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新包蟲症
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作者: 黃鴻堅、黃久珍 國立中興大學獸醫學系
詳細內容:
新包蟲症(Neosporosis)是由新包蟲(Neospora caninum)所引起的疾病,是屬於apicomplexan的原蟲。它是一種型態與弓蟲(Toxoplasma gondii)相似的寄生蟲,因此一直被誤認為是弓蟲。直到1988年,在美國正式被發表並命名為新包蟲(N. caninum)。目前已知道它的終宿主是狗;且證實可經口食入卵囊及胎盤感染來傳播許多動物,其它的宿主範圍很廣,但我們還不瞭解其在公共衛生上所扮演的角色。新包蟲症在犬隻及牛隻主要是會引起神經肌肉性麻痺;且在牛、馬、綿羊、山羊及鹿也會引起流、死產,造成經濟上的損失。雖然,在光學顯微鏡下新包蟲及弓蟲的裂殖子(tachyzoites)很相似,但可利用超顯微結構來區別診斷。目前為止,相關的研究報告很多,但在臺灣還未有任何的文獻報告發表,且教科書中也未曾提到;因此,在此為大家簡單的介紹新包蟲。


歷史
新包蟲(Neospora caninum)的形態與弓蟲相似,因此多年來一直被誤認為弓蟲。雖然,於1984年即在挪威的犬隻發現此病,但並未命名(Bjerkas et al., 1984);在1991年確定為新包蟲所引起(Bjerkas and Dubey, 1991)。直到1988年,美國學者發現犬感染此與弓蟲相似之寄生蟲時,並無法產生弓蟲抗體;才首次將此會引起犬隻神經障礙及後肢麻痺的寄生蟲正式命名為N. caninumDubey et al., 1988)。同時,並由細胞培養及小白鼠分離出新包蟲,且發展出間接螢光抗體測試法作為血清學診斷(Dubey et al., 1988b),或是利用免疫組織化學法鑑定出組織中的新包蟲(Lindsay and Dubey, 1989c)。且於1989年,成功的建立小白鼠及大白鼠的實驗動物感染模式(Lindsay and Dubey 1989d,1990c),並篩選出幾種實驗室中具有治療新包蟲症的藥物( Lindsay and Dubey 1989b,1990a)。而犬貓新包蟲症可經由胎盤垂直感染(Dubey and Lindsay, 1989a,b, 1990b; Dubey et al., 1992c)。緊接著,陸續發現它不但會引起牛的流產在美國加州更是引起流產的主要原因之一(Thilsted and Dubey, 1989; Anderson et al., 1991; Barr et al., 1991a);由流產胎牛或接種牛隻均可分離出新包蟲(Conrad et al., 1993a; Barr et al., 1994b),但也常見不顯性感染(Pare et al., 1994)。在診斷方面,目前已研發出利用ELISA(Bjorkman et al., 1994a; Pare at al., 1995b; Dubey et al., 1996a)、重組的新包蟲蛋白質(Lally et al., 1996a)PCRDNA雜合免疫法診斷新包蟲的感染(Muller et al., 1996)。尤其,各國學者更致力於研究新包蟲的終宿主,終於在1998年發現犬為新包蟲的終宿主(McAllister et al., 1998)。目前在很多國家均有關於新包蟲的研究報告出現,包括:美國、加拿大、日本、澳大利亞、南非及歐洲許多城市。它不但會引起犬隻及牛隻的神經肌肉性麻痺,也會造成牛、綿羊、山羊、馬及鹿的流、死產。為犬、牛的新包蟲症在流行疫情及經濟學上扮演重要的角色,故本文主要以此動物為介紹重點。


生活史及傳播方式
目前為止,我們已知道新包蟲的終宿主是狗(McAllister et al., 1998),且其宿主範圍很廣。在已被發表文獻中,自然感染的宿主包含有:犬、牛、綿羊、山羊、馬及鹿。實驗感染成功的動物包含有:小鼠、大鼠、犬、狐、山羊、貓、綿羊、美洲小土狼、豬、沙鼠、兔及牛等。
現今已證實可經由口食入卵囊及胎盤感染來傳播新包蟲。經口感染是藉由食入犬糞便內排出的卵囊而感染;亦可經由胎盤傳播感染,其動物包括:犬(Dubey and Lindsay, 1989b; Cole et al., 1995b)、貓(Dubey et al., 1992c),及小鼠(Cole et al., 1995a; Long and Baszler, 1996)及牛(Dubey et al., 1992; Barr et al., 1994b; Schares et al., 1998)。而組織囊體(tissue cysts)、囊體內的bradyzoites及裂殖子(tachyzoites)均可抵抗鹽酸-胃蛋白液(HCl-pepsin solution)的消化而經口感染,故證實肉食性動物可藉由攝食感染的組織而被感染(Dubey, 1990)。因此,肉食性動物可能為生活史中的一部份(Lindsay and Dubey, 1990b)。實驗室感染新包蟲的方法,包括:皮下注射、腹腔注射、肌肉注射、靜脈注射及口服等方式,來感染免疫抑制的實驗動物。


形態及生物學特性
新包蟲與弓蟲相同均為絕對細胞內寄生蟲。新包蟲主要以三種形態存在於動物組織中,包括:囊體(cyst)、囊體內的bradyzoites及裂殖子(tachyzoites);且其形態均與弓蟲相似,故在光學顯微鏡下不易區別,但可利用超顯微構造來區別診斷。新包蟲無性生殖的裂殖子(tachyzoites)呈現卵圓形lunate或球狀;其大小會依據其分裂時期的不同而有所差異,一般約為3-7×1-5μmDubey and Lindsay, 1993)。在感染動物中,其裂殖子可存在於神經細胞(neural cell)、巨噬細胞(macrophage)、纖維母細胞(fibroblasts)、血管內皮細胞(vascular endothelial cell)、肌細胞(myocytes)、腎小管上皮細胞(renal tubular epithelial cells)及肝細胞(hepatocytes)(Dubey et al., 1988a; Dubey, 1993a; Bjerkas and Presthus, 1989; Speer and Dubey, 1989)。
裂殖子約5分鐘即可主動侵入感染細胞內(Hemphil et al.,1996);它主要是存在於宿主感染細胞的細胞質中,且其周圍會有寄生蟲性空泡(parasitophorous vacuole)存在。在穿透性電子顯微鏡下新包蟲裂殖子的結構與T. gondii不盡相同。新包蟲裂殖子內的rhoptries為電子緻密樣,其數量較多,且較長可延伸至核的後方。而弓蟲裂殖子內的rhoptries為蜂巢樣,其數量較少,且較短未延伸至核的後方。
新包蟲的組織囊體(tissue cysts)通常為圓形至卵圓形,其大小約為107μm。它只存在於神經組織中,包括:腦、脊髓、神經及視網膜(Dubey et al., 1988a; Dubey et al., 1990d);但曾單一的病例,在小馬的眼睛肌肉中見到單獨的組織囊體。囊體壁平滑且厚度可達4μm ,推測是依其感染時間的長短而定,通常為1-2μm厚;且其無隔膜(septa)及無第二層囊壁。囊體內含有細長的bradyzoites ,其大小約為6-8×1-1.8μm,且其內含有periodic acid SchiffPAS-陽性(amylopectin)顆粒。囊體內的bradyzoites可抵抗鹽酸-胃蛋白液(HCl-pepsin solution),且其在4℃中可存活14天,而在-20℃中1天即失去感染力。


體外培養
新包蟲最早是以牛單核球(bovine monocytes),牛心肺動脈內皮細胞(bovine cardio-pulmonary arterial endothelial cell)來培養以產生更多的病原體,但現今已發展出可利用Madin-Dardy bovine kidney, human foreskin fibroblast, Vero cell (Dubey and Lindsay, 1996)來培養,細胞培養的裂殖子只可用來鑑定或感染動物;目前甚至已完成利用細胞株來培養新包蟲裂殖子連續8年,且其對小鼠的感染力並未減弱。細胞培養中的裂殖子可利用liquid nitrogen來保持其感染力,其方法與弓蟲相同。


宿主-寄生蟲關係
新包蟲可在數天內產生嚴重且明顯的壞死病灶,且其為細胞內寄生蟲,故當裂殖子積極增殖時會造成細胞的快速死亡。它可引起犬、牛或其他宿主嚴重的神經肌肉症,破壞大量的神經細胞,包含腦、脊髓神經及其他具親和性的細胞。它感染乳牛亦可引起流產現象。
完整的組織囊體並不會引發宿主的炎症反應,且並不知道其可在中樞系統持續存在多久,而在實驗感染小鼠至少可存在1年以上。變性的組織囊體及bradyzoties會形成肉牙腫,可能因為囊體破裂且繼發宿主的反應,而形成局部炎症反應。而外源性腎上腺素皮質類固醇的給藥會加劇新包蟲症。


診斷
臨床上,新包蟲症與弓蟲症的形態及傳播方式是相似的,但仍可從生活史、終宿主、囊體壁厚度及存在的臟器、超顯微結構等不同的特性來區別診斷。在生活史方面:新包蟲的有性生殖期(終宿主)在犬,無性生殖期在馬、牛、山羊、綿羊及鹿;而弓蟲的有性生殖期(終宿主)在貓,無性生殖為其他溫血脊椎動物。裂殖子大小方面:新包蟲為3-7×1-5μm,而弓蟲為4-6×2-3μm。雖然,在光學顯微鏡下新包蟲及弓蟲的裂殖子(tachyzoites)很相似,但可利用超顯微結構來區別診斷;也可由其抗原性及一些結構來加以區分。在臨床症狀方面:新包蟲會引起牛、綿羊、山羊、馬及鹿的流、死產,和犬及牛的神經肌肉性痲痺的症狀;而弓蟲則會引起羊的流產,但牛無流產病例報告,且犬、貓無臨床症狀。
在光學顯微鏡下,新包蟲的裂殖子常被誤認為是弓蟲(Toxoplasma gondii)的裂殖子,但在穿透式電子顯微鏡(transmission electron microscope)下可由rhoptries排列來區別診斷。新包蟲的裂殖子是均質緻密,而弓蟲則為蜂窩狀。而rhoptries 的數量及micronemes 的排列方式因變化大,故不可用來診斷兩者。發育良好的組織囊體在光學顯微鏡即可區別兩者。新包蟲的組織囊體只存在於神經組織,其壁可發育至4μm; 弓蟲則可存於其他器官,其壁小於1μm
血清學檢查亦可用於診斷。目前以利用間接螢光抗體檢查(indirect fluorescent antibody test; IFAT) 及酵素聯結免疫反應(ELISA)來檢出新包蟲抗體。但一些報告指出新包蟲,弓蟲,Babesia gibsoniB. canis有相關性(Yamane et al., 1993)實驗犬感染B. gibsoni 其血清對新包蟲及弓蟲抗原有反應,但新包蟲實驗感染犬無 B. gibsoni 抗體。在間接螢光抗體檢查中,則弓蟲實驗感染犬則無新包蟲抗體反應 (Yamane et al., 1993) 犬新包蟲症利用間街螢光抗體檢測其血清抗體力價≧1:200. Tress 利用間街螢光抗體檢測法也未找到自然感染犬兩者的相關性。證實新包蟲的抗原與弓蟲的抗體並無交叉反應,反之亦然。
我們也可利用細胞培養及接種小白鼠來找到新包蟲(Dubey et al., 1988b)。病原分離的成敗取決於病原體數目及其自體溶解的情形。在加拿大,曾有利用-52℃冷凍4個月的新包蟲感染牛的神經組織成功感染小白鼠( Bryan et al.,1994)還可利用新包蟲抗血清的免疫組織化學染色(immunohistochemically;IHC)來診斷新包蟲。


實驗室治療
利用細胞培養的新包蟲裂殖子評估其敏感性,其中抑制劑離子型抗生素(lasalocid, maduramicin, monensin, narasin, salinomycin), macrolides (azithromycin, clarithromycin,erthromycin),四環素(doxycyclineminocycline)lincosamide抗生素均有效 ( Lindsay et al., 1994, 1996d)。在細胞培養中Arprinocid, nitrofurazone, robenidine, decoquinatediclazusil對裂殖子也有效,但amprolium. metronidazole, paromomycin roxarsone則效果差或完全無效(Lindsay et al., 1994)
但除了體外試驗外,實驗動物新包蟲症的治療評估也是必須的。小白鼠接種新包蟲後每天投藥4-20mg Amprolium並無法預防新包蟲症及小鼠死亡。在實驗感染後3-14天,每天飲水投藥4 mg Sulfadiazine,則有90%保護力。而實驗感染裂殖子後最初7天,飲水投藥AmproliumSulfadiazine 4mg均可有效治療新包蟲症。

討論
雖然,目前對新包蟲並不是十分了解,尤其是其在公共衛生在所扮演的角色。但是各國的學者一直致力於新包蟲的相關研究,因此近年來關於新包蟲的報告如雨後春筍般的被報導。尤其,在日本初步研究結果發現受檢的400人中約有4個人懷疑呈現血清抗體陽性,更值得令人關切其是否會感染人:尤其,新包蟲與弓蟲極為相似。而弓蟲會引起懷孕婦女的流產,更令人擔憂。但是,國內卻遲遲沒有關於新包蟲的文獻,因而在此簡單的為各位介紹新包蟲。希望藉此,能讓大家對新包蟲有初步的認識,並引起大家對新包蟲的關切。


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