今天小編分享的科學經驗:貓咪避之不及的寄生蟲,有望被科學家改造成醫學武器,歡迎閱讀。
一說起弓形蟲,我們往往會立刻想到貓,因為它們是貓咪身上的常見寄生蟲。而孕婦們則對弓形蟲高度警惕,因為弓形蟲可能危害胎兒健康。不過,最近有科學家發現,弓形蟲也許可以作為一種工具,用來治療大腦的一些病變。
寄生蟲為什麼能拿來治病呢?讓我們先從弓形蟲的特點聊起。
什麼是弓形蟲?
弓形蟲,乍一聽名字,可能會讓人覺得是一種長得像弓的蟲子,像條蛔蟲或者蚯蚓那樣蠕動。其實,弓形蟲個頭小得多,它是一種單細胞寄生蟲,長 3.5~6.5 μ m,寬 1.5~3.5 μ m,比起弓,它的形狀更像是香蕉。
圖 1 弓形蟲顯微圖(圖片來自 wiki)
弓形蟲在許多動物身上都有發現,包括貓、鳥類、豬及人類。弓形蟲屬于機會致病性寄生蟲,也就是說,在機體免疫功能正常的情況下,弓形蟲感染通常不會表現出臨床症狀。
弓形蟲的生活周期需要兩個宿主,中間宿主包括爬蟲類、魚類、昆蟲類、鳥類、哺乳類動物和人類,而終宿主則只有貓科動物。
圖庫版權圖片,不授權轉載
弓形蟲也可以感染人類,可能使人患上 " 獲得性弓形蟲病 "。成年人感染幾乎沒有任何症狀,但兒童感染弓形蟲,有時會引起視力障礙、肺炎、腦炎等症狀,因此仍需要注意預防。
而一旦孕婦感染弓形蟲病,會導致很大危害,因為弓形蟲感染胎兒,可能會導致 " 先天性弓形蟲病 ",給胎兒留下許多嚴重的後遺症,如智力障礙、視力障礙、癫痫、精神發育障礙等等。因此,孕婦弓形蟲的檢查非常必要,如果感染,則需要針對性治療。
弓形蟲能危害人體,其中一個重要原因是因為它能夠入侵我們的中樞神經系統,不過正是因為這種特性,目前有科學家正在試圖讓弓形蟲 " 改邪歸正 ",派上用場。
弓形蟲如何為人類服務?
蛋白質是生物醫療的重要工具,很多藥物都是蛋白質。但是,蛋白質屬于生物大分子,體積大,能與宿主免疫系統的相互作用,穿透屏障(如血腦屏障)有困難,如何将其有效地遞送給目标細胞成為困擾醫學界的一大難題。
而弓形蟲天生就能夠從人體腸道自然進入中樞神經系統,科學家們有了一個大膽的想法——能否通過改造弓形蟲把治療性蛋白質藥物遞送到大腦中呢?
近期,沙哈爾 · 布拉查(Shahar Bracha)等人在《自然 - 微生物》發表研究成果,他們設計了一種新策略,即用弓形蟲的兩種分泌細胞器 - 棒狀體和致密顆粒來向小鼠的腦細胞遞送蛋白質。
他們選擇了位于寄生蟲細胞器内的蛋白質,将其與已知可治療人類神經疾病的不同蛋白質融合,而結果表明,這些大分子蛋白質能同時通過這兩種細胞器遞送到神經元。
圖 3 改造弓形蟲的分泌系統用于向神經元遞送大分子治療性蛋白質(圖片來源:參考文獻 3)
作為概念驗證,科學家試驗了用于治療雷特綜合征(一種影響腦發育的罕見神經障礙)的蛋白質—— MeCP2,發現其能被遞送到小鼠的神經元,并結合目标 DNA,改變了細胞、神經元和大腦類器官内的宿主基因表達。
同時,目标遞送位置外檢測到的寄生蟲很少,遞送後也沒有發生明顯炎症。科學家稱,這些發現可以為治療性蛋白質遞送提供新方法,但仍需進一步研究來理解其有效性和安全性。
圖 4 3D 影像展示弓形蟲(熒遊標記)進入小鼠大腦細胞中(圖片來源:參考文獻 3)
如何預防弓形蟲?
雖然貓确實能将弓形蟲傳染給人,但這絕不意味着我們需要放棄撸貓的樂趣。因為貓不是天生就攜帶弓形蟲的,接觸感染了弓形蟲的中間宿主,貓才會被感染。
圖 2 貓咪(圖片來源:作者拍攝)
當貓咪發生感染,弓形蟲主要生存在于貓的腸細胞内,也可經由血流進入其他器官,二至四周後蟲卵可随着貓糞便排至體外,周圍的貓咪接觸了攜帶弓形蟲的糞便也會感染。
因此,可以據此采取下面這些預防措施:
① 不讓貓咪直接喝未經處理的水,如自來水;
② 避免放任貓咪在外遊蕩;
③ 建議飼喂成品貓糧,或充分烹饪的自制食物,避免貓咪直接吃生肉或半熟肉;
④ 及時清理更換貓砂。
需要注意的是,一般來說,絕大多數的貓感染了弓形蟲也不會出現明顯的症狀,極少數貓對弓形蟲的敏感性差,可能出現中樞神經系統、視覺、呼吸、胃腸系統等相關症狀,例如:發熱、呼吸急促、咳嗽等。
如果出現這些症狀,可在寵物醫院通過 " 糞便蟲卵檢測 " 和 " 血清抗體檢測 " 綜合判斷貓是否感染了弓形蟲。如果确認自己的貓咪感染了弓形蟲,可以嘗試給貓服用克林黴素或磺胺類等抗生素,或可咨詢專業的寵物醫生,進行針對性的治療。
參考文獻
[ 1 ] 聞良珍 等 . 妊娠期婦女弓形體感染對胎嬰兒生長發育的影響 . 中華婦產科雜志 , 2003, 38 ( 6 ) : 331-333.
[ 2 ] 王勤英 等 . 傳染病學 , 中國醫藥科技出版社 , 2016 年 .
[ 3 ] Shahar Bracha et al. Engineering Toxoplasma gondii secretion systems for intracellular delivery of multiple large therapeutic proteins to neurons. Nature Microbiology, 2024, 9: 2051 – 2072.
策劃制作
作者丨 Denovo 團隊
審核丨張宇 中國疾病預防控制中心 研究員 / 博士 國家健康科普專家
策劃丨丁崝
責編丨丁崝
審校丨徐來 林林
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