常見的大腦寄生蟲比我們想像的要活躍得多

人們經常通過食用未煮熟的肉類或接觸受污染的土壤或貓糞便而感染弓形蟲病。一旦寄生蟲進入人體，它就會通過形成微小的囊腫來逃避檢測，主要是在大腦和肌肉組織中。

在大多數情況下，感染者不會出現明顯的症狀。然而，寄生蟲會終生留在體內，被困在可能含有數百種寄生蟲的包囊內。這些休眠形式稍後可能會再次活躍，特別是對於免疫系統較弱的人來說，有時會導致涉及大腦或眼睛的嚴重並發症。懷孕期間的感染會帶來額外的風險，因為它們可能會給免疫系統不成熟的兒童帶來嚴重的健康問題。

囊腫並不像以前想像的那麼簡單

多年來，科學家們假設每個囊腫都含有一種統一類型的寄生蟲，這種寄生蟲在重新甦醒之前一直保持不活躍狀態。使用先進的單細胞分析，加州大學河濱分校團隊發現這種假設是錯誤的。他們的研究表明，每個囊腫都含有多種寄生蟲亞型，每種亞型具有不同的生物學功能。

倫敦大學學院醫學院生物醫學教授、該研究的主要作者艾瑪·威爾遜 (Emma Wilson) 表示：“我們發現，囊腫不僅僅是一個安靜的藏身之處，它還是不同類型寄生蟲的活躍中心，這些寄生蟲以生存、增殖或重新激活為導向。”

弓形蟲包囊的結構內部

威爾遜解釋說，隨著免疫系統對寄生蟲施加壓力，包囊逐漸發育。每個包囊周圍都有一層保護壁，裡面充滿了數百種緩慢生長的寄生蟲，稱為緩殖子。儘管包囊非常微小，但與其他細胞內病原體相比，它們相對較大，直徑可達 80 微米。單個緩殖子的長度約為五微米。

這些囊腫最常見於神經細胞，但也常見於骨骼和心肌。這些細節尤其重要，因為人類經常因食用含有這些包囊的未煮熟的肉而受到感染。

為什麼囊腫對疾病和治療很重要

威爾遜認為，囊腫在疾病的發展和傳播中發揮著核心作用。一旦形成，它們對所有當前的治療都有抵抗力，並無限期地存留在體內。它們還幫助寄生蟲在宿主之間傳播。

當包囊重新激活時，緩殖子轉變為速殖子，迅速繁殖並在全身移動。這個過程可能導致嚴重的疾病，如弓形蟲腦炎（神經損傷）或視網膜弓形蟲病（視力喪失）。

重新審視弓形蟲生命週期

威爾遜說：“幾十年來，人們對弓形蟲生命週期的理解過於簡單，將其概念化為速殖子和緩殖子階段之間的線性過渡。” “我們的研究挑戰了這一範式。通過將單細胞 RNA 測序應用於直接從體內包囊中分離出來的寄生蟲，我們發現包囊本身俱有意想不到的複雜性。包囊中含有至少五種不同的緩殖子亞型，而不是統一的群體。雖然它們都被歸類為緩殖子，但它們在功能上有所不同，特定的亞群會重新激活並導致疾病。”

克服長期存在的研究障礙

研究囊腫歷來都很困難。它們發育緩慢，深深嵌入大腦等組織中，並且在標準實驗室培養物中不能有效形成。由於這些挑戰，之前的大多數研究都集中在實驗室生長的速殖子上，而包囊居住的緩殖子的生物學在很大程度上尚未被探索。

“我們的工作通過使用密切反映自然感染的小鼠模型克服了這些限制，”威爾遜說。 “因為小鼠是弓形蟲的天然中間宿主，它們的大腦可以容納數千個包囊。通過分離這些包囊，用酶消化它們，並分析單個寄生蟲，我們能夠了解活體組織中發生的慢性感染。”

對未來治療的影響

威爾遜指出，雖然目前的藥物可以控制導致嚴重疾病的寄生蟲的快速生長，但它們無法消除包囊。

“通過識別包囊內寄生蟲的不同亞型，我們的研究確定了哪些最有可能變得活躍並造成損害，”她說。 “這有助於解釋為什麼以前的藥物開發工作如此困難，並為未來的治療提供了新的、更精確的目標。”

持續的風險和焦點的轉移

當懷孕期間首次發生感染時，先天性弓形蟲病仍然是一個嚴重的問題，因為它可能導致胎兒出現嚴重的並發症。儘管事先免疫通常可以保護胎兒，但一些國家無法進行常規篩查，這突顯了管理廣泛但通常無症狀的感染所面臨的挑戰。

儘管弓形體病很常見，但它受到的關注遠少於許多其他傳染病。威爾遜希望結果將有助於改變這種狀況。

“我們的工作正在改變我們對弓形蟲囊腫的看法，”她說。 “它將囊腫重塑為寄生蟲生命週期的中心控制點。它向我們展示了新治療的目標。如果我們真的想治愈弓形蟲病，囊腫就是我們應該關注的地方。”

研究和資助細節

Wilson 與 Arzoo Olu、Sandeep Srivastava、Nala Kashore、Brandon H. Low 和 Michael W. White 一起進行了這項研究。威爾遜和懷特是通訊作者。

該研究由美國國立衛生研究院國家過敏和傳染病研究所資助。這篇論文的標題是“緩殖子亞型控制著弓形蟲進化的十字路口”。