寄生虫学
寄生昆虫学(英语:Parasitology)是一门研究寄生虫与其宿主和两者之间关系的科学。寄生虫学属于生物学的范畴,不仅限于厘清这些生物和环境之间的关系,还包括了它们生存的方式。这意味着寄生虫学是一门综合科学,与细胞生物学、生物信息学、分子生物学、免疫学、遗传学和生态学都有关系。
历史沿革
学史前期
公元前阶段
公元前4000年至公元世纪开始的时期。主要停留在一些寄生虫感染症状的记载上,而所形成的认识极为模糊。如希波克拉底(Hippocrates)将发热的不同类型归结地理、气候不同所致,认为(疟疾)脾肿大及发病是因为喝了沼泽地的水所致,而这一学说直到17世纪中叶,一位内科医生重新发现疟疾的不同类型,并发现金鸡纳树皮的提取物(奎宁)可以治愈该病,希波克拉底的学说才得以重新流传。另外,亚里士多德(Aristotle)于公元前384~372年提出了植物病原线虫非生物起源学说。这一时期对寄生虫学的认识,主要是对一些寄生虫病症状的认识或病原体的发现。包括了人们从古尸中获得了大量的证据,如智利的古人类遗骸清楚表明了恰加斯氏病(Chagas disease)的存在;20世纪70年代分别在中国湖南长沙马王堆、湖北荆州市出土的西汉古尸的肠道内,发现日本血吸虫虫卵等。
公元后阶段
公元世纪开始至1684年的时期。随着显微镜的发明,使人们能从发现一些大型寄生昆虫(macroparasite)发展到发现新的微寄生物(microparasite),但这一阶段尚未形成理论,对学科发展造成的影响较小。如公元6世纪,中原地区后魏贾思勰所著《齐民要术》中,就记载过治疗马、牛、羊疥癣的方法,并认识到该病有传染性;9世纪,天宝李石著《司马安骏集》中,有用手术取出马眼中浑睛虫作为这种寄生虫病的治疗方法叙述。因此,史前期主要以有文字记载、病症描述、病原发现为特点。
萌芽期
17世纪后期至19世纪中叶期。这一时期以发现新寄生昆虫、萌芽寄生虫学理论为主要特点。随着显微技术的发展和细胞理论的建立,不但促进了其他医学领域的进展,还促进了寄生虫学的成长。意大利内科医生Francesco Redi出版了第一部寄生虫学书籍《Osservazioni informi agli animali viventi che si trovano negli animali viventi》,而成为“寄生虫学之父”。嗣后的理论进展包括路易斯·巴斯德(Pasteur)提出的非生物起源不可发生的证据、罗伯特·科赫(Koch)发现微生物导致疾病,最后Patrick Manson于1877年提出了媒传寄生虫病的概念并创立了热带医学领域。这一时期的理论发展,使热带病这门学科正式建立,而寄生虫学作为一门学科尚处于萌芽状态。
形成期
1、形成阶段
19世纪后期至20世纪早期。以Patrick Manson (1877)提出媒传寄生虫病的概念为标志性起点。这一阶段以病因寻找,形态描述,生活史发现为主要特点。其中无疑凝结着许多寄生昆虫学家的卓越研究成果,加上当时殖民化进程的政治因素,热带病成为当时生物医学的领头学科,其中寄生虫病化疗研究和寄生虫病病因学研究进展推动了整个生物医学的研究进程。如20世纪20年代,就发现了奎宁及其衍生物可用于治疗疟疾,依米丁可治疗热带痢疾,Bayer205可治疗非洲锥虫病等,这早于细菌性疾病化疗10多年。同时,对寄生虫的生活史及病因学的研究成果,可很快应用于控制疾病的传播,导致了一大批科学家热衷于发现更多的寄生虫生活史及寄生虫病病因,如William Leishman和Charles Donovan(1901~1939)发现Kala Azar的病因;David Bruce(1888)发现了布氏锥虫(Trypanosoma brucei),并发现舌蝇为其媒介;意大利学者发现了恶性疟原虫(Plasmodium falciparum),并确定由此引起的致命疾病;巴西科学家Carlos Chagas(1907~1913)发现了克氏锥虫(Trypanosoma cruzi)及其生活史,以及该寄生昆虫所致的恰加斯病,弄清了该病病理和流行病学的所有细节。另外,有2名科学家因对寄生虫学所作出的贡献而获诺贝尔奖:Charles Laveran(1884)因发现疟原虫生活史中各期形态而于1907获奖,Ronald Ross(1897)因对疟疾经疟蚊属传播的重大发现于1902年获奖。这一阶段的研究成果,使寄生虫学进入到顶峰时期,将原虫学、植物病原线虫学和昆虫学人为地纳入寄生虫学的范畴。
2、建立阶段
1914~1942年。这一阶段以创办刊物,建立队伍,纳入教学内容为特点。由于研究成果越来越多,促使了学术期刊的发展。1908年第一本英文杂志《Parasitology》作为Journal of Hygiene的补充本而创刊,主要内容涉及“传播疾病的昆虫、疟疾、非洲锥虫病、螺旋体病、巴贝虫病、鼠疫以及寄生蠕虫病”,但当时大多数有关寄生虫学论文均发表在其他各类学术杂志上。直至1914年《Journal of Parasitology》创刊,寄生虫学才有了真正意义上的第一本独立学术期刊,并界定该刊物为“重点在于动物寄生虫的形态学、生活史和生物学,以及动物与疾病的关系”,明确了寄生虫学的内容与范畴。这一时期,世界各地的寄生昆虫学家队伍形成,各种寄生虫学研究机构和学术团体相继建立,在部分较大的高等学校将寄生虫学列入研究生教育课程,不同的寄生虫学专业杂志相继出版,不同的理论或学说也相应出现。另一位诺贝尔获奖者Wagner-Jauregg(外科医师),因其发现脑型疟于1927年获奖。但是,在这一寄生虫学辉煌历程中,寄生虫学作为与动物界天然联系的独立学科,仍以经典的分类与生活史探索等内容为其研究重点。在寄生虫学形成期内,许多学者注重动物学的研究,在分类学、形态学及生活史等方面研究较为深入,对许多寄生虫生活史的认识在此阶段完成,并逐渐形成了寄生虫学这门独立学科。随后,由于与现代生物学、生物化学、生物物理等学科联系较少,阻碍了寄生虫学的快速发展。因而在辉煌时期之后出现了较长的低谷时期。
现代时期
1948年起至今。这一时期以实验寄生虫学的发展为主要特征。1918年前,大多数寄生昆虫的形态和生活史都已阐明,而这方面的研究人员主要以动物学为多,研究的内容停留在动物学分类方面,与疾病的关系研究甚少。与此同时,生物医学的主要发展方向源于生物化学、化学和物理学,与动物学紧密联系的寄生虫学错过了其战后追踪现代生物学研究的发展机遇,这一错失和滞后一直持续到第二次世界大战后。1948年,Vincke和Lips分离首株啮齿动物疟原虫(Plasmodium berghei),开创了实验疟疾学新领域,成为以实验为基础的现代寄生虫学标志性起点。以疫苗、抗原变异、虫体培养等方面为主的研究已融入了现代生物学、现代生物化学等内容,而以疾病预防控制内容密切联系的研究已融入了人类学、经济学、环境学、地理学等内容。这两方面的进展,促进了寄生昆虫学科与其他学科的交融渗透、相互影响。如1988年对秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)的每个细胞起源已经完全清楚,使得在多细胞生命体内研究一个完整无缺的单个细胞的发育和形态成为现实;该线虫同时也是人类第一次完成的对多细胞动物基因组序列测定的动物,为后来测定果蝇、人类和小鼠等基因组序列提供了基因技术基础;特别是程序性细胞死亡(凋亡)理论促使了能特异性杀死肿瘤细胞的Gleevec治疗肿瘤药物应用。更有许多不同学科的科学家利用秀丽隐杆线虫作为实验模式生物,用于研究多细胞生物及人类疾病的基因学、行为学、遗传学等现代学科的发展。在这一时期,世界各地的寄生昆虫学家更注重将现代超微技术、生物化学、免疫学、细胞生物学和分子生物学新的理论概念和技术引入寄生虫学,而产生了诸如分子寄生虫学、免疫寄生虫学、地理寄生虫学的新型交叉学科。一些交叉学科的科技杂志也相应出现,包括《Parasite Immunology》、《Molecular \u0026 Biochemical Parasitology》、《Insect Biochemistry \u0026 Molecular Biology》和《Insect Molecular Biology》等。特别是近年来,包括疟原虫、脑血吸虫病、马来布鲁线虫、利什曼原虫、克氏锥虫等的寄生昆虫基因组计划的启动,明确标志着寄生虫学已跟上了生物科学的发展趋势。
发展现状
由于全球经济一体化的发展以及环境变化的影响,寄生虫病疫情又出现新的情况,包括虫种分布的变化、区域优势种的变化、新发寄生虫病逐渐增多,某些寄生虫病的流行范围扩大、流行强度不断增加,使仅应用传统方法进行寄生虫病的预防控制较难以达到理想效果。因此,更需要在新的基础知识、新的防治策略与防治技术上有所创新,为进一步控制甚至在部分地区阻断寄生虫病传播提供先进技术与方法。结合寄生虫学的发展趋势与中国寄生虫病的防治现状,在今后一段时间内,中国寄生虫学学科的发展应着重于以下几个方面:
科研
1、沿着现代生物学发展方向,加强揭示寄生虫病重要致病机制、确定新现寄生虫病各病原体间的亲缘关系及人体再感染寄生虫的遗传学背景、发现寄生虫的抗性发展机制、发掘重要寄生虫病原体新功能基因等领域,为学科发展提供基础知识;
2、引进现代高新技术,着重研制新型低毒抗虫、及抗媒介药物、开发简易快速的寄生虫病诊断试剂盒、研究新一代抗寄生虫病新型冠状病毒疫苗等方面,为寄生虫病防治新产品的研发提供先进的平台;
3、应用现代数理学与信息决策学理论,关注研究寄生虫病流行的评估与监测理论、研究寄生虫病在不同环境下的传播阈值模型、建立寄生虫病传播预警理论与预测方法等方向,为现场防治决策提供科学依据;
4、跟上现代资源共享机制建设的步伐,建设与丰富用于寄生虫学与寄生虫病防治研究的网络实验室、网络参比中心、网络诊断中心、网络教学教室、网络标本馆、网络人才库等,为寄生虫学资源共享机制的建立提供平台。
教材与专著
由熊大仕与孔繁瑶主编的《家畜寄生虫与侵袭病学》(统编教材,中国农业出版社),由孔繁瑶主编的《家畜寄生虫学》及其修订版,对兽医寄生虫学教育工作起到了重要作用。作为地方教材的有汪志楷主编的《家畜寄生虫病学》(上海科学技术出版社,1978年)。作为研究生用的教材有孔繁瑶、索勋编著的《寄生虫学》(中国农业大学出版社,1998年)。重要的专业著作有:《人畜线虫学》唐仲璋、唐崇惕,1987年,科学出版社;《家畜寄生虫与防制学》赵辉元主编,1996年,吉林科学技术出版社;《人兽共患寄生虫病学》赵辉元主编,1998年,东北朝鲜民族教育出版社;《动物寄生虫学》徐岌南、甘运兴,1965年,人民教育出版社;《禽类寄生虫学》陈淑玉、汪溥钦主编,1994年,广东科技出版社;《动物寄生线虫学》徐岌南,1975年,科学出版社;《家畜家禽的寄生线虫》中国科学院动物研究所寄生昆虫研究组等,1979年,科学出版社;《鸡球虫病学》索勋、李国清主编,1998年,中国农业大出版社;《球虫学——畜禽和人体的球虫和球虫病》左仰贤,1991年,天津科学技术出版社。
学会
1995年由孔繁瑶等发起筹建中国畜牧兽医学会家畜寄生虫学分会(对外称中国兽医寄生虫学会),并于当年在广西桂林成立,是中国第1个兽医寄生虫学工作者的学术团体。同年,在中国第1代知名寄生虫学者钟惠源、唐仲璋、毛守白、金大雄、王正仪等的筹划下成立了中国动物学会寄生虫学专业学会(对外称中国寄生虫学会)。
学科现状
纵观中国寄生虫学和寄生虫病防治的发展历史,可以认为我们已经拥有一支能够胜任控制寄生虫病蔓延、保障畜牧业发展的队伍,也拥有一支能够追踪世界科技前沿的教学科研队伍;在分类区系和实验寄生虫学方面基本上与国际水平相当,但由于起步比西方国家晚、队伍小、经费少,在数量上赶不上西方。在分子寄生虫学方面,中国跟踪前沿,奋力追赶。但由于设备落后、经费不足、课题的延续性差、难以达到同期估计水准。
未来展望
1、新的诊断技术:寄生虫病的传统诊断方法与现代科学的发展极不相称,大力发展快速、规范、特异和敏感的诊断技术是一个很重要的方向。譬如Schnieder等(1999)利用属特异性PCR技术,可以只用1个虫卵或1条美国白灯蛾的量将奥斯特属、古柏属、细颈属、血矛属和毛圆属区别开来。Zhang LH et al. (1998) 利用线粒体基因组marker来确定细粒棘球绦虫骆驼株G6基因型在中国的存在。概括地说,须探索免疫、基因工程、生化诸领域。
2、寄生虫病生物防制:基于耐药性和药物残留诸因素,生物控制寄生虫病可能是一个永恒的发展方向,鸡球虫活苗成功控制种鸡、肉仔鸡球虫病是一个很好的例子,此外,尚有肺线虫虫苗、梨形虫虫苗等的成功应用。今后的方向有活虫体弱毒苗、基因工程苗(如微小牛蜱的基因工程苗、棘球蚴的基因工程苗等)等。生物控制的另一个大领域是广泛开展寄生昆虫天敌的研究,如噬线虫的真菌、噬昆虫和蜱的线虫(现已证明数种线虫将成为有前景的蜱天敌);中国人民解放军军需大学(原中国人民解放军兽医大学)已在开展寄生性原虫,如隐孢子虫属和贾第鞭毛虫的病毒的研究,将来可能还会发现寄生虫的致命细菌和寄生虫等。
3、新的寄生虫病或旧病新流行:目前已发现新孢子虫病系牛流产的一个重要原因,此外机会或条件寄生虫病在抬头,如有免疫缺陷病综合症的病人易感染夏格斯病、利什曼原虫病、弓虫症、隐孢子虫病、隐球虫病和微孢子虫病等等。旧病新流行的例子如血吸虫病等。
4、寄生昆虫基因组工程:随着人类基因组工作的开展,植物基因组研究计划也在实施中。有许多寄生虫学工作者也在开展寄生虫基因组研究,譬如分析恶性疟原虫基因组序列有助于药物和疫苗的研制;通过研究华丽杆线虫基因组发现,角皮胶原蛋白单个基因的突变可导致角皮的缺损,引起虫体形态的变化。对寄生虫基因组的研究,将来还会在流行病学的株系鉴别上起重要的作用,也会对寄生虫多态现象做出解释。
5、受体理论:受体领域的研究成就已成共识,譬如人们发现人的味觉与鼻子上的受体有关,每个受体分子可能特异地识别一种或数种气味;流感病毒科的受体在鸟纲与人类是不同的等等。现在,寄生昆虫工作者也在开展寄生虫受体方面的研究,已发现有些原虫感染哺乳动物细胞与GPI受体(糖基磷脂酰肌醇)有关。
6、海洋寄生虫学:有远见的科学家们担心未来人类食物的匮乏,提出了“海洋牧场”的设想,于是海洋寄生虫学随之诞生。寄生虫学家已经发现,海洋寄生虫给牡蛎科和鱼类养殖造成重大经济损失;还发现海洋寄生虫在海洋生态上起着重要作用。
相关分支
寄生虫学主要有以下分支:
医学寄生虫学
医学寄生虫学(人体寄生虫学)是一门独立的医学基础课,属于病原学范畴。也是临床医学专业的基础课程,它的主要任务是研究寄生昆虫的形态,生活史及生态,阐明寄生虫与周围环境的对立统一关系。认识寄生虫病的发生与流行。控制与消灭的基本理论根据,它与细胞生物学、生物信息学、分子生物学、免疫学、遗传学和生态学都有关系。
兽医寄生虫学
兽医寄生虫学是兽医学的骨干学科,系一门包含一般生物学和兽医学内容的综合性学科,是以多种学科为其基础的。譬如寄生虫的形态学、分类学、生物学和生态学等,同时也包括病因学、症状学、病理解剖学、诊断学、治疗学、药理学药物学和免疫学等方面的基本内容。兽医寄生虫学是预防兽医学的重要组成部分,也是一门重要的兽医临床学科。
寄生虫生态学
寄生虫生态学是研究寄生虫与环境之间关系的科学,包括寄生虫的地理分布、生态环境、生命周期等。
寄生虫分类学
寄生虫分类学是研究寄生虫的分类体系和命名规则的科学,旨在厘清寄生虫的物种多样性及其演化关系。
参考资料
寄生虫学.爱发表.2024-09-14
寄生虫学(英语:Parasitology)是一门研究寄生虫与其宿主和两者之间关系的科学。 .豆丁网.2024-09-14
人类和兽医寄生虫学中的环境 DNA - 监测和控制的当前应用和未来前景.x-mol学术.2024-09-14