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【摘要】 目的 设计血吸虫尾蚴富集装置，并探讨对疫水中血吸虫尾蚴富集效果。方法 根据血吸虫尾蚴的水面静态生活习性及其生理特点，设计一套血吸虫尾蚴的自动富集装置。分析潜水泵功率、富集时间、滤网目数等因素对血吸虫尾蚴富集效果的影响，并通过正交试验筛选尾蚴富集装置的最佳配置。结果 在潜水泵功率40瓦、富集5h和滤网目数为400目时，富集装置对疫水中尾蚴的富集效果最好。结论 设计的富集装置可以为血吸虫疫情的现场评价提供技术手段。
【关键词】 血吸虫；尾蚴；富集装置；正交实验
Design of device for enriching cercariae and experimental sampling.
GAO Yan-chun, FAN Yu-lan, GUO Wei, et al.
(School of Chemistry and Life Science of Gannan Normal College, Ganzhou 341000, Jiangxi, P. R.China)
Abstract：Objective To design a device for enriching schistosoma cercariae. Methods A device for automatically enriching schistosoma cercariae was designed based on the physiological features of schistosoma cercariae in static water surface. The impact of factors of pump powder, enriching time, numer of filtering net holes were observed. The optimal conditions for enriching schistosoma cercariae was screened by orthogonal test.Results Optimal result in enriching schistosoma cercariae was obtained by using the desinged device with the filtering net of 400 hole at diving pump power of 40 watts for a duration of 5 hours.Conclusion Designed device can be used for enriching schistosoma cercariae in field assessment of schistosome infection in areas prevalent with schistomiasis.
Key words：Schistosoma; Cercariae; Enrichment; Device; Orthogonal test
血吸虫病是一种经水传播疾病，它主要分布在我国长江流域的湖南、湖北、江西等七个省市。经过半个世纪的努力，我国血吸虫防治工作取得了显著成效，血吸虫病人数和钉螺面积显著下降。但近年来，长江流域血吸虫病疫情出现反复，阳性钉螺面积扩大，患病人数增加，急性感染呈上升趋势，疫区在逐步蔓延，血防形势十分严峻［1］。血吸虫尾蚴是感染人畜的唯一阶段，根据文献报道，98%以上的血吸虫尾蚴是以静态方式漂浮在水面上。由于血吸虫尾蚴的尺寸非常小，接近人的肉眼分辨极限。因此，人畜下水时，肉眼很难判断水面血吸虫尾蚴的存在，这也是血吸虫病难以防治的主要原因。为了提升血吸虫的防治技术水平，逐步建立水体中血吸虫尾蚴的预警系统，在本文中，根据血吸虫尾蚴长期浮在水面的生活习性［2］，设计了一套适用于湖区的血吸虫尾蚴富集装置，并对影响富集效率的各种技术参数进行了研究。
1 材料和方法
1.1 尾蚴富集装置的设计
该装置由江西省药物有机化学重点实验室研制。该装置由取水头、微型潜水泵、富集室和采集室等部分组成。
取水头是用不锈钢滤网和PVC材料粘合而成，整个取水头呈漏斗状，不锈钢滤网处于漏斗的开口部位，滤网直径为15cm，漏斗的下端连接管的直径为2cm，其示意图如图1所示。不锈钢滤网分为三层，最外层的滤网目数为20目，滤网孔径为830μm，这一层滤网可以阻拦一些水草和浮游植物。第二层滤网的目数为40目，滤网孔径为380μm，这一层滤网可以阻拦大量的水中悬浮的颗粒和杂质。第三层滤网的目数为60目，滤网孔径为250μm，这一层可以阻拦大量水中更为细小的颗粒和杂质，但却可以让日本血吸虫尾蚴顺利通过。取水头的体部为聚氯乙烯材料做成，内部较光滑，不易于尾蚴粘附在上面，并且其材料的可加工性能较好。
富集室为聚氯乙稀材料和有机玻璃通过聚氯乙稀焊条焊接而成，其示意图如图2所示。富集室的下端为直径为20cm高20cm的圆筒，材料为白色不透明的聚氯乙稀。在距圆筒底部5cm处有一控制水位的阀门，距圆筒底部10cm处为进水口。富集室的中间为倒置漏斗状的过渡连接部位［3］，材料为灰色不透明的聚氯乙稀。过渡部分的高度为10cm，下口径为20cm，上口径为7cm。过渡部分的上口和透明的有机玻璃管连接，该有机玻璃管的高度为20cm，并在距离有机玻璃管上口12cm的部位有一直径为3cm的开口，开口处连接有聚氯乙稀管，与采集室相连。当含有尾蚴的疫水进入富集室时，由于尾蚴的具有向上性和向光性，大量尾蚴就会在富集室的上口端富集。
采集室为一内径为3.2cm中空的螺栓和螺母，在螺栓和螺母中间有一个小槽可以把不锈钢滤网夹在中间。采集室的材料为白色的聚氯乙稀，选取一定目数的不锈钢滤网便可以阻止日本血吸虫尾蚴的通过，达到采集血吸虫尾蚴的目的。采集室的示意图如图3所示。
1.2 尾蚴
阳性钉螺由湖南省寄生虫病防治研究所提供，光照培养后，实验当日逸放血吸虫尾蚴。
1.3 实验方法
将阳性钉螺当天逸出的尾蚴，用接种环取出放入观察皿中计数，然后投放到面积为1m2的水面。将富集装置的取水头放入水中，使抽水机工作时只是抽取上层水面。通过改变微型潜水泵的功率、抽水时间和富集室的滤网目数来检测尾蚴富集装置富集率的高低。
本实验采用正交试验方法设计试验方案，选取L25（65）。实验以时间、滤网目数、和功率为因素，设计成三因素五水平的正交实验，确定出富集尾蚴的最佳条件。经过初步实验选定功率分别为5、10、20、30和40瓦的直流电源微型潜水泵，电压是12V。根据日本血吸虫尾蚴尺寸大小，选定滤网目数分别为160、200、300、400和500目的不锈钢滤网来进行富集实验。在投蚴密度为1 600条/m2时用微型潜水泵工作1、2、3、4和5h后，来计数富集到的尾蚴数量并计算富集率。尾蚴富集率的计算是富集到的整条尾蚴加上断尾的头部与投入水面的尾蚴总数之比。
2 结果
2.1 富集条件的优化
极差值R为因素B（0.536）＞C (0.328) ＞A (0.236) ，故影响血吸虫尾蚴富集效果影响因素的主次关系为：B滤网目数（目）＞C功率（瓦）＞A时间（h），见表1。表1 血吸虫尾蚴富集装置实验条件的L25（65）正交设计与实验结果（略）注:A=抽水时间（小时）；B=滤网目数（目）；C=抽水机功率（瓦）
滤网目数是影响尾蚴富集率的最重要因素，500目滤网的孔径为25μm，而160目滤网的孔径就达到了106μm。日本血吸虫尾蚴是由体部及尾部组成，尾部又分尾干和尾叉。它全长280～360μm×60～95μm，体部大小为100～150μm×40～66μm，尾干为140～160μm×20～30μm，伸直的尾叉长50～70μm［4］。在富集尾蚴时，水流通过滤网的流速比较缓慢，500目的滤网可以富集到水流中的所有尾蚴。使用160目滤网时，就会有部分尾蚴可能穿过滤网，随水流而流出。从实验结果也可以看出随着滤网目数的增加，尾蚴的富集率也有相应的提高。但400目滤网的获蚴率要高于500目滤网的获蚴率。取水头已经过滤去了大部分的杂质，并且在富集室中也沉积了大量的杂质，但由于500目滤网孔径较小，当水流通过时会有许多微小杂质附着在滤网上，既影响对尾蚴的检测，又会堵塞滤网。因此在实际应用中可以选择400目的滤网来开展实验，这样便可以解决滤网的堵塞问题，并且也不会影响尾蚴的富集效率。从实验结果来看，当滤网的目数为400目时，在其它因素改变的条件下尾蚴的平均获蚴率为0.79%，要高于其它水平下的获蚴率。
抽水时间虽然不是影响尾蚴富集率的最重要因素，但随着抽水时间的增加，尾蚴的富集率也会相应的提高。可是如果抽水时间过长就会增加尾蚴断尾的几率，在富集到的尾蚴中也会出现死亡的尾蚴，并且会增加滤网堵塞的几率。从实验的结果来看抽水时间为5h，在其它因素改变的条件下尾蚴的平均获蚴率为0.63%，要高于其它水平下的获蚴率。
从表1可以看出，抽水机的功率对富集率也有一定的影响，随着抽水机的功率的增加，富集装置的获蚴率会相应的提高。当抽水机的功率为40瓦时，在其它因素改变的条件下尾蚴的平均获蚴率为0.71%，要高于其它水平下的获蚴率。但大功率的抽水机会消耗较多的电量，不利于节约能源。
由以上分析结果可以得出尾蚴富集装置的最佳实验条件为：富集时间5h，滤网目数为400，功率为40瓦。
2.2 最佳条件的验证
由上面实验我们可以得出在富集时间5h，滤网目数为400，功率为40瓦时富集装置对疫水中尾蚴的富集效果最好。为了验证这一结论我们便在最佳条件下进行了实验。实验结果是在此条件下装置的获蚴率为1.88％，比正交试验中富集效果较好的试验号9和试验号24的富集效率提高。
3 讨论
对含尾蚴的疫水检测，是监测血吸虫病的重要项目，可以预报易感场所，为及时采取相应措施控制人群感染提供信息［5］。水域中血吸虫尾蚴的检测可以分为：①过滤法;②向光性反应装置;③哨鼠法［6］;④粘捞法。以上这些方法不是费时费力费钱，就是检出率低，并且检测到的都是死亡或断尾的尾蚴。最主要的是它们难以实现对疫水的实时和远距离自动监控。我们实验室自己研制的日本血吸虫尾蚴富集装置，可以说是填补了国内外这块研究领域的空白。日本血吸虫尾蚴具有向上性，其在水体中主要是静止的漂浮在水面，这是它的一个普遍而稳定的习性。并且日本血吸虫尾蚴还具有向光性，Klock曾在自然水体通过特殊装置，利用尾蚴的向光性来收集水体中的尾蚴［7］。Short研究发现尾蚴体部前端有光的感受器存在［8］。我们研制的这套装置就充分利用了日本血吸虫尾蚴向上性和向光性的特性。设计时，在富集室的上端使用了倒置漏斗状的收集管。该收集管使用的材料为有机玻璃，具有良好的透光性，在向上性和向光性的驱使下尾蚴可以被大量的富集到收集管的顶部。由于进入富集室的水流比较缓慢，尾蚴可以从收集管侧面与液面相平的聚乙烯管流入收集室。从实验数据可以得出该装置对血吸虫尾蚴的检出率高，并且可以获得活性较强的活尾蚴，这是其它检测方法很难做到的。
该装置操作简单，使用方便，省时省力，并且可以检测到活的尾蚴，工作时只需把取水口投入疫水即可。从初步实验结果来看，该装置还有需要优化与改进的地方，以进一步提高尾蚴的富集率和检出率。现场应用时，只要在血吸虫多发水域布点安装该自动富集装置，即可了解该地区的血吸虫发生情况，并为尾蚴传感器的研制和实现疫水的实时监控做好前期工作。
【参考文献】
［1］郭家钢，余晴.近年来我国血吸虫病的流行态势及趋势［J］.中国血吸虫病防治杂志，2005，17（5）：321～323.
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［4］毛守白.血吸虫生物学与血吸虫病的防治［M］.北京：人民卫生出版社，1990,34.
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［6］毛守白.血吸虫生物学与血吸虫病的防治［M］.北京：人民卫生出版，1990,675～676.
［7］Klock JW.A method for direct quantitative recovery of Schistosoma mansoni cercariae from natural water［J］.Bull WHO,1961,25:738～740.
［8］Short RB,Gagne.Fine structures of a possible photoreceptor in cercariae of Schistosoma mansoni［J］.J Parasitol,1975, 61:69～74.
作者单位：赣州赣南师范学院化学与生命科学学院,江西 赣州 341000.