饮用水隐孢子虫污染与感染研究现状分析
张荣, 王丽, 孙伯寅     
中国疾病预防控制中心农村改水技术指导中心
摘要: 隐孢子虫是可以感染人体和其他脊椎动物的肠道病原体, 在水源性疾病流行中其占有重要的位置, 是引起人类腹泻疾病常见因素之一。自上世纪80-90年代发达国家因饮用水隐孢子虫污染导致流行以来, 对饮用水的隐孢子虫污染与人感染的研究不断深入, 尽管多数感染者症状轻微或无症状, 但由于对隐孢子虫病患者的治疗缺乏针对性的药物, 因而更受关注, 被世界卫生组织和美国疾控中心列为新发传染病。本文对人隐孢子虫病流行现状、饮用水隐孢子虫污染与感染风险和监测等进行系统回顾和深入分析, 讨论相关制约因素, 并提出了近期需要关注和亟待研究解决的主要问题。
关键词: 饮用水     隐孢子虫     介水疾病     感染风险    
Current Status of Cryptosporidium Contamination in Drinking Water and Human Infection
Zhang Rong, Wang Li, Sun Boyin     
Abstract: Cryptosporidium is a kind of enteropathogen that can infect human and other vertebrates.It was one of six major causative agents of diarrhea in human and played an important role in the prevalence of water-related gastrointestinal diseases. Further research and investigation on cryptosporidium have been carried out since 1980s~1990s because of its contamination in drinking water and the prevalence of human infection in developed countries. It has been listed as one of emerging infectious diseases by WHO and USA CDC.More attention has been paid to cryptosporidiosis as no effective drug is currently available, although most cryptosporidium infections are mild or asymptomatic. The contamination of cryptosporidium in water, the prevalence of crytosporidiosis, the risk of infection and the monitoring were reviewed and discussed in detail in this paper. The relatively restraining factors were discussed; and the major problems necessary to be concerned and solved were proposed.
Key words: drinking water     cryptosporidium     waterborne disease     risk of infection    

隐孢子虫是一种球虫样的原生寄生虫,存在于许多动物宿主体内。现有研究结果证实,从感染宿主排出的隐孢子虫卵囊可以通过过滤装置,并能在水中存活数月;隐孢子虫是严重危害饮用水水质安全的病原性原生动物,已经被认为是导致腹泻的主要原因之一[1]。1976年,Nime和Meisel首先报道人隐孢子虫病,我国于1987年首先报道2例隐孢子虫感染,随后在其他一些地区陆续有病例报道[2-7]。随着畜牧及禽养殖业的发展,部分人、畜、禽粪等污染地面水体,隐孢子虫病介水传播的风险亦随之增加,近年来因饮用水、水源或娱乐用水的原虫孢(卵)囊污染导致的问题已受到各国关注。本文对饮用水隐孢子虫污染、隐孢子虫病流行现状、感染风险及监测情况等进行了分析。

1 人隐孢子虫感染与隐孢子虫病

隐孢子虫病为人畜共患寄生虫病,可通过污染水源、食物、接触动物等多种途径而受到感染。寄生于人体的隐孢子虫虫种主要是微小隐孢子虫,为机会致病的细胞内寄生原虫。感染了隐孢子虫的人和动物都是传染源,隐孢子虫病人和带虫者的粪便和呕吐物中均含有卵囊,牛、羊、犬、猫等均可作为保虫宿主,人与动物之间可以传播,但人际间的相互接触是人体隐孢子虫病最重要的传播途径。人群普遍对隐孢子虫易感,老人、儿童、吸毒人群、慢性乙肝患者以及艾滋病患者等免疫功能低下/缺陷患者更易感染,其爆发流行多见于气候温暖与多雨季节,主要在夏秋季。目前已确定的隐孢子虫有25个虫种,60多个基因型,是引起人类腹泻疾病常见因素之一;隐孢子虫病也被世界卫生组织和美国疾病预防控制中心列为新发传染病。

免疫功能正常者感染隐孢子虫后,发病1—2周后症状逐渐减轻或消退,具有自限性,一般病程不会超过一个月,但粪便内卵囊的排放仍可持续数周,营养不良、免疫功能缺陷、恶性肿瘤或艾滋病患者感染后的后果更为严重。作为人兽共患寄生虫病,在预防上应防止人和家畜等动物的粪便污染食物和饮水,注意个人卫生,保护免疫功能缺陷或低下的人群。虽然螺旋霉素对该病有一定的控制感染、减轻腹泻、缓解病情的效果,但目前尚无治疗隐孢子虫病的特效药物[8]

2 人隐孢子虫病流行现状

迄今,世界已有6大洲至少74个国家,300多个地区报道了人隐孢子虫病病例,以散发为主。据估计,全世界每年约有5 000万5岁以下儿童感染,主要集中在发展中国家。在患有胃肠炎患者的粪便调查中,欧洲和北美报道的隐孢子虫感染率是1%~4%,非洲、亚洲、澳大利亚、南美洲和中美洲为3%~20%。发达国家的感染高峰一般在夏季和春季,以5岁以下儿童和青年人的感染率为高;在发展中国家,感染常发生在1岁以下的婴幼儿,成人比较少见[9]。1993年1—4月[10],美国威斯康星州Milwaukee市因含有隐孢子虫卵囊的养牛场污水、屠宰废物和生活污水随雨水径流进入水源,发生了历史上规模最大、后果最严重和持续时间最长的介水隐孢子虫病流行,在84万供水人口中,约有40.3万人发生腹泻,有4 400人住院治疗,69人死亡,其中大多数为HIV阳性患者。欧洲疾病监测网络显示,2005年间16国共报告有7 960个隐孢子虫病例,儿童感染率最高[11]。2007—2008年间,美国共爆发134起隐孢子虫事件,有60(44.8%)例病例在病原学上得到确认,最终引出12 154(87.0%)例病例[12]。2002年,在瑞士的旅游者因接触了污染的公共游泳池水,导致了隐孢子虫病爆发,估计受到影响的人数为800~1 000人,粗略计算感染率在40%~50%[13]

我国自1987年首次报道国内隐孢子虫感染后,在北京、河南、西安、郑州、云南等地区陆续有病例报道[14-18]。上海某医院曾经爆发隐孢子虫病持续1年以上,在同一医院病房住院患者的隐孢子虫感染率为51.4%[19],说明其感染性比较强。

3 饮用水污染与人隐孢子虫感染风险

隐孢子虫常引起以腹泻为主要症状的人群隐孢子虫病流行或暴发流行。与贾第鞭毛虫、内阿米巴属、弓形体、肠袋虫属和环孢子虫相比,隐孢子虫虫体最小(4~6 μm),其在环境中持续时间较长,对化学消毒抵抗力最强,很难经过过滤和化学消毒去除,引起发病或流行的可能性也较大,因而隐孢子虫在公共供水系统通常作为原生寄生虫的指示病原体[9]。已有研究显示,隐孢子虫可感染包括人在内的170多种动物,其中哺乳动物隐孢子虫感染在人类隐孢子虫病的传播中起着重要作用[20]

人隐孢子虫感染或发病主要是因为使用被污染的饮用水、娱乐用水和食物以及接触被感染的动物或到疾病流行地区旅游等[21-22]。尼加拉瓜的一项学校调查显示:4~15岁学生的隐孢子虫病的感染率为35.7%,其发生和人群居住的环境、食物和水有关[23]。英格兰人群隐孢子虫病流行病学调查研究结果显示,隐孢子虫感染和人口密度有关,高的感染率与农村居民人口多、当地较多的私营供水有关[24]。因此,应防止病人、病畜粪便污染食物和饮水,控制传染源并注意个人卫生,在医疗卫生单位应注意医源性传播。

4 饮用水中隐孢子虫检测与监测

饮用水的隐孢子虫监测是评价饮水中隐孢子虫含量的直接方法。表 1是汇总的全球部分饮用水中隐孢子虫监测结果,在所分析的水样(n=5~142) 中,30%~40%的水样中卵囊含量在0.001~1.5/L之间,所有的水样都是采自经处理、但水处理系统在近期没有进行局部优化的系统,最高含量在中国的台湾省,主要是因为水源中含有的卵囊数量较高所致[9]

表 1 非爆发流行情况下饮用水中隐孢子虫卵囊含量
国家/地区 是否过滤 水样数(份) 阳性率(%) 含量(n/L)
美国 82 26.8 0.001~0.48
美国 28 14.3 缺乏可用资料
美国 6 33.3 0.001~0.017
美国 262 13.4 0.00029~0.57
英国苏格兰 / 142 40.1 0.007~0.72
德国 33 36.4 0.0013~0.21
加拿大 / 423 3.6 /
西班牙 / 9 33 0~0.02
加拿大 42 5.0 0.002~0.005
德国 / 29 34 /
南非 / / / 0.5
中国台湾 5 40 0.7~1.5
日本 26 35 0.0015~0.008
中国台湾 31 39 /
加拿大 部分不是 1 760 3.5 /
英国 部分不确定 209 37 0.007~1.36
委内瑞拉 / 114 90 0.00
英国 多数是 201 136 2.96 195 183份水样小于0.001;5 608份水样0.001~0.01;338份水样0.01~0.1;7份水样大于0.1;最大值为0.491
美国 1 690 24 缺乏可用资料
注:“/”表示数据未明确或者数据未给出

现有研究证实,发展中国家和发达国家都存在介水传播的隐孢子虫病的流行风险,娱乐用水、饮用水和食物污染是隐孢子虫重要传播途径,人群普遍易感,对儿童的影响最大。现行《生活饮用水卫生标准检验方法》[25](GB/T 5750-2006) 规定了饮用水中隐孢子虫检测方法,但存在水样量大、耗时长、富集较困难、检测回收率低等缺陷,同时存在检测仪器及试剂费用昂贵、不能确定卵囊的活力和感染性等不足,影响了针对性的监测系统的建立,制约了饮用水隐孢子虫常规监测工作和规模性系统调查研究工作的开展。目前,发达国家已经开展了比较系统的调查和感染风险评估研究,在我国类似规模的调查研究还刚刚起步,如何完善水中隐孢子虫检测方法和降低检测成本是需要关注和亟待研究的关键技术之一。

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中国疾病预防控制中心主办。
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张荣, 王丽, 孙伯寅
Zhang Rong, Wang Li, Sun Boyin
饮用水隐孢子虫污染与感染研究现状分析
Current Status of Cryptosporidium Contamination in Drinking Water and Human Infection
环境卫生学杂志, 2013, 3(6): 571-574
Journal of Environmental Hygiene, 2013, 3(6): 571-574

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