中国媒介生物学及控制杂志  2017, Vol. 28 Issue (3): 248-250

扩展功能

文章信息

吴嘉彤, 张仪, 朱丹, 李兰花
WU Jia-tong, ZHANG Yi, ZHU Dan, LI Lan-hua
日本血蜱传播田鼠巴贝西虫的实验研究
Experimental transmission of Babesia microti by Haemaphysalis japonica
中国媒介生物学及控制杂志, 2017, 28(3): 248-250
Chin J Vector Biol & Control, 2017, 28(3): 248-250
10.11853/j.issn.1003.8280.2017.03.013

文章历史

收稿日期: 2017-03-01
网络出版时间: 2017-05-12 15:10
日本血蜱传播田鼠巴贝西虫的实验研究
吴嘉彤1, 张仪1, 朱丹1, 李兰花2     
1 中国疾病预防控制中心寄生虫病预防控制所, 卫生部寄生虫病原与媒介生物学重点实验室, 世界卫生组织热带病合作中心, 上海 200025;
2 潍坊医学院公共卫生与管理学院, 山东 潍坊 261053
摘要: 目的 研究日本血蜱传播田鼠巴贝西虫的能力。 方法 用日本血蜱幼蜱、若蜱和成蜱叮咬田鼠巴贝西虫阳性BALB/c小鼠,收集饱血蜱,待孵化为下一个龄期或产卵后,利用巢氏PCR法检测幼蜱的感染情况;再用感染性成蜱叮咬阴性NOD/SCID小鼠,定期采集鼠血进行检测,以观察小鼠感染情况。 结果 幼蜱叮咬阳性小鼠发育为若蜱后,未检出田鼠巴贝西虫感染;若蜱叮咬阳性小鼠发育为成蜱后,8只雌性成蜱检出田鼠巴贝西虫感染,而雄性成蜱未检出田鼠巴贝西虫感染;成蜱叮咬阳性小鼠后,子代幼蜱未检出田鼠巴贝西虫感染。而12只阴性NOD/SCID小鼠被阳性成蜱叮咬后,有2只小鼠感染。 结论 日本血蜱仅在若蜱-成蜱阶段可经期传播田鼠巴贝西虫,幼蜱-若蜱阶段不能经期传播田鼠巴贝西虫,亦不能经卵传播田鼠巴贝西虫。
关键词: 田鼠巴贝西虫     日本血蜱     经期传播     经卵传播    
Experimental transmission of Babesia microti by Haemaphysalis japonica
WU Jia-tong1, ZHANG Yi1, ZHU Dan1, LI Lan-hua2     
1 National Institute of Parasitic Disease, Chinese Center for Disease Control and Prevention, Key Laboratory of Parasite and Vector Biology, Ministry of Health, WHO Collaborating Center for Tropical Diseases, Shanghai 200025, China;
2 School of Public Health, Weifang Medical College
Supported by the Special Fund for Health Research in the Public Interest China(No. 201202019) and National Key Research and Development Program of China(No. 2016YFC1202000, 2016YFC1202001)
Corresponding author: LI Lan-hua, Email:orchid8@sina.com
Abstract: Objective To identify the transmission capacity of Babesia microti through Haemaphysalis japonica. Methods The larvae, nymphs, and adults of H. japonica were fed on BALB/c mice infected with B. microti. The engorged ticks were collected and maintained to the next stage. Ticks of the next stage or the offspring larvae were detected by nested PCR. NOD/SCID mice were then infested by adult ticks molting from nymphs that ingested the blood of infective mice, and the blood samples of NOD/SCID mice were then analyzed by PCR. Results None of the nymphs developed from larvae that fed on positive mice tested positive. Among adult ticks developed from nymphs that were exposed to positive mice, 40% of the females and none of the males tested positive. Among the 12 mice infested by infective adults, B. microti was detected in two NOD/SCID. None of the offspring larvae developed from adult ticks that fed on infected mice tested positive. Conclusion Experimental transstadial transmission of H. japonica for B. microti was proved in the nymph to adult route, but neither in the larvae to nymph routes nor transovarial transmission.
Key words: Babesia microti     Haemaphysalis japonica     Transstadial transmission     Transovarial transmission    

硬蜱(科)分布广泛,可侵袭除鱼类外的几乎所有脊椎动物,并传播多种病原体,是威胁人类健康的重要病媒生物[1]。巴贝西虫属(Babesia)原虫超过100种,部分巴贝西虫可感染人类。巴贝西虫寄生于脊椎动物红细胞内,是一种常见的蜱传寄生虫。近年来,我国报道的人感染巴贝西虫病例数明显增加[2],因此,巴贝西虫病被认为是我国的一种新发威胁[2-3]。田鼠巴贝西虫(Babesia microti)可感染人类,自然界中其主要宿主是鼠类,主要传播媒介是硬蜱属,其他属少数蜱种亦有检出[4-5]。我国东北地区的田鼠巴贝西虫主要传播媒介是全沟硬蜱(Ixodes persuleatus),嗜群血蜱(Haemaphysalis concinna)亦有感染[6-7]。我国南方地区广泛分布的镰形扇头蜱(Rhipicephalus haemaphysaloides)亦可传播田鼠巴贝西虫[8]

日本血蜱(H. japonica)是三宿主蜱,在我国广泛分布[9],其侵袭力强[10],能传播立克次体[11]、伯氏疏螺旋体[12]和森林脑炎病毒[13]等多种病原体。但关于日本血蜱对田鼠巴贝西虫传播能力的研究尚未见报道。本研究以经实验室传代饲养的日本血蜱为实验材料,调查实验室条件下日本血蜱对田鼠巴贝西虫的传播能力。

1 材料与方法 1.1 试虫及动物

日本血蜱为中国CDC寄生虫病预防控制所媒介室实验室人工饲养,饲养条件为温度(25±1)℃、相对湿度(85±5)%、光照周期(L:D)为14 h:10 h。田鼠巴贝西虫由中国医学科学院实验动物学研究所提供(编号:ATCC®PRA-99);3~4周龄雌性BALB/c小鼠和体质量16~18 g的雌性NOD/SCID小鼠均由中国科学院上海实验动物中心提供。

1.2 试剂和仪器

QIAGEN血液和组织DNA提取试剂盒(TaKaRa);PCR试剂(BioRad C1000 TouchTM);PCR仪;恒温恒湿培养箱(Froilabo)。

1.3 方法 1.3.1 田鼠巴贝西虫动物模型的建立

取小鼠血液(红细胞感染率约为50%)0.1 ml,经腹腔接种于雌性BALB/c小鼠。于接种后第2天开始采集尾尖血制作血涂片,吉姆萨染色后镜检以确定是否感染成功,阳性小鼠用于蜱叮咬。

1.3.2 阴性幼蜱叮咬阳性小鼠

取3个大小不同的收纳盒套在一起,两层盒子间加入适量水。用毛笔将约600只幼蜱刷于2只阳性BALB/c小鼠体表,每只鼠体表约300只幼蜱,将小鼠置于3层收纳盒的最内层,置恒温恒湿培养箱中。收集饱血幼蜱,取20只饱血幼蜱用于DNA提取和PCR检测,剩余饱血幼蜱放入塑料瓶中,置恒温恒湿箱进行蜕皮孵化。幼蜱孵化为若蜱4周后,取200只若蜱用于DNA提取和PCR检测。如若蜱检测结果为阳性,用剩余若蜱叮咬阴性NOD/SCID小鼠。

1.3.3 阴性若蜱叮咬阳性小鼠

按相同方法,用200只若蜱叮咬4只阳性BALB/c小鼠。取20只饱血若蜱进行田鼠巴贝西虫检测,其余若蜱蜕皮孵化为成蜱。若蜱孵化为成蜱4周后,取40只成蜱(雌雄各20只)进行检测。若成蜱检测结果为阳性,用剩余成蜱叮咬阴性NOD/SCID小鼠。

1.3.4 阳性成蜱叮咬阴性小鼠

由于幼蜱叮咬阳性小鼠发育为若蜱后未检出阳性,而若蜱叮咬阳性小鼠发育为成蜱后检出田鼠巴贝西虫感染,仅用阳性日本血蜱成蜱叮咬阴性小鼠。取阴性NOD/SCID小鼠12只,每只小鼠体表放3对成蜱,成蜱饱血脱落后用于田鼠巴贝西虫检测。隔日采集被成蜱叮咬过的NOD/SCID小鼠尾部血液50 μl,取2 μl用于制作血涂片,剩余血液用于DNA提取和PCR检测。

1.3.5 经卵传播实验

取接种后第2天的阳性BALB/c小鼠15只,每只小鼠体表放3对成蜱进行叮咬,收集饱血雌蜱置于塑料容器中进行产卵孵化。取产卵后的母体及子代幼蜱(每只成蜱取300只子代幼蜱)进行DNA提取及PCR检测。

1.3.6 田鼠巴贝西虫检测

按照试剂盒说明书提取蜱及鼠类血液标本的DNA,其中未吸血若蜱以5只/组、子代幼蜱以30只/组进行DNA提取,其余蜱标本(饱血幼蜱、若蜱和成蜱)单只提取。DNA样品用特异性引物Bab1A~Bab4A进行巢式PCR扩增,以检测样品田鼠巴贝西虫感染情况。

1.4 巢式PCR

第1轮反应引物为Bab1A(5′-CTT AGT ATA AGC TTT TAT ACA GC-3′)和Bab4A(5′-ATA GGT CAG AAA CTT GAA TGA TAC A-3′);第2轮反应引物为Bab2A(5′-GTT ATA GTT TAT TTG ATG TTC GTT T-3′)和Bab3A(5′-AAG CCA TGC GAT TCG CTA AT-3′)。反应条件:95 ℃预变性5 min,94 ℃变性40 s,55 ℃退火40 s,72 ℃延伸45 s,共35个循环,最后72 ℃延伸10 min。同时制作鼠类血液涂片,吉姆萨染色后镜检。

2 结果 2.1 幼蜱-若蜱阶段经期传播实验

约600只幼蜱用于叮咬2只阳性BALB/c小鼠,收获饱血幼蜱513只,取其中20只,每只均提取DNA及PCR检测,结果均为阳性。剩余饱血幼蜱蜕皮孵化为若蜱,共收获若蜱447只。若蜱孵化4周后,取200只进行田鼠巴贝西虫检测,结果均为阴性。后将幼蜱-若蜱阶段经期传播实验重复3次,若蜱检测结果均为阴性,未发现日本血蜱幼蜱-若蜱阶段可经期传播田鼠巴贝西虫。

2.2 若蜱-成蜱阶段经期传播实验

200只若蜱叮咬4只阳性BALB/c小鼠,共收获饱血若蜱172只,取其中20只进行PCR检测,结果均为阳性;剩余饱血若蜱蜕皮孵化为成蜱,共收获成蜱134只。取雌雄成蜱各20只进行PCR检测,8只雌蜱检测结果为阳性,雄蜱未检出阳性。

取12只阴性NOD/SCID小鼠,每只小鼠体表放3对叮咬阳性小鼠的饱血若蜱孵化的成蜱。其中3只小鼠被2只雌蜱成功叮咬,其余9只小鼠仅被1只雌蜱成功叮咬。共收获饱血雌性成蜱15只,检出阳性2只。12只NOD/SCID小鼠中,有2只小鼠分别于叮咬后第9、10天检出阳性,说明日本血蜱若蜱-成蜱阶段可经期传播田鼠巴贝西虫。

2.3 经卵传播实验

45对阴性成蜱叮咬15只阳性小鼠,共收获饱血成蜱19只,对产卵后饱血雌蜱进行检测,19只均为阳性。每只饱血雌蜱取300只子代幼蜱,以30只/组进行DNA提取和PCR检测,结果全部为阴性,未发现日本血蜱经卵传播田鼠巴贝西虫。

3 讨论

近年来,蜱传疾病越来越受关注,我国报道的人感染蜱传病例亦有增加。田鼠巴贝西虫是重要的人兽共患性蜱传疾病病原体,人感染后可出现疟疾样症状,多数感染者可自愈,但免疫功能受损者可能导致严重性疾病甚至死亡。

国外研究表明,硬蜱属蜱种是田鼠巴贝西虫的主要传播媒介[5],其他蜱属的蜱种亦可传播田鼠巴贝西虫,如网纹革蜱(Dermacentor reticulatus[14]、嗜群血蜱[7]和镰形扇头蜱[8]等。硬蜱的生活史包括卵、幼蜱、若蜱和成蜱4个发育阶段。其中,幼蜱、若蜱及成蜱仅吸血1次,饱血后蜕皮发育为下一个龄期或产卵。硬蜱对病原体的传播途径主要有经期传播和经卵传播两种形式。本研究证实,日本血蜱在若蜱-成蜱阶段可在实验室条件下经期传播田鼠巴贝西虫,但未发现日本血蜱幼蜱-若蜱阶段可传播田鼠巴贝西虫。日本血蜱仅在若蜱-成蜱阶段经期传播田鼠巴贝西虫,可能因若蜱吸血量远高于幼蜱[15]。同时,若蜱叮咬阳性小鼠蜕皮发育为成蜱后,仅雌蜱获得感染,而雄性成蜱未获得感染,可能因雌性成蜱体型较雄性成蜱大而在若蜱阶段吸血更多,亦可能是雌雄蜱在免疫功能上存在差异或其他原因所致,但感染率性别差异的原因有待进一步研究。上述结果说明,日本血蜱有传播田鼠巴贝西虫的能力,但低于其他常见传播媒介。日本血蜱经卵传播田鼠巴贝西虫,与其他研究结果相同[16]

本研究发现,阳性成蜱再次吸血后,田鼠巴贝西虫的感染率由吸血前的40.00%下降至13.33%,其作用机制尚不明确,可能与吸血诱导昆虫免疫系统产生免疫应答有关[17-18]。本研究未对日本血蜱传播田鼠巴贝西虫的能力进行定量研究,对于我国其他蜱种是否传播田鼠巴贝西虫、不同蜱种的传播能力差异及其作用机制等问题有待深入研究。

参考文献
[1] Mediannikov O, Fenollar F. Looking in ticks for human bacterial pathogens[J]. Microb Pathog, 2014: 142–148 .DOI:10.1016/j.micpath.2014.09.008.
[2] Zhou X, Xia S, Huang JL, et al. Human babesiosis, an emerging tick-borne disease in the People's Republic of China[J]. Parasit Vectors, 2014: 509.
[3] Vannier E, Krause PJ. Babesiosis in China, an emerging threat[J]. Lancet Infect Dis, 2015, 15(2) : 137–139 .DOI:10.1016/S1473-3099(14)71062-X.
[4] Vannier E, Krause PJ. Human babesiosis[J]. N Engl J Med, 2012, 366(25) : 2397–2407 .DOI:10.1056/NEJMra1202018.
[5] Yabsley MJ, Shock BC. Natural history of zoonotic Babesia:role of wildlife reservoirs[J]. Int J Parasitol Parasites Wildl, 2013: 18–31 .DOI:10.1016/j.ijppaw.2012.11.003.
[6] Sun Y, Liu GP, Yang LW, et al. Babesia microti-like rodent parasites isolated from Ixodes persulcatus(Acari:Ixodidae)in Heilongjiang province, China[J]. Vet Parasitol, 2008, 156(3/4) : 333–339 .
[7] 范东辉, 李明, 徐翮飞, 等. 鼠与蜱感染人致病性巴贝虫状况的初步研究[J]. 中华卫生杀虫药械, 2012, 18(1): 48–50.
[8] Li LH, Zhu D, Zhang CC, et al. Experimental transmission of Babesia microti by Rhipicephalus haemaphysaloides[J]. Parasit Vectors, 2016: 231.DOI:10.1186/s13071-016-1517-2.
[9] Chen Z, Yang XJ, Bu FJ, et al. Ticks(Acari:Ixodoidea:Argasidae, Ixodidae)of China[J]. Exp Appl Acarol, 2010, 51(4) : 393–404 .DOI:10.1007/s10493-010-9335-2.
[10] 常德辉, 杨银书, 陶冶, 等. 用随机扩增多态DNA (RAPD)区分青海血蜱与日本血蜱[J]. 中国媒介生物学及控制杂志, 2005, 16(3): 202–203.
[11] 富英群, 卢婷婷, 侯咏, 等. 黑瞎子岛地区蜱及其携带病原体调查研究[J]. 中国国境卫生检疫杂志, 2015, 38(2): 119–123.
[12] 田万春, MoldenhauerS, 李牧青, 等. 首次从日本血蜱检测出莱姆病螺旋体[J]. 中国人兽共患病杂志, 1995, 11(3): 22–25.
[13] 刘国平, 任清明, 贺顺喜, 等. 我国东北三省蜱类的分布及医学重要性[J]. 中华卫生杀虫药械, 2008, 14(1): 39–42.
[14] Wójcik-Fatla A, Bartosik K, Buczek A, et al. Babesia microti in adult Dermacentor reticulatus ticks from eastern Poland[J]. Vector Borne Zoonotic Dis, 2012, 12(10) : 841–843 .DOI:10.1089/vbz.2011.0904.
[15] Randolph SE. Quantifying parameters in the transmission of Babesia microti by the tick Ixodes trianguliceps amongst voles (Clethrionomys glareolus)[J]. Parasitology, 1995, 110(3) : 287–295 .DOI:10.1017/S0031182000080872.
[16] Gray J, von Stedingk LV, Gürtelschmid M, et al. Transmission studies of Babesia microti in Ixodes ricinus ticks and gerbils[J]. J Clin Microbiol, 2002, 40(4) : 1259–1263 .DOI:10.1128/JCM.40.4.1259-1263.2002.
[17] Pakpour N, Akman-Anderson L, Vodovotz Y, et al. The effects of ingested mammalian blood factors on vector arthropod immunity and physiology[J]. Microbes Infect, 2013, 15(3) : 243–254 .DOI:10.1016/j.micinf.2013.01.003.
[18] Kopácek P, Hajdusek O, Buresová V, et al. Tick innate immunity[J]. Adv Exp Med Biol, 2010: 137–162 .DOI:10.1007/978-1-4419-8059-5.