王玉金,储德勇,杨玉荣*

(1.河南农业大学 动物医学院,河南 郑州 450002;2.安徽医科大学 基础医学院,安徽 合肥 230032)

弓形虫是一种细胞内寄生原虫，可感染人和几乎所有恒温动物动物，引起生殖、免疫和神经等系统疾病[1]。哈蒙球虫与弓形虫在形态学和免疫学方面极为相似，然而，尚未发现前者对人和动物有致病性[2-4]。感染哈蒙球虫的中间宿主产生抗弓形虫抗体，可抵抗弓形虫感染。目前我国关于哈蒙球虫的报道较少，现总结并分析了哈蒙球虫的基本生物学特征，为研究与防控弓形虫病提供基础性参考。

1 哈蒙球虫的命名

1973年，美国微生物学家WALLACE从流浪猫的粪便中发现了哈蒙球虫(Hammondiahammondi)卵囊，该卵囊形态上与弓形虫相似。哈蒙球虫可在小鼠膈肌形成包囊，并使小鼠产生低滴度的抗弓形虫抗体。由于哈蒙球虫在小鼠之间不能垂直和水平传播，且猫感染哈蒙球虫后不产生抗弓形虫抗体，从而推测是一种新的寄生虫[3-4]。1975年，DUBEY[5]和FRENKEL等[6]为纪念哈蒙德教授(Datus M.Hammond)为球虫做出的贡献而将这种新的寄生虫命名为H.hammondi。

哈蒙球虫属真核生物，位于囊泡虫总门-顶覆亚门-类锥体纲-球虫亚纲-真球虫目-艾美耳亚目-住肉孢子虫科-哈蒙属。哈蒙属共有3种寄生虫：哈蒙球虫、海氏哈曼德球虫(Hammondiaheydorni)和特里菲特哈曼德球虫(Hammondiatriffittae)，终宿主分别是猫、犬和狐。目前尚未发现这3种寄生虫对人和动物有致病性[2]。

2 哈蒙球虫形态特征

2.1 卵囊形态学上，哈蒙球虫的卵囊、包囊和速殖子与弓形虫相似，二者的区别见表1。

表1 哈蒙球虫与弓形虫的基本生物学特征比较

哈蒙球虫的卵囊形态、在猫肠道上皮细胞的有性发育过程及形态特征均与弓形虫相似[7-11]。哈蒙球虫卵囊呈亚球形至椭圆形，大小10.6 μm×11.4 μm，长宽比为1.08，哈蒙球虫卵囊的长宽比小于弓形虫卵囊的长宽比[12]。孢子化的卵囊近于椭圆形，大小10.6 μm×13.2 μm，每个孢子化卵囊中含有2个椭圆形的孢子囊，大小为6.5 μm×9.8 μm，每个孢子囊中有4个子孢子。

2.2 包囊哈蒙球虫包囊多位于骨骼肌，呈梭形或长椭圆形，超微结构与弓形虫相似[10,13]，包囊大小为100～340 μm×40～95 μm[6]。包囊壁是均匀颗粒组成的单位膜，共3层，包囊内的缓殖子呈香蕉形或类圆形，有圆形或椭圆形细胞核。而弓形虫包囊多位于大脑和横纹肌，呈球形。

2.3 速殖子哈蒙球虫速殖子的基本结构与弓形虫相似[14]，呈月芽形或香蕉样，前端较尖，后端钝圆，大小为5.0～6.0 μm×1.8～2.5 μm，但有较多的微线体，有极环和类锥体，中空的类锥体内可见棒状体，棒状体一端膨大并有较长的导管[10]。棒状体起于类锥体并延伸至核的前缘，球棒状，切面呈空泡状。细胞核位于虫体中央稍后位置，染色质呈块状分布。

3 哈蒙球虫感染的流行病学

弓形虫分布广泛，全世界约30%的人和动物感染了弓形虫。在我国，人和动物弓形虫感染率低于世界平均水平[15]。感染过弓形虫的猫可以对再次感染有一定的保护力，但这种保护力随时间延长而逐渐下降。研究证实猫可以重复排泄弓形虫卵囊[16]。但猫是否可以重复排泄哈蒙球虫卵囊，尚未证实。

猫粪便含有弓形虫和哈蒙球虫卵囊的比例不到1%[1,17-19]。0.11%(26/24 106)的猫粪便含有弓形虫卵囊，0.09%(22/24 106)的粪便含有哈蒙球虫卵囊[12]。研究团队已获得哈蒙球虫分离株：从美国夏威夷州宠物猫粪便分离的WC1170、WC1984和WC2010[4]，从俄亥俄州流浪猫粪便分离的C606、C656 和C673[20],从爱荷华州野猫粪便分离的CR-4[6]。我国已有关于犬海氏哈曼德球虫的报道[21-22]，但关于猫哈蒙球虫的报道较少。

目前，尚无人和其他动物自然感染哈蒙球虫的报道，也无哈蒙球虫的特异性抗体检测方法。实验动物小鼠、仓鼠、猴、牛、山羊、绵羊、兔和猪在弓形虫与哈蒙球虫之间存在交叉免疫反应，哈蒙球虫可刺激宿主产生弓形虫抗体，影响临床上对弓形虫病的正确诊断[23-25]。小鼠感染哈蒙球虫包囊后3～12周，可以检测到抗弓形虫抗体，可在一定程度上抵抗弓形虫的感染；感染弓形虫也对哈蒙球虫的感染有一定的保护力，表现为肌肉内哈蒙球虫包囊数量减少[6]。用CR-4株哈蒙球虫免疫仓鼠，然后给该仓鼠灌胃接种弓形虫M-7741株卵囊，结果发现仓鼠大脑中可见较少的弓形虫包囊，说明弓形虫能够在哈蒙球虫感染的动物中繁殖，但其繁殖速度比在无哈蒙球虫的宿主中慢[6,26-27]。猫对哈蒙球虫和弓形虫感染无交叉免疫反应，感染哈蒙球虫或弓形虫后均可排泄卵囊，但感染哈蒙球虫后不产生弓形虫抗体[3]。山羊感染哈蒙球虫后，可在一定程度上抵抗弓形虫的感染[28]；用哈蒙球虫免疫山羊可对弓形虫所致的流产有保护作用，减轻因弓形虫感染而引起的胎盘损伤，但弓形虫仍可经胎盘传播给胎羊[29]。

4 哈蒙球虫生活史

哈蒙球虫生活史与多数肉孢子虫类似，必须经历两种宿主。DUBEY[33]于1976年绘制了哈蒙球虫的生活史。现综合近几十年来前人的研究成果对哈蒙球虫的生活史进行新的绘制(图1)。哈蒙球虫孢子化卵囊进入中间宿主体内转化为速殖子，并形成包囊。无论采用哪种接种途径，哈蒙球虫卵囊只能感染中间宿主，包囊只能感染终宿主，速殖子对中间宿主和终宿主均无感染性。研究发现，猫科动物作为弓形虫终宿主[9,30]与猫的肠道缺乏Δ-6-去饱和酶(参与亚油酸代谢的关键酶)有关[31-32]，但至今还未发现猫作为哈蒙球虫终宿主的原因。

图1 哈蒙球虫的生活史

哈蒙球虫的天然中间宿主尚不明确。一些啮齿类实验动物(小鼠、大鼠、豚鼠、鹿鼠和仓鼠等)可经摄入卵囊而被感染，但非啮齿类动物却不易被感染，例如哈蒙球虫的卵囊不能感染猴和鸟类[34]。中间宿主(啮齿类动物)的组织包囊只对终宿主(猫)有感染性。猫食入哈蒙球虫包囊4～10 d后就会从粪便中排出卵囊，当猫停止排泄卵囊后，哈蒙球虫仍可以在肠道里存活数月[35]。食入哈蒙球虫包囊的猴可产生抗弓形虫抗体，但抗体滴度较低且呈现一过性特点[36]。哈蒙球虫包囊进入猫的肠道后只在肠道进行裂体增殖，不产生速殖子和新的包囊，其在猫肠道上皮细胞内的有性生殖过程与弓形虫相似[10]。孢子化的卵囊只对中间宿主有感染性，且在被感染的中间宿主间不发生水平和垂直传播[37]。哈蒙球虫具有与弓形虫同源的毒力基因，基因组同源性超过95%[38]，但对小鼠只具有较弱的致病性。试验表明，小鼠口服接种哈蒙球虫卵囊少于1×104个时并不会出现临床症状，当接种的卵囊数达1×105～106个后才出现症状，且30%的小鼠在感染后6～11 d死亡，尚未发现接种的卵囊会对其他动物致病[34]。

哈蒙球虫的包囊多分布在宿主的骨骼肌，其次在心肌处(在骨骼肌中包囊数量多，体积较大)。哈蒙球虫也可在中间宿主的肠道、脑、淋巴结等部位生长发育，形成包囊，但数量很少。小鼠感染孢子化哈蒙球虫卵囊6 d后，于肠系膜淋巴结处就可观察到速殖子；感染11 d后，速殖子和坏死的细胞就出现在肠壁固有层、黏膜下层和肠腺内；感染11～16 d后，在骨骼肌和心脏处可见哈蒙球虫包囊、坏死的肌细胞及炎症反应(以嗜中性粒细胞、淋巴细胞和浆细胞浸润为主)；感染468 d后，骨骼肌中组织包囊可达340 μm×95 μm，而心肌中组织包囊一般不超过30 μm[6]。

5 哈蒙球虫在宿主和体外细胞培养中的生长特性

环境应激因素对哈蒙球虫转录组无明显影响，说明哈蒙球虫对应激源有较强的耐受性，其生长受自身遗传物质严格的控制；而弓形虫对应激源的敏感性提高了其对多宿主的适应性[39]。

5.1 哈蒙球虫在宿主体内的生长特性猫科动物摄食弓形虫组织包囊3～10 d后，几乎100%的猫都会排泄卵囊[1,40]。弓形虫的培养传代不需要经过猫，其卵囊、速殖子和包囊均可以在中间宿主体内生长，且弓形虫可以在小鼠之间连续传代，进行无限期的体内培养[41-42]。与弓形虫相比，只有寄生在中间宿主体内的哈蒙球虫包囊可以感染猫，并在猫的肠道进行裂体增殖和有性生殖，最后排出卵囊。猫体内不形成哈蒙球虫包囊和速殖子，也不产生哈蒙球虫抗体[6]。只有哈蒙球虫的卵囊才能成功感染中间宿主，最早在食入卵囊11 d后，中间宿主体内才能形成包囊[37]。哈蒙球虫仅能在中间宿主小鼠体内生长1代，不能从一批小鼠下传给另一批小鼠，其连续传代必须经过终宿主猫才能进行。另外，哈蒙球虫仅能在猫体内生长1代，卵囊和裂殖子均不能感染猫[37]。

弓形虫和哈蒙球虫都能形成组织包囊，但其动力学和效率并不相同。与弓形虫相比，作为入侵细胞机制的一部分已知的哈蒙球虫相关基因的序列和表达都非常保守[43]。目前，人们对控制这些差异表型的分子还不明确，为了进一步分析二者的异同，研究者们正在详细研究分离纯化弓形虫卵囊和哈蒙球虫卵囊的方法[44]。

5.2 哈蒙球虫在体外细胞中的生长特性弓形虫的速殖子、缓殖子和子孢子均可在体外培养的细胞中持续生长[1]。然而，哈蒙球虫只有速殖子和子孢子可在培养的细胞中短期生长，缓殖子不能感染细胞[45]，所以哈蒙球虫较难在体外培养。哈蒙球虫子孢子或速殖子入侵细胞率与弓形虫相同，但其在细胞内的复制速度比弓形虫慢2～3倍，且哈蒙球虫在细胞中的生长具有期限，一般不超过5 d[38,46]。若将弓形虫和哈蒙球虫混合感染小鼠或体外培养的细胞，因弓形虫能迅速在小鼠体内或细胞中生长、繁殖，从而掩盖了哈蒙球虫的感染，因此人们很难辨别弓形虫感染中混有哈蒙球虫。

6 哈蒙球虫的分子生物学诊断方法

尽管哈蒙球虫与弓形虫在形态、结构、免疫原性、基因组等方面相似，但转录组方面有明显差异[38,47]，这对于区别二者具有重要的临床意义。研究者们建立了一些分子生物学诊断方法以鉴别二者的感染，例如，有试验表明将核糖体小亚基基因序列(SSU-rDNA)扩增和限制性片段长度多态性聚合酶链反应(PCR-RFLP)相结合在诊断这两种寄生虫的感染上具有较好的特异性和敏感性，可检测到最小DNA量相当于0.1个哈蒙球虫的卵囊(表2)。

表2 哈蒙球虫的分子生物学检测方法和有关引物序列

弓形虫和哈蒙球虫卵囊广泛存在于自然环境中[52]，不能排除人类有接触和感染哈蒙球虫的可能性。加强猫的管理，包括饲喂煮熟或商品化的猫粮、及时清理粪便和猫砂、焚烧或生物安全处理猫粪便可切断这些寄生虫的传播途径，降低感染率。鉴于弓形虫对全世界人类和动物造成的危害，研究哈蒙球虫对弓形虫病的临床预防具有重要意义。