啮齿动物毕氏肠微孢子虫分子流行病学进展

赵 威，周换换，徐柳莲，马天明，吕 刚

微孢子虫(Microsporidia)是一类专性细胞内寄生的真核生物，以前被认为是一种肠道原虫，现在被归类为真菌[1]。该病原体广泛寄生于节肢动物、鸟类、哺乳动物和人类。目前，已分类鉴定的微孢子虫超过160个属约1 300个种，确认可感染人的有17个种，其中以毕氏肠微孢子虫(Enterocytozoonbieneusi)最常见[1]，1985年首次在AIDS患者体内发现，随后E.bieneusi感染病例在世界各地广泛报道，据统计超过90%的人体微孢子虫病病例是由其引起的[2-3]。感染E.bieneusi的免疫功能缺陷者或低下者常出现致死性腹泻及全身症状，免疫功能正常者一般不表现临床症状或呈自限性腹泻[3]。

在人体发现E.bieneusi11年后，Deplazes等[4]首次在动物宿主(猪)体内鉴定到该病原体。随后大量研究表明E.bieneusi是人和动物常见感染的人兽共患病原体[5]。感染性的孢子也广泛存在于水源、土壤等外界环境中，可通过“人-动物”传播和介水传播，具有重要的公共卫生意义。考虑到E.bieneusi的临床和公共卫生重要性，美国国立卫生研究院(NIH)将其列为B类生物防范病原体，引起研究者们的高度关注[6]。

近年来，国内外有关E.bieneusi感染动物的报道多集中于猪、牛、羊等家畜或农场动物、非人灵长类和其他大型野生动物，而有关啮齿动物的报道较少[1,7]。啮齿动物是最大的哺乳动物群，分布于世界各地。尤其是鼠类，住在除南极洲以外的所有大洲，具有种群数量多、活动能力强、生活区域与人类社区和饲养动物有广泛重叠和紧密的联系等特征，同时鼠类在微孢子虫病传播中即充当传播媒介机械性携带病原体，也作为保虫宿主直接传播病原体，严重威胁人类健康。2010年，Cama等[8]首次报道豚鼠感染E.bieneusi，调查结果表明豚鼠是儿童感染E.bieneusi的传染源。本文就啮齿动物E.bieneusi的感染率、基因型和人兽共患风险等作一综述，以期为制定微孢子虫病防控策略提供参考。

1 感染率

到目前为止，世界范围内共有来自6个国家的11项研究报道了啮齿动物E.bieneusi感染，感染率范围为1.1%～100%，总感染率为15.7%(319/2 037)，见表1。啮齿动物的平均感染率在中国为10.5%(105/1 004)[7, 9-12]；瑞士和德国交界处为10.7%(31/289)[13]；秘鲁为87.55%(7/8)[8]；波兰为38.9%(121/311)[14]；斯洛伐克为1.1%(3/280)[15]；美国为35.9%(52/145)[16-17]。在以上有数据的国家中除了中国和美国，其他几个国家仅有一项研究，因此，关于这些国家啮齿动物E.bieneusi的感染率还应该小心解释。目前，我国也仅有5项研究报道了啮齿动物E.bieneusi感染，涉及了黑龙江、河南、安徽、四川、北京等部分地区[7, 9-12]。因此，无论是我国还是世界范围内关于啮齿动物感染E.bieneusi的流行病学资料还相当匮乏。

不同啮齿动物种类E.bieneusi感染率不同。栗鼠感染率为3.6%～71.4%[9,11,16]、草原犬鼠为48.3%[17]、松鼠为16.7%～42.9%[12,16]、田鼠为20.0%～39.1%[14,16]、小鼠为1.1%～87.5%[13-16]，大鼠为4.0%～7.9%[7,10,16]。由于目前各啮齿动物种类研究的个体数量少，因此，不同啮齿动物种类真正的感染率还很难确定。

2 基因型

由于大多数微孢子虫孢子较小，E.bieneusi仅有2 μm左右，且在不同发育阶段形态有所不同，光学显微镜观察到的形态与粪便中真菌孢子相似，很难区分鉴定。目前，主要采用PCR扩增和测序技术对E.bieneusi进行种类鉴定和基因分型。标准的分型工具是基于扩增E.bieneusi核糖体RNA基因内部243 bp长度片段的转录间隔区(internal transcribed spacer, ITS)[18]。目前已经确定的基因型超过500种，大部分具有宿主特异性，人感染的基因型至少有143种，其中49种基因型既可感染人也可感染动物具有人兽共患风险[3,5,19-20]。通过系统发育分析，已将这些基因型分成至少11个群组，即群组1至群组11，其中群组1中的基因型占所有基因型总数的90%以上，并且包含了几乎所有可感染人的基因型、同时可感染动物和人的基因型以及大多数动物体内鉴定到的基因型。因此，群组1常被称作人兽共患组，群组2至群组11中的基因型主要来自特定宿主或废水，一般被认为具有宿主特异性[21-22]。

表1 啮齿动物毕氏肠微孢子虫感染率和基因型分布
Tab.1 Prevalence and genotypes distribution ofEnterocytozoonbieneusiin rodents

国家鼠种(拉丁名)阳性数/检查数(%)基因型(个数)参考文献ChinaChipmunks (Eutamias asiaticus)49/279 (17.6)SCC-1 (17); SCC-2 (9); D (6); CHY1 (5); SCC-3 (5); Nig 7 (4); CHG9 (2); SCC-4 (1)[9]Brown rats (Rattus norvegicus)19/242 (7.9)D (17); Peru6 (2)[7]Rodents (Rattus spp.)∗8/199 (4.0)CHG14(3); BEB6(2); D(2); CHG2(1)[10]Chinchillas (Chinchilla lanigera)5/140 (3.6)BEB6 (3); D (2)[11]Red-Bellied Tree Squirrels (Callo-sciurus erythraeus)24/144 (16.7)D (18); EbpC (3); SC02 (1); CE01 (1); CE02 (1)[12]Czech-Ger-many borderEast-European House Mice (Mus m. musculus)14/127 (11.0)D (6); PigEBITS5 (4); EpbA (2); C (1); H (1)[13]West-European House Mice (Mus m. domesticus)17/162 (10.5)D (4); Peru 8 (4); CZ3 (4); PigEBITS5 (3); S6 (1); C (1)表1(续)国家鼠种(拉丁名)阳性数/检查数(%)基因型(个数)参考文献PeruGuineapigs (Cavia porcellus)7/8 (87.5)Preu 16 (7)[8]PolandStriped field mouse (Apodemus agrarius)79/184 (42.9)D (6); gorilla 1 (1); WR8 (2); WR5 (1); WR7 (1)[14]yellow-necked mouse (Apodemusfla-vicollis)18/60 (30.0)WR6 (6); D (2); WR4 (1); WR1 (1); WR9 (1)Bankvole (Myodesglareolus)18/46 (39.1)D (2); WR6 (2); WR10 (2); WR2 (1)House mouse (Mus musculus)6/21 (28.6)WR3 (1)SlovakiaMice (Mus musculus musculus)3/280 (1.1)Peru6 (3)[15]USAEastern gray squirrel (Sciurus caro-linensis)11/34 (32.4)WL4 (5); Type IV (3); WW6 (2); PtE-bV+WL21 (1)[16]Eastern chipmunk (Tamias striatus)5/7 (71.4)WL4 (3); Type IV (1); WL23 (1)Woodchuck (Marmota monax)5/5 (100)WL4 (2); Type IV+WL20 (1), WL22 (1), WW6 (1)Deer mouse (Peromyscus sp.)13/55 (23.6)WL4 (10), WL23 (2), WL25 (1)Boreal red-backed vole (Myodes gapperi)1/5 (20.0)WL20+WL21(1)Meadow vole (Microtus pennsylvani-cus)3/10 (30.0)Peru11 (1), Peru11+Type IV (1), WL21+unknown (1)Prairie dogs (Cynomys ludovicia-nus)14/29 (48.3)Row (14)[17]

*该研究检测了168只褐家鼠和31只亚洲家鼠

迄今为止，已在啮齿类动物中鉴定到E.bieneusi基因型有48个[7-17]。不同啮齿动物种类以及不同地理来源的动物感染的E.bieneusi基因型分布存在差异，可能存在地理和宿主隔离特征，见表1。基因型D和TypeIV是目前地理分布最广、宿主范围最大的两个基因型[3,5]。基因型D在我国[7,9-11]、波兰[14]、瑞士和德国交界处[14]的啮齿动物中广泛存在，而在美国[16-17]、斯洛伐克[15]和秘鲁[8]的啮齿动物中并未出现。基因型TypeIV则在美国啮齿动物中常见而其他国家啮齿动物中未出现[16-17]。此外，不同宿主来源的研究也鉴定到了一些独特的基因型，如波兰的研究发现小鼠类和田鼠类感染10个新的基因型，定义为WR1到WR10[14]；美国的研究发现14只草原犬鼠存在一个特殊的基因型定义为Row[17]；美国纽约饮用水源头流域附近的野生啮齿动物中发现啮齿动物特有的基因型命名为WL20至WL26[16]；秘鲁的7只豚鼠感染特殊基因型Peru16[8,15]。笔者先前在黑龙江省野生褐家鼠体内鉴定到两个已知的基因型D和Peru6，其中基因型D为优势基因型占89.5%[7]。最近本课题组在海南的调查发现，4种野生大鼠类感染E.bieneusi基因型有PigEBITS7、D、Peru8、HNR-I到HNR-III，其中基因型PigEBITS7呈现出优势性。一方面证实了基因型D分布广泛，另一方面也支持了不同地理/宿主来源的啮齿动物基因型构成存在差异。

近年来，越来越多研究采用多位点序列分型技术(multilocus sequence typing, MLST)对E.bieneusi进行基因亚型结构的鉴定和分析。Feng等[23]基于MS1、MS3、MS4和MS7位点，建立了E.bieneusi的MLST法，到目前为止，仅有一篇研究报道了啮齿动物源E.bieneusi分离株多位点分型数据，该研究运用MLST法扩增了24只来自我国四川E.bieneusi感染的红腹树松鼠，MS1、MS3、MS4和MS716 位点分别扩增成功16、14、7和14个，测序结果显示这四个位点分别出现8、3、3和2个亚型，4个位点全部成功的样本仅有6个且均为基因型D，经分析显示它们之间存在5个MLG亚型[13]。接下来应重点开展啮齿动物源E.bieneusi的MLST研究，从而进一步评估啮齿动物携带毕氏肠微孢子虫的遗传变异和群体遗传学，为研究其传播动力学奠定基础。

3 公共卫生风险

利用E.bieneusiITS基因型序列构建系统进化分析树，结果显示E.bieneusi基因型可分为至少11个组群[9]，组群1中的基因型数量占总基因型数90%以上[3]。大多数可感染人和动物的基因型均属于组群1，因此，推测组群1中的基因型具有潜在人兽共患性[3]；其他组群中的基因型多数具有宿主特异性[16]，但也有一些在人体中发现[3,5]。已鉴定啮齿动物感染的48个E.bieneusi基因型中有15个基因型(CZ3、Peru6、BEB6、C、D、EbpA、EbpC、H、Peru8、Peru11、Peru16、PigITS5、S6、TypeIV、Nig7)可以感染人，具有人兽共患性。其余33个人体未见报道的基因型中，在组群1中的有11个，分别为CHG2、CHG9、CHG14、SC02、WR1-WR4、gorilla1、WL20、WL21，这些基因型也具有潜在的人兽共患性。22基因型(SCC-1到SCC-4、CHY1、WL4、WW6、WL22-WL26、RW5-RW10、Row、CE01、CE02)目前仅在啮齿动物中被鉴定到，具有一定的宿主适应性，人兽共患性较小。啮齿动物中广泛存在人兽共患以及组群1中的基因型，提示啮齿动物感染的E.bieneusi具有一定人兽共患风险。

2010年，Cama等[8]利用显微镜检测方法发现秘鲁一名2岁大的婴儿感染了E.bieneusi，随后分子鉴定为一个罕见的基因型，定义为Peru16。为了追溯该婴儿E.bieneusi感染的来源，研究者检测了其家庭中饲养的几种动物，在7只豚鼠检测到E.bieneusi且均是基因型Peru16，随后又检测了其他不同家庭来源的豚鼠，结果显示豚鼠是Peru16的自然保虫宿主。这些证据表明该婴儿感染E.bieneusi可能是由豚鼠传播的。

最近，张龙现课题组[10]开展河南某奶牛繁育中心奶牛以及该中心附近大鼠和苍蝇E.bieneusi感染情况，发现大鼠和奶牛交叉携带基因型BEB6和CHG2，表明这两个基因型存在大鼠和奶牛互传的可能性。笔者课题组也在黑龙江某粮仓附近的褐家鼠体内检测到人兽共患的基因型D，表明携带E.bieneusi的褐家鼠可能造成粮仓粮食的污染而导致人体感染，因此，应注意鼠类防控，减少对粮食的污染和破坏[7]。

4 结 语

啮齿动物可携带多种病原体，目前人们对鼠体内感染的一些新现的人兽共患的肠道原虫寄生虫病的了解还比较少，近年来，鉴于E.bieneusi食源性和水源性传播，其在公共卫生健康方面越来越受到关注，但仍缺乏人和动物E.bieneusi流行病学调查资料。越来越多的证据表明，鼠类等啮齿动物粪便很容易造成水源污染，增加了E.bieneusi人兽共患的传播风险。应改善不良的卫生和饮食习惯，加强对鼠类传播微孢子虫病的认识，建立健全的鼠类的防控体系。此外，有关E.bieneusi对动物的入侵机制、致病性和传播途径等方面仍不清楚，应进一步对E.bieneusi群体遗传学开展更多的调查研究。

利益冲突：无