新興的蟲媒傳染病──立克次體疾病

恙蟲病、斑點熱、斑疹傷寒是熱帶及亞熱帶地區常見的蟲媒立克次體疾病。其中斑點熱於二十世紀初,才被美國病理學家立克次確認出病原體及釐清傳染途徑。

蟲媒立克次體傳染病是一種熱帶及亞熱帶地區的疾病,傳播媒介主要是壁蝨(又名蜱)、恙蟲、蚤、蝨等節肢動物藉由吸食血液、組織液,或其糞便污染傷口而感染動物宿主。該傳染病是由變形菌門的立克次體目(Rickettsiales)所引起,目前發現的立克次體約有 40~50 種,有些會使人類和動物致病。人類感染的立克次體傳染病主要有恙蟲病(又名叢林型斑疹傷寒)、斑點熱、地方性斑疹傷寒等。而歐美國家以感染壁蝨為媒介的斑點熱為主;台灣則是恙蟲病、地方性斑疹傷寒(也稱鼠型斑疹傷寒)等立克次體疾病較嚴重,其中離島及花東地區感染的人數較多。



世世代代均帶有立克次體
 行政院衛生署暨國立台灣大學傳染病防治研究及教育中心助理教授蔡坤憲表示,立克次體屬於細菌,也有細胞壁結構。不過,立克次體的菌體體型比絕大多數細菌小,約(0.3~0.5)×(0.8~2.0)微米(細菌大小約 0.3~50 微米之間),呈短小桿狀,結構也比較簡單,菌體部份自行合成養份的功能已經退化,必須倚賴宿主合成所需養份,因此具專一性,絕對寄生在病媒節肢動物細胞內繁殖。立克次體感染動物宿主細胞後,細胞便會進行一連串的胞吞和分解作用,但如果細胞沒有及時清除分解,立克次體就會在細胞內增生(見下圖)。


立克次體呈短小桿狀,主要在細胞質內繁殖。其進入動物宿主後與宿主細胞之間的交互作用過程如下:(a)立克次體準備進入宿主細胞內,其表面蛋白會誘導聚集宿主細胞的受器蛋白和泛素;(b)體內免疫系統啟動反應:被標誌的宿主細胞蛋白會引發細胞內骨架的重新排列而隆起;(c)立克次體被細胞包住內吞後分解,無法在宿主細胞內增生;然而若沒有及時被清除分解,便會在細胞內大量增生。(電腦繪圖:姚裕評)


立克次體可感染節肢動物的腸壁上皮細胞,然後進入牠們的唾液腺或生殖組織內。當它進入細胞後,會一直待在同一個細胞的細胞質內繁殖,少數斑點熱立克次體會感染細胞核,直到長滿整個細胞,立克次體便會脫離原細胞或將細胞裂解,然後感染下一個細胞。
 多數種類的立克次體可以在節肢動物身上歷經不同階段而依然存活於節肢動物體內,例如壁蝨的四個發育期為:卵、幼蟲、若蟲、成蟲,一旦卵期感染立克次體,之後各期的個體仍會有立克次體,稱為「跨蟲期傳播」;或經由感染立克次體的母蟲產卵傳播到下一代,而且孵化的子代也會帶有立克次體,稱為「經卵傳播」(見下圖)。如此一來,便會有越來越多的壁蝨帶有立克次體,並使立克次體疾病的傳播機率升高。
斑點熱的病媒為壁蝨,牠的四個發育期為:卵、幼蟲、若蟲、成蟲。感染斑點熱立克次體的壁蝨會產下感染立克次體的卵粒,稱為「垂直傳播」或「經卵傳播」;一旦卵期感染立克次體,之後各期的個體仍會帶有立克次體,稱為「跨蟲期傳播」。感染立克次體壁蝨的幼蟲、若蟲、成蟲都會叮咬人類而傳播疾病。(電腦繪圖:姚裕評)
立克次體感染細胞示意圖,紅色為細胞,螢光色為立克次體。圖左為立克次體剛進入細胞時,圖右是立克次體已長滿整個細胞,細胞出現裂解情形,一些立克次體已跑出細胞外了。(影像來源:蔡坤憲)
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立克次體的發現者:立克次
 美國病理學家立克次(Howard Taylor Ricketts,1871-1910)是研究立克次體的先驅。1906 年,他到蒙大拿州時,發現當地正在流行洛磯山斑點熱,病患起先會頭痛、肌肉痛、關節疼痛,接著皮膚出現紅色斑塊。當時人們普遍認為這是一種寄生在紅血球內的巴貝蟲屬(Babesia sp.)原生動物(簡稱原蟲,比較接近動物的一類,能運動及攝食)引起的疾病。
 為了確認病原體,立克次用顯微鏡觀察病患血液,發現血液樣本有一種近似球形的短小桿狀微生物,他認為這很可能就是洛磯山斑點熱的病原體。由於立克次體無法在培養基進行體外培養,於是他將帶有短小桿狀微生物的血液注入天竺鼠體內,發現天竺鼠會罹患相同疾病;他再以各種吸血媒介疾病的節肢動物吸食患者血液,結果只有壁蝨能夠傳播疾病。立克次終於釐清洛磯山斑點熱的病原體及傳染途徑,隨即公共衛生專家也根據他的研究提出有效的防疫方法,阻止疫情擴大。

斑點熱立克次體散佈在細胞質之內的顯微照。(影像來源:蔡坤憲)
 1909 年,立克次被邀請至墨西哥市協助研究地方性斑疹傷寒,立克次與他的學生很快發現該病的病原體與洛磯山斑點熱的病原體都是立克次體的一種。為了全心投入研究,立克次經常親自診視病患以及採集檢體,結果隔年 5 月竟因此感染斑疹傷寒而死。後世科學家為了表彰他的貢獻,把這種病原體命名為立克次體。

文/楊嘉慧

審稿/行政院衛生署暨國立台灣大學傳染病防治研究及教育中心助理教授 蔡坤憲
本文轉載自"科學人"


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(延伸閱讀)


《臨床微生物學-細菌與黴菌學》,周以正、林定邦、胡文熙等著,五南出版
《引領微生物學的先驅》,鐘金湯、劉仲康等著,台灣商務
  高三課本《生物》下冊