肝蛭

肝蛭
	成虫の肝蛭の標本
科学的分類
ドメイン：	真核生物
王国：	動物界
門:	扁形動物
クラス：	吸虫類
注文：	プラギオルキダ
家族：	肝蛭科
属:	肝蛭
種：	F. ヘパティカ
二名法名
	肝蛭; リンネ、1758

肝吸虫（ Fasciola hepatica）は、扁形動物門吸虫綱に属する寄生性吸虫（吸虫または扁形動物、蠕虫の一種）であり、一般的な肝吸虫または羊肝吸虫としても知られている。この寄生虫は、人間を含むさまざまな哺乳類の肝臓に感染し、世界中で羊や牛から人間に伝染する。この吸虫によって引き起こされる病気は、肝蛭症または肝蛭症と呼ばれ、蠕虫症の一種であり、顧みられない熱帯病に分類されている。^[2]肝蛭症は現在、植物/食品媒介性吸虫感染症に分類されており、植物に被嚢した寄生虫のメタセルカリアを食べることで感染することが多い。^{[3]世界中に分布する}F. hepaticaは、何十年にもわたって羊や牛の重要な寄生虫として知られており、これらの家畜種に重大な経済的損失をもたらしており、英国だけで最大2,300万ポンドに上ります。^[4]比較的大きく経済的に重要なため、多くの科学的調査の対象となっており、あらゆる吸虫種の中で最もよく知られているかもしれません。Fasciola hepaticaに最も近い親戚はF. giganticaです。これら2つの吸虫は姉妹種であり、多くの形態学的特徴を共有しており、互いに交尾することができます。^[5]

ライフサイクル

*Galba truncatula は*、ヨーロッパで*Fasciola hepatica*の主な中間宿主となる両生類の淡水モノアラガイである。

肝蛭は終宿主の肝臓に発生し、そのライフサイクルは間接的です。この吸虫の終宿主は、牛、羊、水牛です。野生の反芻動物や、人間を含む他の哺乳類も終宿主となることがあります。^[6]F. hepaticaのライフサイクルは、中間宿主といくつかの環境幼生期を経ます。 ^[7]F. hepaticaの中間宿主は、モノアラガイ科の空気呼吸淡水巻貝です。F . hepaticaに感染するモノアラガイ科の種がいくつか記載されていますが、この寄生虫は各大陸で 1 つか 2 つの主要な種にのみ発生します。ヨーロッパではGalba truncatulaが主な巻貝の宿主で、一部はアジア、アフリカ、南アメリカに生息します。中南米では、Lymnaea viator、L. neotropica、Pseudosuccinea columella、L. cubensis^{が最も一般的な中間宿主である。 [5]}^[8]^[6]他のいくつかのモノハダカ科の巻貝もF. hepaticaに自然感染または実験感染している可能性があるが、吸虫の伝播における役割は低い。^[5]F. hepaticaの自然感染または実験感染の中間宿主となる可能性のあるモノハダカ科の巻貝のリストは以下の通りである。^[9]

メタセルカリアは、淡水産巻貝からセルカリアとして放出され、水生植物を含むさまざまな表面にシストを形成します。その後、哺乳類宿主はこの植物を食べ、感染する可能性があります。人間は、汚染された水を飲んだり、クレソンなどの淡水植物を食べたりすることで、これらの感染症にかかることがよくあります。哺乳類宿主の十二指腸内で、メタセルカリアはシスト内から放出されます。十二指腸から、メタセルカリアは腸の内壁を通り抜けて腹腔に入ります。次に、腸と肝臓を通過して胆管に移動します。胆管内で、成虫の吸虫に成長します。 [ 10 ]ヒトでは、 F . hepaticaがメタセルカリアから成虫の吸虫に成長するの^にかかる時間は約3〜4か月です。成虫は1 匹あたり1日最大25,000個の卵を産むことができる。 ^[11]これらの卵は便を介して淡水に排出される。淡水に入ると卵は胚となり、ミラシジウムとして孵化し、その後、モノアラガイ科の適切な中間宿主を見つける。この巻貝の中で、ミラシジウムはスポロシストに成長し、次にレディア、そしてセルカリアになる。セルカリアは巻貝から放出されてメタセルカリアとなり、ライフサイクルが再び始まる。^[10]

形態学と解剖学

肝蛭は世界最大の吸虫類の一つで、長さ30mm、幅13mmに達する（ただし巨大肝蛭はさらに大きく、最大75mmに達する）。^[12]葉のような形をしており、後ろ（後方）が尖っていて、前（前方）が広い。口吸盤は小さいが強力で、前端の円錐形の突起の先端に位置している。寛骨臼は口吸盤よりも大きな吸盤で、前端に位置している。^[10]

外皮

吸虫の外面は、外被で形成されている。これは硬タンパク質で構成されており、その主な機能は、吸虫を宿主の破壊的な消化器系から守ることである。 ^[13]また、表面の細胞膜の再生や栄養素の能動的な摂取にも使用され、一部の化合物（タウリンなど）の摂取により、吸虫は宿主の消化器系による死滅に対してさらに抵抗力を持つようになる。^[14]^[15]外被の表面には小さな棘もある。これらの棘は最初、1本の棘であるが、吸虫が胆管に入る直前に、複数の棘になる。吸虫の前端では、棘は10〜15本の棘を持つが、後端では最大30本の棘を持つ。^[16]外被は合胞体上皮である。これは、それぞれが1つの核を含む多くの細胞が融合して、多核細胞膜を生成することを意味します。F . hepaticaの場合、基底膜と頂端膜の間の外側の細胞質には核がありません。したがって、この領域は無核と呼ばれます。代わりに、核は細胞体（テグメント細胞とも呼ばれる）にあり、これらは細い細胞質鎖を介して外側の細胞質に接続しています。テグメント細胞には、通常の細胞質小器官（ミトコンドリア、ゴルジ体、小胞体）が含まれています。^[17]テグメントは、吸虫が宿主に感染する際に重要な役割を果たします。研究により、テグメントの特定の部分（この場合は、 Tegと呼ばれる抗原）は、実際に哺乳類宿主の免疫応答を抑制できることが示されています。これは、吸虫が免疫反応を弱め、感染が成功する可能性を高めることができることを意味します。吸虫が成虫に成長し、そのライフサイクルを継続するには、感染が成功する必要があります。^[18]

消化器系

F. hepaticaの消化管には盲腸に通じる口が 1 つだけあるが、肛門はない。口は吸虫の腹側の前吸盤内に位置する。この口は咽頭に通じ、その後に狭い食道が続く。薄い上皮細胞の層で覆われた食道は、大腸に通じている。肛門がないため、腸は枝分かれし、各枝は体の後端近くで盲目に終わる。^{[19]吸虫は宿主内で摂食する際、より小さな}毛細血管や胆管に移動する。口の吸盤を使って、胆管の壁から食物、胆汁、リンパ、組織片を引き剥がして吸い上げる。 ^[19]F. hepatica は宿主の腸内で起こる細胞外消化に依存している。老廃物は口から排出される。廃棄物以外の物質は、尾ひれの外皮と全体的な表面を通して再び吸着されます。外皮には表面積を増やすための多くの小さなひだがあり、この吸着を促進します。^[19]

呼吸器系

F. hepaticaには呼吸器官がなく、成虫は嫌気呼吸（酸素なし）を行う。宿主から摂取したグリコーゲンは解糖によって分解され、二酸化炭素と脂肪酸を生成する。このプロセスにより吸虫はエネルギーを得る。^[20] 対照的に、自由生活期のミラシディア期の寄生虫は、一般的に酸素が豊富な環境で成長する。自由生活期の寄生虫は、環境から最大限のエネルギーを得るために好気呼吸を行うと考えられている。^[21]

排泄器官

F. hepaticaの排泄器官には、1 つの主要な排泄管を取り囲む細管のネットワークが含まれています。この管は、尾ひれの後端にある排泄孔につながっています。この主要な管は、体の背側と腹側で 4 つのセクションに分岐しています。排泄器官は、排泄と浸透圧調節の役割を果たします。^[20]排泄器官内の各細管は、炎細胞(別名プロトネフリディア)に接続されています。これらの細胞は、改変された実質細胞です。F . hepaticaでは、その役割は排泄を行うことですが、より重要なのは浸透圧調節機能です。したがって、炎細胞は主に余分な水分を除去するために使用されます。^[20]

神経系と感覚器官

F. hepaticaの神経系は、食道の両側に位置する一対の神経節から構成される。食道の周囲には、2 つの神経節を連結する神経輪がある。神経はこの輪から伸び、体の後端に達する。後端では、1 対の神経が他の神経よりも太くなり、これらは側方神経索として知られている。これらの側方神経索から、他の神経が分岐する。F . hepaticaには感覚器官がない。^[22]^[23]

生殖器系

F. hepatica の成虫は雌雄同体で、それぞれに雄と雌の両方の生殖器官がある。雄と雌の生殖器官は、生殖心房と呼ばれる体内の同じ部屋に開いている。生殖心房は外胚葉の嚢で、生殖孔を介して吸虫の外側に開いている。^[22]精巣は2つの分岐した細管で形成され、体の中央部と後部に位置する。細管の上皮層から精子が作られる。精子は次に精管に入り、次に精嚢に入る。精嚢から射精管が伸びて生殖心房に開き、多くの前立腺がこの開口部を取り囲んでいる。^[22]前部精巣の右側には、分岐した管状の卵巣がある。ここから短い卵管が卵黄管へと通じる。この管は接合部を介して卵巣、子宮、卵黄貯蔵庫を繋ぐ。この接合部から子宮は生殖心房へと通じており、この開口部はメーリス腺に囲まれている。一部の吸虫では、子宮の末端が筋肉と棘で強化されている。^[22]

F. hepaticaは雌雄同体の成虫吸虫による有性生殖と無性生殖の両方を行う。ミラシディアは中間宿主である巻貝内で無性生殖することができる。^[24]

ゲノム

2015年にゲノム配列の概要が公開されたF. hepaticaは、これまでに配列が判明した吸虫類の中で最大の核ゲノムサイズを持つことが知られています。そのサイズは約1.3 Gbで^[25] 、吸虫類で2番目に大きいゲノム634.5 MbのOpisthorchis viverriniの2倍です。 ^[26]ゲノムは10対の染色体で構成されています。タンパク質コード配列は約21.8 Mb、反復DNA配列はゲノム全体の約32%を占めています。^[25]予測される遺伝子の数は14,642です。^[27]ミトコンドリアゲノムは14462 bpで構成され、12のタンパク質コード遺伝子、2つのリボソーム遺伝子、22の転移RNA遺伝子が含まれています。^[28]

有病率

現在、F. hepaticaは、寄生虫や媒介動物による病気の中で最も広範囲に分布している病気の一つです。ヨーロッパで発生し、50か国以上に広がり、南極を除くすべての大陸を覆っています。^[31]対照的に、F. giganticaは、一般的に、アフリカ、アジア、中東の熱帯地域に地理的に限定されていると考えられており、2つの種の間には重複があります。^[29]

気候はF. hepaticaとその中間宿主であるカタツムリの両方に影響を及ぼします。例えば、 F. hepaticaのミラシディアと幼虫の発育、およびGalba truncatulaの繁殖には10～25℃の温度範囲が必要です。さらに、どちらも乾燥のリスクがあるため、空気中の湿度が高い必要があります。このため、F. hepaticaの蔓延と感染の強さは、主に降雨量と気温に依存します。^[31]

寄生適応

F. hepatica は、宿主の消化器系の酵素から身を守る外皮を持ちながら、水は通す。^[15]自由遊泳性の幼虫には繊毛があり、セルカリアには筋肉質の尾があり、水中環境を泳ぎ、嚢子を形成する植物にたどり着くのに役立つ。^[30]宿主に付着するために、F. hepatica は口の吸盤と体の棘を持っている。また、咽頭は体内の組織、特に胆管内の組織を吸うのにも役立つ。^[32]成虫の吸虫は嫌気性呼吸で、肝臓には酸素がないため、これは理想的である。^[20]F. hepatica は大量の卵を産むように適応しており、多くの卵が環境に放出されると破壊されるため、生存の可能性が高くなる。また、F. hepaticaは雌雄同体であるため、すべての吸虫が卵を産むことができ、個体群によって産まれる子孫の数が増加します。^[22]

F. hepaticaのゲノムは2015年に公開されました。^[33] 1.3 Gbのゲノムは、既知の病原体ゲノムの中で最大のものの1つです。ゲノムには多くの多型が含まれており、これは吸虫が進化し、宿主の利用可能性や薬物やワクチンの介入などの環境の変化に急速に適応する可能性を表しています。^[25]

疫学

感染は、嚢子に覆われた水生植物を食べたり、メタセルカリアを含む水を飲んだりすることで始まる。英国では、 F . hepaticaは反芻動物に頻繁に病気を引き起こし、最も一般的には3月から12月の間に発生する。^[34]

人間はクレソンを食べたり、クレソンの果汁を数滴入れたペルーの飲み物であるエモリエンテを飲むことで感染する。牛や羊は低地の湿地の牧草地から寄生虫の感染段階を摂取することで感染する。^[34]

ヒトへの感染は世界75カ国以上で報告されている。アジアとアフリカではF. hepaticaとF. giganticaの両方に感染しているが、南米、中米、ヨーロッパではヒト肝蛭症はF. hepaticaのみによって引き起こされる。^[35]

F. hepaticaの存在は、牛における牛結核の検出を妨げる可能性がある。F. hepaticaに同時感染した牛は、 M. bovisのみに感染した牛と比較して、単回皮内比較頸部ツベルクリン反応（SICCT）試験に対する反応が弱い。^{[36]そのため、}F. hepaticaの感染は牛結核の検出を困難にする可能性があり、これはもちろん農業産業における大きな問題である。^[37]

肝蛭症

F. hepaticaとF. gigantica はどちらも肝蛭症を引き起こす可能性がある。ヒトの症状は、病気が慢性か急性かによって異なる。急性期には、未成熟の虫が腸に侵入し始め、発熱、吐き気、肝臓の腫れ（Fh8が原因）、皮膚の発疹、激しい腹痛などの症状を引き起こす。^[38]慢性期は、虫が胆管内で成熟したときに発生し、断続的な痛み、黄疸、貧血などの症状を引き起こす可能性がある。^[38] 牛や羊では、肝蛭症の典型的な兆候として、持続性下痢、慢性的な体重減少、貧血、乳量減少などがある。^[39]無症状の場合もある。F . hepatica は、内出血や肝臓障害により、羊と牛の両方で突然死を引き起こす可能性がある。^[4]

肝蛭症は、酪農および食肉産業における生産および経済的損失の重要な原因である。長年にわたり、その蔓延は増加しており、今後も増加し続ける可能性が高い。^{[40]家畜は、}ブロモフェノホス、^[41]^[42] トリクラベンダゾール、ビチオノールなどの吸虫に有毒な化学物質である吸虫駆除剤で治療されることが多い。多くの蠕虫寄生虫に広く使用されているイベルメクチンは、プラジカンテルと同様に、F. hepaticaに対する効果が低い。^[43]^[44]人間の場合、制御の種類は環境によって異なります。重要な方法の1つは、クレソンなどの食用水草の栽培と販売を厳しく管理することです。これは、流行が深刻な地域では特に重要です。一部の農場は汚染された水で灌漑されているため、そのような土地で栽培された野菜は、食べる前に徹底的に洗浄し、調理する必要があります。^[10]

肝蛭症を予防する最善の方法は、モノハダカカタツムリの個体数を減らすか、家畜をこれらのカタツムリがいる地域から隔離することです。^[39]これら2つの方法は必ずしも最も実用的ではないため、感染の可能性がある前に家畜を治療して制御することが一般的に行われています。

診断

便の中に黄褐色の卵が見つかることで診断が下される。これらはFascioloides magnaの卵と区別がつかないが、F. magnaの卵が羊、山羊、牛に排泄されることは非常にまれである。患者が感染した肝臓を食べ、卵が体内を通過して便として排出された場合、検査結果が偽陽性となる可能性がある。肝臓を除いた食事で毎日検査すれば、この偽診断は明らかになる。^[45]

酵素結合免疫吸着法（ELISA）が診断検査として選択される。ELISAは市販されており、血清や乳汁中の抗ヘパティカ抗体を検出できる。糞便サンプルに使用するための新しい検査も開発中である。^{[46] ELISAは}ウェスタンブロット法やArc2免疫拡散法よりも特異的である。^[34] F. hepaticaが分泌するプロテアーゼは、抗原の免疫化に実験的に使用されている。^[47]

参照

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