探秘亚马逊乡村人群类圆线虫病：抗类圆线虫 IgG 抗体动态变化及监测意义

《PLOS Pathogens》：Dynamics of anti-Strongyloides IgG antibody responses and implications for strongyloidiasis surveillance in rural Amazonians: A population-based panel data analysis

这篇研究聚焦巴西亚马逊盆地乡村人群类圆线虫病（strongyloidiasis）。通过对 426 名居民的追踪，分析抗类圆线虫 IgG 抗体反应动态。发现感染率上升，抗体变化能反映感染情况。该研究为类圆线虫病监测和防控提供关键依据，意义重大。

　　

引言

人类类圆线虫病是由粪类圆线虫（Strongyloides stercoralis）引起的一种常见但研究不足的土源性蠕虫（STH）感染，被列入世界卫生组织 2021 - 2030 年被忽视热带病控制路线图。全球估计有 6 亿人感染，主要分布在低收入热带国家和中等收入国家的弱势群体中。

由于类圆线虫病具有慢性特征，多数免疫功能正常的宿主无明显或特异性临床表现，且缺乏实用、敏感的基于粪便的大规模诊断方法，因此在地方、区域和全球层面，其感染的流行率、发病率和临床负担都难以确定。目前，确诊通常依赖于在粪便中检测到粪类圆线虫幼虫，但尚无被广泛接受的基于粪便的金标准诊断方法。直接粪便涂片检查简单但敏感性差，Baermann 浓缩法和 Koga 琼脂平板培养法虽更敏感，但需要新鲜粪便样本，用于人群筛查时耗时且繁琐。聚合酶链反应（PCR）在临床环境中诊断准确性与上述方法相当，但技术要求高且成本昂贵。

基于抗体的检测方法诊断敏感性估计在 71% - 95% 之间，在个体和人群层面的应用日益增多。然而，在热带地区，由于过去感染粪类圆线虫产生的持续 IgG 反应以及与其他当地流行的土源性蠕虫的交叉反应，其特异性可能较低。尽管抗体检测存在局限性，但随着时间推移，抗体状态和水平的变化有助于识别多数亚临床感染，且抗体滴度在驱虫治疗后通常会下降。不过，在流行地区，无论是否进行特异性治疗，血清转化模式和特异性抗体反应的持续时间都研究较少。

本研究通过重复抗体测量，估计巴西亚马逊盆地偏远农业定居点居民四年内抗类圆线虫 IgG 抗体反应的流行率，并识别新发感染，探讨抗体检测在流行地区类圆线虫病监测中的应用和解释。

方法

伦理声明

本研究遵循赫尔辛基宣言原则，研究方案于 2010 年初获得圣保罗大学医院机构审查委员会（1025/10）和巴西卫生部国家人类研究伦理委员会（551/2010）批准，圣保罗大学医院机构审查委员会每年更新伦理批准。所有 18 岁以上研究参与者或儿童的父母、监护人都签署了书面知情同意书，6 - 18 岁参与者也需签署同意书，无法签名者提供拇指指纹。用于检测抗类圆线虫抗体的血浆样本来自圣保罗大学生物医学科学研究所的生物样本库，该样本库源于在研究地点进行的 10 次连续横断面调查。使用实验动物（Wistar 大鼠）制备抗原的操作获得圣保罗大学医学院动物研究伦理委员会（0356A）批准。

研究地点

研究在巴西亚马逊西部、靠近玻利维亚边境的南亚马逊州偏远人群中开展。该地区属赤道湿润气候，年平均温度 26.4°C，11 月至次年 3 月为雨季，年平均降雨量 2318 毫米。研究区域有五个小型农业定居点，主要经济活动为自给农业和雨林伐木。这些新开辟的非正式农业定居点住房条件差，基础设施匮乏，疟疾和土源性蠕虫感染等热带疾病预计高发。主定居点 Remansinho 位于一条 60 公里长未铺砌道路的最后 40 公里处，其他四个定居点分布在其分支道路上。该地区无电力和自来水供应，医疗保健有限，社区内除疟疾诊断站外无正规医疗机构，患者需前往较远村庄就医。

研究设计和人群

2010 年 3 月启动前瞻性队列研究，调查当地人群疟疾和其他热带传染病流行病学。本分析涵盖五个定居点全体居民 10 次连续横断面调查的生物样本和数据，调查时间跨度为 2010 年 3 月至 2014 年 10 月。共对 584 名居民进行普查，收集社会人口学、发病信息和静脉血样本，并综合家庭资产信息得出财富指数，分层为四分位数用于统计分析。

研究人群为 426 名参与者，年龄 4 个月至 79 岁（平均 35.9 岁，标准差 0.61），分布在 160 个家庭中，他们提供了一个或多个用于抗体检测的血浆样本（占普查人数的 72.9%）。2010 - 2014 年期间，在上门访视时采集静脉血样本，样本在现场实验室离心分离血浆，在 Acrelandia（Remansinho 地区以西 120 公里）的实验室暂存，后运往圣保罗研究实验室长期保存。每个参与者分析 1 - 5 个血浆样本，对提供多个样本的参与者，每年选取一个样本检测抗体。

在第一次调查中，参与者提供粪便样本检测肠道寄生虫，使用简单沉淀 - 浓缩技术，该技术对类圆线虫病的诊断敏感性与 Baermann 法和琼脂平板培养法相近。对显微镜确诊感染的参与者提供伊维菌素（200 μg/kg/ 天，共 2 天）治疗粪类圆线虫、阿苯达唑（400 mg，单剂量）治疗其他土源性蠕虫或甲硝唑（成人 500 - 750 mg，每日三次，共 7 天；儿童 30 - 50 mg/kg/ 天）治疗致病性原生动物。

抗原制备

以委内瑞拉类圆线虫（S. venezuelensis）三期幼虫的总提取物作为固相抗原捕获抗体。从实验感染 Wistar 大鼠粪便的木炭培养物中收获 200 mg 干燥三期幼虫，将其重悬于含 0.25% 阳离子去污剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）的 pH 7.2 磷酸盐缓冲盐水（PBS）中，4°C 孵育过夜提取表面角质层抗原，离心后收集上清液并储存于 - 20°C 备用。

抗体检测

采用酶免疫测定（ELISA）检测 IgG，该方法诊断敏感性为 95.0%，特异性为 97.8%。在高结合力 96 孔微孔板中，用稀释于碳酸盐 / 碳酸氢盐缓冲液（pH 9.6）的捕获抗原 4°C 孵育过夜，经洗涤后用含 5% 脱脂牛奶的 PBS - T（PBS - TM）封闭。血浆样本以 1:200 稀释于 PBS - TM 中，37°C 孵育 45 分钟，加入稀释为 1:10000 的过氧化物酶标记小鼠抗人 IgG 抗体，37°C 孵育 45 分钟，再加入 3,3’, 5,5 - 四甲基联苯胺（TMB）显色剂，室温避光孵育 7 分钟，最后用 2N H₂SO₄终止反应，在 450 nm 处测量吸光度。每块微孔板均设置阳性、阴性和空白对照，允许阳性和阴性对照血清吸光度读数有 10% 的变异。吸光度读数高于或低于预先确定的 0.286 临界值 10% 的样本需重新检测，高于临界值的样本判定为阳性。抗体阳性样本进一步分为 “低抗体反应”（吸光度 0.287 - 0.561）和 “高抗体反应”（吸光度高于所有调查中阳性样本的中位数 0.561）。

统计分析

使用 Stata 18 软件进行数据分析。采用标准描述性统计总结主要暴露和结局变量，设定统计学显著性水平为 5%，适当估计比例、率的 95% 置信区间（CI）和四分位数间距（IQR），用非参数 Spearman 相关（r_s）检验评估成对吸光度水平的相关性。

构建多变量逻辑回归模型，结合每个参与者 1 - 5 次观察结果（抗体测量值和相关元数据）确定研究人群中抗类圆线虫抗体反应的相关因素。未调整模型包含个体层面协变量（年龄分层、性别、过去 6 个月是否使用当地驱虫药、过去 6 个月粪便是否排出蠕虫、粪便处理方式）、家庭层面协变量（财富指数四分位数、房产是否有地下水井、住房材料、居住地点）和调查年份。初始未调整分析中P <0.20 的变量纳入多变量回归模型，排除 44 名信息缺失的参与者。使用 “xtset” 命令设置面板变量（个体id）和时间变量（year），考虑数据的嵌套结构，用 “melogit” 命令构建混合效应逻辑回归模型，将分组变量作为随机因素，以优势比（OR）和 95% CI 量化各预测因子对结局（抗体阳性）的影响。

次要研究结局为 12 个月内的血清转化，定义为前一次调查抗体阴性，12 个月后检测 IgG 阳性（吸光度高于 0.286 临界值），以每 100 人年风险中的事件数估计血清转化率，并计算其 Fisher 精确 95% CI，风险时间为同一参与者两次采血的时间间隔。同时定义血清逆转事件为前一次调查抗体阳性，12 个月后检测阴性，估计每 100 人年风险中的血清逆转事件数。

结果

抗体流行率及其相关因素

在研究人群中常检测到抗类圆线虫 IgG 抗体，表明感染暴露率高。2010 年 3 月至 2014 年 10 月收集的 426 名参与者的 898 份血浆样本中，465 份（51.8%，95% CI 48.4 - 55.1%）IgG 抗体检测呈阳性，232 份（25.8%，23.0 - 28.8%）样本抗体水平高于中位数（吸光度 > 0.561），即 “高抗体水平”。抗体阳性率在不同年龄组间差异显著（χ² = 9.605，4 自由度，P = 0.048），16 - 30 岁青少年和年轻成年人阳性率为 44.6%（95% CI 38.7 - 50.7%），5 岁以下儿童为 58.3%（95% CI 27.7 - 84.8%），但随年龄增长，IgG 阳性率无明显增减趋势。

研究期间抗体流行率呈上升趋势，2010 年为 45.9%（95% CI 39.5 - 52.4%），2013 年达到峰值 61.1%（95% CI 51.4 - 70.1%）。多变量逻辑回归分析显示，调查年份是唯一与血清阳性显著相关的协变量（趋势P值 = 0.009）。第一次调查的 152 名参与者中，仅 14 名（9.2%，95% CI 5.1 - 15.0%）粪便检查发现蠕虫卵或幼虫，其中 2 名排出粪类圆线虫幼虫（患病率 1.3%），且均为特异性 IgG 抗体阳性。基线时，粪便蠕虫阳性和阴性参与者中，抗类圆线虫抗体阳性的比例相似（Fisher 精确检验，P = 1.000）。研究人群中定期驱虫较为普遍，近四分之一参与者报告过去 6 个月服用过阿苯达唑或甲苯达唑。

血清转化和血清逆转率

分析相隔 12 个月采集的配对样本，评估血清转化率。对 213 名初始抗体阴性的参与者进行约 12 个月随访（共 216.3 人年随访），观察到 51 名参与者发生 53 次血清转化事件（2 名参与者发生 2 次血清转化）。总体血清转化率为每 100 人年随访 24.5（95% CI 18.3 - 32.0）次事件，其中从无抗体到低抗体滴度转换的有 47 人（22.1%），从无抗体到高抗体滴度转换的有 6 人（2.8%），从无抗体到高抗体水平的转换率为每 100 人年随访 2.8（95% CI 1.0 - 6.0）次事件。

分析 195 名初始抗体阳性参与者约 12 个月后的配对样本（共 198.9 人年随访），观察到 36 次血清逆转事件。血清逆转率为每 100 人年随访 18.1（95% CI 12.7 - 25.0）次事件。由于抗体流行率随时间上升，血清转化略多于血清逆转，率比为 1.35（95% CI 0.87 - 2.13）。所有血清逆转者基线时 IgG 抗体水平均较低，且研究期间未接受伊维菌素治疗类圆线虫病。

抗体反应的长期变化

为研究高 IgG 抗体水平是否随时间持续，分析间隔超过 1 年采集的配对样本。在间隔 36 个月（29 对比较）和 48 个月（6 对比较）的样本中，未观察到从高抗体水平到无抗体反应的转变。仅在间隔 2 年的 62 名参与者中，有 1 人出现从高抗体反应到抗体阴性的转变。总体而言，基线时高 IgG 抗体水平的未治疗个体通常在随后几年保持血清阳性。

相反，低抗类圆线虫 IgG 反应的研究参与者在 12 个月、24 个月、36 个月和 48 个月后检测为阴性的比例分别为 36.0%（100 对比较中有 36 对）、30.6%（62 对中有 19 对）、17.9%（28 对中有 5 对）和 44.4%（9 对中有 4 对）。未治疗个体低水平且短暂的 IgG 反应可能是由于接触未发育为成虫的三期幼虫、自发清除成年雌性粪类圆线虫感染或与其他土源性蠕虫的交叉反应抗体。同一参与者不同年份的抗体水平相关性强，Spearman 相关系数（r_s）在 0.636 - 0.850 之间，所有两两比较P < 0.0001。

讨论

本研究通过重复抗体检测揭示了巴西亚马逊盆地偏远农业定居点粪类圆线虫感染的发生和持续情况。2010 年基线时约 46% 的研究参与者有抗类圆线虫 IgG 抗体，近 25% 的初始抗体阴性个体每年发生血清转化，表明频繁接触感染性幼虫。

在类圆线虫病的防控中，理想的人群筛查方法应使用易于获取、运输和储存的生物样本，以及操作简单、对人员技能要求低的诊断方法。目前缺乏敏感、实用的现场诊断方法限制了对亚马逊地区类圆线虫病流行病学和负担的了解，而血清学检测有助于填补这一空白。

巴西全国基于粪便检查的粪类圆线虫感染流行率估计在 5.5% - 11.2% 之间，亚马逊州流行率在 0.8% - 14.1% 之间。秘鲁和厄瓜多尔亚马逊地区社区的血清阳性率分别高达 72.6% 和 22.7%，这些地区抗体阳性参与者比例比粪便中检测到粪类圆线虫幼虫的比例高 5 - 8 倍。根据 2024 年世界卫生组织指南，本研究及其他亚马逊地区人群的社区血清阳性率常超过 25%，达到启动预防性化疗控制类圆线虫病的阈值。

研究表明，基线抗体水平与抗体反应持续时间相关。高抗体水平的参与者通常在长达四年内保持血清阳性，可能是由于频繁接触土壤中的感染性幼虫或慢性携带成年雌性蠕虫。而基线时低抗类圆线虫抗体水平的参与者，超过三分之一在 12 个月内转为血清阴性，其低水平和短暂的 IgG 反应可能由多种原因导致。

目前，亚马逊盆地的土源性蠕虫控制项目未专门针对粪类圆线虫感染，阿苯达唑的大规模给药对当地类圆线虫病流行率影响甚微。重复血清学调查可为控制干预措施的规划、监测和评估提供关键信息，尤其在粪便检查确诊感染率超过 10% 或血清阳性率超过 25% 的地区，基于伊维菌素的预防性化疗可作为重要防控手段。除静脉血分离的冷冻血浆外，手指采血点在滤纸上的微量毛细血管血也适用于抗体检测，且更易被目标人群接受。

本研究的前瞻性队列设计，对同一参与者随时间重复测量抗体，有助于识别具有临床和公共卫生意义的时间趋势，是一大优势。但研究也存在局限性，一是未系统使用除血清学外的敏感诊断方法进行比较，基线时基于粪便的诊断数据可能严重低估感染流行率；二是血清学检测可能出现假阳性结果，受过去感染和交叉反应影响。此外，研究使用的血浆样本采集于十多年前，虽储存条件可减少抗体浓度变化，但缺乏后续随访。未来需进一步研究抗类圆线虫抗体携带的临床和公共卫生意义、抗体状态随时间及大规模治疗的变化，以及确定慢性感染的血清学相关指标。

综上所述，本研究结果进一步支持将血清学检测作为一种可在现场实施的诊断方法，尤其用于监测偏远人群中粪类圆线虫传播强度的时间变化，以及评估人群层面控制干预措施的有效性。