数十亿人携带的寄生虫在大脑中过着隐秘的生活

煤油灯科技2026-07-24 12:42

一种藏匿于大脑中的常见寄生虫,其活跃程度与组织性远超人们的想象。

加州大学河滨分校的一组科学家发现,弓形虫(一种据估计感染了全球多达三分之一人口的寄生虫)在生物学上的复杂程度远超此前认知。他们的研究成果发表于《自然·通讯》期刊,为理解这种寄生虫如何致病以及为何现有疗法难以将其根除提供了全新洞见。

弓形虫病如何在人体内传播

人们通常因食用未煮熟的肉类,或接触受污染的土壤或猫粪而感染弓形虫病。一旦进入人体,这种寄生虫便会形成微小的囊泡(多见于大脑和肌肉组织中),以此躲避免疫系统的攻击。

在大多数感染者体内,这种寄生虫并不会引发明显症状。尽管如此,它仍会终生潜伏于人体内的这些囊肿之中,而每个囊肿可容纳数百只寄生虫。在某些特定条件下,尤其是当免疫系统功能减弱时,寄生虫会再度活跃,可能对大脑或眼睛造成严重损害。孕期感染尤为危险,因为未发育完全的胎儿免疫系统尚未健全,极易引发严重并发症。

重新审视寄生虫包囊内的活动

多年来,科学家们一直认为,每个囊肿内仅包含一种单一、同质的寄生虫,这种寄生虫会一直处于休眠状态,直至被重新激活。加州大学河滨分校的研究人员采用先进的单细胞分析方法后发现,这一长期以来的假设并不正确。他们的研究显示,每个囊肿内都包含多种不同的寄生虫亚型,且每种亚型都有其独特的生物学作用。

加州大学河滨分校医学院生物医学科学教授、该研究的主要作者艾玛·威尔逊表示:“我们发现,这种包囊并非只是安静的藏身之所,它还是一个活跃的中心,不同种类的寄生虫在此汇聚,以实现生存、传播或重新激活的目的。”

弓形虫包囊的结构与位置

威尔逊解释道,随着寄生虫对免疫系统的压力产生反应,囊肿会逐渐形成。每个囊肿都被一层保护壁包裹,内部包含数百个生长缓慢的寄生虫,即缓殖子。虽然囊肿在显微镜下才能看见,但与其他细胞内病原体相比,它们的体积相对较大,直径可达80微米。单个缓殖子的长度约为5微米。

这些包囊最常见于神经元内部,但也常出现在骨骼肌和心肌中。这一现象尤为重要,因为人类常因食用含有此类包囊的未熟透肉类而感染。

为何囊肿会引发疾病并持续存在

据威尔逊所言,包囊在疾病发生与传播过程中均起着关键作用。包囊一旦形成,便会对现有所有疗法产生抗性,且会无限期地存留于体内。此外,包囊还能助力寄生虫在宿主体间传播。

当包囊再度活跃时,缓殖子会转化为快速增殖的速殖子,并扩散至全身。这一过程可能引发严重疾病,如弓形虫脑炎(导致神经损伤)或视网膜弓形虫病(引发视力丧失)。

挑战简化生命周期模型

威尔逊表示:“数十年来,人们对弓形虫生命周期的理解过于简单化,将其概念化为速殖子阶段与缓殖子阶段之间的线性转变。”“我们的研究对这一模型提出了挑战。通过对直接从体内囊肿中分离出的寄生虫进行单细胞RNA测序,我们发现囊肿内部存在意想不到的复杂性。囊肿内并非单一的寄生虫群体,而是至少包含五种不同亚型的缓殖子。尽管它们都被归类为缓殖子,但在功能上却存在差异,其中特定的亚群已做好重新激活并引发疾病的准备。”

攻克长期存在的研究难题

威尔逊指出,数十年来,囊肿一直难以研究。它们生长缓慢,深埋于大脑等组织内部,且在标准实验室培养条件下难以高效形成。鉴于这些挑战,大多数关于弓形虫的遗传学与分子学研究均聚焦于体外培养的速殖子,而对囊内缓殖子的了解却少之又少。

威尔逊说:“我们的研究借助一种与自然感染状况极为相似的鼠类模型,成功克服了这些局限。”“由于小鼠是弓形虫的天然中间宿主,其脑部可寄居数千个包囊。通过分离这些包囊、运用酶解技术处理,并对单个寄生虫展开分析,我们得以洞察活体组织中慢性感染的真实状态。”

研究结果对未来治疗的意义

威尔逊解释道,目前的治疗手段能够控制导致急性疾病的寄生虫快速繁殖的形态,但尚无药物可消除其包囊形态。

“通过识别囊肿内不同寄生虫亚型,我们的研究精准定位了哪些寄生虫最有可能再度活跃并造成损害,”她说道,“这有助于解释为何以往的药物研发举步维艰,同时也为未来疗法指明了新的、更精准的方向。”

持续存在的风险与科学焦点的转移

若孕妇首次感染先天性弓形虫病,这仍是一个不容小觑的严峻问题,因其可能给胎儿带来严重后果。尽管先前获得的免疫力通常能保护发育中的胎儿,但部分国家尚未开展常规筛查,这凸显了应对这种广泛传播却常无症状的感染所面临的挑战。

尽管弓形虫病极为常见,但相较于其他诸多传染病,它所受到的关注却少之又少。威尔逊期望,这项新发现能助力改变这一现状。

“我们的研究改变了我们对弓形虫包囊的认知,”她说道,“它将包囊重新定位为寄生虫生命周期的核心控制点。它为我们指明了新疗法的靶向位置。如果我们想真正治愈弓形虫病,包囊就是治疗的焦点所在。”

参考文献:阿祖·乌鲁(Arzu Ulu)、桑迪普·斯里瓦斯塔瓦(Sandeep Srivastava)、娜拉·卡乔尔(Nala Kachour)、布兰登·H·勒(Brandon H. Le)、迈克尔·W·怀特(Michael W. White)和艾玛·H·威尔逊(Emma H. Wilson)于2026年1月24日发表于《自然·通讯》(Nature Communications)的论文《缓殖子亚型主宰弓形虫发育的十字路口》。DOI:10.1038/s41467-026-68489-y

威尔逊与阿尔祖·乌卢(Arzu Ulu)、桑迪普·斯里瓦斯塔瓦(Sandeep Srivastava)、娜拉·卡楚尔(Nala Kachour)、布兰登·H·勒(Brandon H. Le)以及迈克尔·W·怀特(Michael W. White)共同开展了这项研究。威尔逊和怀特是该论文的共同通讯作者。

该研究得到了美国国立卫生研究院过敏与传染病研究所的资助。

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