游泳池池水中的隐孢子虫分布情况.docx
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游泳池池水中的隐孢子虫分布情况
摘要
隐孢子虫作为一种危害人类健康的重要寄生性原虫,其所导致的隐孢子虫病轻则导致腹泻、呕吐,重则会引起胃肠炎、脱水甚至危及生命,该病在全球范围内已多次爆发。
隐孢子虫病主要为介水传播,游泳池池水作为人类接触较密集的水体也是人类感染隐孢子虫病的一大来源,本文就上海地区的游泳池池水中的隐孢子虫分子分布特征展开研究。
关键词:
隐孢子虫,游泳池水,分子分布特征
Abstract
Cryptosporidiumisamajorparasiticprotozoaofpublichealthproblem,thecryptosporidiosisrangefromcryptosporidiumcancausediarrhea,vomiting,inworsewouldcausegastroenteritis,dehydrationandevenlife-threatening.Thediseasehavebeenseveraloutbreaksaroundtheworld.Cryptosporidiosisismainlywater-transmission,swimmingpoolwaterashumanexposuretothemoreintensivewaterarethemajorsourceforhumaninfectingcryptosporidiosis,thisarticlewillbeinastudyofthemoleculardistributionofCryptosporidiumintheswimmingpoolwaterinShanghai.
Keywords:
Cryptosporidium,swimmingpoolwater,moleculardistribution
目录
1前言1
1.1研究背景1
1.2研究目的1
1.3研究对象1
1.4研究内容2
2文献综述3
2.1隐孢子虫简述3
2.2隐孢子虫的危害5
2.3隐孢子虫的灭活6
2.4检测水中隐孢子虫的意义7
2.5隐孢子虫检测技术现状和进展7
2.6游泳池水处理12
3实验原理与实验内容15
3.1实验原理15
3.2实验内容16
4实验结果19
5讨论和建议20
5.1讨论20
5.2建议21
6实验总结22
参考文献23
致谢26
1前言
1.1研究背景
隐孢子虫的首次发现是1907年捷克科学家Tyzzer在小鼠的胃消化上皮细胞内发现的,但当时由于没有发现感染致病的现象,所以没有得到重视,直到1976年Nime[1]首先在美国报道了两例人体隐孢子虫病,80年代初期发现与艾滋病人相关以后才得到重视,自此以后,隐孢子虫病的感染范围急速扩大,感染人数不断上升。
隐孢子虫病的主要症状视感染对象体质不同而表现出不同程度,对于免疫功能正常的人群来说,症状是腹泻、呕吐、腹痛、低烧等,一般为自限性,几乎不导致死亡,但对于免疫功能低下者,如婴幼儿、免疫缺陷患者尤其是艾滋病患者中会出现慢性、迁延性感染,导致脱水、营养不良,甚至危及生命,严重影响着人类健康和生存,美国疾病控制和预防中心(CDC)已经把隐孢子虫病作为一种新的传染性疾病加以防治,1986年,世界卫生组织(WHO)将人的隐孢子虫病列为艾滋病的怀疑指标之一,2003年,该病也被我国列为须重点防范的2个重要寄生虫病之一。
目前隐孢子虫病已被列为引起人类最常见的6种腹泻疾病之一,并被世界卫生组织(WHO)和美国疾病预防控制中心列入新发传染病,可见隐孢子虫病已在全球范围内受到重视。
人类为了有效控制隐孢子虫病的传播,开始研究隐孢子虫,发现隐孢子虫的感染对象种类众多,包括79种哺乳动物、30多种鸟类、57种不同类型的爬行动物等,传播途径也呈多样化,但主要为介水传播,也就是说,控制水体中的隐孢子虫含量,可在一定程度上控制隐孢子虫病的传播,本次课题便以上海市的游泳池池水作为研究对象,主要通过PCR-RFLP法等检测方法检测和分析该水体中的隐孢子虫含量和分布特征,以供相关人员需要使用。
1.2研究目的
隐孢子虫的分布广,致病性高,对免疫力低下者的致死率较高,被世界卫生组织(WHO)列为艾滋病的怀疑指标之一,被我国列为重点防范重要寄生虫病之一,隐孢子虫的传播途径多样化,主要为介水传播。
研究游泳池池水中的隐孢子虫分布情况可以了解在上海地区隐孢子虫在人与人直接传播方面的动态现况,游泳池池水消毒措施对隐孢子虫的致死力度,由此可初步判断,在上海地区,人类在游泳池中接触到隐孢子虫的风险度,另一方面,由于游泳池的接纳对象主要为人类,故可从检测出的隐孢子虫虫种判断上海地区动物与人类之间的传播现况。
1.3研究对象
本实验的研究对象为上海地区的游泳池池水,游泳池包括室内游泳池和室外游泳池,样品为游泳池的过滤水,来源于各游泳池池水过滤后经沉淀的静置水或过滤缸的反冲洗水,该水样的主要特征为较浑浊,并非游泳池中的清水。
由于人源分布有一定特征,故不同地区的水样也有一定特征性。
1.4研究内容
本实验主要是研究上海部分地区的水样中隐孢子虫的分布情况。
将采得的水样用重铬酸钾保存,实验时先提取DNA,再对样品进行分析,主要采用PCR-RFLP技术,PCR技术主要采用巢式PCR技术,利用两套PCR引物(巢式引物)对样品进行两轮PCR扩增反应使样品的DNA片段扩增,再通过RFLP技术将样品中测得的DNA片段与已知虫种的DNA片段进行对比分析以确定样品中所含虫种。
2文献综述
2.1隐孢子虫简述
2.1.1隐孢子虫的发现
隐孢子虫的首次发现是1907年捷克科学家Tyzzer在小鼠的胃消化上皮细胞内发现了一种寄生于细胞内的原虫,对其进行了生物学特征的研究后,将其命名为隐孢子虫(Cryptosporidium)。
隐孢子虫起初并未引起人们的足够重视,直到1976年Nime首先在美国报道了两例人体隐孢子虫病(Cryptosporidiosis),80年代初期发现与艾滋病人相关以后,才引起人们的广泛关注。
我国于1987年由韩范[2]在南京首次发现人感染隐孢子虫病例并报道。
2.1.2隐孢子虫的分类
目前隐孢子虫的分类学地位基本明确,为原生动物亚界,顶端复合体门,孢子虫纲,球虫亚纲,真球虫目,艾美球虫亚目,隐孢子虫科,隐孢子虫属。
但隐孢子虫种的分类比较复杂,原因之一是缺乏统一的分类依据。
最初认为隐孢子虫具有严格的宿主特异性,因而对应每一个新宿主都命名了一个新的种,到1986年共约命名了20多种。
但近年的交叉传播研究发现每种隐孢子虫并非只特异地感染一种动物,绝大多数同源动物传播实验获得成功,而异源传播大多失败,因此基于宿主特异性的命名原则不再适用了,学者们开始探寻更全面、科学的分类依据。
目前已经获得的隐孢子虫有效种达16种,其中包括安氏隐孢子虫(C.andersoni),贝氏隐孢子虫(C.baileyi),牛隐孢子虫(C.bovis),犬隐孢子虫(C.canis),猫隐孢子虫(C.fells),鸡隐孢子虫(C.galli),人隐孢子虫(C.hominis),火鸡隐孢子虫(C.meleagridis),摩氏隐孢子虫(C.molnari),小鼠隐孢子虫(C.muris),微小隐孢子虫(C.parvurn),蜥蛇隐孢子虫(C.saurophilum),蛇隐孢子虫(C.serpentis),菱鲆隐孢子虫(C.scophthalmi),猪隐孢子虫(C.suis)和维瑞隐孢子虫(C.wrairi)等。
另外,一些重要的基因型如小鼠基因型(Cryptosporidiummousegenotype)等也有成为独立种的可能[3]。
当然这种观点仍存在很多争议,尚无最后的定论。
2.1.3隐孢子虫的繁殖
隐孢子虫卵囊呈圆形或椭圆形,直径4~6微米,与人芽囊原虫大小相当,是最小的原虫之一。
卵囊中含有4个裸露的子孢子和由颗粒物组成的残留体,子孢子为月牙形,I型裂殖体内含有8个裂殖子,呈逆时针漩涡状或桔瓣状排列。
II型裂殖体内含有4个裂殖子,裂殖子之间填充着颗粒状残体并包围着一个大的球形残体。
成熟的小配子体内含有16个小配子,小配子无鞭毛,子弹头状。
图2.1所示为微小隐孢子虫C.parvum的生活史。
成熟的卵囊随粪便排出,已具有感染能力,对环境具有很好的抵抗性,甚至常规的加氯消毒也无法使其灭活,卵囊被人或动物吞噬后,在宿主消化液作用下子孢子脱囊而出,侵入肠上皮细胞,在细胞微绒毛区的空泡内进行无性增殖,发育为滋养体。
宿主吞食后获得感染,其在体内的发育过程一般经过裂殖、配子和孢子生殖三个阶段:
(1)裂殖生殖:
孢子化的卵囊通过消化道或呼吸道进入易感宿主体内后,在胆汁、小肠内酶类等的作用下破壁释放出子孢子,子孢子侵入小肠微绒毛中,并将自身包裹于小肠上皮细胞之间但又不在细胞质内,从而形成一个特殊的纳虫空泡。
子孢子在纳虫空泡中逐步发育为滋养体。
滋养体经2—3次核分裂后产生3代裂殖体。
其中第1,3代裂殖体内含8个裂殖子,第2代裂殖体含4个裂殖子。
(2)配子生殖:
裂殖子进一步发育为雌、雄配子体。
配子体进一步发育形成雌、雄配子,雄配子附着于雌配子上受精,受精后的雌配子在宿主粘膜上皮细胞表面的纳虫空泡中形成合子。
合子外层形成囊壁后即发育为卵囊。
(3)孢子生殖:
隐孢子虫的孢子生殖过程全部在宿主粘膜上皮细胞的纳虫空泡中进行。
在宿主体内可产生两种不同类型的卵囊,即薄壁型卵囊和厚壁型卵囊。
前者占20%,在宿主体内可自行脱囊,从而造成宿主的自体循环感染;后者占80%,随粪便和痰液排出外界,污染环境,造成个体间的相互感染。
图21微小隐孢子虫C.parvum生活史示意图
(图片来源:
http:
//www.cdc.gov/index.htm)
2.2隐孢子虫的危害
2.2.1隐孢子虫的感染对象
隐孢子虫是全球危害人类健康的重要寄生性原虫,宿主包括几乎所用脊椎动物,具有人畜共患传播性,隐孢子虫可以感染79种不同的哺乳动物,30多种鸟类,25种非雀形目的种类和6种雀形目种类。
几乎所有的家畜家禽、宠物和舍养鸟均查到虫体感染,野鸡群也查到虫体感染;此外,隐孢子虫还可以感染57种不同类型的爬行动物,包括40种蛇,15种蜥蜴和2种海龟;9种鱼类也可以感染隐孢子虫。
表2.1所示为已发现并定名的隐孢子虫与其宿主的关系。
表2.1已发现并定名的隐孢子虫与其宿主的关系
有效虫种
宿主
鼠隐孢子虫(C.muris)
哺乳动物
微小隐孢子虫(C.parvum)
哺乳动物
人隐孢子虫(C.hominis)
哺乳动物
安氏隐孢子虫(C.andersoni)
哺乳动物
魏氏隐孢子虫(C.wrairi)
哺乳动物
猫隐孢子虫(C.felis)
哺乳动物
犬隐孢子虫(C.canis)
哺乳动物
猪隐孢子虫(C.suis)
哺乳动物
牛隐孢子虫(C.bovis)
哺乳动物
火鸡隐孢子虫(C.meleagridis)
鸟类
贝氏隐孢子虫(C.baileyi)
鸟类
鸡隐孢子虫(C.galli)
鸟类
蜥蜴蛇隐孢子虫(C.saurophilum)
爬行类
蛇隐孢子虫(C.serpentis)
爬行类
摩氏隐孢子虫(C.molnari)
鱼类
菱鲆隐孢子虫(C.scophthalmi)
鱼类
2.2.2隐孢子虫病的感染症状
隐孢子虫卵囊污染饮用水源、隐孢子虫寄生于人或动物的消化道上皮引起的普遍症状是腹泻、呕吐、腹痛、低烧等。
隐孢子虫每年感染人数约为2.5—5亿,对免疫功能正常的人来说
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