水务看点 | 致命食脑虫再现美国！会否影响自来水安全？
近日，有报道称美国佛罗里达州7月出现“食脑虫”感染病例，得克萨斯州东南部的自来水中也发现了这种能够从鼻腔进入感染大脑的致命变形虫。2020年9月25日，得克萨斯州环境质量委员会警告布拉索斯港水务局，该区域的饮水可能被福氏耐格里变形虫污染，附近社区的居民不要使用任何自来水，以免感染这种可怕的变形虫。美国“食脑虫”的再现，引起了一定的恐慌。
这种诡异的变形虫是什么？到底是如何感染人类的？人们是否会从饮用水系统中被感染？
什么是“食脑虫”？
“食脑虫”，又名福氏耐格里阿米巴原虫，是一种嗜热的单细胞微生物，普遍存在于温暖的淡水（例如湖泊、河流、温泉）和土壤中（不能存活在海水中），它们可能就潜藏在我们周围。并且可怕的是，目前尚无任何方法可以控制湖泊和河流中天然的“食脑虫”的水平。
多数情况下，福氏耐格里阿米巴原虫以湖泊和河流沉积物中德细菌为食，在极少数情况下，这种变形虫会在与水有关的活动中进入鼻子，从而感染人类。一旦进入鼻腔，变形虫就会设法进入与大脑相连的嗅觉神经，进入大脑后侵蚀大脑中其他组织，引起严重的脑部感染，称为原发性阿米巴脑膜脑炎（PAM）。
PAM非常致命，病情发展迅速，难以察觉。变形虫进入鼻腔的1~9天感染者开始出现症状，最初的症状可能包括头痛，发烧，恶心或呕吐，后期症状包括脖子僵硬、意识混乱、失去平衡、癫痫和出现幻觉。症状开始后，疾病进展迅速，通常会在1~12天内导致死亡。根据美国疾控中心（CDC）数据，从1962年到2018年，美国共报道有145例PAM感染，只有4名幸存者，死亡率超过97%。
这种变形虫的生命周期分为三个阶段：囊肿（1），滋养体（2）和鞭毛（3）。滋养体阶段是变形虫的唯一可以感染人类的阶段。滋养体的长度为10-35 µm，具有颗粒状外观和单个核。滋养体通过有丝分裂复制，通过穿透鼻组织（5）并通过嗅觉神经迁移到大脑（6）感染人类或动物。如果环境不利于变形虫的复制和生长，变形虫或鞭毛将形成囊肿。囊肿呈球形，直径约7-15µm。它具有带有单个核的光滑单层壁。囊肿对环境具有抵抗力，以增加生存机会，直到寻找到更好的生存条件从而被“激活”。
“食脑虫”适宜在在温暖的淡水环境中生存，在高温环境下也能短暂存活，50~65℃高温下囊肿仍然能存活数小时。除了天然水体中，工业或发电厂排放的热水、地热井的水、维护不善或氯化程度最低的游泳池、热水器等中均可能存在。虽然滋养体冰冻情况下迅速杀死，但是囊肿可以坚持数月，并且被“保护”在河底的沉积物中，等待温度升高后被“唤醒”。
在干燥的环境中会“食脑虫”会快速死亡，对氯消毒剂敏感。在实验室条件下，将浓度为1 ppm (1 mg/L)的氯加入到pH为8.01、38℃澄清的水中，56分钟内可减少99.99%的活菌和更耐药的囊肿，即CT值=消毒剂浓度*消毒时间为56。而浑浊的水需要更长的消毒时间或更高浓度的消毒剂。
“食脑虫”感染途径是什么？
从现有的报道病例中来看，娱乐用水是“食脑虫”感染的主要途径，原虫只会通过进入鼻腔感染，不会通过饮用污染水源感染。主要是通过在天然的淡水湖泊和河流或者在消毒不彻底的泳池中游泳，泡温泉等娱乐休闲水体传播的，也有相关病例报道与使用洗鼻器冲鼻或进行鼻部接触的宗教仪式有关。因此，夏季7、8、9月是“食脑虫”感染的多发时期，因为夏季游泳人数也相对增加。今年8月发生的案例就是，13岁美国男孩在北佛罗里达的湖里游泳时接触到“食脑虫”。
从1965年澳大利亚首次报告由“食脑虫”引发的PAM以来，全球各地至今至少有200多例，其中大概一半出现在美国。在美国，2010年以前“食脑虫”主要发生在佛罗里达州和得克萨斯州等南部地区，2010年以后明年明尼苏达州等北部地区也出现了感染病例，有专家推测，这与全球变暖有关。而如果全球继续变暖，病例也可能继续增加。中国从1978年发现首例病例开始，共有8个病例报道，无一存活。虽然“食脑虫”感染病例比较罕见，但是在世界各地的分布很广泛。目前，也没有快速、标准化的测试方法可以定量化检测水中的“食脑虫”。
不过，我们也不必太过恐慌，游泳中发生“食脑虫”概率还是非常低的。2009年到2018年的10年中，美国仅有34例娱乐用水中感染的报告。而2001年到2010年的十年中，美国有34,000多人溺水死亡。预防感染的主要方法是游泳的时候尽量带好鼻夹，避免在不干净的河水、湖水、池塘水和温泉水中游泳、洗澡、洗脸。
“食脑虫”会通过饮用水系统感染人类？
理论上，“食脑虫”可以生长在公共和私人水箱和管道中，尤其是在很少或根本没有消毒剂（如氯或氯胺）的地方，也可以在房屋和建筑物的管道和热水器中生长。但实际上，因为对氯敏感，只要消毒充分，通过饮用水感染人体的风险应该是比较低的。迄今为止，极少有通过自来水感染的案例。2002年有2例亚利桑那州PAM病例与自来水接触有关。然而，在患者暴露时，水源是未经处理的地热市政井。
公共自来水系统有关PAM案例最早上世纪60、70年代在巴基斯坦和澳大利亚出现过。当时澳大利亚的情况主要是饮用水在长途输送中水温升高，消毒剂含量降低。此后，澳大利亚也加强了饮用水配水系统的监测，保证供水系统中足够的余氯含量。同时，澳大利亚政府还向公众发布信息，禁止儿童在无人看管的情况下使用软管，洒水装置或其他可能使水流到鼻子上的装置玩耍。
2013年美国一小男孩使用花园软管连接到家里的户外水龙头上玩耍中感染“食脑虫”，检测人员在软水管道和热水器等区域都检测到了“食脑虫”。整个房屋供水系统中的总氯含量低于测试的检测极限（<0.02 mg / L），在通往房屋的服务管线中（外部软管围嘴处），测得的水温为29°C，而在房屋热水器中为46°C。高水温和过低的余氯水平为“食脑虫”在室内管道中繁殖创造了条件。这个案例也标志着在美国处理过的市政饮用水配水系统中首次检测到可培养的“食脑虫”。
因此，较短的停留时间，保证龙头水的余氯含量对于龙头水的生物安全至关重要。
我国饮用水系统由统一从水源地统一取水，水源地都设置有在线水质监测系统，防范水源地发生病毒等微生物的污染。同时，自来水水厂有去除自来水浊度和消毒等环节，出厂前保证足够的消毒剂浓度和接触时间，实现充分的消毒。出厂水还会保持一定余氯含量，保证在输送过程中不会受到微生物的影响（我国《生活饮用水卫生标准》（GB 5749—2006）管网末梢水余氯量≥0.05mg/L）。同时，供水企业会对出厂水、管网水定期监测，卫生监管部门也会定期龙头水的水质进行检测。在这些保障措施下，自来水是安全的。
当然，对于长期未使用的房屋内部供水系统，在首次用水前，也要注意放水冲洗可能附着在房屋管道内部的生物膜。注意不要使用未经处理的水源进行冲鼻或者洗澡等行为。
目前，“食脑虫”在淡水、配水系统和房屋内部管道系统中生长繁殖规律，水中“食脑虫”中快速检测方法，最佳消毒方案等仍有待我们进一步的研究。
本文部分内容来源于CDC，《临床传染病》等公开文献报道
编辑：朱琼宇
排版：西贝
校对：黎翔
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