寄生虫の様々な種の卵

寄生虫（蠕虫とも呼ばれる） [1]は、大型のマクロ寄生虫の多系統群であり、成虫は通常肉眼で観察できます。多くは土壌を介して伝播し、消化管に感染する腸内寄生虫です。また、住血吸虫などの寄生虫は 血管内に生息します。

ヒルや単生動物などの一部の寄生虫は外部寄生虫であるため、内部寄生虫 である蠕虫には分類されません。

寄生虫は生きた宿主の体内で生活し、栄養をとります。寄生虫は栄養と保護を受ける一方で、宿主の栄養素の吸収能力を阻害します。これは宿主に衰弱や病気を引き起こす可能性があり、世界的な健康問題と経済問題を引き起こします。 [2]寄生虫は宿主の体内で完全に繁殖することはできず、宿主の外で起こる必要のあるいくつかの段階を含むライフサイクルを持っています。[3]蠕虫は免疫調節産物を分泌して宿主の免疫反応を操作する能力があるため、哺乳類の宿主内で長年生存することができます。 [4]すべての寄生虫は繁殖中に卵を産みます。これらの卵はさまざまな環境条件から身を守る強力な殻を持っています。そのため、卵は環境中で何ヶ月も何年も生存することができます。

蠕虫と呼ばれる寄生虫の多くは腸内寄生虫です。蠕虫による感染症は、蠕虫症、蠕虫感染症、または腸内寄生虫感染症と呼ばれます。すべての蠕虫に適用される命名規則があります。特定の蠕虫による感染症であることを示すために、蠕虫の名前の末尾に「-asis」（獣医学では「-osis」）を付加します。[要出典]例えば、Ascaris は蠕虫の一種の名前であり、Ascariasis はその蠕虫によって引き起こされる感染症の名前です。

分類学

腸粘膜に付着した鉤虫
蟯虫2匹
かなり典型的でよく説明されている蠕虫の一種である回虫の人体内外におけるライフサイクルを示す画像：

蠕虫類は、形態が類似しているものの、必ずしも進化的に関連しているわけではない生物群です。「蠕虫」という用語は人工的に作られた用語です。[5] [6]蠕虫類、特に線虫類の分類（またはグループ分け）については、明確なコンセンサスが得られていません。[7]「蠕虫」という用語には多くの門が含まれており、その多くは全く無関係です。しかしながら、実用上の観点から、この用語は現在、表面的な類似性を持つ4つの門、すなわち環形動物門（環状または体節のある蠕虫）、扁形動​​物門（扁形動物）、線虫門（回虫）、および棘頭動物門（棘頭動物）を指すために使用されています。[7]扁形動物門には、特に医学的に重要な2つのクラスの蠕虫が含まれます。それは、体節の有無によって条虫（サナダムシ）と吸虫（吸虫と血吸虫）です。 [1] [8]

脊椎動物に影響を及ぼす寄生虫の種は30万種にも上り、[9]人間に影響を及ぼす寄生虫の種だけでも300種に及ぶと考えられています。[10]

衛生分野で重要な蠕虫はヒトの寄生虫であり、体が丸いか扁平かによってそれぞれNemathelminthes（線虫）とPlatyhelminthesに分類されます。 [8]

白癬（皮膚糸状菌症）は実際には寄生虫ではなく、様々な真菌によって引き起こされます。[11] [12]

生殖とライフサイクル

成虫の寿命は種によって大きく異なりますが、一般的には1年から8年です（下表参照）。この数年にわたる寿命は、免疫調節物質を分泌することで宿主の免疫反応を操作する能力によるものです。[ 4 ]

蠕虫類は、条虫や吸虫（吸虫類は除く）のように雌雄同体（両性の生殖器官を持つ）の場合もあれば、回虫のように性別が分化した場合もあります。[13]すべての蠕虫類は生殖のために卵子（卵子とも呼ばれる）を産みます。[14]

卵

通常、雌の線虫が卵を産むたびに、数千から数十万個の卵が産まれます。このプロセスは産卵と呼ばれます。線虫の種類によって一度に産まれる卵の数は大きく異なり、3,000 から 700,000 個の範囲です。成虫の蠕虫が卵を産む頻度は通常毎日ですが、一部の条虫種では 1 日に最大 6 回発生することがあります。成虫の吸虫は、条虫や線虫に比べて産む卵の数が少ないですが、卵はミラシジウムに成長し、そこから数千個のセルカリア、つまり遊泳幼虫が成長します。つまり、1 つの卵から数千匹の成虫が生まれる可能性があります。[15]蠕虫の卵は作物中では1～2ヶ月、土壌、淡水、下水中では何ヶ月も生存し、糞便、糞便汚泥（歴史的にはし尿と呼ばれていた）、下水汚泥中では数年間生存することもあり、これは他の微生物に比べてはるかに長い期間である。[16] [17]

蠕虫卵は、卵殻の構成により、様々な環境条件に対して耐性があります。蠕虫卵の種類ごとに、物理的・化学的特性が異なる3～4層構造が存在します。[13]

  1. 外側の1～2層はムコ多糖類とタンパク質で形成され、
  2. 中間層はキチン質物質で構成されており、卵に構造と機械的抵抗を与える役割を果たし、
  3. 内層は脂質とタンパク質で構成されており、卵を乾燥、強酸・強塩基、酸化剤・還元剤、洗剤やタンパク質分解化合物から保護するのに役立ちます。[18] [19] [20] [21]

幼虫

幼虫は、蠕虫の種類に応じて、宿主の体内または体外で卵から孵化します。最適な温度と酸素レベルにある湿った土壌中の卵の場合、胚は2～4週間後に感染性の幼虫（「第二期幼虫」と呼ばれます）に成長します。宿主に摂取されると、この幼虫は卵から脱出し、小腸で孵化し、他の臓器に移行する能力を持ちます。これらの感染性の幼虫（または「感染卵」）は、土壌中で2年以上生存することがあります。[22]

宿主内での幼虫の成熟過程には、蠕虫の種類に応じて約2週間から最大4か月かかります。[要出典]

次の表は、3 つの蠕虫グループの主な形態的および生殖的特徴を示しています。

近年、すべてのカテゴリーの蠕虫のドラフトゲノムの配列が解読され、WormBaseのParaSiteサブポータルから入手可能となっている。[30]

医療での使用

寄生虫は、様々な疾患、特に過剰な免疫反応を伴う疾患の治療薬として使用されてきました。[31]人類は寄生虫と共に進化してきたため、寄生虫支持者は健康な免疫系に寄生虫が必要だと主張しています。 [31]科学者たちは、寄生虫の予防と制御と、先進国における花粉症などのアレルギーの増加との関連性を模索しています。 [31]寄生虫を地域から除去することは、その地域での自己免疫疾患の増加と相関しています。[32]寄生虫は宿主の免疫系を弱め、攻撃を受けずに腸内で生存しやすくする可能性があります。[31]これが、寄生虫の薬効が示唆されるメカニズムの1つである可能性があります。[要出典]

ある研究は、先進国におけるメタボリックシンドロームの上昇率と、西洋諸国における腸内寄生虫駆除の取り組みが概ね成功していることとの関連を示唆している。この研究は、脂肪組織中の好酸球（白血球の一種）がインターロイキン4を分泌することでインスリン抵抗性を予防する上で重要な役割を果たしており、インターロイキン4はマクロファージを「代替活性化」状態に切り替えていることを示唆している。代替活性化マクロファージは、血糖恒常性（すなわち血糖調節）の維持に重要である。蠕虫感染は好酸球の増加を引き起こす。この研究では、著者らはメタボリックシンドロームを誘発するためにげっ歯類に高脂肪食を与え、その後蠕虫を注射した。蠕虫感染はげっ歯類の代謝を改善した。[33] 著者らは次のように結論付けている。

好酸球は先進国の人々の血液中では少ないものの、腸内寄生虫症が蔓延しメタボリックシンドロームが稀な農村開発途上国では、しばしば増加しています。私たちは、好酸球が、遍在する腸内寄生虫による慢性感染時に代謝恒常性を最適化するために進化してきたのではないかと推測しています。… [33]

ヒトの便サンプル

医学的観点からは、蠕虫卵の正確な数はそれほど重要ではないため、ほとんどの診断は糞便中の蠕虫または卵の出現を確認することで行われます。産みつけられる卵の数が多いため、医師はわずか1～2枚の糞便塗抹標本で診断を下すことができます。[要出典]加藤法（加藤・カッツ法とも呼ばれる）は、寄生虫卵を探す前にヒトの糞便サンプルを調製するための臨床検査法です。グラムあたりの卵数は、住血吸虫症などの寄生虫感染症が疑われる患者の糞便1グラムあたりの卵数を測定する臨床検査です。[要出典]

衛生との関連性

ケニアの乾燥トイレから採取された蠕虫卵サンプルの処理
ケニアの乾式トイレの排泄物サンプル中の蠕虫卵の分析

蠕虫の卵は、汚染された廃水、下水汚泥、または人糞尿を肥料として使用すると土壌に到達する可能性があります。このような土壌は、しばしば湿潤で温暖な条件を特徴とします。そのため、汚染された廃水や汚泥を農地で使用するリスクは、特にこの慣行が蔓延している貧困国において深刻な問題となっています。[18] [34]蠕虫の卵は、下水汚泥、糞便汚泥、または糞便を農地土壌に施用する際の主要な生物学的健康リスクとみなされています。[16]蠕虫の卵は、蠕虫症を引き起こす蠕虫のライフサイクルにおける感染段階です。[要出典]

この強固な殻のおかげで、蠕虫の卵子は土壌、淡水、下水中で数ヶ月間生存し、糞便、糞便汚泥、下水汚泥中では数年間生存することもある。[16] [17]灌漑用廃水中に含まれる蠕虫の卵子の大きさは20～90μm、比重は1.06～1.23である。[18] 温度を40℃以上に上げるか、水分を5%未満に下げない限り、蠕虫の卵子を不活化することは非常に困難である。[18]生存能力を失った卵子は幼虫を産まない。最も抵抗力があり、最も一般的な蠕虫類と考えられている回虫（ Ascaris lumbricoides ）の場合、土壌に産み付けられた受精卵は乾燥には耐性があるものの、発育段階において環境温度に非常に敏感である。卵殻内の受精卵の繁殖は、土壌環境温度が約25℃で行われるが、これは宿主の体温（ヒトの場合は37℃）よりも低い。[22]しかし、卵内の幼虫の発育は15.5℃以下の温度で停止し、卵は38℃を大幅に上回る温度では生存できない。温度が約25℃の場合、約10日間の孵化後に感染力が発現する。[8] [35] [36]

除去と不活性化

沈殿、ろ過、凝集・フロック化などの粒子除去プロセスは、廃水から蠕虫卵を物理的に除去する（ただし、不活性化はしない）。[37] [38]そのため、廃棄物安定化池（ラグーン）、貯留池、人工湿地、急速ろ過、または上向流嫌気性汚泥ブランケット（UASB）リアクターを使用することができる。[要出典]

蠕虫卵は塩素、紫外線、オゾンでは不活性化できない（後者の場合、少なくとも経済的な投与量では不活性化できない。なぜなら、1時間の接触時間で36 mg/Lを超えるオゾンが必要となるため）。[要出典]

下水汚泥処理において、蠕虫卵は温度を40℃以上に上げるか、水分を5%未満に下げることで不活性化できる。 [18]これらの条件が長時間維持された場合に最良の結果が得られる。[39]これらの条件下での接触時間やその他の関連する環境要因の詳細は、蠕虫卵の種類ごとに明確に定義されていない。[8]蠕虫卵は、非常に抵抗力のある生物学的構造であると考えられている。[18]

測定

指標生物

メキシコシティのUNAM大学における蠕虫卵の同定と定量化

蠕虫（寄生虫）の卵は、衛生設備や廃水再利用システム（このようなシステムは人糞尿の再利用とも呼ばれる）の安全性を評価するための指標生物として広く用いられている。[40] : 55 これは、蠕虫があらゆる病原体（病原体にはウイルス、細菌、原生動物、蠕虫などがある）の中で最も抵抗力の強い病原体であるためである。 [41]つまり、従来の処理方法では駆除が比較的難しい。熱帯気候では10～12か月間生存することができる。[41]これらの卵は、文献では卵子とも呼ばれている。 [42]

廃水や汚泥中に見られる蠕虫卵は、土壌伝播蠕虫（STH）に由来し、これには回虫（ Ascaris lumbricoides）、鉤虫（Anclostoma duodenale）、アメリカ鉤虫（ Necator americanus）、鞭虫（ Trichuris trichiura）が含まれます。[43]再利用可能な廃水処理システムで確認されている回虫と鞭虫は、ヒトや豚が摂取すると、特定の疾患や合併症を引き起こす可能性があります。[44]鉤虫は土壌に定着して幼虫を孵化し、そこで成熟するまで成長します。鉤虫卵が完全に発育すると、生物の皮膚を這って感染します。[45]

乾燥した糞便、堆肥、または糞便汚泥のサンプル中における生存可能な蠕虫卵（「生存可能」とは、卵から幼虫が孵化できることを意味する）の有無は、病原体除去の観点から、様々な廃水および汚泥処理プロセスの効率を評価するためにしばしば用いられる。[40] : 55 特に、回虫（Ascaris）の生存卵の数は、世界各地で非常に一般的であり、顕微鏡下で比較的容易に識別できるため、処理プロセスにおけるすべての蠕虫卵​​の指標としてしばしば用いられる。しかし、正確な不活化特性は蠕虫卵の種類によって異なる可能性がある。[46]

検査に用いられる技術は、サンプルの種類によって異なります。[42]蠕虫卵が汚泥中に存在する場合、蠕虫卵が大量に存在する場所では、アルカリ後安定化、酸処理、嫌気性消化などの処理によって蠕虫卵の量を減らすことができます。これらの方法により、蠕虫卵を1リットルあたり1個以下の健康基準値以下に抑えることができます。脱水処理は、糞便汚泥中の蠕虫卵を不活化するために用いられます。このタイプの不活化は、糞便が1～2年間保管され、総固形分含有量が高く（50～60%以上）、葉、石灰、土などが添加され、30℃以上の温度で行われます。[45]

環境サンプル

処理基準の設定や再利用に関する法律制定のためには、環境サンプル中の蠕虫卵の量をある程度正確に測定できることが重要です。しかし、下水、汚泥、または生糞便サンプル中の生存蠕虫卵の検出（蠕虫症感染症の診断ツールとして）は容易ではありません。実際、発展途上国の多くの研究室では、適切な設備や熟練したスタッフが不足しています。分析方法において重要なステップは通常、サンプル中の蠕虫卵の濃縮であり、特に下水サンプルの場合は重要です。乾燥した糞便サンプル、例えば尿を分離する乾式トイレから採取されたサンプルでは、​​濃縮ステップは不要な場合があります。[要出典]

参照

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さらに読む

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