宿主种类分成6组，黄牛组和水牛组采用背部贴片感染，山羊组采用腹股沟贴片感染，大鼠、小鼠和兔采取腹部贴片，贴片尾蚴数量依次是 1 000，2 000，400，1 000，60，1 000左右。感染7周后，通过肝门静脉灌注法冲虫，收集成虫，备用。

1．5 虫体收集与比较 计数每种动物来源的虫体数目，计算每种动物宿主的虫体回收率。并对每个动物收集到的虫体进行长度和宽度测量、形态观察比较。

1．6 肝脏病变比较 6种动物在感染后49 d，静脉灌注冲虫的同时，对各个宿主的肝脏病变进行观察。对其中的3种天然宿主（黄牛、水牛和山羊）感染后的肝脏，剪取1 c m3肝组织小块，固定于10%中性福尔马林溶液中，按常规方法制作4μm石蜡切片，常规脱腊、脱水、HE染色、光镜下观察肝组织病理变化。

2 结 果

2．1 虫体发育比较 不同宿主感染日本血吸虫后49 d，收集体内的成虫，发现虫体回收率和虫体发育情况存在较大差异（表1），除了Wistar大鼠来源的虫体未发育成熟（图1），其余动物来源虫体均发育成成虫，雌雄合抱，但比例不一。我们比较了6种动物宿主的虫体回收率，总体来说，适宜宿主的回收率明显高于非适宜宿主，虫体回收率由高到低为：山羊＞BALB／c小鼠＞新西兰大白兔＞黄牛＞水牛＞Wistar大鼠。

2．2 虫体长度和宽度比较 总体来说是适宜宿主体内的虫体长度明显长于非适宜宿主体内的虫体长度，雌虫长于雄虫（Wistar大鼠来源的虫体例外）。通过比较，虫体发育长度依次为，雌虫：黄牛＞山羊＞BALB／c小鼠＞新西兰大白兔＞水牛＞Wistar大鼠；雄虫：黄牛＞BALB／c小鼠＞新西兰大白兔＞山羊＞水牛＞Wistar大鼠。宽度依次为，雌虫：山羊＞黄牛＞BALB／c小鼠＞水牛＞新西兰大白兔＞Wistar大鼠，雄虫：山羊＞新西兰大白兔＞黄牛＞水牛＞BALB／c小鼠＞Wistar大鼠 （图2）。

表1 六种动物宿主体内49日龄虫体发育情况比较Tab．1 Wor m develop ment in different animal hosts on day 49 after infection with Schistosoma j aponicum

图1 大鼠与新西兰大白兔来源虫体的形态比较Fig．1 Comparison of wor ms from Wistar rat and NewZealand rabbit

图2 6种不同宿主来源49日龄虫体的长度和宽度比较Fig．2 Comparison of length and width in 49－days schistosomes from different animal hosts A：Length comparison；B：Width comparison．The number of wor ms compared in each group was at least n＝50 for females and males，respectively，and included wor ms from all animals．

2．3 肝脏表面观察 感染后，黄牛出现了拉稀症状，兔子出现了被毛竖立、拉稀、蜷缩的症状，后期有个别小鼠死亡，水牛和大鼠状态尚可。6种动物宿主感染日本血吸虫尾蚴49 d后的肝脏病变存在很大的差异，总的来说，适宜宿主（黄牛、山羊、BALB／c小鼠和新西兰大白兔）感染后肝脏布满虫卵结节，其中山羊、新西兰大白兔和BALB／c小鼠的肝脏完全被白色虫卵结节布满，病变尤其严重；而非适宜宿主的肝脏只有少量虫卵结节（水牛），或者几乎看不到虫卵结节（Wistar大鼠），详见图3。

图3 不同动物宿主感染日本血吸虫尾蚴后49 d的肝脏病变损害观察Fig．3 Observation on pathological damage of livers from different animal hosts infected with S．j aponicu m

2．4 3种天然宿主肝脏组织病理观察 对黄牛、水牛和山羊这3种天然动物宿主感染日本血吸虫尾蚴49 d后的肝脏制作石蜡切片，经过HE染色后进行观察，黄牛组和山羊组肝脏组织炎性细胞明显增多且聚集，虫卵周围有大量嗜酸性细胞浸润，多量炎性淋巴细胞聚集浸润，或呈浸润性坏死，形成典型条纹状嗜伊红沉淀物，呈现特征性“何博礼现象”（Hoeppli pheno menon）［5］，该现象系虫卵内抗原物质与宿主抗体于体内发生的环卵免疫沉淀反应的表现。而水牛组的肝细胞以中央静脉为中心，呈放射状排列，无肝细胞变性、无坏死及炎症细胞的聚集浸润，小叶结构完整，以中性粒细胞和单核细胞居多，淋巴细胞很少（图4）。

图4 3种天然保虫宿主感染日本血吸虫尾蚴49 d后的肝脏石蜡切片HE染色观察Fig．4 Micrograph of HE staining of par affin sections for livers fr om three natural animal hosts（yellow cattle，water buffalo and goat）A，B，C，D，E，and F：10×10；G，H and I：10×40．A，D and G are from water buffalo；B，E and H are from yellow cattle；C，F and I are from goat．

3 讨 论

日本血吸虫与曼氏血吸虫等其他血吸虫不同，寄生的终末宿主众多，是导致其难以控制和消灭的主要原因之一。我国日本血吸虫病的流行病学调查结果表明，牛是最重要的保虫宿主，在很多地区，人的感染率与牛的感染率呈同步变化趋势。单纯对居民进行化疗是难以有效控制血吸虫病传播的，对水牛进行化疗在一定程度上能降低居民的再感染，强调了研制开发抗牛日本血吸虫疫苗达到传播阻断作用的重要意义［6－7］。在血吸虫病流行区主要饲养牛有黄牛和水牛，研究显示，相对于黄牛，水牛对日本血吸虫是较不易感的，并且水牛随着年龄的增加感染率有下降的趋势，黄牛则没有此现象［8］。何毅勋等人曾以相同条件感染小鼠、大鼠、家兔、山羊、猪、黄牛、水牛等12种动物，观察长达60周，结果显示山羊的易感性为最高，达60．3%［9］。在我国山羊也是血吸虫病疫区普遍饲养的一种家畜动物，和黄牛、水牛一样是日本血吸虫的重要天然保虫宿主。而在实验室研究中采用的实验动物主要为新西兰大白兔、小鼠和大鼠等，所以本文对这6种动物宿主感染日本血吸虫做了比较研究，为实验室和野外研究提供一些参考数据，也为我们进一步了解日本血吸虫与终末宿主之间的相互关系奠定了基础。

研究表明一些动物（包括大鼠、猪和水牛等）感染日本血吸虫一段时间后，虫体数量急剧下降，可能是由于机体的免疫系统和非免疫因子导致的虫体清除现 象，称 为 “自 愈”（self－cure pheno menon）［10］。在本文中，结果证实了水牛、Wistar大鼠是日本血吸虫的半适宜宿主，他们虽然都不是适宜宿主，但是对日本血吸虫的抵抗机制明显是不同的。在感染后49 d收集的虫体发育情况表明，水牛体内的虫体能够发育成雌雄合抱状态，且在水牛的肝脏中观察到有极少量虫卵肉芽肿病变；而Wistar大鼠体内的虫体不能发育成成虫，亦不能呈雌雄合抱，所以在肝脏没有观察到虫卵引起的病变。在Wistar大鼠体内，对雌虫的影响较大，雌虫明显变短，且长度明显小于雄虫（其他5种宿主来源的虫体都是雌虫长度大于雄虫），且雌虫呈白色（其他5种来源雌虫由于成虫摄食血液，肠管内充满被消化的血红蛋白，呈黑色）。水牛、Wistar大鼠对虫体感染的这种现象可能与各自机体的免疫状况不同有关，具体的机制尚不清楚。最近报道的关于SD大鼠感染日本血吸虫的情况与本文Wistar大鼠又是不同的，感染42 d的SD大鼠体内能够检获成虫，并且在宿主肝脏发现肉芽肿［13］，研究者还对日本血吸虫感染适宜宿主与非适宜宿主的免疫学特征进行了初步的比较研究，表明与Th2型免疫应答相关的细胞因子IL－10在血吸虫非适宜宿主体内水平显著高于适宜宿主，可能在抗血吸虫机制中发挥重要作用。这些研究提示不同实验动物大鼠对日本血吸虫的感染机制可能亦存在着差别。

鼠类宿主目前是对血吸虫病研究的最重要的试验动物模型，尤其是小鼠［14］。在血吸虫病研究中使用某种实验动物所得出的结果并不一定适用于其他实验动物和其他天然宿主（包括人类），对于日本血吸虫尤其如此。不同的宿主对日本血吸虫的生长发育影响是不同的，不同的非适宜宿主对血吸虫的抵抗和清除机制也是不同的，情况比较复杂，有待进一步深入研究。

（本文的动物试验部分得到了江西省家畜血吸虫病防治站的喻华、贺亮等人的帮助，在此表示感谢。）

［1］Lei ZL，Zheng H，Zhang LJ，etal．Schistoso miasis stat us in People’s Republic of China in 2010［J］．Chin J Schistosomiasis Control，2011，23（6）：599－604．（in Chinese）雷正龙，郑浩，张利娟，等．2010年全国血吸虫病疫情通报［J］．中国血吸虫病防治杂志，2011，23（6）：599－604．

［2］Zhou SL，Lin JY，Jiang MS．Schistoso mes［M］．2nd ed．Beijing：Science Press，2001：175－176．（in Chinese）周述龙，林建银，蒋明森．血吸虫学［M］．2版．北京：科学出版社，2001：175－176．

［3］He YX，Salafsky B，Ramaswamy K．Host－parasite relationships of Schistosoma j aponicu m in mammalian hosts［J］．Trends Parasitol，2001，17（7）：320－324．

［4］Lin DD，Liu Y M，Hu F，etal．animal host of Schistosoma j aponicum and transmission of schistosomiasis in Poyang lake region［J］．J Trop Med，2003，3（4）：383－387．（in Chinese）林丹丹，刘跃民，胡飞，等，鄱阳湖区日本血吸虫动物宿主及血吸虫病的传播［J］．热带医学杂志，2003，3（4）：383－387．

［5］Smit h JH，Lichtenberg FV．The Hoeppli pheno menon in schistoso miasis．II．Histochemistry［J］．Am J Pat hol，1967，50（6）：993－1007．

［6］Gray DJ，Williams GM，Li Y，etal．A cluster－randomised intervention trial against Schistoso ma j aponicu m in the Peoples＇Republic of China：bovine and hu man trans mission［J］．PLoS ONE，2009，4（6）：e5900．DOI：10．1371／journal．pone．0005900

［7］Guo JG，Ning A，Hu GH，etal．The field trial on the contr ol of schist oso miasis by treat ment of buffaloes wit h che motherapy in the Poyang lake region of Jiangxi province［J］．Chin J Zoonoses，2005，21（10）：860－862．（in Chinese）郭家钢，宁安，胡广汉，等．水牛化疗控制鄱阳湖地区血吸虫病传播的现场实验研究［J］．中国人兽共患病杂志，2005，21（10）：860－862．

［8］Wang TP，Zhang SQ，Wu WD，etal．Treat ment and reinfection of water buffaloes and cattle infected with Schistosoma j aponicu m in Yangtze River valley，Anhui Pr ovince，China［J］．J Parasitol，2006，92（5）：1088－1091．

［9］He YX，Yang HZ，Mao SB．Host specificity of schistosomiasis japonica I：The develop mental rates，distribution and sur vival in ma mmals［J］．Chin Med J，1960，46：470－475．（in Chinese）何毅勋，杨惠中，毛守白．日本血吸虫宿主特异性研究之一，各种哺乳动物体内虫体发育率、分布及存活情况［J］．中华医学杂志，1960，46：470－475．

［10］Lv MY，Li YF，Lin DD．The self－cure phenomenon in buffalo and pig infected wit h Schistoso ma j aponicu m and its mechanis m［J］．Int J Med Parasit Dis，2010，37（3）：184－188．（in Chinese）吕美云，李宜锋，林丹丹．水牛和猪感染日本血吸虫后的自愈现象及其机制．国际医学寄生虫病杂志［J］．2010，37（3）：184－188．

［11］Lu WY，Hu Y，Yuan ZY，etal．Preli minary study on the i mmunological characteristics of per missive and non－per missive hosts infected wit h Schistosoma j aponicu m［J］．Chin J Parasitol Parasit Dis，2011，29（4）：267－271．（in Chinese）卢潍媛，胡媛，袁忠英，等．日本血吸虫感染适宜与非适宜宿主的免疫学特征初步研究［J］．中国寄生虫学与寄生虫病杂志，2011，29（4）：267－271．

［12］Ibrahi m R，Faten N，Eman A，etal．Effect of treat ment with antifibrotic dr ugs in co mbination wit h PZQ in i mmunized Schistoso ma mansoni infected murine model［J］．J Amer Sci，2010，6（5）：208－216．