第二节 弓形虫的生活史

一、弓形虫在中间宿主体内的发育

哺乳类动物以及鸟类通过捕食感染弓形虫的动物，食入含有弓形虫包囊的肉，或食入受弓形虫卵囊污染的食物，饮用含有卵囊的水都可以感染弓形虫。弓形虫速殖子、缓殖子或子孢子在宿主肠内逸出后侵染肠细胞，通过血液或淋巴液移行至其他组织。弓形虫感染宿主后的两周左右，通常以速殖子的形式反复感染单核巨噬细胞并在细胞内增殖，此期称为急性感染（acute infection）。急性期的长短在不同宿主和不同虫株之间有很大差异。当宿主机体免疫力正常的情况下，弓形虫受到足够的免疫压力时，会在肌肉、脑、舌以及眼等部位转化为增殖缓慢的缓殖子，并逐渐形成囊壁，最终形成独立于细胞外的包囊。弓形虫包囊可在宿主组织中存活数月、数年甚至终生。但是，在宿主免疫力下降，例如长期使用免疫抑制剂时，包囊因免疫压力的降低（例如CD4+细胞减少，IFN-γ分泌下降等）而破裂释放缓殖子，并迅速侵入其他细胞重复以上增殖过程。在免疫力低下的动物或人、早孕期的母体、艾滋病、恶性肿瘤、接受器官移植的患者等，潜伏的慢性感染者会活化成急性感染，引起全身性弓形虫病（systematic toxoplasmosis），甚至导致死亡。

弓形虫在中间宿主体内只进行无性生殖，其整个发育过程包括急性期的速殖子增殖、速殖子转化为缓殖子、包囊的形成以及包囊破裂再次转化为速殖子。弓形虫在入侵宿主细胞后进行一种特殊的增殖方式称为孢内二芽增殖。孢内增殖是指子代在母体寄生虫内装配并分裂为两个子细胞，整个过程母细胞不会分裂，直到内部的两个子代装配完成，母细胞表膜才会分解。其增殖过程见本章第二节的细胞骨架部分。

1.速殖子的发育

弓形虫速殖子在宿主体内是快速增殖的阶段。在受到足够的宿主免疫压力之前，速殖子在胞内不断增殖和逸出，继而感染其他细胞和组织，该过程循环不断。这对免疫力低下的人和动物会造成全身器官感染甚至死亡。目前公认弓形虫只有一个种，但其不同虫株的毒力相差显著。传统上，学者们依据虫株对小鼠的致死程度和基因分型，将流行北美和欧洲的弓形虫分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。Ⅰ型虫株对小鼠的毒性极强（强毒株），1个速殖子感染即能致死小鼠（LD₁₀₀=1），例如RH株；Ⅱ型虫株毒力稍弱（弱毒株），需要103以上速殖子感染才能致死小鼠（LD₅₀=103～105），例如ME49和PRU株；Ⅲ型虫株毒力极弱（无毒株），小鼠感染基本不致死（Sibley and Boothroyd，1992），例如VEG株。与其他真核细胞一样，弓形虫细胞周期有G1期、S期和M期，但缺少典型的G2期。不同基因型的弓形虫其细胞周期长短有明显差别。Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型虫株整个细胞周期需时大约分别为5小时、9小时和7小时；其中G1期分别约2.9小时、5.8小时和4.1小时；S期分别约1.7小时、2.5小时和2.1小时（Radke等，2001）。在体内，由于孢内生殖的不同步，大多数速殖子是随机排列的，然而有时也会同步分裂呈现花瓣状排列。在体外培养的细胞内增殖时，由于环境稳定，大多数细胞内的速殖子呈花瓣状排列（图2-3A、图2-4）。

2.缓殖子和包囊的发育

为了有效躲避宿主免疫的攻击，弓形虫选择了快速进入宿主的免疫细胞，特别是巨噬细胞和树状突细胞，并在感染的细胞中以速殖子形式快速增殖。正常情况下，速殖子在经受宿主的免疫压力作用后会逐渐转化为缓殖子，并最终形成包囊。不同弓形虫虫株的速殖子与缓殖子之间，其转化能力有很大的差别。Ⅰ型强毒株，典型的如RH虫株，尽管其在体外诱导的情况下能够表达缓殖子特异蛋白，但目前该虫株已经不能在小鼠和大鼠体内形成包囊。相信RH株在20世纪初从患者分离的时候，应该可以形成包囊，只是后来长期在体内（小鼠）和体外培养的条件下快速传代，从而使其失去了成囊的能力。否则，我们很难解释自然界中为何存在Ⅰ型虫株。弓形虫这种失去形成包囊和产生卵囊能力的现象是一种脱分化的体现，第一次被提出原生动物也存在恶性化现象（Lun等，2015）。与Ⅰ型虫株不同，Ⅱ型和Ⅲ型虫株如ME49和VEG等则在体内极易形成包囊。弓形虫这种特性被认为与不同虫株自身的棒状体分泌有关。研究发现，与弱毒株相比，强毒株如RH虫株，其棒状体表达更多的毒力蛋白如ROP18蛋白，这些蛋白可以削弱宿主的固有免疫以及细胞免疫过程，从而使其保持速殖子不断增殖的状态。

有关弓形虫在宿主体内形成包囊过程的研究主要是利用小鼠模型进行的，而且以美国农业部寄生虫研究室，美国国家科学院院士JP Dubey及其同事的贡献最大。宿主经口感染弓形虫包囊或卵囊后，缓殖子或子孢子在宿主小肠逸出转化为速殖子，入侵肠上皮细胞和巨噬细胞，并通过血液和淋巴液转移至全身器官。在小鼠体内，弓形虫常见在脑组织中发育为包囊。小鼠感染弓形虫后一周即可在其脑部找到包囊。由于此时仍在急性感染阶段，仅有小部分速殖子转化为早期包囊。在之后的3周内，弓形虫会继续增殖。通常在感染28天后，弓形虫可形成成熟的包囊，之后增殖速度变缓，3个月后基本上见不到增殖的虫体。弓形虫在小鼠脑内通常可以形成上万个包囊，而在大鼠和其他温血动物则相对较少。这种现象提示，自然条件下弓形虫通过感染小鼠可大大增加其成功感染终末宿主猫的概率。弓形虫从“猫-鼠游戏”中，完成了其世代的赓续。

通常认为弓形虫包囊可分布在宿主全身器官和组织中。然而，大量研究结果显示，包囊的分布对神经和肌肉组织有明显的趋向性。在宿主体内，包囊常见于脑、眼、骨骼肌和心肌中。在中枢神经系统中的神经元、星形胶质细胞和小胶质细胞也发现有包囊的形成；而在肌肉组织中，弓形虫更易在骨骼肌细胞中分化成囊。当然，弓形虫感染不同的物种其包囊的分布也具有一定的差异。猫、犬和猪体内的包囊常见于肌肉中，而小鼠和大鼠体内的包囊常见于脑组织。

弓形虫在体内由速殖子转化成缓殖子的过程称为期转换（stage convertion），其原因比较复杂。一般认为宿主的免疫反应、温度、营养缺失以及弓形虫的虫株类型、胞内环境的改变如miRNA、细胞转录和细胞周期的变化等，均可影响弓形虫的期转换（Ferreira da Silva Mda等，2008）。尽管宿主细胞介导的CD4+和CD8+细胞可以影响弓形虫在体内的发育并诱导其转化，但弓形虫强毒株RH虫株则会通过大量分泌棒状体蛋白ROP18来抑制CD8+介导的免疫。小鼠体内细胞因子IFN-γ对控制弓形虫在宿主体内的发育至关重要。它可以刺激下游许多固有免疫，包括提高诱导型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）表达，合成高浓度的一氧化氮（NO）。而NO则被认为是诱导分化的关键因子之一。在人细胞如人包皮成纤维细胞（human foreskin fibroblast，HFF）中，弓形虫感染会诱导IFN-γ激活下游吲哚胺2，3-双加氧酶1和2（indoleamine 2，3-dioxygenase，IDO1，2）的表达上调，从而造成宿主细胞色氨酸缺少。由于弓形虫自身不能合成色氨酸，最终在营养缺陷的情况下弓形虫会分化并形成包囊。宿主细胞自身产生的因子同样会引起弓形虫转化，如人细胞分裂自身抗原1（human cell division autoantigen 1，CDA-1）的表达会抑制弓形虫的增殖，并抑制弓形虫的细胞周期从而诱导其转化。此外，宿主细胞内低水平的二氧化碳含量、发热引起的宿主体内温度升高等因素均可诱导弓形虫的转化。在细胞培养的条件下，碱性pH（8.0～8.2）、寄生虫特异的蛋白酶G（PKG）抑制剂Compound 1和由硝普钠（SNP）产生的NO等，也可诱导弓形虫的转化。此外，速殖子向缓殖子转化过程伴随着特异表面蛋白的转变，如速殖子特异蛋白SAG1表达量减少，而缓殖子特异蛋白BAG1表达量升高；代谢酶类如乳酸脱氢酶1（lactic dehydrogenase 1，LDH1）表达降低和LDH2的表达升高。这些蛋白已经被作为速殖子或缓殖子的标志蛋白用于研究弓形虫的期转换。也有研究发现一些转录因子和蛋白参与调控弓形虫的转化，如弓形虫的AP2转录因子AP2Ⅸ-9和AP2Ⅺ-4作为转化抑制因子，维持弓形虫的速殖子状态；而AP2Ⅳ-3以及AP2Ⅸ-4则控制缓殖子蛋白的表达，从而促进弓形虫的转化。弓形虫的组蛋白乙酰转移酶（histone acetyltransferase）GCN5-A也参与调控弓形虫缓殖子和包囊特异蛋白的表达。最近的研究还发现了一种关键的转录因子BFD1主导调控弓形虫的期转换。BFD1的缺失可以完全阻止弓形虫的包囊形成（Waldman等，2020）。以上研究表明，弓形虫存在一套复杂的感应外界环境调控分化的机制，从而使其能有效逃避宿主免疫以及不适合生存的环境，达到其自身存活的目的。当然，可以肯定的是，有关弓形虫期转换过程及其影响因素是一个异常复杂的过程，仍有许多问题有待研究。

在弓形虫由速殖子向缓殖子的转变过程中，其增殖速度变缓，G1期延长。与速殖子成倍增殖的特性不同，缓殖子在纳虫泡内会进行不均等分裂。在缓殖子分化初期，一些包囊壁蛋白如CST1即开始合成。包囊壁是由缓殖子分泌的蛋白逐渐修饰纳虫泡膜而形成的，薄（＜0.5μm）而具有弹性。包囊壁的糖蛋白CST1可与双花扁豆凝集素（dolichos bifows agglutinin，DBA）结合，因此可作为包囊形成的分子标志。包囊成熟后，其内的缓殖子不再增殖而停留在G0期。包囊作为弓形虫生活史中的一个休眠时期，形成了一个物理屏障应对宿主的免疫压力以及恶劣的生长条件，从而保证自身的存活并一直生存在宿主体内。当宿主免疫力下降或免疫缺陷时，体内的包囊会感知危险的消除，启动相关的机制使包囊破裂并转变为快速增殖的速殖子（图2-5），引起严重的炎症反应。HIV感染者体内CD4+细胞减少以及长期感染弓形虫的小鼠体内CD8+和CD4+细胞的移除，均会导致弓形虫包囊的重新激活。IFN-γ对包囊的维持至关重要。体内外抑制IFN-γ的产生会造成包囊的破裂以及隐性感染活化。关于弓形虫如何感应宿主的免疫变化并重新转化的过程仍未明了。因为即使在健康的小鼠中，也存在包囊破裂逸出缓殖子并感染新细胞的现象。

弓形虫包囊壁由虫体分化过程中不断修饰纳虫泡膜形成，位于纳虫泡膜（PVM）下的增强层，保护虫体不受或减少宿主免疫压力的影响。包囊壁由几丁质或类似多糖和糖蛋白组成。CST1、缓殖子蛋白激酶BPK1、MCP4、MAG1、致密颗粒蛋白GRA2、GRA3和GRA5等均位于包囊壁上。任何一种包囊壁成分的缺失都会影响包囊的正常发育。例如，分子量在120kD的糖蛋白CST1对维持包囊壁的稳定性至关重要。敲除CST1会影响包囊壁的强度和在小鼠体内的成囊数量。BPK1的缺失则会影响缓殖子在胃肠道内的逸出。此外，新近的蛋白质组学研究还发现了一些新的GRAs蛋白位于包囊壁上，包括CST2/GRA47、CST3/GRA48、CST4、CST5/GRA49和CST6/GRA50等。敲除CST2后可导致弓形虫毒力降低和丧失在小鼠体内成囊的能力（Tu等，2019）。

二、弓形虫在终末宿主体内的发育

前已述及，猫科动物（Felidae），包括虎、狮、豹、家猫等，既是弓形虫的终末宿主也是中间宿主。猫科动物同样可通过捕食感染弓形虫的鼠、鸟等小型动物，食入含包囊的肉或受卵囊污染的食物，饮用含有卵囊污染的水而感染。弓形虫进入宿主肠道后可通过淋巴液或血液移行至全身各组织（图2-6）。而只有在入侵猫科动物的小肠上皮细胞后方可进行有性生殖。弓形虫在猫科动物的小肠上皮细胞首先发育形成裂殖体，裂殖体成熟破裂后释放出裂殖子，后者再入侵新的小肠上皮细胞发育形成裂殖体。这个反复增殖的过程称作裂体生殖（schizogony）。经过数代裂体增殖，部分裂殖子发育为配子体，形成雌、雄配子。雌雄配子受精后形成合子，最终发育成卵囊并随粪便排出体外。猫科动物感染弓形虫的速殖子、缓殖子和孢子化卵囊的任一阶段虫体都会最终排出卵囊。当然，终末宿主感染弓形虫后卵囊的排出时间和数量因宿主种类、感染时间的长短而异。通常情况下，猫食入组织包囊后3～10天即可排出卵囊，而食入速殖子或卵囊后通常要18天以上才能排出卵囊。速殖子感染则根据摄入数量，排出卵囊所需时间长短有明显差异。有趣的是，用速殖子和卵囊感染的猫，只有不到50%的猫会排出卵囊；但用组织包囊感染的猫几乎全部都会排出卵囊。这种现象提示，在自然界中，弓形虫在猫科动物群体中可能主要通过捕食猎物传播，所以包囊对猫的感染性更强；而在非猫科动物包括人群中，通过卵囊传播的效率更高，所以猫科动物会排出大量的卵囊以便获得最大限度的宿主感染（图2-7）。

最近的研究发现，弓形虫只在猫科动物进行有性生殖的秘密，与动物肠道存在高浓度的亚油酸（linoleic acid）有关。猫科动物是目前已知的唯一一类肠道中缺少Δ6-去饱和酶的哺乳动物。由于猫不能分解食物中的亚油酸而导致大量亚油酸积累在小肠组织和细胞中，从而促进弓形虫的有性生殖。在小鼠中，如果抑制Δ6-去饱和酶活性，或在饮食中添加大量亚油酸，均可使弓形虫在小鼠中完成有性生殖（Martorelli Di Genova等，2019）。但是，该结果仍需大量的研究予以支持。

1.裂体生殖

猫摄入包囊或卵囊后，包囊壁或卵囊壁被胃和小肠的蛋白水解酶溶解，释放出的缓殖子或子孢子感染小肠上皮细胞，进行裂体增殖。裂殖子的分裂方式与无性生殖阶段速殖子和缓殖子不同，称作胞内多芽增殖。这种分裂方式与速殖子的内芽殖最显著的差别是其增殖阶段先于子代细胞的形成，亦即细胞核先分裂到一定个数，然后再组装形成子代细胞。弓形虫在猫体内的裂体增殖通常发生在入侵后的4～15天内，这个过程的显著特征包括虫体的增长和细胞核的多分裂，线粒体的增大以及多态型的顶质体。而核分裂的最终个数决定了最终裂殖子的形成个数。Dubey等对该过程作了详细研究（Speer和Dubey，2005），并按入侵后的发育顺序将其分为五种类型，即A-E型（types A-E）。弓形虫包囊感染猫科动物后，A型裂殖子可在感染12～18小时后的猫肠道上皮细胞中找到，呈卵圆形，虫体比速殖子略小，一个纳虫泡内有2～3个虫体，以孢内二芽殖的形式增殖；B型裂殖子可见于感染后的12～54小时，一个纳虫泡内有2～48个虫体，以孢内二芽殖形式增殖，外部有一层薄的纳虫泡膜包裹（图2-8A）；C型裂殖子，可见猫感染后24～54小时，行孢内多芽增殖，C型裂殖子内可见糖原颗粒以及支链淀粉颗粒；D型裂殖子见于猫感染弓形虫后40小时到15天内，同样营孢内多芽增殖，这类型的纳虫泡膜变厚，支链淀粉颗粒丢失，新的颗粒泡出现；E型裂殖子与D型裂殖子类似，但虫体变大和一些颗粒体代替颗粒泡。B和C型裂殖子的纳虫泡膜是单层膜，D和E型裂殖子的纳虫泡膜则有2～4层电子致密的膜。与早期的A和B型不同，C、D和E型已经进行裂体增殖。最终裂殖体内会增殖到50～80个裂殖子（图2-8B）。裂殖子可再次入侵细胞进行裂体增殖，或转化为雌雄配子（即大、小配子）进行有性生殖。

裂殖体内裂殖子的形成是从顶端的锥体结构开始，并向后端组装微管蛋白和细胞骨架的过程。透射电镜观察到，这个过程与速殖子的孢内二芽殖分裂过程类似。由于裂殖体内大量的裂殖子是同时形成，所以需要一个非常协调的过程去准确地在每个裂殖体内形成完整的细胞器。在子代个体形成的过程中，随着内膜复合物的不断组装，首先包裹在膜内的结构是核、顶质体和线粒体，同时在顶端也出现一些新生的棒状体和微线体结构。随着通向锥体的微管逐渐组装，棒状体发育逐渐成熟，其余的细胞器也逐渐形成。当子代细胞在母体细胞的细胞质内完成所有的细胞器以及细胞骨架组装后，母体细胞膜内陷，并从子代的前端开始，逐渐向后端包裹形成子代细胞的外膜，同时在细胞核前端的表膜上形成微孔（micropore），最后完成分裂。

2.有性生殖

弓形虫以裂体生殖方式进行数代无性繁殖后，部分裂殖子向配子体转化，进入有性生殖，产生雌配子体或雄配子体。但是，由于特殊原因，如终末宿主猫科动物的限制使用等，弓形虫有性生殖过程仍有很多问题尚未阐明。例如，有关弓形虫如何启动有性生殖的机制以及决定裂殖子发育为雌、雄配子的机制至今仍无直接的证据。早期的研究认为，弓形虫有性生殖过程中，从裂殖子向雄配子的分化是由于细胞核染色质的分布不同导致的。

（1）配子体发育：

雄配子体（或称小配子体，microgametocyte）的增殖过程和裂殖子类似。在雄配子中，细胞核移至细胞边缘，而两个中心粒和一个致密斑块（精子顶体）位于核与细胞质膜之间（图2-8C）。中心粒变为基体结构，鞭毛从基体生成后穿过虫体表膜开始胞外延伸生长（可达10μm）。与其他真核生物的鞭毛一样，弓形虫雄配子鞭毛结构也是典型的9+2结构（外部9组二联微管，内部2个中央微管）。随着鞭毛的生长，染色质被压缩到细胞核内靠近中心粒的一侧，鞭毛生长成熟后，包含有染色质部分的细胞核、线粒体以及基体的虫体前端会突出并与配子体分离，发育为雄配子（图2-8D）。发育成熟的雄配子在其顶部有一个顶复门种类特有的顶体（apicle）、从基体延伸出的两条朝向后面的鞭毛、单个线粒体、细胞核和内膜复合体以及相关的大约12条微管。

雌配子体（或称大配子体，macrogametocyte）在发育的过程中核不断增大，染色质分散，外围的线粒体和中间的顶质体体积增大，许多高尔基体分布于细胞质中。此外，在雌配子体的发育过程中还会出现一种聚集于粗面内质网膨胀物的絮状物称为Ⅱ型囊壁形成体（wall-forming body type 2，WFB2）的独特的结构，而高尔基体通常与围绕着WFB2的内质网膜相连。随着雌配子体的不断发育，WFB2的大小和数量增多，同时一些不同大小的称作Ⅰ型囊壁形成体（WFB1）的具膜包围的颗粒开始从高尔基体分泌的囊泡中形成。通过免疫电镜可以确定有两种不同类型的涉及外部遮蔽层（veil）形成的具膜包围的颗粒，称作遮蔽层壁形成体（veil wall-forming body，VFB），从而与WFB1区分。伴随着VFBs和WFB1的形成，一些多糖颗粒和脂滴也随之合成。随着体积的不断增大，雌配子体逐渐发育成雌配子或称大配子，大小为15～20μm。每个雌配子拥有一个核、顶质体、线粒体、内质网、高尔基体以及一些WFB1和WFB2，支链淀粉颗粒和脂质体。

（2）受精：

受精（fertilization）过程是生物演化和生物多样性出现的重要环节。由于弓形虫具有广泛分布和众多宿主的特点，目前已知弓形虫种群存在复杂的遗传多样性。毫无疑问，这种复杂性与其有性生殖（受精过程）有着密切的关系。然而，遗憾的是，有关弓形虫受精的详细过程仍知之甚少。目前有关其受精过程有两种不同的观点。一是认为，弓形虫成熟的雌配子和雄配子逸出细胞后在猫科动物的肠腔内受精，该过程与疟原虫在媒介按蚊内进行的受精过程相似。但是，有研究结果显示，卵囊壁是在雌配子未逸出细胞时已开始形成，因此弓形虫雄配子如何穿破卵囊壁从而完成受精过程目前没有相关证据。事实上，目前也没有发现在卵囊上有能让雄配子进入雌配子的孔道。据此有学者认为，雌、雄配子在终末宿主肠道发生受精的可能性极低。第二种观点认为，成熟的雄配子能识别并穿过细胞膜进入拥有雌配子的宿主细胞，在胞内与雌配子完成受精，然后发育到未孢子化的卵囊，并随粪便排出体外。由于该过程目前被认为是其他球虫受精过程的常见现象，因此弓形虫也不例外。当然，这个过程目前也无直接和间接的证据，只是基于其他球虫生活史特性的一种推测。希望有关弓形虫神秘的受精过程能被我国学者予以阐明。

（3）卵囊的发育：

雌、雄配子在完成受精后会发育为卵囊。卵囊从猫科动物肠道随粪便排出时，是未孢子化卵囊（unsporulated oocyst），直径为10μm×12μm（图2-8E、图2-8F、图2-9A），在其内部有一个未分化的初级孢子母细胞（primary sporoblast）。在20～25℃，温暖、湿润并且氧气充足的环境中，卵囊通常在7天内发育完成。首先细胞核经过两轮分裂形成4个核，随后细胞质被延伸，并形成另外两层膜包裹细胞质，随后胞质分裂开始，将初级孢子母细胞分裂为2个次级孢子母细胞（secondary sporoblast）。每个次级孢子母细胞包括两个细胞核。子孢子的形成过程与先前描述的孢内多芽殖类似，孢子囊两端的两个细胞核分裂，随后子孢子内膜复合物形成并组装，包裹重要细胞器如核、顶质体和线粒体等，而细胞质膜的形成与胞内多芽殖不同，它是随内膜复合物的延伸内陷形成的，最终每个孢子囊内各形成4个子孢子（图2-9B）。这个过程进展快速，大约24小时即发育完成。成熟的孢子囊壁分为两层，外层较薄，电子密度大，内层较厚，电子密度中等，有四个弯板（curved plates）结构（图2-9C）。子孢子细长，大小为2μm×（6～8）μm，前端有丰富的微线体、棒状体和支链淀粉颗粒。孢子化的卵囊呈圆形或椭圆形，直径11～13μm，每个卵囊含有两个孢子囊（sporocyst），大小为6～8μm。孢子化的卵囊壁共3层，一个电子致密的外层，一个电子透明的中间层以及一个电子欠致密的内层（图2-9D）。卵囊壁能够抵抗外部恶劣的物理化学环境，从而在卵囊随粪便排出体外后最大限度保证卵囊内的虫体存活，并能感染下一个宿主。雌配子仍在宿主细胞内发育时卵囊壁即开始合成。卵囊壁可分为3个区域，第一个区域是由3层膜组成的外表层（layers 1-3），通过VBFs与雌配子细胞质膜以及其释放的组分融合而成；第二个区域是由成熟雌配子自发地向外分泌WFB1聚合形成一个30～70nm厚的结构，作为卵囊壁的外层（layer 4），第三个区域是WFB2的内容物向外释放聚合而成的电子透明的包囊壁内层（layer 5）。

随着卵囊壁的形成，胞质内的WFBs逐渐减少。有学者认为，卵囊发育中最早形成的外遮蔽层（outer veil）会随卵囊与粪便一道排出而丢失。所以，卵囊壁可被认为是一种双层的结构，其外层主要是由蛋白质和碳水化合物组成，提供结构强度，而内层则具有极高的脂肪含量以及疏水特性，以保护自身不受化学损害。卵囊壁有一个随机分布的微孔，是一个直径350nm的凹陷。虽然微孔的功能尚不清楚，但它可能是卵囊壁的一个可渗透位点，易受二氧化碳和各种酶的作用，胆盐和胰蛋白酶可能通过该微孔进入卵囊，刺激子孢子从卵囊逸出。

卵囊在外界环境中具有很强的抗逆性，对弓形虫的传播至关重要。排出体外的卵囊能在低温条件下（4～11℃）缓慢发育，在-6℃能存活7天，只有在-21℃以及高温60℃以上时才会迅速死亡。与其他球虫一样，弓形虫的卵囊对各种物理和化学压力如杀菌消毒剂、紫外线、臭氧和氯基产品等具有很强的抵抗力。这种特性与弓形虫的卵囊壁的结构有密切关系。弓形虫卵囊的外层壁（厚度约20nm）90%以上的蛋白由富含半胱氨酸的卵囊壁蛋白（oocyst wall protein，OWP）家族蛋白和富含酪氨酸的蛋白组成。这些蛋白可以通过二硫化物形成坚固的聚合结构或双酪氨酸交联结构。后者被认为是造成卵囊和囊壁在紫外光的激发下自然产生蓝色荧光的原因（图2-8F）。此外，弓形虫卵囊壁上存在的PAN位点蛋白也可以通过二硫键的连接作用，促进卵囊外层壁结构的稳定，而抗酸性脂质包覆着卵囊表面，使卵囊壁几乎不能被水溶分子渗透。与外层壁不同，弓形虫卵囊的内层壁（厚度为30～70nm）主要由富含酪氨酸的蛋白和β-1，3-葡聚糖分子交联组成。孢子囊壁作为弓形虫的第二层保护，其外层壁（厚度为15～20nm）在结构和分子组成上与卵囊外层壁相似，但缺乏OWP蛋白，内层壁（厚度为40～50nm）是由四个弯曲的板结构通过厚缝线连接在一起，这种独特的内层壁结构可提供额外的机械阻力。相比于卵囊壁，孢子囊壁富含酪氨酸蛋白而缺少β-1，3-葡聚糖。除提供保护外，弓形虫卵囊壁还可与环境因素一起介导卵囊在土壤和水中的滞留或移动。由于弓形虫卵囊表面亲水，弱黏着性，在低离子强度溶液中带负电荷，这些都表明卵囊可在大雨后随土壤移动，然后进入水体中。有趣的是，在模拟河口或海水的高离子强度的溶液中，卵囊表面电荷接近中性，表明弓形虫卵囊可与沿海地区海洋生物膜和藻类相互作用，这一过程可导致其卵囊进入到海洋食物链中，从而感染动物甚至人。海洋哺乳动物血清中弓形虫抗体阳性可以反映出这种现象的确存在。卵囊壁的这种特性促进了弓形虫在陆地、海洋等不同环境中的传播。