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人芽囊原虫(Blastocystis hominis)2020

 新用户01259739 2020-06-24

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    本篇文章有小6000字,建议分时间段阅读,或转到子图文《人芽囊原虫2020简版》快速阅读

收集、整理:刘士广

校对、审核:百家争鸣虫虫特工队


综述

众所周知,人芽囊原虫(Blastocystis hominis)分布于世界各地,全球约有10亿人感染,几乎是全球范围内感染率最高的肠道寄生性原虫。

  芽囊原虫分类的历史十分复杂。
  该虫最早被描述为一种酵母、真菌、其它原生动物的包囊或退化细胞。基于形态和生理特征,Zierdt等将芽囊原虫归为孢子虫,最后重新归类为肉足(亚门)原虫。

  直到 1996 年,Silberman等根据其完整的SSU-rRNA基因序列和系统发育分析才最终将其归在不等鞭藻类(Stramenopiles)。2002年Arisue等对其SSU-rRNA、胞浆型70kDa热休克蛋白、翻译延伸因子2和空泡ATP酶的非催化的B亚单位等基因序列进行综合分析,确认了这种分类。最近研究发现不等鞭藻类与囊泡虫类(Alveolates)和有孔虫类(Rhizaria)关系密切,有共同的起源,所以3个类群合并称为SAR超类群,是原生生物的一个主要类群。因为芽囊原虫无鞭毛,无运动性,不具有不等鞭藻类的典型特征,是不等鞭藻类中的一个例外,这在一定程度上解释了为什么鉴定其正确的分类关系需要这么长时间。
  

  流行病学调查发现免疫受损卫生条件差食用污染的食物和水的人群更容易感染。

  在我国,不同地域的感染率大致范围为1.9%-32.1%,其差异可能与所调查对象的来源及其生活环境、卫生条件和生活习惯等因素有关,也可能是因为诊断方法的不同以及除空泡型外的其他形态鉴别困难所致

  近年来,对不同地域人群感染的芽囊原虫亚型(subtype,ST)及其分布频率进行了研究。
目前已知人感染 9 种芽囊原虫ST(ST1-ST9),其中ST1-ST4占所有调查的人源芽囊原虫ST的90%以上。我国感染率最高的为ST3(64.9%),其次分别为ST1(29.5%)、ST2(0.65%)、ST4(0.65%)。也有一些存在混合亚型感染,感染率为1.1%~14.3%。


  芽囊原虫也广泛存在于犬科动物、猪、灵长类、鸟类以及啮齿类动物体内。通常认为芽囊原虫是人畜共患寄生虫,且通过粪-口途径传播。因而应当防止动物粪便污染水源、食物和环境。

2019年10月CDC网站(https://www.)更新了芽囊原虫(Blastocystis sp.)相关页面,其生活史示意图及描述如下:

(图片看不清?

点击图片,可以“无限”清晰放大!)

The life cycle of Blastocystis sp. is not yet understood, including the infectious stage and whether (and which of the)various morphologic forms of this polymorphic organism that have been identified in stool or culture constitute distinct biologic stages of the parasite in the intestinal tract of hosts. The cyst form (3–5 µm)is postulated to be an infectious stage, but not confirmed. The predominant form found in human stool specimens is referred to as the vacuolar (or central body)form and is of variable size (5–40 µm, occasionally much larger). Replication appears to occur via binary fission. Other morphologic forms (e.g., ameboid and granular forms)also have been noted in stool samples and/or culture; their biological role and eventual developmental fate require further investigation.

 大致意思就是:人芽囊原虫生活史尚不完全清楚,培养物和粪便标本中可见的各种形态是否对应其生活史的各个阶段也未可知。一般认为,包囊为其感染阶段,粪便标本中常见形态为空泡型,大小不等。常以二分裂方式增殖。颗粒型和阿米巴型的生物学作用仍需进一步证实。


相比以往我们所了解的知识和见到的示意图,此次有何变化?

  一、此次更新的生活史示意图最为简洁。

  二、其生活史仍不明了。以前有的版本提到,人是通过摄入包囊和“囊前期虫体”而感染。而此图中不再出现“囊前期虫体”(pre-cyst form),以“空泡型”虫体取代之,但“仍未确定”。

  三、关于包囊,之前分为厚壁、薄壁、囊前期等,对其形态特征也无详细描述,此次更新仅剩下“包囊”(cyst form)。

四、关于繁殖方式,通常认为有二分裂(最主要的增殖方式)、孢子生殖、内二芽殖、裂体增殖等,而此处仅保留了二分裂/有丝分裂方式。

五、以前大多数文章认为,“阿米巴型人芽囊原虫”为其致病阶段。此文指出,“阿米巴型”在粪便样本/培养基上可(偶)被发现,其发育过程和生物学意义仍有待研究。


形态

  芽囊原虫的形态具有高度多样性,体外培养和粪便样品中主要有 4 种:空泡型、颗粒型、阿米巴型和包囊型。其形态的广泛异质性可能导致了对不同研究结果的误解。

一、空泡型

空泡型是实验室培养和粪便样品中最常见形态。球形,大小变化较大,直径范围2-200μm,平均直径4-15μm。虫体大小差异既体现在虫株内部,也体现在虫株之间。

空泡型的特征是中央有一个占据细胞总体积90%左右的空泡,细胞核与线粒体样细胞器往往被挤到细胞周边狭窄的胞质区内。空泡的确切功能目前还不清楚,可能用作存储细胞器参与裂殖生殖样繁殖或凋亡小体的储存库,也有人认为用作细胞生长所需的糖类和脂类存储库,最近发现半胱氨酸蛋白酶主要位于空泡内。

透射电镜下观察可见: 一个或多个胞核、高尔基体、胞内体样的液泡、微管及线粒体样细胞器。芽囊原虫的细胞膜外常环绕着一层厚度不一的表面被膜,有时也称之为纤维层,从粪便中新分离的虫体表面被膜厚,但长期实验室培养后它会逐渐变薄。表面被膜的确切作用尚不清楚,但可能在捕捉和降解细菌以获取营养以及防范渗透压休克等方面发挥作用。


    图1:400倍,湿片,高密度空泡型人芽囊原虫

体积大小不均明显,直径约3-12μm,胞体圆形或略不规则,可见空泡,空泡与细胞壁之间可见多个颗粒。


    图2:400倍,湿片,空泡型人芽囊原虫

体积中等大小,直径约10-13微米,圆形,胞膜较薄,透明,内含一个较大空泡,约占虫体3/4,空泡与胞膜之间可见一些圆形颗粒(核或其他细胞器)


    图3:400倍,湿片,空泡型人芽囊原虫


    图4:1000倍,湿片,空泡型人芽囊原虫

(形态描述同上)


    图5:1000倍,湿片,空泡型人芽囊原虫


    图6:1000倍,湿片,空泡型人芽囊原虫

空泡占比更大,形态不规则,颗粒较粗大而明显


    图7:1000倍,湿片,空泡型人芽囊原虫


    图8:1000倍,湿片,空泡型人芽囊原虫


    图9:1000倍,瑞姬氏染色,空泡型人芽囊原虫,体积较大,直径约50μm

二、 颗粒型

颗粒型与空泡型极为相似,只是在胞质内和中央空泡内含有颗粒,直径范围为3-80μm。中央空泡内的颗粒外观差别很大,颗粒曾先后被描述为髓鞘样内容物、小囊泡、结晶颗粒、脂滴等。

在中央空泡中溶酶体样区室可观察到细菌残余物。颗粒型在有菌、老化或含抗生素培养基中更为常见。颗粒型被认为是来源于空泡型,可以通过增加培养基中的血清浓度、将虫体转移至不同的培养基中、无菌化或加入某些抗生素诱导其转化。


图10:400倍,湿片,颗粒型人芽囊原虫?

颗粒型人芽囊原虫较为少见,外观圆形,直径约20μm,内部颗粒较为杂乱,与胞壁之间有狭窄而不规则的透明区域,核依稀可见。需与吞噬细胞等相鉴别。


    图11:400倍,碘染色,颗粒型人芽囊原虫,直径约22μm

三、阿米巴型

阿米巴型很少见,形状不规则,大小约10μm,其典型特征是有 1 个或 2个伪足,但是并不具备运动能力。细胞质可含有单个大空泡或多个小空泡。阿米巴型被认为是空泡型转化为包囊所经历的一个中间形态。电镜观察发现阿米巴型内有细菌残体物,暗示此型具有吞噬功能,可能是该虫获取营养的一种机制。阿米巴型常在腹泻患者中发现,推测该形态在致病性方面可能占重要地位,但尚未确定。


    图12:400倍,湿片

可见多个伪足样突起,未见明显的运动。


    图13:400倍,湿片,胞浆有伪足样突起。


    图14:400倍,湿片,胞体极不规则,似有伪足样突起。左边的虫体似见一些“胞质成分”脱落游离于大的虫体之外。

图15:400倍,湿片,可见一些细小伪足样突起


看了以上图片,您的心里是否对“阿米巴型人芽囊原虫”的形态特征仍然没有底?是否它在其生活史中充当了重要的角色,亦或只是增殖生长过程中的一个一过性的阶段我们称之为“阿米巴人芽囊原虫”是否更为贴切呢?

四、包囊型

包囊体积小,直径为2-5μm(也有文章表明包囊直径约为3.8-7.7μm甚至更大),易与粪便碎片混淆,在实验室培养中很少见,直到上世纪90年代初才被证实该型存在。包囊的形状各异,但多为卵圆形或球形。包囊的外周是多层包囊屏障,有的在屏障外面有松散的表面被膜。包囊的胞浆内可含有 1-4个胞核、线粒体样细胞器、糖原沉淀和小泡。Yoshikawa等研究发现包囊型对外环境抵抗力强,25℃ 条件下在蒸馏水中可存活 2 个月,并证明包囊型是芽囊原虫传播类型(之一)。


图17:400倍,湿片,可见大小、形态各异的包囊,直径在4-9μm左右,黄色箭头示形态不规则的包囊,红箭头示椭圆形包囊(与微小内蜒阿米巴包囊外观极其相似,应注意鉴别),其余包囊可见类圆形。囊内可见多个蓝绿色点状核。


图18:1000倍,湿片,椭圆形,囊壁略厚,内部可见多个蓝绿色折光颗粒(核或其他细胞器)。


图19:1000倍,湿片,左侧包囊为椭圆形,右侧包囊形态不规则,囊壁略厚,内部可见多个蓝绿色折光颗粒(核或其他细胞器)。


图20:1000倍,湿片,左侧包囊为椭圆形,右侧包囊形态极不规则且体积巨大(约15μm×8μm),囊壁略厚,内部可见多个蓝绿色折光颗粒(核或其他细胞器)。


图21:1000倍,湿片,包囊椭圆形,囊壁略厚,内部可见多个蓝绿色折光颗粒,外层可见形态不规则的透明被膜。


图22:1000倍,湿片碘染色,包囊类圆形,内部可见多个蓝绿色折光颗粒,并可见糖原样结构(染为棕黄色),外层为形态不规则的被膜。


图23:1000倍,瑞姬氏染色,包囊类圆形,核红浆蓝,表面被膜染为云雾状,聚集成团。


图24:1000倍,姬氏染色,包囊类圆形,核着色清晰,1-3个,浆蓝染。


        湿片下人芽囊原虫与酵母样孢子的区别在于:人芽囊原虫包囊为类圆形、椭圆型,无出芽,呈较弱淡绿色折光,内部可见1-4个点状核,外部有时可见透明的被膜;而酵母样孢子一般为椭圆形,一端略尖于另一端,常见出芽,折光性略强,呈蓝绿色,一般可见一核。

图25:人芽囊原虫包囊与空泡型人芽囊原虫对比图

左:带被膜的包囊

中:空泡型人芽囊原虫

右:无被膜的包囊

五、其他形态

  也有一些关于其它形态的报道,包括无空泡型和多空泡型,它们是使用透射电镜在新鲜粪便样本中观察到的,特点是比体外培养的其它形态类型要小得多(5-8μm),提示这些形态可能都原发于体内。无空泡型的中央空泡缺失,而多空泡型则含有许多小的空泡。二者体积小,具有多个空泡或无空泡,这样的区别可能是由于它们是不同的虫株,也有可能它们只是处于成囊或脱囊的不同阶段而已,事实上在对脱囊过程中的虫株进行电镜研究时,也发现过类似的形态。


图26:400倍,湿片,无空泡型?

这是一例蛔虫与人芽囊原虫混合感染标本,背景中见大量不含空泡的人芽囊原虫。


图27:400倍,湿片,多空泡型?

胞体内可见多个空泡。


图28:1000倍,湿片,体积较大,多空泡型或颗粒型?


【其他】

囊前期虫体?

图29-30:囊前期?

这是一例门诊患儿标本,主诉腹痛,解黄色软便。镜下可见大量含空泡的人芽囊原虫,与一般空泡型人芽囊原虫不同的是,该虫体外层胞膜不规则(似前文所述包囊外层的被膜),颜色较深部分的空泡外层和内部均见“圈”样结构,可能是虫体在不适环境中转变为包囊的前期。(个人观点,有待商榷)

分裂期虫体

图31:1000倍,湿片,二分裂虫体


图32:1000倍,湿片,二分裂虫体

图33:400倍,湿片,二分裂虫体(体积较大)


图34:1000倍,姬氏染色,体积巨大的二分裂虫体,单个虫体的核5个以上。



图35:1000倍,湿片,四分裂虫体


图36:1000倍,瑞姬氏染色,四分裂虫体


体积较小的虫体

图37:1000倍,湿片,图示一直径仅为2μm左右的虫体,内可见一核。


图38:1000倍,湿片,图示一较小虫体(上,直径约1.8μm)与稍大的虫体(下,直径约5μm)。


图39:瑞姬氏染色,1000倍,体积较小的人芽囊原虫

直径约3μm,可见2核,胞浆蓝染。


体积较大的虫体

图40:箭头所指为直径50μm以上的空泡型人芽囊原虫。

图41:直径50μm以上的空泡型人芽囊原虫,空泡占虫体95%以上。

形似红细胞的虫体

图42:未染色湿片,400倍,“形似红细胞”的人芽囊原虫

在肝病、黄疸病人粪便中出现的人芽囊原虫,其空泡往往被粪便中过高的胆红素染色,而低倍下观察呈现极易误认为红细胞,高倍仔细观察发现,该细胞边缘可见一圈透明结构,其内有细小颗粒。


图43:另一例肝病患者的人芽囊原虫


颗粒粗大的虫体

图44:400倍,湿片,虫体内可见较大“颗粒”。

成团生长的虫体

图45:400倍,湿片,成团的虫体。

感染与疾病

症状与体征

与芽囊原虫感染相关的临床症状和体征主要是腹泻、腹痛、痉挛、恶心以及非特异性胃肠道症状,包括腹胀、呕吐、厌食、体重减轻和胃肠胀气。虽然大多数芽囊原虫感染是轻度和慢性的,但水样腹泻和发热在急性病例中也有大量报道。

芽囊原虫感染与肠易激综合症(IBS)

芽囊原虫引起的症状如腹泻、腹痛、痉挛和恶心与IBS患者的症状相似,近年来很多研究发现IBS患者的芽囊原虫感染率明显高于对照组,说明芽囊原虫感染与IBS可能相关。

  芽囊原虫感染与荨麻疹

  越来越多的报道显示芽囊原虫与皮肤病有关,尤其是荨麻疹。病例报道表明芽囊原虫与急慢性荨麻疹、延迟压迫性荨麻疹、血管性水肿以及掌跖瘙痒有因果关系。抗芽囊原虫的治疗在消除感染的同时也治愈了皮肤病。一些研究表明了芽囊原虫引起皮肤症状的可能性,但确切致病机制尚不清楚。鉴于芽囊原虫可能是导致荨麻疹的病因,所以对于存在芽囊原虫感染的荨麻疹患者,应考虑给患者适当的药物(抗芽囊原虫药)进行治疗。

芽囊原虫感染与免疫缺陷患者

  许多报道表明芽囊原虫是获得性免疫缺陷综合征(AIDS)患者和人类免疫缺陷病毒(HIV)感染患者中常见的寄生虫,甚至是最常见的寄生虫。对癌症患者感染芽囊原虫的研究表明,患者几乎都是化疗后才感染上芽囊原虫。

 尽管距首次报道芽囊原虫已有一个世纪,但对该虫的致病性颇有争议。导致这种争议的原因之一是该虫有高度的遗传多样性,推测某些ST的虫株有致病作用,但尚未得到验证。

  许多学者对来自有肠道症状和无症状感染者的芽囊原虫ST进行了比较性研究。有些研究提示该虫的致病性与ST无关,而更多的研究认为某些ST与致病性相关。迄今已报道与致病性可能相关的亚型有ST1、ST2、ST3、ST4、ST8等。由于多数学者在研究ST与致病性之间的相关性时,力求发现有症状者组与无症状者组间各ST分布的差异,而未考虑ST内可能存在的差异,因而导致相悖的研究结果。因此要解决ST与致病性的相关性问题,应考虑ST内部可能存在的致病差异性,这种差异可能是由于具有某些未知毒力因子引起的。

近年来根据芽囊原虫及其裂解物对肠上皮细胞影响的体外研究结果,提出了该虫的几种潜在致病机制。这些机制包括细胞凋亡、降解紧密连接蛋白使肠道通透性增加、诱导促炎细胞因子和下调诱导型一氧化氮合酶(iNOS)等。研究表明芽囊原虫黏附肠上皮和半胱氨酸蛋白酶的释放可能是导致发病的主要诱因

小测试

请选择认为正确的答案。


1、1000倍,湿片,此图为:

A:空泡型人芽囊原虫

B:人芽囊原虫包囊

C:脂肪球


2、1000倍,湿片,此图可能为:

A:阿米巴型人芽囊原虫

B:二分裂人芽囊原虫


3、姬氏染色,1000倍,此图为:
A:酵母菌孢子

B:脆弱双核阿米巴

C:人芽囊原虫包囊


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参考文献:

1、诊断医学寄生虫学[M]. 人民卫生出版社 , (美) 加西亚, 2009

2、人芽囊原虫形态学的观察[J]. 乔继英,薛弘燮,吐尔逊艾.  中国寄生虫学与寄生虫病杂志1998(02)

3、Blastocystis , an unrecognized parasite: an overview of pathogenesis and diagnosis[J] . Ivan Wawrzyniak.  Therapeutic Advances in Infectious Disease . 2013 (5)

4、人芽囊原虫形态学的研究进展[J]. 韩呈武,曹兴午.  国际检验医学杂志2016(22)


END

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