人体寄生虫学：6-疟原虫与疟疾

1、疟原虫与疟疾 PLASMODIUM AND MALARIA内 容一二三四五.疟疾诊断.疟疾免疫.疟原虫致病.疟原虫生活史与形态学.疟原虫与疟疾简介一二三四五六.疟疾治疗和预防疟疾（Malaria）“疟”见于甲骨文，古代称“瘴气”，同malaria之意疟疾是人类最严重的传染病疟疾属于乙类传染病，法定必须及时上报疟疾的病原体是疟原虫，传播媒介是雌性按蚊疟疾最典型的临床表现为周期性寒战、发热和出汗退热三个连续的临床症状每年4月25日为“世界疟疾日”，我国将每年4月26日作为“全国疟疾日”。中国消除疟疾行动计划(2010-2020年):到2015年,全国除云南部分边境地区外，其他地区均无本地感染疟疾病

2、例；到2020年,全国实现消除疟疾的目标。 输入性疟疾是我国疟疾防治的重点。疟疾的流行、分布与危害88个国家， 主要分布于非州、拉丁美洲和亚洲。 2.07亿感染者/年，死亡62.7万/年 WHO，20133千多万（49年）-3千（2012）在我国24个省有疟疾病例报道以海南、云南和安徽为主要流行区。疟原虫（Plasmodium）疟疾是由雌性按蚊叮咬人体，注入疟原虫而引起的寄生虫病疟原虫直到1880年才由法国学者Laveran在病人的血液中发现1880 1897 1917 19482011年我国学者屠哟蚴因为发现和研制抗疟疾药物-青蒿素获得拉斯克奖。寄生人体的疟原虫间日疟原虫（最多见）恶性疟原虫

3、（较多见）三日疟原虫（少见）卵形疟原虫（罕见）人是如何感染疟原虫的疟原虫又是在人体怎样发育的疟原虫在雌性按蚊体内的特点是什么生活史 Life cycle在蚊（终末宿主）体内的发育在人体（中间宿主）内的发育 重点 1.在肝细胞内的发育（红细胞外期红外期） 2.在红细胞内的发育（红细胞内期红内期） 2.1 红内期裂体增殖 2.2 配子体形成疟原虫生活史 （4种疟原虫基本相同）In mosquito (final host) 配子体 配子Gametocytes() gametes ()(bloodstomach) (stomach of insect) union of 合子 zygote rupt

4、ure/release rounds up into 子孢子 卵囊 动合子sporozoites oocyst motile ookinete(Salivary glands) ( the body cavity) 速发型子孢子迟发型子孢子裂体增殖周期间日疟原虫48小时恶性疟原虫36-48小时In human body1、红细胞外期（红外期）Exoerythrocytic stage子孢子 bite/inject into 红外期裂殖体sporozoites exoerythrocytic schizonts(mosquito blood) (hepatic cell) rupture/rel

5、ease 红外期裂殖子 exoerythrocytic sporozoites ( blood)There are two forms of sporozoites: -目前认为间日疟原虫的子孢子具有遗传学上不同的两种类型，即速发型子孢子和迟发型子孢子。当两型子孢子同时进入肝细胞后，速发型子孢子在78天完成红外期的裂体增殖，而迟发型子孢子先变成休眠体，视虫株的不同，经过一段或长或短的休眠期后(3月)，才完成红外期的裂体增殖。 恶性疟原虫无迟发型子孢子。 2.1 红细胞内期（红内期）Erythrocytic stage 早期滋养体 晚期滋养体 early trophozoite later tr

6、ophozoite P.f/36-48hrs P.v/48hrs 裂殖子 未成熟裂殖体 merozoite immature schizont 成熟裂殖体 Mature schizont2.2 配子体形成 -疟原虫经几代红内期裂体增殖后，部分裂殖子侵入红细胞后不再进行裂体增殖而发育成雌、雄配子体。 配子体的发育在肝、脾、骨髓等器官的血窦内进行，成熟后释放于外周血。Intermediate host : humanFinal host : mosquitoInfective stage : sporozoite（子孢子）Infective way : mosquito bite skin of

7、humanParasitic position : liver and red blood cellsTransmitted stage : gametocytes（配子体） Schizogonic cycle in red cells （红内期裂体增殖周期）: 48 hrs/P.v；36-48 hrs/P. fSporozoite : tachysporozite（速发型子孢子） and bradysporozite（缓发型子孢子）Characteristics of life cycle病原学检测是疟疾诊断的金标准疟原虫的哪个阶段与疟疾诊断有关两种疟原虫在形态结构上有和不同Wrights

8、染色-红核; 蓝质； 棕色的疟色素-红内期各期形态间日疟原虫（P.v） 恶性疟原虫（P.f） 红内期各期形态包括：早期滋养体（环状体）、晚期滋养体（滋养体）、早期裂殖体（未成熟裂殖体）、晚期裂殖体（成熟裂殖体）及配子体（雌/雄）形态 Morphology间日疟原虫形态 Morphology of P.v早期滋养体（环状体） Early trophozoite (ring form) 兰色胞质呈环状，较大，占1/3RBC；红色的胞核多为1个；RBC内多含1个环状体。感染的RBC 无变化。晚期滋养体(滋养体)Late trophozoite 兰色胞质形态不规则，有伪足，疟色素(malarial p

9、igment）分散，呈丝状；1个红色的胞核。 感染的 RBCs 变大， 染色变淡，出现红色的， 细小的薛氏点 (schuffners dots）。未成熟裂殖体 Immature schizont 胞体较大，由不规则向类圆形过度；核开始分裂，约为2-4个，疟色素开始集中。成熟裂殖体 Mature schizont 核分裂为 12-24个；分裂的胞质围绕着每个核，形成12-24个裂殖子(merozoites)，疟色素粗大，集中呈块。雄配子体 Male gametocyte 球形，致密；胞质暗蓝色；核大，淡红色，疏松，居中；疟色素颗粒丰富，分散。雌配子体 Female gametocyte 卵圆形，

10、体大; 胞质蓝色；核小，致密，深红色，偏载；疟色素粗糙，弥散状分布。恶性疟原虫形态 Morphology of P.f-恶性疟原虫感染者的外周血中仅见环状体和配子体（WHY？）早期滋养体（环状体） Early trophozoite (ring form) 兰色胞质呈环状，纤细，占1/5 RBC；红色的胞核多为2个；RBC内多含2个环状体。 感染的RBC 无变化。 雄配子体 Male gametocyte 腊肠形; 胞质暗蓝色；核大疏松，淡红色，居中; 疟色素颗粒细小，疏松，分布核周。雌配子体 Female gametocyte 新月形; 胞质蓝色；核致密，深红色，居中；疟色素致密，黑褐色，分

11、布核周。疟原虫红内期周期性增殖会导致什么后果 四种疟原虫对红细胞的选择性：间日疟原虫及卵形疟原虫主要寄生于网织红细胞；三日疟原虫多寄生于衰老红细胞；恶性疟原虫可寄生于各期红细胞。 -疟原虫对红细胞的选择性影响疟原虫致病的程度!潜伏期潜伏期疟疾发作疟疾发作的机制冷奎宁冷冷冷潜伏期疟疾发作潜伏期疟疾发作潜伏期疟疾发作再 燃潜伏期疟疾发作再 燃复 发潜伏期疟疾发作再 燃复 发潜伏期疟疾发作再 燃复 发贫 血潜伏期疟疾发作再 燃复 发贫 血脾肿大脾肿大潜伏期疟疾发作再 燃复 发贫 血脾肿大重症疟疾A. 脑型疟疾 Cerebral malaria -因血中原虫数量剧增而出现凶险症状。脑部微血管内皮细胞被

12、感染了疟原虫的红细胞黏附，造成局部血管阻塞，组织缺氧和营养耗竭。 常见的有脑型、超高热型等，多表现为持续高热、抽搐、昏迷、重症贫血、肾功能衰竭等，来势凶猛，若不能及时诊治，死亡率很高。B. 黑水热（Blackwater fever） 患者并发高烧和出血性黄疸。尿量减少，呈酱油色。多见于恶性疟原虫感染。是由大量血管内溶血和血红蛋白尿所致（抗红细胞抗体增加引起的自身免疫现象）。C. 肾病（疟疾性肾病） 严重的恶性疟原虫感染常伴有肾脏损害（III型超敏反应）。 D. 痢疾型疟疾（Dysenteric malaria） 患者有腹痛、恶心、呕吐、上消化道出血；肝脏因疟色素沉积出现肝细胞变性和小叶中心区硬

13、化，肝脏肿大，质地变硬，病人出现黄疸。见于非常凶险性的恶性疟疾患者。E. 寒冷型疟疾(Algid malaria) 恶性疟疾发作后迅速出现低血压和血管灌流受阻，体温下降，出现谵妄，甚至休克。可能的原因是革兰氏阴性菌引起败血症，肺水肿，广泛性消化道出血，脾破裂，或严重脱水。疟疾免疫人体的免疫系统对疟原虫有作用吗疟原虫为什么能够在人体不断增殖为什么多数感染者表现为带虫者机体抗病能力- 遗传抗性 遗传抗性由遗传因素决定。RBC性质决定RBC对疟原虫的易感性和疟原虫能否在RBC内发育。镰状细胞贫血：对P.f有抗性，抵抗重症疟疾地中海贫血：对P.f有一定抗性葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏(蚕豆病)：对P.f

14、有一定抗性。卵形红细胞血症：对P.f有抗性Duffy因子：对P.v有一定抗性疟原虫免疫体液免疫：在疟疾保护性中非常重要（IgG、IgM、IgA）。抗体可以阻止裂殖子侵入RBC,包括补体介导损伤裂殖子；空间干扰对RBC配体的识别以影响侵入过程；阻止表面蛋白成熟；裂殖体破裂时，通过凝集裂殖子阻止其释放。细胞免疫：在疟疾感染过程中，细胞免疫具有重要作用。主要效应细胞包括单核吞噬细胞、T细胞和自然杀伤细胞。免疫逃避疟原虫寄生于细胞内，胞外停留很短，很快进入细胞，以逃避血清抗体的中和作用。抗原变异：疟原虫抗原性最强的抗原决定簇往往是变异最高的抗原肽段。疟原虫借助这些肽段序列上频繁发生的基因突变而逃避宿主

15、免疫识别系统的识别，从而安全延续自身发育繁殖。带虫免疫人体感染疟原虫后，多能产生一定的免疫力，抵抗同种疟原虫再感染，同时这种免疫力不能清除体内疟原虫，但可使其保持低水平，而没有明显临床表现。如果体内疟原虫消失，这种免疫力也随之消失。免疫保护力仅针对特定虫种，对其他虫种仍然易感。流行病学史流行病学史临床表现流行病学史临床表现病原学检查流行病学史临床表现病原学检查辅助检查免疫学诊断（immunological tests） 循环抗体检测-间接荧光抗体实验(IFAT)、酶联免疫吸附实验(ELISA)等。 抗体常出现于感染后2-3w，4-8w达高峰；同时即使治愈仍持续一段时间，不适用于临床诊断，主要用

16、于流行病学调查、防治效果评估和输血对象筛选。 循环抗原检测-放射免疫实验(RIA)、夹心法酶联免疫吸附实验和斑点ELISA法。 可用于临床诊断。 快速诊断实验(rapid diagnosis tests，RDTs)，世界热带病研究组织推出了一种由单克隆抗体制备的浸条，用于检测疟原虫感染患者血中的特异性抗原，2-15分钟出结果，简便快速，可以替代显微镜诊断。需要降低成本，提高精确度和可靠性。(1) Dye-labeled antibody (Ab) is present on the lower end of the nitrocellulose strip. Antibody is bound

17、 to the strip in a thin (test) line, and either antibody specifc for the labeled antibody, or antigen, is bound at the control line. (2) Blood and buffer, which have been placed on the strip, are mixed with labeled antibody and are drawn up strip across the lines of bound antibody. (3) If antigen is

18、 present, some labeled antibody will be trapped on the test line. Excess labeled antibody is trapped on the control line.分子生物学诊断技术（molecular diagnostic tests ） PCR、PROBE已经用于疟疾诊断。DNA探针推广受限；PCR应用很有前景，尤其是对虫种鉴定以及诊断混合感染颇具优势，主要使用复合PCR系统及套式PCR。复合PCR 在同一PCR反应体系加入2对或以上不同引物，根据模板DNA不同，在经过扩增后的PCR产物中可检出一种或数种疟原虫D

19、NA。 Tirasophone由Pbrk1-14DNA探针序列设计一对P.f特异引物，有P.v的SSrRNA基因序列设计一对P.v特异引物，在同一PCR反应体系对疟原虫DNA扩增，可分别检出P.f或P.v特异的DNA条带，或者同时检出P.f以及P.v特异的DNA条带而确诊混合感染。套式PCR 在普通PCR1对引物扩增的基础上，可根据靶序列设计2对引物，分别进行2次反应，用外引物PCR扩增产物再作为模板，用内引物进行第二次PCR扩增，以提高疟原虫靶序列的检出率。 疟原虫SSrRNA基因具有种属特异性，而且基因序列具有高度保守性，是疟原虫基因诊断的理想靶基因。也可以利用套式PCR鉴别虫种。第一步扩

20、增疟原虫属SSrRNA特定基因片段，第二部扩增不同种疟原虫SSrRNA特定基因片段，可提高检测敏感度和特异性。Reference:Snounou G, Viriyakosol S, Zhu XP, et al. High sensitivity detection of human malaria parasites by the use of nested polymerase chain reaction. Mol Biochem Parasitol 1993;61:315-320.Lane S: Molecular base pair standard (50-bp ladder). Black arrows show the size of standard bands. Lane 1: The red arrow shows the diagnostic band for P. vivax (size: 120 bp). Lane 2: The red arrow shows the diagnostic band for P. malariae (size: 144 bp). Lane