中山大学：《人体寄生虫学》第八章 孢子虫

第八章孢子虫 孢子虫属顶复门( Phylum Apicomplex)的孢子虫纲( Class Sporozoa),均营寄生生活。生活史较复杂,具有无性的裂体增殖和有 性的配子生殖两种生殖方式。这两种生殖方式可以在一个宿主或分别 在两个不同宿主体内完成。危害人体较严重的有疟原虫 ( Plasmodium)、弓形虫( toxoplasma gondi)、隐孢子虫 ( Cryptosporidium)和卡氏肺孢子虫( Pneumocysis carinii);还有少 数肉孢子虫( Sarcocystis)和等孢球虫( Isospora)寄生人体的报道。 第一节疟原虫 疟原虫是人体疟疾( malaria)的病原体,属于真球虫目 ( Eucoccidiida)疟原虫科( Plasmodiidae) 疟原虫特异性地分别寄生于两栖类、爬行类、鸟类、哺乳动物和 人类。寄生于人类的疟原虫有4种,即间日疟原虫[ Plasmodium vivax ( Grassi and Felletti1890) Labbe,1899]、恶性疟原虫[ Plasmodium falciparum( Welch,1897) Schaudinn,1902]、三日疟原虫[ Plasmodium malariae( Laveran,881) Grassi and felletti,890]和卵形疟原虫 [ Plasmodium ovale Stephens,192],分别引起间日疟、恶性疟、三日疟 和卵形疟。间日疟原虫、卵形疟原虫和恶性疟原虫均专性寄生于人体, 三日疟原虫可感染人及非洲猿类。此外,巴西疟原虫可能是引起拉丁 美洲的多种猴三日疟虫种的起源。另外几种猴疟原虫也可偶尔感染人 体,但非常罕见。例如作为动物源寄生虫病的诺氏疟原虫( Plasmodium know les i)和吼猴疟原虫( Plasmodium sirmium)、食蟹猴疟原虫

-1- 第八章 孢子虫 孢子虫属顶复门 (Phylum Apicomplex) 的孢子虫纲（ Class Sporozoa），均营寄生生活。生活史较复杂，具有无性的裂体增殖和有 性的配子生殖两种生殖方式。这两种生殖方式可以在一个宿主或分别 在 两 个 不 同 宿 主 体 内 完 成 。 危 害 人 体 较 严 重 的 有 疟 原 虫 （ Plasmodium ）、 弓 形 虫 (Toxoplasma gondii ）、 隐 孢 子 虫 （Cryptosporidium）和卡氏肺孢子虫（Pneumocysis carinii）；还有少 数肉孢子虫（Sarcocystis）和等孢球虫（Isospora）寄生人体的报道。 第一节 疟原虫 疟原虫是人体疟疾（malaria ）的病原体，属于真球虫目 （Eucoccidiida）疟原虫科（Plasmodidae）。 疟原虫特异性地分别寄生于两栖类、爬行类、鸟类、哺乳动物和 人类。寄生于人类的疟原虫有 4 种，即间日疟原虫[Plasmodium vivax （Grassi and Felletti,1890） Labbe,1899]、恶性疟原虫[Plasmodium falciparum（Welch,1897） Schaudinn,1902]、三日疟原虫[Plasmodium malariae（Laveran,1881） Grassi and Felletti,1890]和卵形疟原虫 [Plasmodium ovale Stephens,1922]，分别引起间日疟、恶性疟、三日疟 和卵形疟。间日疟原虫、卵形疟原虫和恶性疟原虫均专性寄生于人体, 三日疟原虫可感染人及非洲猿类。此外，巴西疟原虫可能是引起拉丁 美洲的多种猴三日疟虫种的起源。另外几种猴疟原虫也可偶尔感染人 体，但非常罕见。例如作为动物源寄生虫病的诺氏疟原虫（Plasmodium knowlesi）和吼猴疟原虫（Plasmodium simium）、食蟹猴疟原虫

( Plasmodium cynomolgi1)、许氏疟原虫( Plasmodium schwetz)、猪 尾猴疟原虫( Plasmodium inui)及其肖氏种( Plasmodium short ti)。 在我国主要是间日疟原虫和恶性疟原虫,三日疟原虫少见,卵形 疟原虫罕见,近年偶见国外输入的病例 疟疾是一类很古老的疾病。远在公元前1401~1122年间在我国殷墟甲骨文中已有“疟”的字体。周 代时期的《周礼》,秦汉时代的《黄帝内经》和《金匮要略》,隋代的《诸病源候论》,唐代的《千金方》和 《外台秘要》,明代的《痃疟论》和《瘴疟指南》等书对于疟疾的症状、流行和治疗分别进行了阐述 古时以为疟疾是由恶浊之气所引起,此点中外不谋而合。真正引起疟疾的病原体-疟原虫直到1880年 由法国学者 Laveran在恶性疟病人血液中发现。是医学史上重要的里程碑。因此,他获得诺贝尔奖金。 Charles louis alphonse Laveran(1845-1922)曾任驻阿尔及利亚的法军军医,后在巴黎 Val de grace 医院任军事卫生学教授,1896年退役,在巴黎的巴斯德研究院继续从事他的研究。1880年11月6日,在 他任阿尔及利亚君士坦丁陆军医院少校军医时,检査一名重症间歇热病青年士兵的血涂片,他用显微镜观 察到红细胞边缘有含色素颗粒、呈圆形或新月形的小体:并有一些活动的丝状体干扰其它细胞。他立刻想 到这些丝状体和圆形小体可能即是疾病的病原体。他是用放大约400倍的干镜头显微镜,所看到的是在盖 玻片下未染色的新鲜血液内的虫体。 Marchiafava与 Celli在1882-1884年间以及 Golgi在1885-1886年间也相继分别在他们自己的病人 血液中査见疟原虫,并进一步观察了疟原虫在红细胞内发育过程(即裂体增殖)中的各个时期以及疟原虫 内的疟色素( malaria pigment)。 Golgi则进一步观察到三日疟原虫与间日疟原虫在形态上的区别。1884 年, Gerhardt经注射疟疾病人的血液而使健康人获得感染,并在受血者体内查到这种寄生虫。1892年, Marchiafava和 Bignami发现恶性疟原虫。1922年, Stephens鉴定和描述了卵形疟原虫 疟疾的传播媒介,直至1897年,在印度工作的英国军医Ross最终闸明了疟原虫在按蚊体内的生活 周期及通过叮咬进行传播,从而解决了这一基础的科学问题。并因而获诺贝尔奖。 Ronald ross(1857~1932)于1892年起在印度的英国军队中担任军医,1899年离开印度后任利物 浦热带医学院热带医学教授。后在伦敦创建RO0S研究院,任热带医学顾问,1902年获诺贝尔奖金。1894 年,ROss作为一名年轻的军官,受到 Manson的鼓励在印度研究疟原虫的传播方式。他克服了许多技术和 行政上的困难,终于在1897年8月在吸过有“新月体”的病人血的按蚊体内观察到卵囊。并于1898年在 加尔各答用致倦库蚊传播鸟疟残疟原虫(P. relictum)成功,在几个月内连续观察到蚊虫体内疟原虫的所 有发育期。 但是,当时却还不能解释:为什么被携带有疟原虫子孢子的按蚊叮咬后必须经过一定时期后才能在血 液中查见疟原虫?为何由输入含有疟原虫血液所引起的疟疾远较由按蚊叮咬所引起的疟疾易于根治?一直 到二十世纪中叶分别在鸟( Raffaele等,1934)和猴( Shortt, Garnham等,1948)发现在疟原虫的生活史 中除蚊体内孢子增殖与另一宿主的红细胞内裂体增殖之外,还有组织细胞内裂体增殖的一个时期,也就是 红细胞外期。之后,恶性疟原虫、间日疟原虫(Shot等,1949,1951)、卵形疟原虫( Garnham,Bray等 1954)和三日疟原虫(Bray,1960)在肝细胞内的发育,也相继被证实 1977年, Lysenko等发现间日疟原虫子孢子进入肝细胞后发育速度不同,提出子孢子休眠学说 Krofoski等(1980,1982,1986)的研究,也证实了在受累猴疟原虫和间日疟原虫的灵长类动物肝细胞内 存在休眠子

-2- (Plasmodium cynomolgi)、许氏疟原虫（Plasmodium schwetzi）、猪 尾猴疟原虫（Plasmodium inui）及其肖氏种(Plasmodium shortti）。 在我国主要是间日疟原虫和恶性疟原虫，三日疟原虫少见，卵形 疟原虫罕见，近年偶见国外输入的病例。 疟疾是一类很古老的疾病。远在公元前 1401～1122 年间在我国殷墟甲骨文中已有“疟”的字体。周 代时期的《周礼》，秦汉时代的《黄帝内经》和《金匮要略》，隋代的《诸病源候论》，唐代的《千金方》和 《外台秘要》，明代的《痎疟论》和《瘴疟指南》等书对于疟疾的症状、流行和治疗分别进行了阐述。 古时以为疟疾是由恶浊之气所引起，此点中外不谋而合。真正引起疟疾的病原体-疟原虫直到 1880 年 由法国学者 Laveran 在恶性疟病人血液中发现。是医学史上重要的里程碑。因此，他获得诺贝尔奖金。 Charles Louis Alphonse Laveran （1845~1922）曾任驻阿尔及利亚的法军军医，后在巴黎 Val de Grace 医院任军事卫生学教授，1896 年退役，在巴黎的巴斯德研究院继续从事他的研究。1880 年 11 月 6 日，在 他任阿尔及利亚君士坦丁陆军医院少校军医时，检查一名重症间歇热病青年士兵的血涂片，他用显微镜观 察到红细胞边缘有含色素颗粒、呈圆形或新月形的小体；并有一些活动的丝状体干扰其它细胞。他立刻想 到这些丝状体和圆形小体可能即是疾病的病原体。他是用放大约 400 倍的干镜头显微镜，所看到的是在盖 玻片下未染色的新鲜血液内的虫体。 Marchiafava 与 Celli 在 1882~1884 年间以及 Golgi 在 1885-1886 年间也相继分别在他们自己的病人 血液中查见疟原虫，并进一步观察了疟原虫在红细胞内发育过程（即裂体增殖）中的各个时期以及疟原虫 内的疟色素（malaria pigment）。Golgi 则进一步观察到三日疟原虫与间日疟原虫在形态上的区别。1884 年，Gerhardt 经注射疟疾病人的血液而使健康人获得感染，并在受血者体内查到这种寄生虫。1892 年， Marchiafava 和 Bignami 发现恶性疟原虫。1922 年，Stephens 鉴定和描述了卵形疟原虫。 疟疾的传播媒介，直至 1897 年，在印度工作的英国军医 Ross 最终阐明了疟原虫在按蚊体内的生活 周期及通过叮咬进行传播，从而解决了这一基础的科学问题。并因而获诺贝尔奖。 Ronald Ross（1857～1932）于 1892 年起在印度的英国军队中担任军医，1899 年离开印度后任利物 浦热带医学院热带医学教授。后在伦敦创建 ROOS 研究院，任热带医学顾问，1902 年获诺贝尔奖金。1894 年，Ross 作为一名年轻的军官，受到 Manson 的鼓励在印度研究疟原虫的传播方式。他克服了许多技术和 行政上的困难，终于在 1897 年 8 月在吸过有“新月体”的病人血的按蚊体内观察到卵囊。并于 1898 年在 加尔各答用致倦库蚊传播鸟疟残疟原虫（P.relictum）成功，在几个月内连续观察到蚊虫体内疟原虫的所 有发育期。 但是，当时却还不能解释：为什么被携带有疟原虫子孢子的按蚊叮咬后必须经过一定时期后才能在血 液中查见疟原虫？为何由输入含有疟原虫血液所引起的疟疾远较由按蚊叮咬所引起的疟疾易于根治？一直 到二十世纪中叶分别在鸟（Raffaele 等，1934）和猴（Shortt，Garnham 等，1948）发现在疟原虫的生活史 中除蚊体内孢子增殖与另一宿主的红细胞内裂体增殖之外，还有组织细胞内裂体增殖的一个时期，也就是 红细胞外期。之后，恶性疟原虫、间日疟原虫（Shortt 等，1949，1951）、卵形疟原虫（Garnham，Bray 等 1954）和三日疟原虫（Bray，1960）在肝细胞内的发育，也相继被证实。 1977 年，Lysenko 等发现间日疟原虫子孢子进入肝细胞后发育速度不同，提出子孢子休眠学说； Krofoski 等（1980，1982，1986）的研究，也证实了在受累猴疟原虫和间日疟原虫的灵长类动物肝细胞内 存在休眠子

经过一个世纪的研究,人体疟原虫生活史始获得基本阐明。 【形态】 在红细胞内发现疟原虫是确诊疟疾和鉴别虫种的依据,困此必须 熟悉红细胞内原虫形态。 疟原虫的基本构造为核、胞质和胞膜,环状体以后各期尚有消化 分解血红蛋白后的终产物一疟色素。用瑞氏或姬氏染液染色后,核呈 紫红色,胞质为天蓝至深蓝色,疟色素呈棕黄色、棕褐色或黑褐色 四种人体疟原虫的基本构造相同,但各期的形态又各有特征,可资鉴 别。除了疟原虫本身的形态特征不同之外,被寄生的红细胞在形态上 也可发生变化。被寄生红细胞的形态有无变化以及变化的特点,对鉴 别疟原虫种类很有帮助。如间日疟原虫和卵形疟原虫寄生的红细胞可 以变大,变形,颜色变浅,常有明显的红色薛氏点( Schuffner' s dots); 被恶性疟原虫寄生的红细胞有粗大的紫褐色茂氏点( Maurer's dots); 被三日疟原虫寄生的红细胞可有齐氏点( Ziemann's dots) 1.疟原虫在红细胞内的发育各期形态 疟原虫在红细胞内生长、发育、繁殖,形态变化很大。一般分为 三个主要发育期 (1)滋养体( trophozoite):为疟原虫在红细胞内最早出现的摄 食和生长的阶段。按发育先后,滋养体有早期与晚期之分。早期滋养 体胞核小,胞质少,中间有空泡,虫体多呈环状,故又称之为环状体 ( ring form)。以后虫体长大,胞核亦增大,胞质增多,有时伸出伪足, 胞质中开始出现疟色素( malarial pigment)。被间日疟原虫和三日疟原 虫寄生的红细胞体积胀大,颜色变浅,开始出现薛氏小点。此时称为 晚期滋养体,亦称大滋养体。 (2)裂殖体( schizont):晚期滋养体发育成熟,核开始分裂后即 称为裂殖体。核经反复分裂,最后胞质随之分裂,每一个核被部分胞

-3- 经过一个世纪的研究，人体疟原虫生活史始获得基本阐明。 【形态】 在红细胞内发现疟原虫是确诊疟疾和鉴别虫种的依据，困此必须 熟悉红细胞内原虫形态。 疟原虫的基本构造为核、胞质和胞膜，环状体以后各期尚有消化 分解血红蛋白后的终产物—疟色素。用瑞氏或姬氏染液染色后，核呈 紫红色，胞质为天蓝至深蓝色，疟色素呈棕黄色、棕褐色或黑褐色。 四种人体疟原虫的基本构造相同，但各期的形态又各有特征，可资鉴 别。除了疟原虫本身的形态特征不同之外，被寄生的红细胞在形态上 也可发生变化。被寄生红细胞的形态有无变化以及变化的特点，对鉴 别疟原虫种类很有帮助。如间日疟原虫和卵形疟原虫寄生的红细胞可 以变大，变形，颜色变浅，常有明显的红色薛氏点（Schüffner’s dots）； 被恶性疟原虫寄生的红细胞有粗大的紫褐色茂氏点（Maurer’s dots）； 被三日疟原虫寄生的红细胞可有齐氏点（Ziemann’s dots）。 1．疟原虫在红细胞内的发育各期形态 疟原虫在红细胞内生长、发育、繁殖，形态变化很大。一般分为 三个主要发育期。 （1）滋养体（trophozoite）：为疟原虫在红细胞内最早出现的摄 食和生长的阶段。按发育先后，滋养体有早期与晚期之分。早期滋养 体胞核小，胞质少，中间有空泡，虫体多呈环状，故又称之为环状体 （ring form）。以后虫体长大，胞核亦增大，胞质增多，有时伸出伪足， 胞质中开始出现疟色素（malarial pigment）。被间日疟原虫和三日疟原 虫寄生的红细胞体积胀大，颜色变浅，开始出现薛氏小点。此时称为 晚期滋养体，亦称大滋养体。 （2）裂殖体（schizont）：晚期滋养体发育成熟，核开始分裂后即 称为裂殖体。核经反复分裂，最后胞质随之分裂，每一个核被部分胞

质包裹,成为裂殖子( merozoite),早期的裂殖体称为未成熟裂殖体, 晚期含有裂殖子而且疟色素已经集中成团的裂殖体称为成熟裂殖体。 (3)配子体( gametocyte):疟原虫经过数次裂体增殖后,部分 裂殖子侵入红细胞中发育长大,核增大而不再分裂,胞质增多而无伪 足,最后发育成为圆形、卵圆形或新月形的个体,称为配子体。配子 体有雌雄(或大小)之分:虫体较大,胞质致密,疟色素多而粗大, 核致密而偏于虫体一侧(Pv、Pm、Po)或居中(Pf为雌(大)配子 体;虫体较小,胞质稀薄,疟色素少而细小,核疏松而位于虫体中央 者为雄(小)配子体。 2.薄血膜中4种疟原虫的形态比较见表8-1 表8-1薄血膜中4种疟原虫的形态比较 3.超微结构 (1)裂殖子:(如图12-1所示)红内期裂殖子呈卵圆形,有表膜 复合膜( pellicular complex)包绕。大小随虫种略有不同,平均长 1.5μm,平均直径1μm 表膜( pellicle)由一质膜和两层紧贴的内膜组成。质膜厚约 7.5nm,内膜厚约15nm,并有膜孔。紧靠内膜的下面是一排起于顶端 极环( polar ring)并向后部放散的表膜下微管( subpellicular microtubule)。内膜和表膜下微管可能起细胞骨架作用,使裂殖子有 硬度。游离的裂殖子的外膜有一厚约20nm表被( surface coat)复 盖。此表被是电子致密、坚实的纤丝,在性质上似是蛋白质,可能在 疟原虫对宿主免疫反应的应答中起作用。在裂殖子侧面表膜有一胞口 ( cytostome),红内期各期原虫通过胞口摄取宿主细胞浆。 裂殖子顶端是一截头的圆锥形突起称为顶突( apical

-4- 质包裹，成为裂殖子（merozoite），早期的裂殖体称为未成熟裂殖体， 晚期含有裂殖子而且疟色素已经集中成团的裂殖体称为成熟裂殖体。 （3）配子体（gametocyte）：疟原虫经过数次裂体增殖后，部分 裂殖子侵入红细胞中发育长大，核增大而不再分裂，胞质增多而无伪 足，最后发育成为圆形、卵圆形或新月形的个体，称为配子体。配子 体有雌雄（或大小）之分：虫体较大，胞质致密，疟色素多而粗大， 核致密而偏于虫体一侧（P.v、P.m、P.o）或居中(P.f)为雌（大）配子 体；虫体较小，胞质稀薄，疟色素少而细小，核疏松而位于虫体中央 者为雄（小）配子体。 2．薄血膜中 4 种疟原虫的形态比较见表 8-1 表 8-1 薄血膜中 4 种疟原虫的形态比较 3．超微结构 （1）裂殖子：(如图 12-1 所示)红内期裂殖子呈卵圆形，有表膜 复合膜（pellicular complex）包绕。大小随虫种略有不同，平均长 1．5μm，平均直径 1μm。 表膜（pellicle）由一质膜和两层紧贴的内膜组成。质膜厚约 7.5nm，内膜厚约 15nm，并有膜孔。紧靠内膜的下面是一排起于顶端 极环（polar ring）并向后部放散的表膜下微管（subpellicular microtubule）。内膜和表膜下微管可能起细胞骨架作用，使裂殖子有 硬度。游离的裂殖子的外膜有一厚约 20nm 表被（surface coat）复 盖。此表被是电子致密、坚实的纤丝，在性质上似是蛋白质，可能在 疟原虫对宿主免疫反应的应答中起作用。在裂殖子侧面表膜有一胞口 （cytostome），红内期各期原虫通过胞口摄取宿主细胞浆。 裂 殖 子 顶 端 是 一 截 头 的 圆 锥 形 突 起 称 为 顶 突 （ apical

prominence),有三个极坏。在此区可见两个电子致密的棒状体 ( rhoptry)和数个微线体( mi cronemes)。棒状体和微线体可能在裂 殖子侵入宿主细胞时起作用。裂殖子后部可见一线粒体。内质网很少, 但胞浆内有丰富的核糖体。高尔基氏复合体不明显。 裂殖子的核大而圆,位于虫体后半部,沿核膜可见核孔,未见有 核仁。 图8-1疟原虫裂殖子 (2)红细胞膜的变化:在被疟原虫感染的红细胞膜上出现结节 (knob)、疣突( knob protrusion)或凹窝-小泡复合体( caveola-vesicle complex)相当于光镜下见到的间日疟原虫的薛氏点;或恶性疟原虫 的茂氏点。 图8-2疟原虫感染红细胞表面结节 【生活史】 寄生人体的疟原虫生活史基本相同,需要人和按蚊二个宿主。在 人体内先后寄生于肝细胞和红细胞内,进行裂体增殖( schizogony)。 在红细胞内,除进行裂体增殖外,尚可形成配子体,开始有性生殖的 初期发育。在蚊体内,完成配子生殖( gametogony),继以孢子增殖 (sporogony 1.在人体内的发育分肝细胞内的发育和红细胞内的发育二个 阶段: (1)红细胞外期(exo- erythrocytic cycle,简称红外期):当唾腺 中带有成熟子孢子( sporozoite)的雌性按蚊剌吸人血时,子孢子随 唾液进入人体,约经30分钟随血流侵入肝细胞,摄取肝细胞内营养

-5- prominence），有三个极坏。在此区可见两个电子致密的棒状体 （rhoptry）和数个微线体（micronemes）。棒状体和微线体可能在裂 殖子侵入宿主细胞时起作用。裂殖子后部可见一线粒体。内质网很少， 但胞浆内有丰富的核糖体。高尔基氏复合体不明显。 裂殖子的核大而圆，位于虫体后半部，沿核膜可见核孔，未见有 核仁。 （2）红细胞膜的变化：在被疟原虫感染的红细胞膜上出现结节 （knob）、疣突（knob protrusion）或凹窝-小泡复合体（caveola-vesicle complex）相当于光镜下见到的间日疟原虫的薛氏点；或恶性疟原虫 的茂氏点。 图 8-2 疟原虫感染红细胞表面结节 【生活史】 寄生人体的疟原虫生活史基本相同，需要人和按蚊二个宿主。在 人体内先后寄生于肝细胞和红细胞内，进行裂体增殖（schizogony）。 在红细胞内，除进行裂体增殖外，尚可形成配子体，开始有性生殖的 初期发育。在蚊体内，完成配子生殖（gametogony），继以孢子增殖 （sporogony）。 1．在人体内的发育 分肝细胞内的发育和红细胞内的发育二个 阶段： （1）红细胞外期（exo-erythrocytic cycle，简称红外期）：当唾腺 中带有成熟子孢子（sporozoite）的雌性按蚊刺吸人血时，子孢子随 唾液进入人体，约经 30 分钟随血流侵入肝细胞，摄取肝细胞内营养 图 8-1 疟原虫裂殖子