第四章 利什曼病

利什曼病(leishmaniasis)是由利什曼原虫(Leishmania Ross,1903)寄生于人体引起的疾病,由白蛉(sandfly)传播。对人体致病的利什曼原虫有21种,其中杜氏利什曼原虫[L. donovani(Laveran et Mesnil,1903)Ross,1903]、婴儿利什曼原虫(L. infantum Nicolle,1908)、恰氏利什曼原虫(L. chagasi Cunha et Chagas,1937)和阿氏利什曼原虫(L. archibaldi Castellani et Chalmers 1919)可寄生在人体肝、脾、骨髓和淋巴结等组织巨噬细胞内引起 内脏利什曼病[visceral leishmaniasis,VL,又称黑热病(kala-azar)];其他的利什曼原虫可引起 皮肤利什曼病(cutaneous leishmaniasis,CL)或黏膜皮肤利什曼病(mucocutaneous leishmaniasis,MCL)。详细的分类与地理分布见图1-8。

① 纪念苏格兰病理学家William Boog Leishman(1865—1926)于1900年首次发现黑热病(kala-azar)的病原体。

② 内脏利什曼病患者的皮肤上常有暗的色素沉着,并有发热,故利什曼病又被称为黑热病(kala-azar)。kala[梵语]=black,azar[波斯或印度斯坦语]=fever。

苏格兰病理学家William Boog Leishman中将发现了导致VL的寄生虫,利什曼原虫属以其姓氏命名(图4-1)。爱尔兰军医Charles Donovan少校独立于利什曼中将,在黑热病患者脾脏内发现了利什曼原虫,杜氏利什曼原虫的种名以其姓氏命名(图4-2)。

图4-1 苏格兰病理学家William Boog Leishman

图4-2 爱尔兰军医Charles Donovan

一、地理分布

内脏利什曼病广泛分布于非洲、亚洲、西欧和中南美洲的98个国家和地区。全球估计每年有新增病例50万例,其中90%分布在巴西、埃塞俄比亚、厄立特里亚、印度、伊拉克、肯尼亚、尼泊尔、索马里、南苏丹和苏丹10个国家(图4-3)。

皮肤利什曼病是利什曼病最常见形式。全球估计每年有60万~100万新发病例发生,其中约95%发生在美洲、地中海盆地、中东和中亚。2018年,87%以上的皮肤利什曼病新发病例发生在阿富汗、阿尔及利亚、巴西、哥伦比亚、伊朗、伊拉克、利比亚、巴基斯坦、叙利亚和突尼斯10个国家(图4-4)。

图4-3 2018年全球内脏利什曼病流行分布

图4-4 2018年全球皮肤利什曼病流行分布

黏膜皮肤利什曼病被认为是新大陆的疾病,局限分布于南美洲,其中90%以上病例发生在玻利维亚国、巴西、埃塞俄比亚和秘鲁。

二、生活史

利什曼原虫主要寄生于人体或脊椎动物的巨噬细胞(phagocyte)内,通过白蛉叮咬而传播(图4-5)。在人体内为无鞭毛体(amastigote),是致病阶段;在白蛉体内为前鞭毛体(promastigote),是感染阶段。当雌性白蛉吸食感染利什曼原虫的人或犬等终宿主血液时,含无鞭毛体的巨噬细胞被吸入至白蛉中肠,在此处无鞭毛体转化为前鞭毛体,并开始二分裂增殖发育,一周后具感染力的后循环期前鞭毛体(metacyclic promastigote)聚集于咽和喙。当白蛉再次吸食人或动物血液时,前鞭毛体随白蛉唾液进入人或动物体内被巨噬细胞吞噬,前鞭毛体在巨噬细胞内逐渐变圆,失去鞭毛的体外部分而转化成无鞭毛体并繁殖。含虫的巨噬细胞经淋巴或血流进入脾、肝、骨髓和淋巴结等部位,原虫增殖引起巨噬细胞破溃和原虫血症(parasitemia),继而感染更多巨噬细胞。

图4-5 利什曼原虫生活史

三、流行环节

利什曼病的传染源为感染利什曼原虫的人和犬等哺乳动物。犬是利什曼原虫的主要保虫宿主;在非洲北部地中海沿岸的一些国家,犬内脏利什曼病流行较为普遍。

利什曼病的传播媒介为双翅目(Diptera)毛蠓科(Psychodidae)白蛉亚科(Phlebotominae)的白蛉(sandfly),主要是白蛉属(Phlebotomus)和罗蛉属(Lutzomyia)的98种白蛉(图4-6)。在旧大陆为白蛉属的42种,在新大陆(美洲)为罗蛉属的56种。此外,圆尾瓦蛉(Warileya rotundipennis)亦被证实是美洲凡尼亚亚属(Viannia)利什曼原虫的传播媒介。

图4-6 硕大利什曼原虫的传播媒介

注:静食白蛉(P.papatasi)是欧洲和亚洲硕大利什曼原虫(L.major)的传播媒介,在西非硕大利什曼原虫的传播媒介为杜波白蛉(P.duboscqi)。

四、病原体

无鞭毛体通称利杜体(Leishman-Donovan body,LD body),寄生于人和哺乳动物单核巨噬细胞内。虫体呈卵圆形,无鞭毛及波动膜,大小为(2.9~5.7)μm×(1.8~4.0)μm(图4-7)。瑞氏或吉姆萨染色后,原虫胞质呈淡蓝色或深蓝色,内有一个较大的圆形核,呈红色或淡紫色(图4-8)。动基体(kinetoplast)位于核旁,着色较深,细小,杆状。在高倍镜下有时可见虫体从前端红色粒状的基体(basal body)发出一条根丝体(rhizoplast)。基体靠近动基体,在光镜下难以区别。

图4-7 利什曼原虫无鞭毛体示意图

图4-8 利什曼原虫无鞭毛体(骨髓涂片;吉姆萨染色,×400)

前鞭毛体寄生于白蛉消化道。成熟的虫体呈梭形,大小为(14.3~20.0)μm×(1.5~1.8)μm,核位于虫体中部,动基体在前部(图4-8)。基体在动基体之前,由此发出一根鞭毛游离于虫体外。前鞭毛体运动活泼,鞭毛不停摆动。在培养基内常以虫体前端聚集成团,排列成菊花状(图4-9、图版4-8)。

图4-9 利什曼原虫前鞭毛体示意图

五、病理与临床表现

1.内脏利什曼病(黑热病)

潜伏期一般为4~7个月,亦可长达10~11个月。主要临床表现有不规则发热、失体重(恶病质、消瘦)、肝脾肿大(脾肿大更为常见)、全血细胞(白细胞、红细胞、血小板)减少性贫血、总蛋白高而球蛋白低伴高丙球蛋白血症。如不及时治疗,患者多在患病后1~2年内因并发其他疾病而死亡。

此外,黑热病还有两种特殊类型:① 黑热病后皮肤利什曼病(post-kala-azar dermal leishmaniasis,PKDL)或称皮肤型黑热病,是内脏利什曼病的后遗症。少数为褪色斑型,多为结节型,表现为面部和颈部等部位有许多含无鞭毛体的皮肤结节,结节为大小不一的肉芽肿,部分似瘤型麻风或呈暗色丘疹状。通常在黑热病临床治愈后半年到一年出现,也可在数年甚至10余年后出现。黑热病后皮肤利什曼病患者可能是利什曼病的潜在感染来源。② 淋巴结型黑热病(lymph gland visceral leishmaniasis,LGVL):患者无黑热病病史,病变局限于淋巴结。主要表现为全身多处淋巴结如花生米或蚕豆大小的肿大,以腹股沟和颈部最为多见,局部无明显压痛或红肿,伴发热、乏力。淋巴结活检可在类上皮细胞内查见无鞭毛体。

2.皮肤利什曼病

(1)热带利什曼原虫(L. tropica Wright,1903)所致CL:

通常发生在面部或上、下肢,病损一般为1~2处,病灶处肿胀,创口很少有坏死和脓液渗出(图4-10)。四季均有发病,暴发少见。传染源为患者。

(2)硕大利什曼原虫(L. major Yakimoff et Schokhor,1914)所致CL:

病损数量少,创口湿润,伴有坏死和脓液渗出,常伴有淋巴管炎。溃疡多见于下肢。多在夏秋季发病,易暴发。传染源为野鼠类。

(3)埃塞俄比亚利什曼原虫(L. aethiopica Bray,Ashford et Bray,1973)所致CL:

主要为单个皮肤损害,少数患者可发生口、鼻损害或播散性皮肤利什曼病。皮损发展缓慢,溃疡常在疾病后期发生,病程可长达2~3年。

(4)婴儿利什曼原虫所致CL:

① 绿豆或黄豆般大小的丘疹,表面覆盖少量灰白色鳞屑或薄痂;② 皮损呈轻度水肿的斑块,表面覆着银灰色鳞屑或淡黄色脂溢性鳞屑;③ 皮肤溃疡,溃疡常有脓液流出。若发生继发感染,则可并发淋巴管炎、面部皮肤溃疡(愈合后有残留瘢痕);④ 结节性痒疹型皮损,皮损部位奇痒难忍,搔破后极易发生感染。

图4-10 热带利什曼原虫所致皮肤利什曼病

A 鼻部原发性皮损;B 4个月后病情恶化;C 治疗中;D 治愈后有萎缩性的小瘢痕。

此外,美洲分布的林氏利什曼原虫(L. lindenbergi Silveira et al.,2002)一般导致单灶性皮损(图4-11)。

3.黏膜皮肤利什曼病

主要由巴西利什曼原虫(L. braziliensis)所致,也称为鼻咽黏膜利什曼病(espundia),可在皮肤利什曼病原发皮肤损伤部分或全部愈合后数月到数年后发生。病变开始为无痛的小结节,奇痒,破溃后形成一个圆形的浅溃疡,有明显的边缘。溃疡最常见于腿部,相继为足、前臂、头、臀及肛周、肘、躯干和鼻黏膜,一般在6个月内愈合;鼻咽部位的溃疡严重时会出现软组织及软骨侵蚀和破坏,导致嘴唇、鼻子柔软部分、鼻中隔,甚至喉和气管的软骨及软腭的缺损等(图4-12)。

图4-11 林氏利什曼原虫(L. lindenbergi)所致的单灶性皮损

注:目前仅巴西帕拉州(Pará)和朗多尼亚州(Rondônia)有该种人体感染的报道。

图4-12 巴西利什曼原虫(L. braziliensis)所致的黏膜皮肤利什曼病

注:典型病变:鼻中隔溃疡性穿孔,上唇和鼻组织的肥大,形成“貘样鼻”(tapir nose)。

六、诊断与治疗

可采用髂骨、淋巴结或脾脏穿刺和皮肤组织检查,以及原虫培养或动物接种等,查到利什曼原虫即可确诊(图4-13)。亦可使用免疫层析试条法来检测患者体内的特异性抗体。黑热病治疗的首选药物为五价葡萄糖酸锑钠(如斯锑黑克),或结合两性霉素B、戊烷脒等治疗。皮肤利什曼病可采用局部冷冻、斯锑黑克注射或皮肤切除等治疗。黏膜皮肤利什曼病通常用斯锑黑克或戊烷脒等芳香双脒剂治疗。

图4-13 骨髓穿刺物涂片

七、预防

利什曼病预防应针对不同地区、不同流行类型实施不同的控制措施。在人源型黑热病流行区,可采取查治患者和喷洒灭蛉药等综合防治措施;在犬源型黑热病流行区,应采取杀灭病犬、杀虫剂浴犬、防蛉灭蛉和减少人蛉接触的控制措施;其他自然疫源型黑热病的防治则主要以保护易感人群为主(图4-14)。

图4-14 利什曼病的预防

图版4-1 利什曼原虫生活史

A 利什曼原虫生活史:① 雌蛉吸血;② 被感染的巨噬细胞及无鞭毛体;③ 无鞭毛体;④ 无鞭毛体发育为前循环期前鞭毛体(procyclic promastigote);⑤ 前鞭毛体在中肠分裂增殖;⑥ 前鞭毛体进入中肠前段的贲门瓣,重新开始细胞分裂;⑦ 前鞭毛体发育为具感染性的后循环期前鞭毛体(metacyclic promastigote);⑧ 雌蛉吸血,通过反流将后循环期前鞭毛体注入新的哺乳动物宿主;⑨ 后循环期前鞭毛体;⑩ 后循环期前鞭毛体侵入巨噬细胞;后循环期前鞭毛体失去鞭毛,转变为无鞭毛体;无鞭毛体附于纳虫泡(parasitophorous vacuole)的膜上;无鞭毛体在纳虫泡内分裂增殖;无鞭毛体大量增殖;巨噬细胞破裂,无鞭毛体逸出;无鞭毛体;无鞭毛体侵犯巨噬细胞。人是终宿主,犬和鼠类是重要的保虫宿主。B 前鞭毛体的形态结构。C 无鞭毛体的形态结构。

图版4-2 利什曼原虫前鞭毛体在白蛉宿主中肠内的不同发育期

注:利什曼原虫前鞭毛体在从白蛉中肠后部向贲门瓣(stomodeal valve)移动过程中,经历了前循环期(procyclic)、游滴型(nectomonad)、细滴型(leptomonad)、触滴型(haptomonad)和后循环期(metacyclic)。后循环期前鞭毛体的鞭毛长、游动迅速,对哺乳动物具有感染力。

图版4-3 白蛉吸血回流模式利于利什曼原虫向宿主的传播

A、B未感染的白蛉的吸血模式;C、D感染利什曼原虫的白蛉,前中肠寄生的原虫会产生前鞭毛体分泌胶(promastigote secretory gel,PSG),阻碍吸入的血进入咽和中肠,造成吸血回流,部分血液回注宿主引起感染。

图版4-4 白蛉中肠内的利什曼原虫前鞭毛体

图版4-5 墨西哥利什曼原虫扫描电镜图

A、B无鞭毛体;C、D前鞭毛体。

图版4-6 透射电镜下的无鞭毛体和前鞭毛体

注:鞭毛的基体与动基体和线粒体膜连结,动基体内有线粒体DNA,形成盘形类核,电镜下显示为致密的杆状结构(如左上两图红色三角所示)。

图版4-7 利什曼原虫出芽的微泡

注:从利什曼原虫的鞭毛袋和细胞质膜出芽的微泡(microvesicle)是一种外泌体(exosome),其功能是在物种内和物种之间传递调节性分子到其他细胞,如调节宿主细胞的免疫应答。

图版4-8 雌性索诺拉库蠓(Culicoides sonorensis)中 肠中的豚鼠利什曼原虫(L. enriettii)前鞭毛体

图版4-9 豚鼠利什曼原虫种团中的马提尼克利什曼原虫(L. martiniquensis Desbois,Pratlong et Dedet,2014)

注:两个被感染的巨噬细胞(大箭头),胞浆中见细胞核(N)和大量无鞭毛体(小箭头)(骨髓穿刺物涂片,瑞氏染色)。马提尼克、泰国和加纳已有豚鼠利什曼原虫种团(L.enriettii complex)感染人体的报道。

图版4-10 杜氏利什曼原虫

注:巨噬细胞内寄生的杜氏利什曼原虫无鞭毛体(如箭头所示),呈典型的双点状外观,动基体可见(利什曼染色)。

图版4-11 内脏利什曼病导致的肝脾肿大

图版4-12 内脏利什曼病患者骨髓涂片

图版4-13 黑热病后皮肤利什曼病

续文

图版4-14 皮肤利什曼病

图版4-15 黏膜皮肤利什曼病病例

注:病例女性,11岁,鼻部皮损伴化脓性鼻炎、鼻前溃疡累及上唇,形成“貘样鼻”(tapir nose)。

图版4-16 内脏利什曼病的病理组织学改变(HE染色)

图版4-17 利什曼病的皮肤病理组织学改变(HE染色)

图版4-18 HIV感染者伴多发性皮肤利什曼病的结节

图版4-19 利比亚HIV感染者伴接触性皮炎样皮肤利什曼病

注:左图:左下颌有无痛的结痂性结节,双足背部有不对称的溃疡性大丘疹;右图:经利福平和异烟肼治疗2个月后治愈。

图版4-20 皮肤利什曼病常见发生部位

注:CL的皮损常发生在身体裸露部位(白蛉叮咬处),可单发或多发,呈周边隆起的“火山口”状。

图版4-21 几种被忽视热带病通常所致的溃疡性皮损

A 布鲁里溃疡(Buruli ulcer),坏死性溃疡,有不规则扇形边缘,深部潜行;B 皮肤利什曼病,不规则、溃疡性肉芽肿样皮损;C 早期雅司病(yaws)溃疡(第一期母雅司期),溃疡边缘微高,除痂后表面似杨梅样;D 雅司病第二期,多发性黄色结痂性溃疡。

图版4-22 皮肤利什曼病与体藓

图版4-23 犬感染利什曼原虫

A 自然感染婴儿利什曼原虫18个月后的犬,出现严重失体重和肌肉萎缩;B 犬骨髓涂片,单核细胞内有大量的杜氏利什曼原虫无鞭毛体。

图版4-24 实验室感染利什曼原虫的仓鼠