钉螺生物学特性及人工培养论述

【摘要】钉螺是日本血吸虫唯一的中间宿主，研究野外采集或人工培养钉螺的形态特征、遗传特性、生理生化以及生活习性等生物学特性，探索阻断血吸虫生活史的新思路、新方法是当前防控血吸虫病重要手段。本文就钉螺的生物学特性和人工培养方法进行了综述。

【关键词】钉螺；血吸虫病；生物学特性；人工培养；综述

【中图分类号】Ｒ５３２．２１【文献标识码】Ａ【文章编号】１６７３－５２３４（２０１５）１２－１１４８－０３

血吸虫病（ｓｃｈｉｓｔｏｓｏｍｉａｓｉｓ）是一种严重的人兽共患寄生虫病，呈全球分布。在我国主要流行的是日本血吸虫病。２０１３年全国共报告血吸虫病感染１８４９４３例，晚期血吸虫病患者２９７９６例［１］，血吸虫病的流行位居水传播疾病之首，严重影响我国的社会经济发展和人类健康。钉螺（Ｏｎｃｏｍｅｌａｎｉａｈｕｐｅｎｓｉｓ）是日本血吸虫的唯一中间宿主，主要分布在亚洲东部和东南部，中国内地仅有湖北钉螺一种，钉螺分布与血吸虫病的流行息息相关。目前防控该病最常用的方法是消灭钉螺，人工培养钉螺对研究钉螺的生物学特性和筛选灭螺药物具有重要意义。本文对钉螺的生物学特性和人工培养的方法进行综述。

１钉螺的生物学特性

１．１形态学

钉螺为水陆两栖，常栖息于田间、池藻等淡水水域。它主要由螺壳和软体两部分组成，软体部分的前部为头、颈、足和外套膜，后部是内脏；表面有纵肋者称“肋壳钉螺”，壳长约１０ｍｍ，宽约４ｍｍ。壳面光滑者称为“光壳钉螺”，比肋壳钉螺稍小，长、宽分别为６ｍｍ和３ｍｍ，多见于山丘地区。钉螺形态学特点主要包括形态特征、解剖结构等方面。钉螺早期的研究重点集中在钉螺内外部的形态结构变化，如螺壳形状、螺肋的数目及厣核的旋数［２］，并以此来认识与鉴别钉螺，如巴西钉螺被认为是光壳钉螺的一种，螺壳黑色，螺壳外唇无隆起线，壳光滑有黄色“假眉”，厣与齿舌与湖北钉螺相同［３］。钉螺的形态特征是研究钉螺的分类、遗传和进化的基础，分布于山区的光壳钉螺和分布于湖沼水网地区的肋壳钉螺生存条件不同。湖北钉螺具有遗传多样性，而且具有不同程度的遗传变异［４］。石朝辉等［５］通过对湖北庙河上下游钉螺调查发现，两个地区钉螺分别为光壳钉螺和肋壳钉螺，上下游螺群的遗传距离并无明显差异。

１．２分类学

钉螺俗称钉螺蛳，为动物界第二大动物门－软体动物门腹足纲中的一类，有雌雄之分。早期对钉螺分类的研究主要是以钉螺形态学和解剖学为依据的，自１９１３年宫入庆之助和铃木稔在日本证实光壳钉螺为日本血吸虫的中间宿主以来，对钉螺分类的依据主要是根据形态和解剖结构，如螺壳、螺厣和螺肋数目及齿舌形态特征。美国Ｂａｒｔｓｈ根据螺旋数、齿式将钉螺分为Ｏｎｃｏｍｅｌａｎｉａ、Ｋａｔａｙａｍａ和Ｓｃｈｉｓｔｏｍｏｐｈｏｒａ［６］。有学者发现螺壳颜色、螺厣、齿舌等差异不大，认为钉螺的分类以形态结构为依据并不严谨［７－８］。近年来分子生物学技术的发展对钉螺分类的研究起到了重要作用。Ｇｅｏｒｇｅ等［９］通过对中国大陆不同地区、不同种群钉螺的同工酶进行比较，再结合螺壳形态学的基础将湖北钉螺再分成３个亚种：滇川亚种（Ｏ．ｈ．ｒｏｂｅｒｔｓｏｎｉ）、福建亚种（Ｏ．ｈ．ｔａｎｇｉ）和湖北亚种（Ｏ．ｈ．ｈｕｐｅｎｓｉｓ）。牛安欧等［１０］利用单重复序列锚定ＰＣＲ技术（ＳＳＲ－ＰＣＲ）将中国大陆７省的湖北钉螺分为４类。周艺彪等［１１］采用微卫星锚定ＰＣＲ分子技术对１９个种群钉螺的基因ＤＮＡ进行分析，进一步验证了中国大陆湖北钉螺分为滇川亚种、广西亚种、福建亚种和指名亚种等４个亚种。

１．３遗传学

钉螺的生物特征、地理分布以及日本血吸虫和钉螺之间的相容性都与钉螺遗传学特性密切相关。表观遗传学、分子遗传学和景观遗传学的研究应用在生物灭螺中起着不可替代的作用。早期，表观遗传学常用来作为钉螺分类依据，刘月英等［１２－１３］认为中国大陆钉螺属于一属一种，世界各地钉螺作为同一种属只有种下亚种和地理株之分，但种下具体如何分类尚未得到解决。随着分子生物学的发展，钉螺种群同工酶谱的分析、ＤＮＡ基因序列的研究进一步得到发展。日本血吸虫与钉螺之间的相容性主要取决于两者之间的同工酶等位基因［１４］，而且不同种群的钉螺对日本血吸虫的相容性不同［１５］。周晓农等［１６］研究了中国９省３４个地区螺群的同工酶，结果表明钉螺种群间的变异程度较大，而同种群内的变异较小，肋壳钉螺的遗传变异分化程度小于光壳钉螺，且钉螺从喜马拉雅山脉扩散至世界各地，因环境变化，基因也发生了剧烈漂移。景观遗传学是在２００３年由Ｍａｎｅｌ［１７］首次提出，其结合了景观生态学和种群遗传学的特点，意义在于研究物种微进化与景观环境之间的关系，为研究钉螺遗传变异分化提供了新的研究方法［１８］。崔斌等［１９］采用微卫星锚定技术对湖北松滋地区不同景观环境下钉螺遗传特性进行分析，结果表明湖北钉螺种群间遗传变异并不明显，而钉螺个体间变异显著。景观遗传学作为一门新兴学科，将人类及其活动纳入了研究范畴，在理论和方法方面有很大的发展空间。

１．４生态学

钉螺繁殖、分布及扩散等生态学特征与血吸虫病的流行息息相关。钉螺生态学的研究对血吸虫病的传播和预防可以起到理论指导作用。钉螺的生长繁殖易受灭螺药物和环境改变的影响，其分布密度与植被盖度有关［２０］。林丹丹等［２１］对鄱阳湖的自然环境进行研究发现植被总盖度与钉螺分布成正比，总盖度越高钉螺分布越广。地形是影响钉螺分布重要的因素之一，杨慧等［２２］对云南地形的考察，发现云南地形以山区为主，呈孤岛性分布，扩散不明显，建议灭螺范围应以阳性钉螺分布地区为主，并适当扩大范围。钉螺的扩散方式主要以主动扩散和被动扩散为主，水流、光照强度、钉螺吸附能力以及水中障碍物均可影响钉螺的扩散［２３］。此外，自然因素和社会因素如水灾、水利工程建设及旅游开发等也可影响钉螺分布与扩散。

１．５生理生化

钉螺的生理生化对研究灭螺药物的作用机制以及灭螺效果具有重要意义。杜小华等［２４］用不同浓度的水和乙醇提取物配置成不同浓度的羊踯躅溶液进行灭杀钉螺实验，结果显示浓度不同的提取物处理钉螺后的灭杀率不同，其中以７０％乙醇提取物灭杀钉螺的效果最佳。周康等［２５］通过实验发现瑞香狼毒同上述几种药物一样对钉螺的主要能量代谢物质糖原有较强的抑制作用，而且以浓度为７０％乙醇提取物的效果最好。黄春兰等［２６］用硫酸、蒽酮比色法鉴定湖北钉螺各月份的肝、头足部肌肉和整体软体组织的糖原含量，结果表明整体软体组织和肝的糖原含量随着时间的推移而下降。吴明煜等［２７］用不同浓度的蛇床子总香豆素处理液浸泡钉螺，在浸泡液处理的前９６ｈ内，钉螺体内糖原的含量随着浸泡时间的延长而降低，说明蛇床子总香豆素可以影响钉螺的糖原含量。胡彦龙等［２８］研究发现田皂角甙当浓度超过０．８０ｇ／Ｌ时可以明显降低钉螺体内糖原含量，降低的幅度达１２．４９％～７３．１６％。刘金涛等［２９］发现浓度大于０．８５ｇ／Ｌ的苦楝子可以降低钉螺内的糖原含量，降低幅度为１０．７８％～６９．９４％。过氧化物酶、三磷酸腺苷酶、琥珀酸脱氢酶、乳酸脱氢酶是钉螺进行有氧呼吸的关键酶，抑制这些酶的合成可以有效地杀灭钉螺。顾文彪等［３０－３１］用苦楝叶提取液浸泡钉螺发现三磷酸腺苷酶、琥珀酸脱氢酶和乳酸脱氢酶降低，而一氧化氮合成酶增高，一氧化氮合酶的升高可以使ＮＯ合成增加，破坏钉螺机体内的线粒体氧化磷酸化，使能量合成受抑制，达到杀灭钉螺的效果。王万贤等［３２］分别采取樟树的新鲜叶、茎皮和根皮调配成１％、０．５％、０．１％、０．０５％等４个不同浓度的溶液处理钉螺，结果显示钉螺体内的过氧化物酶的活性随着浸泡的时间延长活性降低，其中以根皮的效果最好，叶的效果较差，建议大量种植樟树作为生态林可达到较好的抑螺效果。

２钉螺的人工培养研究

２．１钉螺螺卵的孵化和幼螺的生长

对于钉螺螺卵的孵化和幼螺的生长，主要的影响因素为温度、水和食物。钉螺螺卵的正常孵化需要在水中或是湿润的泥面上［３３］，饲料以奶粉及复合动物饲料为主，其中藻类喂养幼螺存活率较高，达９０％以上，且生长良好［３４－３５］。田建国等［３６］采用了收集螺卵恒温孵化法、直接恒温孵化法和自然状态孵化法三种方法对钉螺螺卵进行孵化，结果显示泥土也可以影响钉螺螺卵的孵化。

２．２成螺的人工培养

成螺培养因实验目的不同，室内培养方法也不尽相同，常用室内培养感染性钉螺是泥盘草纸饲养法［３７］。成螺培养主要为感染性钉螺，其中毛蚴感染钉螺的比例至关重要，张聪等［３８］采用泥钵内铺细土泥法，按毛蚴与钉螺数量比为５：１、１０：１、２０：１三种不同比例进行感染，结果显示毛蚴感染的比例为１０：１时，钉螺阳性感染率最高。

３结语

随着分子遗传学、基因组学等现代分子生物学技术的广泛应用，国内外对钉螺生物学特性方面的研究有了较大发展，对杀灭钉螺有重要指导作用。但目前钉螺的分类采用何种方法和技术尚未完全统一；研发更高效的杀螺药物对人工培养钉螺提出了更高的要求，而人工培养钉螺的繁殖率、饲养条件的优化等问题仍有待进一步深入探讨。

作者：王鑫磊 李倩 张莉 李海龙 单位：大理大学基础医学院寄生虫学教研室 云南省自然疫源性疾病防控技术重点实验室

相关专题：节水灌溉 地铁与轻轨