第十二章 孢子虫
第一节 疟原虫
第二节 刚地弓形虫
第三节 隐孢子虫
第四节 卡氏肺孢子虫
第五节 其它孢子虫
一、肉孢子虫
二、等孢球虫
孢子虫隶属于顶复门(Phylum Apicomplex)的孢子纲(Class Sporozoa)。全为寄生性。细胞内寄生阶段一般无运动细胞器，如有伪足则是摄食作用。生殖方式包括无性和有性两类。无性生殖有裂体增殖(schizogony)产生裂殖子，以及孢子增殖(sporogony)产生具感染性的子孢子(sporozoite)；有性生殖是通过雌雄配子结合进行的配子生殖(gametogony)。以上两种生殖方式或可在一个宿主或分别在两个宿主体内完成，有或无宿主更换。
第一节 疟原虫
疟原虫(malaria parasite)寄生于人及多种哺乳动物，少数寄生于鸟类和爬行类动物，目前已知有130余种。疟原虫有严格的宿主选择性，仅极少数的种类可寄生在亲缘相近的宿主。
疟原虫是人体疟疾的病原体。远在公元前10～11世纪的商殷时代，甲骨刻辞中就有了象形“疟”的文字，表明3千多年前，我国已认识疟疾的症状。在隋代《诸病源候论》所述，及以后国内外某些医学家均认为疟疾是由于遇到一种恶浊的气体，称之为“瘴气”所引起的。直至1880年法国人Laveran才在疟疾病人血液中发现疟原虫而认为是其病原体。疟疾是一种严重危害人体健康的寄生虫病，全世界约二分之一人口受威胁。我国建国前疟疾流行狼狈猖獗，建国初期称为五大寄生虫病之一。目前大部分地区疫情被控制或明显下降，但消灭疟疾的任务仍很艰巨。
寄生于人体的疟原虫共有四种，即间日疟原虫[Plasmodium vivax (Grassi and Feletti，1890 Labb'e，1899)]，三日疟原虫[P.malariae(Laveran，1881 Grassi and Fetti，1890]，恶性疟原虫[P.falciparum(Welch，1897)Schaudinn，1902]和卵形疟原虫[P.Ovale(Graig，1900)Stephens，1922]。在我国主要是间日疟原虫和恶性疟原虫；其他二种少见，近年偶见国外输入的一些病例。
形态与生活史
人体疟原虫的生活史，都需要人和雌性按蚊做宿主，并经历了无性生殖和有性生殖两个世代的交替。
人体四种疟原虫的生活史基本相同。现以间日疟原虫生活史为例(图12-1)叙述如下：
1.在人体内发育 疟原虫在人体内先后经在肝细胞和红细胞内发育。在肝细胞内为裂体增殖，称红细胞外期(红外期)；在红细胞内发育包括红细胞内裂体增殖期(红内期)和配子体形成的有性期开始。
图12-1 间日疟原虫生活史
⑴红细胞外期(exo-erythrocytic，stage)：蚊唾腺内含有疟原虫子孢子的雌性按蚊刺吸人血时，子孢子随蚊的唾液进入人体，约30分钟孢子侵入肝细胞。子孢子入侵肝细胞是由于子孢子表面有一种蛋白(环子孢子蛋白，CSP)能与肝细胞表面的疟原虫受体相结合，使两者接触。然后，子孢子释放由棒状体内贮存的分泌物，作用于接触的肝细胞膜，而主动侵入肝细胞。在肝细胞内，虫体中部呈球状突出，前后端收缩，呈圆形，转变为滋养体(trophozoite)。以后，核开始分裂，进行裂体增殖，形成裂殖体(schizont)。裂殖体逐渐长大，反复进行核分裂，至一定程度胞质也分裂，分别包绕核，形成许多裂殖子(merozoite)，即为成熟裂殖体(mature schizont)。感染第七天的间日疟原虫的成熟裂殖体，直径约42µm，胞质内有空泡，内含裂殖子约12000个。裂殖子圆形或椭圆形，大小为0.3～0.7µm，由核和少量的胞质组成。当裂殖体发育成熟后，被寄生的肝细胞破裂，裂殖子散出，进入血窦，一部分裂殖子被吞噬细胞吞噬而消失，一部分则侵入红细胞内发育。
Lysenko等援引Moshkovsky(1973)的学说提出，间日疟原虫的子孢子在进入肝细胞后，在发育繁殖的速度上可能是多态的(polymorphism)，即有发育快的，称速发型子孢子(tachysporozoites，TS)；和发育慢的，称为迟发型子孢子(bradysporozoites，BS)。Krotoski(1980，1982)通过对食蟹猴疟原虫(P.cynomolgi bastianellii)的实验，发现其子孢子接种猴后3～5天，在肝细胞内原虫直径为4µm，第7天达5µm，但此后直至感染后105天其大小仍无改变。提出该种疟原虫子孢子有两个类型，一是进入肝细胞后迅速发育繁殖，产生许多裂殖子，在感染后7～8天侵入血流，进行红细胞内发育；另一型进入肝细胞后发育慢，经不同时间的休眠期，然后被激活，发育为裂殖体并继续分裂为裂殖子，再进入血流。作者将后者，经休眠期的疟原虫称之为休眠子(hypnozoite)。以后进一步证实间日疟原虫也有休眠期，并认为休眠子与疟疾复发有关系。
⑵红细胞内期(erythrocytic stage)：由肝细胞释放出的红细胞外期裂殖侵入红细胞内进行裂体增殖，称为红细胞内期(红内期)。包括滋养体和裂殖体两个阶段。疟原虫经Giemsa染剂或Wright染剂染色，光学显微镜观察，核为紫红色或红色，胞质为蓝色，疟色素不着色，仍呈棕褐色(彩图1)。
1)滋养体(trophozoite)：是疟原虫在红细胞内摄取营养和发育的阶段。当裂殖子侵入红细胞后，虫体胞质较少，中间出现大空泡，胞质呈环状，细胞核位于虫体一侧，颇似戒指的宝石。因此，早期滋养体又称为环状体(ring form)。环状体继续发育，长大。间日疟原虫和卵形疟原虫约经8～10小时，恶性疟原虫约经10小时，三日疟原虫约经24小时，虫体增大，伸出伪足，为运动细胞器，同时胞质中出现少量疟色素(malarial pigment)；随着虫体继续发育，疟色素增多，伪足活动增加，出现多种形态，虫体有1或2～3个空泡。受染的红细胞胀大可达1倍，颜色变淡，并出现能染成淡红色的小点，称薛氏小点(Schüffner's dots)。恶性疟原虫的早期滋养体在外周血液中经十几小时的发育，逐渐隐匿于各种器官组织的毛细血管中，继续发育成滋养体。
2)裂殖体(schizont)：约经40小时，间日疟原虫晚期滋养体发育成熟，虫体变圆，胞质内空泡消失，核开始分裂，称未成熟裂殖体(immature schizont)。之后核继续分裂，胞质随之分裂，疟色素渐趋集中。最后，分裂的每一小部分胞质包绕一个胞核，形成裂殖子。这时含有裂殖子的虫体称为成熟裂殖体。间日疟原虫的成熟裂殖体常充满于被寄生的红细胞，最近形成12～24个裂殖子。裂殖子长约1.5µm，宽约1µm。在红细胞受染后48小时左右，形成成熟裂殖体。此时红细胞出现泡状隆起，胀大而失去其双凹面形状。由于裂殖子的运动，导致红细胞破裂，裂殖子逸出进入血浆。从红细胞释出裂殖子的全过程约需1分钟。在血液中的裂殖子，一部分被吞噬细胞吞噬，一部分侵入健康的红细胞，重复裂体增殖过程。
⑶配子体形成：疟原虫经过几次红细胞内裂体增殖，部分裂殖子在红细胞内不再进行裂体增殖，而发育为雌性配子体(female gametocyte，即macrogamete cyte)或雄性配子体(male gametocyte，即microgametocyte)，这是疟原虫有性生殖的开始。间日疟原虫配子体呈圆形或椭圆形，疟色素均匀分布于虫体内，核1个。雌性配子体胞质致密，色深蓝，虫体较大，占满胀大的红细胞；核稍小，深红色，多位于虫体一侧。雄性配子体胞质浅蓝而略带红色；核较大，淡红色，多位于虫体的中央。成熟的雌雄配子体如被适宜的按蚊随同血液吸入蚊胃后，即可继续发育。否则经一定时间后即变性，而被吞噬细胞吞噬。
四种疟原虫寄生的红细胞时期不同。间日疟原虫和卵形疟原虫主要寄生于网织红细胞，三日疟原虫多寄生于较衰老的红细胞，而恶性疟原虫可寄生于各时期的红细胞。配子体在人体末梢血液中开始出现的时间也有差别。间日疟原虫在裂体增殖期出现2～3天后可在末梢血液中查见到配子体，而恶性疟原虫则在7～10天之后。
2.在蚊体内发育 疟原虫在蚊体内发育包括在蚊胃腔内进行有性生殖，即配子生殖(gametogony)和在蚊胃壁进行的无性生殖，即孢子增殖(sporogony)两个阶段。
⑴配子生殖：当按蚊刺吸疟疾患者血液时，疟原虫随血液进入蚊胃后，仅雌、雄配子体能存活并继续进行配子生殖，而红细胞内期的各无性发育阶段的疟原虫均被消化。雌配子体逸出红细胞外，发育为不活动的圆形或椭圆形的雌配子(female gamete)或称大配子(macrogamete)；与此同时，雄配子体也在几分钟内开始核分裂为4～8块，胞质亦向外伸出成4～8条细丝，然后核分别进入细丝内，称为出丝现象，亦即雄配子形成(exflagellation)，不久细丝脱离母体，在蚊胃腔中游动，即雄配子(male gamete)或称小配子(microgamete)。约在1～2小时，雌、雄配子受精，形成圆球形的合子(zygote)。合子最早在数小时后即开始变为长形的香蕉状的能活动的动合子(ookinete)。约在12～24小时，成熟动合子可从蚊胃壁上皮细胞或穿过上皮细胞，停留在蚊胃弹性纤维膜(基底膜)下，在此处虫体变圆并分泌囊壁形成球形的卵囊(oocyst)。
⑵孢子增殖：卵囊形成后即进入孢子增殖阶段，卵囊逐渐长大并向蚊胃壁外突出在卵囊形成2～3天，其核开始分裂。核反复分裂，随后胞质也分裂，部分胞质与部分分裂的核形成了成孢子细胞(sporoblast)，子孢子芽从成孢子细胞表面长出(图12-2)。约经8～10天，脱离成孢子细胞体，形成子孢子(sporozoite)，并游离于卵囊内。此时为成熟卵囊，其直径约50～60µm。一个卵囊内可含有1000～10000个子孢子。子孢子呈梭形，长约10～15µm，宽约1µm。子孢子可能主动地从卵囊壁钻出或因卵囊破裂后散出而进入蚊血腔。子孢子可随蚊血淋巴钻入蚊体各组织。到达蚊唾腺内的子孢子才具有传染性。在子孢子进入蚊唾腺管后，当雌蚊再度刺吸人血时，便可随唾液进入人体。
图12-2恶性疟原虫卵囊与成孢子细胞
表12-1 4种疟原虫发育过程比较
| 无性体与配子体出现于周围血液中的相隔时间 | 2～5天 | 7～11 | 10～14天 | 5～6天 |
| 蚊体内发育的温度与时间 | 17.5℃,30天或更长； 20℃，16～17天；25℃，9～10天 | 20℃，22～23天；27℃，10～12天 | 20℃，30～35天； 22～24℃，25～28天 | 25℃，16； 27℃，14天 |
疟原虫在蚊体内发育受多种因素的影响，如配子体的数量和活性，外界的温度、湿度，以及人体的免疫反应对配子体的作用等。此外，蚊媒的易感性也有密切关系，如我国中华按蚊对间日疟原虫的易感性比恶性疟原虫高。
表12-2 4种疟原虫形态的鉴别
| 间日疟 | 恶性疟 | 三日疟 | 卵形疟 | ||
| 环状体 (早期滋养体) |
环较大，约等于红细胞直径的1/3；核1个，偶有2个；胞质淡蓝色；红细胞内多只含1个原虫，偶有2个 | 环纤细,约等于药细胞直径的1/5；核1个，但2个也很常见；红细胞可含2个以上原虫，虫体常位于红细胞的边缘 | 环较粗壮，约等于红细胞直径的1/3；核1个；胞质深蓝色；红细胞很少含有2个原虫 | 似三日疟 | |
| 滋养体 | 虫体由小渐大，活动显著，有伪足伸出，空泡明显，故虫体形状不规则；疟色素黄棕色，小杆状 | 体小结实，不活动；疟色素集中一团。黑褐色，原虫此时开始集中在内脏毛细血管 | 体小圆形或呈带状，空泡小或无；亦可呈大环状，中有一个大空泡，不活动；疟色素棕黑色，颗粒状，常分布于虫体的边缘 | 虫体圆形，似三日疟，但较大；疟色素似间日疟但较细小 | |
| 未成熟裂殖体 | 核开始分裂成2～4个时虫体仍活动，核愈多则虫体渐呈圆形，空泡消失；疟色素开始集中 | 虫体仍似大滋养体，但核分裂成多个 | 虫体圆形或宽带状，核分裂成多个；疟色素集中较迟 | 虫体圆或卵圆形，不活动，核分裂成多个；疟色素数量较少 | |
| 成熟裂殖体 | 裂殖12～24个，通常16个，排列不规则；疟色素集中成堆，虫体占满胀大了的红细胞 | 裂殖子8～36个，通常18～24个，排列不规则；疟色素集中成一团，虫体占红细胞体积的2/3至3/4 | 裂殖子6～12个，通常8个，排成一环；疟色素多集中在中央，虫体占满整个不胀大的红细胞 | 裂殖子6～12个，通常8个，排成一环；疟色素集中在中央或一侧 | |
| 配子体 |
雄 |
圆形，略大于正常红细胞，胞质色蓝而略带红，核疏松，淡红色，常位于中央；疟色素分散 | 腊肠形，两端钝圆，胞质色蓝而略带红，核疏松，淡红色，位于中央；疟色素黄棕色，小杆状，在核周围较多 | 圆形，略小于正常红细胞，包质淡蓝色，核疏松，淡红色，位于中央；疟色素分散 | 似三日疟，但稍大；疟色素似间日疟 |
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雌 |
圆形占满胀大的红细胞，胞质蓝色，核结实，较小，深红色，偏于一侧；疟色素分散 | 大小正常或略缩小，紫蓝色，边缘常皱缩；常见有几颗粗大紫褐色的茂氏点(Maurer' s dots ) | 圆形，如正常红细胞大，胞质深蓝色，核结实，偏于一侧；疟色素多而分散 | 似三日疟，但稍大；疟色素似间日疟 | |
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被寄生红细胞的变化 |
胀大。色淡，常呈长圆形或多边形；滋养体期开始出现鲜红色的薛氏点(Schüffner's dots) | 大小正常或略缩小，蓝色，边缘常皱缩；常有几颗粗大紫褐色的茂氏点(Maurer＇s dots) | 大小正常，有时缩小，颜色无改变；偶可见西门氏点(Zieman' s dots ) | 略胀大，色淡，部分红细胞变长形，边缘呈锯齿状；薛氏点较间日疟的粗大，环状体期即出现 | |
超微结构
迄今疟原虫与其各发育阶段及疟原虫入侵宿主红细胞的全过程，均已作较详细地研究。各种疟原虫的超微结构基本相似，现仅简要介绍疟原虫红细胞内期的裂殖子及其入侵红细胞的过程。
1.裂殖子(图12-3)疟原虫裂殖子通常呈圆形或梨形。虫体前端突出，形似截圆锥体称为顶突(apical prominence)，虫体外被表膜复合膜，体内具一个胞核及一些细胞器。
⑴表膜复合膜(pellicular complex)：由外膜、内膜和微管(microtube)组成。外膜薄，即质膜。内膜较厚呈网状结构，虫体除顶突和细胞口外，均为内膜所覆盖。内膜的内面紧贴着一层微管，系发自顶突基部的极环，放射状向虫体后方延伸，有些微管止于虫体中部，有些则达虫体后端。内膜和微管的功能，可能是支持虫体，并使虫体有一定形状；微管可能与虫体运动有关。裂殖子的体表尚有一层细胞被或称表被(surface coat)，是由“T”形或“丫”形微毛按一定的间隔垂直地排列在虫体外膜上面而成，是外膜的一部分，具有抗原性。
⑵细胞器：包括有顶突及极环(polar rings)、顶凹(apical pit)、棒状体(rhoptry)、微线体(microneme)、线粒体(mitochondrion)、微球体(microspheres)、球形体(spherical body)、核蛋白体(ribosome)、内质网(endoreticulum)、高尔基体(Godgi body)和多膜体(multilamellate body)及细胞口(cytostome)等。极环为外膜皱折增厚而成，有2～3环，可能有助于保持顶突的形状。顶凹由顶突的顶端中央内褶形成，可能在裂殖子入侵时起吸附红细胞的作用。棒状体一对，其前端尖细，似有小孔与顶凹相通，微线体有小管通向前端，当裂殖子侵入红细胞后两者消失，因此认为它们在裂殖子入侵红细胞中起重要作用。在有些疟原虫，如恶性疟原虫的棒状体和微线体中发现大量富含组氨酸的蛋白质，这种物质能使红细胞凝集并增加红细胞渗透性，使红细胞膜内陷，有利于裂殖子进入红细胞。微球体在裂殖子入侵的后期，对含虫空泡(parasitophorous vacuole)起扩展作用。球形体与线粒体的关系密切，可能是能量储藏器。细胞口在裂殖子并无作用，但在滋养体期则为虫体的摄食器官。
⑶胞核：裂殖子的核位于虫体后半部，呈圆形，核膜由双层膜组成，其上有核孔。未见到核仁。
图12-3 鸡疟原虫的裂殖子
(采Aikawa)
2.裂殖子入侵红细胞的过程(图12-4) 裂殖子入侵红细胞的过程按以下顺序进行。
⑴裂殖子粘附红细胞表面：这种粘附是红细胞表面受体与裂殖子表面配体的特异性结合，如间日疟原虫的受体为红细胞膜上的Duffy抗原(糖蛋白)。但裂殖子粘附红, http://www.100md.com(陈佩惠等)