卡氏棘阿米巴(Acanthamoeba castellanii

物种名:卡氏棘阿米巴

拉丁学名:Acanthamoeba castellanii

分类学地位:真核生物域Eukaryota;变形虫门Amoebozoa;

盘状叶足纲Discosea;中心阿米巴目Centramoebida;

棘阿米巴科Acanthamoebidae;棘阿米巴属Acanthamoeba

卡氏棘阿米巴属于自由生活阿米巴类微生物,在淡水、土壤及其他自然环境中广泛存在。该类生物通常以滋养体和包囊两种形态存在,其中包囊对外界环境具有较强耐受性,因此能够长期存活并成为感染来源。棘阿米巴可作为机会致病原感染人体,常见临床类型包括卡氏棘阿米巴角膜炎和肉芽肿性阿米巴脑炎。前者多见于隐形眼镜佩戴者,后者则多发生于免疫功能低下人群,病情进展快、病死率高。因此,卡氏棘阿米巴不仅具有广泛的环境分布特征,也具有重要的医学意义。

1.1生物学特性

1.1.1培养特征

卡氏棘阿米巴是一种自由生活的阿米巴原虫,广泛存在于污染的土壤和水体中。其生活史相对复杂,涵盖了滋养体和包囊两个主要阶段[1]。在滋养体阶段,卡氏棘阿米巴以细菌和其他微生物为食,通过二分裂方式进行繁殖,并表现出活跃的运动性。当环境条件不利时,如水分缺乏或营养不足,滋养体会转化为包囊阶段,这是一种休眠状态,有助于阿米巴在恶劣环境中存活。包囊具有较厚的壁,能够抵抗外界的不利因素。当环境条件改善时,包囊会重新转化为滋养体,继续其生命周期[2, 3]。在整个生活史中,卡氏棘阿米巴可通过多种途径侵入人体,如皮肤伤口、穿透性角膜外伤或经呼吸道、生殖道等,引起一系列感染症状,如角膜炎或脑膜脑炎等。

1.1.2形态学特征

在透射电镜下,卡氏棘阿米巴细胞膜完整,双层核膜清晰可见,大而圆的核仁位于中央,染色质分布均匀;胞质内线粒体丰富聚集,嵴清晰,呈板状紧密排列;胞质中有大小不一的圆形或椭圆形空泡[4]

图1 卡氏棘阿米巴在透射电镜下照片

A:卡氏棘阿米巴的细胞结构[4],B:卡氏棘阿米巴滋养体形态[5],C:卡氏棘阿米巴包囊体形态[5]

1.1.3生化特征

卡氏棘阿米巴是一种兼性厌氧生物,它们通过糖酵解获得能量。在缺氧条件下,它们能够利用葡萄糖产生乙醇和二氧化碳。此外,它们也能利用多种有机物作为碳源和能源。在病变组织内可查见包囊,但不易检查到滋养体。包囊对外界环境的抵抗力极强,对一般抗菌药物、氯化物、化学消毒剂等均不敏感[6]

1.2分布、传播与致病性

1.2.1分布与传播

卡氏棘阿米巴呈世界性分布,通常存在于土壤和尘埃,新鲜水源如湖水、河水和温泉、矿物盐水和海水中。也可以存在于泳池、热盆浴、直饮水(如管壁的淤积层中和龙头中),甚至加热、通风、空调和加湿等设备中。

1.2.2致病性

卡氏棘阿米巴入侵途径尚不完全清楚,已知可从皮肤伤口、穿透性角膜外伤、损伤的眼结膜或经呼吸道、生殖道等进入人体。多数寄生于脑、眼、皮肤等部位。卡氏棘阿米巴在自然界分布广泛,正常人一般不被感染,但眼部或皮肤受损时可被感染[5]。卡氏棘阿米巴性角膜炎虽在感染性角膜炎中占不足1%,但可引起顽固性角膜溃疡、葡萄膜炎、虹膜炎、巩膜、睫状体和玻璃体的炎症而导致失明,是严重的致盲性疾病。

卡氏棘阿米巴角膜炎的症状与其他许多普通眼部感染症状相似。症状会持续数周至数月,各人所表现出的症状不尽相同,其主要表现如下:眼痛、眼红肿、视力模糊、对光敏感、眼睛有异物感、多泪[7]

卡氏棘阿米巴可以引发严重的,甚至是致死性的脑部感染和被称为“肉芽肿阿米巴脑炎”的脊髓感染。一旦发生了此感染,患者会出现头痛、颈部僵硬、反胃呕吐、疲惫、思维混乱、对周围的人和环境缺乏反应、失去平衡感及对身体的控制、癫痫和出现幻觉等症状。病程超过数周,患者通常会死亡[8]

图2卡氏棘阿米巴角膜炎患者眼前节照片[9]

1.3检测方法

(1)角膜刮片镜检-湿片法镜检:取角膜刮片涂于载玻片上,加1滴生理盐水或10% KOH溶液,加盖玻片压薄后在普通光学显微镜下观察[10],镜下可观察到卡氏棘阿米巴的四个不同阶段。

图3 卡氏棘阿米巴氢氧化钾湿片检获(×200)[11]

A:包囊,B:滋养体

  1. 角膜刮片镜检-染色镜检:利用染色技术可使卡氏棘阿米巴包囊或滋养体易于识别,染色可分为湿式染色和干式染色。湿式染色将约25 μL角膜刮片悬浮液铺在载玻片上均匀涂开,然后加入1滴染色剂,加上盖玻片直接镜检。干式染色是将约50 μL角膜刮片悬液滴在载玻片上均匀涂开,用无水甲醇固定再染色镜检。常规染色方法有吉姆萨染色、伊红染色、碘染色等,其中,革兰染色不适用于棘阿米巴原虫[12]

图4 培养后经各种染色的卡氏棘阿米巴形态[14]

A:苏木素染色的滋养体,B:中性红染色的滋养体

C:吉姆氏染色的包囊,D:H.E染色的滋养体

(3)角膜组织培养:角膜刮片刮取溃疡浅表边缘组织,当卡氏棘阿米巴原虫数量较少时,镜检方法不易检出,为了提高检出率,应进行角膜组织培养。角膜组织培养出卡氏棘阿米巴原虫是确诊卡氏棘阿米巴原虫感染的“金标准”[12]

(4)病理组织检查:角膜活检被誉为“微生物进行性角膜炎的最终调查手段”,但对于角膜严重溃疡者,卡氏棘阿米巴原虫已侵入基质层,角膜刮片难以保证准确的阳性率而导致漏诊[12]。行眼球摘除术或角膜移植术时,可将手术切除的角膜材料进行病理检查。将切碎的角膜材料进行HE染色或改良三色蓝染色法[12]

(5)分子生物学检测:卡氏棘阿米巴的分子检测主要采用以18S rRNA基因为靶标的实时荧光定量PCR。检测时先对角膜刮片、护理液、水样或组织标本进行预处理并提取DNA;由于包囊壁较厚,常需增加冻融或机械裂解步骤以提高核酸提取效率。随后采用TaqMan探针法进行扩增,并依据Ct值或标准曲线完成定性或定量分析,可用于临床卡氏棘阿米巴样本检测[13]

表1 卡氏棘阿米巴实时荧光定量PCR引物与探针序列

名称 序列(5′→3′)
上游引物AcanthF3 GGTCCGGGTAATCTTTGCAAA
下游引物AcanthR2 GTACAAAGGGCAGGGACGTAATCAAC
探针AcanthP2 VIC-TAAGCGCGAGTCATC-MGB

1.4典型案例

2007年,美国多州报告棘阿米巴角膜炎病例异常增加。疾病预防控制中心调查发现,使用“Complete MoisturePlus”多功能隐形眼镜护理液是主要风险因素,感染几率提高近17倍。该产品于2003年底上市,病例自2004年起持续上升。检测排除护理液出厂污染,但其抗棘阿米巴效力不足,甚至可能诱导病原体形成包囊[15]

1.5防治对策

(1)规范保存、佩戴、消毒隐形眼镜。

(2)加强个人卫生、饮用水处理和环境改善。

(3)饮用水处理方面,应对水源进行严格监测和处理,确保饮用水安全。

(4)避免佩戴隐形眼镜游泳、热水盆浴或淋浴,以降低感染风险。

(5)避免接触受污染的水源。

(6)环境改善方面,应加强环境卫生管理,减少环境污染和垃圾堆积,以降低卡氏棘阿米巴的传播风险。

参考文献

[1] Siddiqui R, Khan NA. Biology and pathogenesis of Acanthamoeba. Parasites & Vectors, 2012, 5: 6.

[2] Lloyd D. Encystment in Acanthamoeba castellanii: a review. Experimental Parasitology, 2014, 145: S20-S27.

[3] Taravaud A, Loiseau PM, Pomel S. Encystment and excystment processes in Acanthamoeba castellanii: an emphasis on cellulose involvement. Pathogens, 2025, 14: 268.

[4] 王月华, 郑善子, 李顺玉 等. 大蒜素体外对卡氏棘阿米巴超微结构的影响. 中国寄生虫学与寄生虫病杂志, 2008, 26: 156-157.

[5] 郑善子, 申成华, 王铁 等. 棘阿米巴的分离及实验室培养. 延边大学医学学报, 2003, 26: 168-170.

[6] Coulon C, Collignon A, McDonnell G et al. Resistance of Acanthamoeba cysts to disinfection treatments used in health care settings. Journal of Clinical Microbiology, 2010, 48: 2689-2697.

[7] Claerhout I, Kestelyn P. Acanthamoeba keratitis: a review. Bulletin de la Société Belge d’Ophtalmologie, 1999, 274: 71-82.

[8] Kalra SK, Sharma P, Shyam K et al. Acanthamoeba and its pathogenic role in granulomatous amebic encephalitis. Experimental Parasitology, 2020, 208: 107788.

[9] 王婵婵. 5例棘阿米巴角膜炎在角膜共聚焦显微镜下特征分析. 江西医药, 2019, 54: 957-959.

[10] D’Aversa G, Stern GA, Driebe WJ. Diagnosis and successful medical treatment of Acanthamoeba keratitis. Arch Ophthalmol, 1995, 113: 1120-1123.

[11] 王月华, 李正花, 陈琳 等. ELISA法分析棘阿米角膜炎兔模型血清抗体的滴度. 中国卫生检验杂志, 2014, 24: 3224-3225.

[12] 赵丽, 梁东, 蒋洁 等. 棘阿米巴角膜炎病原学诊断技术的研究进展. 微创医学, 2023, 18: 517-521.

[13] Simpson A, Sarode D, Lockington D et al. Novel map biopsy technique to define the extent of infection before penetrating keratoplasty for acanthamoeba keratitis. Cornea, 2023, 42: 365-368.

[14] 许琴英, 徐珠锦, 邵正 等. 棘阿米巴角膜炎患者分离株在不同环境中的形态观察. 广东医学院学报, 2015, 33: 56-58.

[15] Verani JR, Lorick SA, Yoder JS et al. National outbreak of Acanthamoeba keratitis associated with use of a contact lens solution, United States. Emerging Infectious Diseases, 2009, 15: 1236-1242.

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