馬屬動物源十二指腸賈第蟲流行研究進展

朱姝穎,張苗苗,孫靜靜,2,李曉迎,2,張龍現,2,李俊強,2*

(1.河南農業大學動物醫學院,河南鄭州 450046;2.河南省人獸共患病國際聯合實驗室,河南鄭州 450046)

十二指腸賈第蟲(Giardiaduodenalis)又稱藍氏賈第蟲(G.lamblia)或腸賈第蟲(G.intestinalis),是一種具有鞭毛的單細胞真核寄生性原蟲[1],其感染宿主范圍廣泛,可感染包括人在內的多種哺乳動物,具有重要的人獸共患性[2-3]。十二指腸賈第蟲生活史簡單,主要通過糞-口途徑傳播,在發育過程中有滋養體和包囊兩個時期[4]。滋養體呈倒置的梨形,前端鈍圓,后端漸尖細,背面隆起,腹面扁平,主要寄生于宿主的十二指腸或小腸上端并進行二分裂增殖;包囊呈卵圓形,折光性較強,經盧戈氏碘液著色后,呈棕黃色[5]。其主要通過誤食被十二指腸賈第蟲包囊污染的飲水或食物而引起感染[5]。動物感染十二指腸賈第蟲后向外界排出包囊感染其他宿主[6]。據統計,全球每年約有2.8×108例賈第蟲病例,大多數病例在發展中國家。

馬屬動物主要包括馬、驢、騾,已經廣泛應用于農業、軍事、交通、娛樂等方面。馬屬動物廣泛應用后成為人獸共患病的重要傳染源。馬屬動物感染賈第蟲首次發生于南非,此后世界各地馬屬動物感染賈第蟲的情況相繼報道[7]。賈第蟲感染常引起馬屬動物的腹瀉癥狀,同時也是引起腸炎的一種常見病因[8]。鑒于十二指腸賈第蟲對于馬屬動物的嚴重危害,以及馬屬動物在賈第蟲人獸共患傳播過程中的重要作用,本文通過對馬屬動物源十二指腸賈第蟲的流行病學總結和分析,以期更好的了解十二指腸賈第蟲在馬屬動物中的流行情況和人獸共患潛力,從而為賈第蟲病的綜合防控提供參考。

1 十二指腸賈第蟲的分類與集聚體分布

根據賈第蟲的形態結構和感染宿主范圍可分為9個種,分別為十二指腸賈第蟲(G.duodenalis)、鸚鵡賈第蟲(G.psittaci)、瓦氏賈第蟲(G.varani)、袋貍賈第蟲(G.peramelis)、倉鼠賈第蟲(G.cricetidarum)、微小賈第蟲(G.microti)、鼠賈第蟲(G.muris)、敏捷賈第蟲(G.agilis)和蒼鷺賈第蟲(G.ardeae)[9]。其中十二指腸賈第蟲是唯一可以同時感染人類和多種哺乳動物的賈第蟲[10]。

20世紀80年代以來,根據賈第蟲酶的電泳遷移率對十二指腸賈第蟲進行了基因型鑒定,分別鑒定了集聚體A和集聚體B[11]。通過聚合酶鏈反應(polymerase chain reaction,PCR)技術對十二指腸賈第蟲特異性基因位點進行基因型分析,這些常見的基因位點包括核糖體小亞基RNA(small subunit ribosomal RNA,SSUrRNA)、磷酸丙糖異構酶(triosephosphate isomerase,tpi)、谷氨酸脫氫酶(glutamate dehydrogenase,gdh)、β-賈第素(β-giardin,bg)等[12-13]。根據這些基因位點的特異性和序列的差異性將其分為了8個集聚體,分別為集聚體A-H[14-15]。十二指腸賈第蟲不同集聚體感染宿主范圍也有不同,其中集聚體A和集聚體B主要感染人類、非人靈長類、反芻動物、馬屬動物、家兔、雪貂、海貍等,集聚體C和集聚體D主要感染犬科動物[16],集聚體E主要感染反芻動物和豬,集聚體F主要感染貓科動物,集聚體G主要感染嚙齒類動物,集聚體H主要感染海豹等。十二指腸賈第蟲各集聚體感染宿主的偏好性機制有待進一步從多組學或感染機制方面進一步研究。

通過對十二指腸賈第蟲多位點基因型的分析,可以將集聚體A分為3個亞型,分別為AⅠ、AⅡ、AⅢ。其中,AⅠ亞型主要感染哺乳動物,AⅡ亞型多見于人類,AⅢ亞型多見于野生反芻動物[15]。用多位點技術集聚體B可分為2個亞型,分別為BⅢ、BⅣ,其中亞型BⅢ主要感染人和其他哺乳動物,亞型BⅣ大部分感染人[17]。隨著測序技術的不斷提高,十二指腸賈第蟲高精度基因組序列的獲得,通過對全基因組篩選獲得高分辨率的基因分型技術,賈第蟲分類學研究和分子溯源技術也在不斷的提升。

2 十二指腸賈第蟲的流行病學研究

2.1 十二賈第蟲的流行情況

南非首次報道了馬感染賈第蟲[18],之后通過顯微鏡形態學觀察、直接熒光抗體測定法(direct fluorescence antibody,DFA)、免疫熒光技術(immunofluorescence technique,IFT)和PCR擴增等檢測方法和診斷技術,相繼有馬屬動物源十二賈第蟲感染的報道,世界范圍內已經有13個國家報道了馬屬動物源十二指腸賈第蟲的感染情況,其平均感染率為9.9%(569/5753)(表1),感染率最高的是在挪威的馬屬動物,高達30.4%(7/23)[19];其次為加拿大,感染率為20.0%(6/35)[8];我國馬平均感染率為6.7%(130/1949),驢平均感染率為15.3%(215/1414)。馬屬動物源十二指腸賈第蟲感染率的差異受多種因素的影響,如品種、氣候、宿主等因素。

表1 世界范圍內馬屬動物十二指腸賈第蟲流行情況及集聚體分布

近年我國已有14個省(市)報道了馬屬動物(馬和驢)源十二指腸賈第蟲的感染情況,其平均感染率為10.3%(345/3363)(表2)。其中馬感染率最高的為湖北(20.0%,4/20);其次為河北,感染率為16.2%(22/136);在山西和浙江2地區未見賈第蟲感染的報道(0/15、0/23)。在已報道的14個省(市)馬源十二指腸賈第蟲的平均感染率為6.4%(130/1949)。驢源十二指腸賈第蟲感染率最高為新疆17.3%(154/890);其次為青海(15.4%,2/13)、山東(14.7%,38/258)、遼寧(13.8%,4/29)、吉林(10.4%,5/48)、內蒙古(6.8%,12/176),平均感染率為15.3%(215/1414)。不同地區馬屬動物感染十二指腸賈第蟲有差異,可能與飼養管理、地域、年齡、采樣數量、宿主營養狀況及免疫狀態等因素有關。同時也與采樣時的氣候、溫度和濕度有關(表3)。

表2 中國馬屬動物十二指腸賈第蟲流行情況及集聚體分布

表3 馬屬動物十二指腸賈第蟲在不同因素下流行和集聚體分布情況

2.2 感染風險因素分析

不同品種、年齡、性別、飼養方式下,馬屬動物的感染率各有不同(表3)。不同種類對馬屬動物十二指腸賈第蟲的感染率差異顯著(χ2=59.747,P<0.001),其中以驢的感染率最高(15.3%,215/1414),馬次之(8.1%,350/4273),騾的感染率最低(6.1%,4/66)。馬屬動物不同品種對賈第蟲的感染耐受性不同。

不同年齡對馬屬動物源十二指腸賈第蟲的感染率差異顯著(χ2=96.769,P<0.001),<1歲的感染率最高(16.1%,245/1525),其次是1～3歲(10.6%,74/701),感染率最低的為>3歲(7.3%,113/1556)。幼齡馬屬動物比成年馬屬動物更易感。不同性別的馬屬動物源十二指腸賈第蟲的感染率差異顯著(χ2=51.336,P<0.001),其中雌性馬屬動物的感染率最高(15.6%,172/1101),騸馬(7.9%,48/610)和雄性馬屬動物(7.8%,58/748)次之。規?；B殖和散養的十二指腸賈第蟲感染率差異亦顯著(χ2=73.136,P<0.001),其中規?；B殖的馬屬動物源感染率(11.7%,421/3598)顯著高于散養的馬屬動物源的感染率(2.1%,18/871)。這些不同風險導致的十二指腸賈第蟲感染率的顯著差異,對于臨床上針對性防控馬屬動物源十二指腸賈第蟲具有重要意義。

2.3 十二指腸賈第蟲基因型分布

馬屬動物中共檢測到4種十二指腸賈第蟲集聚體(分別為A、B、E、G)和2種混合集聚體感染(A/B和B/E)。其中,集聚體B為優勢集聚體,占總鑒定樣品的67.8%(307/453);其次為集聚體A,占總鑒定樣品的25.2%(114/453);集聚體E占總鑒定樣品的5.1%(23/453);集聚體G占總鑒定樣品的0.7%(3/453),以及混合感染A/B占1.1%(5/453)、B/E占0.2%(1/453)。馬屬動物源十二指腸賈第蟲鑒定的4種集聚體中,集聚體A和集聚體B具有顯著的人獸共患性,集聚體E主要感染反芻動物和豬,集聚體G主要感染嚙齒動物。由此可見,馬屬動物在十二指腸賈第蟲人獸共患傳播過程,以及在不同動物之間跨物種傳播中過程中可能起到重要作用。

不同地區馬屬動物源十二指腸賈第蟲集聚體分布也存在差異,大多數地區報道的馬屬動物源十二指腸賈第蟲感染,均以集聚體B為優勢基因型(表1和表2)。意大利地區馬屬動物感染報道的是以集聚體A為優勢基因型,波蘭和土耳其地區馬屬動物感染中,僅分別檢測到集聚體E[28]和集聚體A[29]的感染,并未檢測到集聚體B。在我國的馬屬動物中,所有鑒定集聚體的地區,均鑒定了集聚體B(表2)。導致這些基因型分布差異的因素可能是與馬屬動物的飼養環境、品種、自身健康狀態,以及樣本量等因素有關。

3 小結

馬屬動物源十二指腸賈第蟲的感染率和流行性都比較高,鑒定的4種集聚體中,以集聚體B為優勢基因型,其次為集聚體A,均具有顯著的人獸共患性。目前馬屬動物仍是牧區人民生活重要組成部分。馬屬動物感染十二指腸賈第蟲可嚴重危害牧馬的健康,還可跨地區、跨物種傳播,應該引起足夠的重視。研究發現,馬屬動物感染的十二指腸賈第蟲均是以集聚體B為主,具有顯著的宿主適應性特征,那么其宿主適應性的分子機制值得深入研究。同時,對于十二指腸賈第蟲不同集聚體(A-H)基因組特征及比較基因組學研究,有助于進一步了解賈第蟲的分類學和遺傳進化,對賈第蟲病傳播動力學和防控措施的制定起到積極作用。