科学家们正试图用肠道蠕虫治疗自身免疫性疾病

“蠕虫疗法”在临床试验中的记录好坏参半。
头瘤绦虫的幼虫阶段。Antara Palkar

一条钩虫需要四周到六周才能穿过人体到达肠道,在那里它会附着在小肠上并吸食血液以维持自身生存。

这听起来不仅令人作呕;还听起来像是会激起免疫系统采取行动的情况。但是,詹姆斯·库克大学的分子寄生虫学家Alex Loukas说,如果你用内窥镜拍摄这些蠕虫一旦进入人体肠道后的情况,你会发现该区域是健康的,而不是发炎的。

这一奇特的观察表明,感染蠕虫可能也有其好处。为了在人体内生存,钩虫和其他寄生在肠道内的生物必须能够抑制炎症。Loukas和其他研究人员正在研究肠道蠕虫是否可以治疗自身免疫性和炎症性疾病,从乳糜泻到自闭症再到过敏。这种实验性蠕虫疗法的理念是,一种叫做蠕虫(helminths)的扭动生物与我们共同进化,并且实际上能使我们的免疫系统受益。

“它看起来可以挽救大量人类的痛苦和折磨,”杜克大学医学院副教授William Parker说。“但这需要进一步研究。”

蠕虫疗法在临床试验中的记录好坏参半。多年来,人们选择不等待FDA批准,而是选择在家自行用蠕虫治疗自己的疾病。尽管如此,研究人员仍在继续研究蠕虫疗法的益处。另一些人则迷恋于利用蠕虫作为新药和改进药物的灵感。

“我们试图保存的并不是友善的……它不是那种有着大眼睛的可爱小鹿或一只小毛海豹,”蠕虫疗法网站wormtherapy.com的所有者Garin Aglietti说,该公司是一家总部位于墨西哥的蠕虫提供商。“但它们是生态系统的重要组成部分。”

科学家、医生和那些进行自我治疗的人们正在探索蠕虫在人类生态系统中可能扮演的角色。

异名蠕虫

肠道蠕虫是我们数千年来忠诚的伴侣。如今,约有24%的世界人口感染了土壤传播的蠕虫。当一个人只携带少量蠕虫时,它们通常是无害的。但数量较多时,这些寄生虫可能导致腹痛和虚弱等问题。钩虫可能导致贫血。在世界许多地区,儿童很早就被感染——携带大量蠕虫。“这对他们的身心发育可能产生灾难性的后果,”Loukas说。

这些蠕虫不会直接在人与人之间传播。相反,它们的卵通过粪便排出体外,并在卫生条件差的地区污染土壤。如今,高收入国家的人们很少会遇到寄生蠕虫。

然而,在这些国家,与免疫系统过度活跃相关的疾病正在上升;如今,超过2350万美国人受到自身免疫性疾病的影响。

普遍认为,我们肠道微生物群落的组成很容易受到干扰,并导致许多健康问题。也许,一些科学家认为,肠道蠕虫的缺失也是一个因素。在农业革命之前,人类生活在不那么拥挤的环境中。帕克说,这意味着感染有害数量的蠕虫更加困难。然而,我们的免疫系统习惯了身边有少量蠕虫。

随着时间的推移,人类和蠕虫共同进化。最终,人们认为,我们的免疫系统开始依赖于蠕虫的存在来“训练”它,使其正常发育。没有蠕虫,免疫系统更容易失控。

“它们被贴上了寄生虫的标签,”帕克说。然而,在数量多时表现为寄生虫的同一种生物,在少量时可能对我们有益。

并非所有人都信服。伦敦卫生与热带医学院的免疫学家Helena Helmby对自身免疫性和炎症性疾病的增加与缺失蠕虫有关持怀疑态度。她认为,微生物群落紊乱的可能性更大。“蠕虫并非唯一的答案。”另一种可能性是,蠕虫之所以有益,主要是因为它们在操纵微生物群落。

我们所知道的是,蠕虫擅长影响免疫系统。为了确保自身生存,这些蠕虫必须抑制否则会将其消灭的免疫反应。它们通过分泌具有抗炎特性的分子来做到这一点。

这就是蠕虫疗法的希望所在。

不尽如人意的记录

人类已经将水蛭蛆虫细菌变成了医疗工具。为什么不能是蠕虫呢?

蠕虫之所以吸引人,是因为它们似乎并不全面抑制免疫系统——相反,它们是在对其进行调整。“免疫功能变得更加特异和有针对性地针对我们真正的危险,而整体炎症反应则降低,”帕克说。“没有蠕虫的免疫系统可能就像一个只有手榴弹的警察部队。那里有巨大的力量,但它并不精确,也没有针对性。”

这比我们目前用于治疗自身免疫性疾病的抗炎药物具有优势。这些药物是免疫抑制性的,使人们感染和癌症的风险更高。

科学家和那些用蠕虫自我治疗的人已经集中研究了几个候选物。其中一些,包括猪鞭虫(Trichuris suis)和鼠绦虫(Hymenolepis diminuta),已适应其他哺乳动物,通常无法在人类中发育到成虫阶段。人钩虫(Necator americanus)是另一个流行的选择。它们可以存活一年多,因此对自我治疗者来说更便宜。但它们也更容易引起副作用(通常是痉挛或贫血)。帕克说,极少数情况下,通常不寄生于人类的蠕虫会加剧已有的精神问题。幸运的是,用驱虫药很容易清除蠕虫。

到目前为止,蠕虫在动物研究和少数人类试验中显示出希望。Loukas说,当科学家们将蠕虫分泌的蛋白质和其他分子混合物注入啮齿动物体内时,它们可以预防各种疾病,如炎症性肠病、哮喘、类风湿性关节炎。

帕克和他的同事们已经证明,当幼鼠来自被蠕虫寄生的母亲时,它们的脑部能更好地抵抗由其他地方引起的炎症。他认为,因此,蠕虫最终可能有助于治疗焦虑症、偏头痛和抑郁症。科学家们现在怀疑炎症在许多这些疾病中起作用。他还怀疑蠕虫在预防免疫系统过度活跃方面比抑制正在进行的反应更有效。因此,它们在治疗季节性过敏方面比对人们经常接触的刺激物(如灰尘)引起的过敏更有前景。

艾奥瓦大学的胃肠病学家Joel Weinstock的工作开启了这一新兴领域的大部分内容,当时他和他的同事们发现猪鞭虫似乎能缓解炎症性肠病的症状。在另一项试验中,威斯康星大学麦迪逊分校的科学家们发现猪鞭虫似乎能减少多发性硬化症患者神经细胞上的病变数量。最近,英国一项使用钩虫的多发性硬化症试验已结束

在一次关于乳糜泻的试验中,Loukas和他的同事们发现钩虫似乎能逆转对麸质的敏感性;参与者最终能够吃一碗意大利面而没有不良反应。

在自身免疫性疾病中,通常存在过多的T细胞——一种产生炎症化学物质的白细胞。当患有乳糜泻的肠道遇到麸质时,这些细胞的数量会增加。但当患有乳糜泻的人体内有钩虫时,在他们缓慢重新引入麸质后,这些细胞并没有增加。相反,一种不同的、能平息炎症的“维和”T细胞数量却有所上升。Loukas说,这似乎是蠕虫促使这些舒缓细胞数量增加,这些细胞可以在体内游走以平息免疫反应。他目前正在进行一项由同事John Croese和Paul Giacomin领导的关于乳糜泻的大型、70人的临床试验,目前已完成了约三分之二的招募。

然而,他说,“从临床试验来看,最近的历史是坎坷的。”2013年,两项使用猪鞭虫治疗肠易激综合征的大型临床试验未能显示任何益处。关于这些试验为何可能失败的一种猜测是,该公司改变了储存卵子的溶液,可能是以一种使其失效的方式,帕克说。无论原因是什么,自从这次重大挫折以来,制药公司一直不愿意支持蠕虫疗法,尽管小型试验仍在继续。

DIY

蠕虫尚未获得美国食品药品监督管理局(FDA)批准用于治疗任何疾病。在该国销售它们以治疗疾病是非法的,而且这种情况在短期内不太可能改变。

一些患有使人衰弱的自身免疫性疾病的人正在采取行动。他们前往蠕虫可用的其他国家,带回个人供应品到美国,或从在线黑市订购。

“基本上,整个事情现在陷入了这种无人区,它在地下持续增长,”Biom Restoration的联合创始人Judy Chinitz说,该公司在英国提供鼠绦虫的幼虫。

帕克估计,全球有6000到7000人使用蠕虫来管理其疾病症状,包括成人和儿童。他和他的同事们花了数年时间调查进行自我治疗的社区、监督那些已决定自行治疗的人的医生以及销售卵子或幼虫的公司。“我们已经获得了地球上尝试用蠕虫进行治疗的10%以上的人,”他说。与医生交谈让他们能够描绘出一幅图景,其中包括尝试过蠕虫疗法但发现无效或不适的人,以及对他们的体内寄客感到满意的人。

“我们最初认为人们不会接受这个,”帕克说。但是,“如果有人生病了,特别是如果他们的孩子生病了,他们会尝试几乎任何方法。”许多自我使用者认为蠕虫提高了他们的生活质量,尽管其他人没有察觉到改善。记者Moises Velasquez-Manoff尝试了钩虫,看看它们是否能帮助治疗他的脱发和花粉症。最终,蠕虫没有成功,而且副作用也很不舒服。

necator americanus
Necator americanus WormTherapy.com

Velasquez-Manoff在墨西哥从Aglietti那里获得了他的蠕虫。帕克说,世界各地还有其他一些知名提供商,他们通常强烈建议如果您决心服用蠕虫,请咨询医生,或者提供自己的医生。

然而,蠕虫的生产通常不像药物那样受到监管或检查。自行治疗的人确实会面临临床试验参与者不会面临的风险。而且,由于持续的蠕虫治疗非常昂贵,一些不诚实的提供商提供廉价版本,这些版本可能在不卫生的条件下生产,或来自不可靠的来源。

在英国,药品和医疗产品监管局允许Biome Restoration生产其幼虫作为非药品。最近,欧盟更新了关于何为新食品的规定。Chinitz和Tanawisa的负责人兼首席执行官Detlev Goj(Tanawisa是一家总部位于泰国的猪鞭虫卵提供商)有兴趣申请将他们的蠕虫归类为欧洲的这一类别(在泰国,它们被视为天然药物)。

钩虫幼虫通过皮肤贴片递送,而其他物种的卵或幼虫则通过口服。剂量因物种和疾病而异。但帕克说,人们通常一次服用约25条钩虫,最终建立一个约100条的群体。其他物种需要每几周服用一次。对于猪鞭虫,这意味着一次吞下数千个卵。Goj本人尝试过,他说:“没什么特别的。就像喝果汁一样。”

药丸里的蠕虫

一些研究人员认为,更有前景的途径在于蠕虫分泌的分子。

“我认为人们需要现实一些,它们是病原体,”Helmby说。“我们最好不要使用活体感染,而是利用这些寄生虫产生的产物,然后将它们用于抗炎治疗。”

Loukas和他的同事们也有同样的看法。“进化已经为我们完成了药物设计,”他说。就像在他的临床试验中一样,他专注于钩虫。他和他的同事们已经确定了蠕虫产生的100种最丰富的蛋白质。他们选择了一种名为AIP-2的蛋白质,它似乎特别有前景,并且在小鼠中对哮喘有保护作用。目前尚不清楚它是如何工作的,尽管它确实能促进炎症镇静T细胞。他正在与制药公司合作,将其开发为治疗人类炎症性肠病和其他疾病的药物。

Loukas认为他的活体蠕虫试验表明蠕虫可以影响免疫系统,而不是它们是治疗的理想载体。Loukas合作的一些志愿者在蠕虫刚进入时确实经历了剧烈的肠痛,尽管这通常在12到16周后消失。不过,志愿者在试验后被提供了驱虫药,但大多数人没有服用。“在几乎所有情况下,患者都拒绝了药物并保留了他们的蠕虫。他们很喜欢它们,”Loukas说。

不过,对大多数人来说,肠道蠕虫并不特别有吸引力。“仍然存在‘恶心’因素,”Loukas说。而且生产活体蠕虫很复杂。必须收集志愿者的粪便,分离卵子,将其培养到幼虫阶段,然后清洁它们,以免将任何病菌传染给感染者。Loukas说,这个过程很难扩大到能够治疗数百万人的程度。

然而,用蠕虫蛋白开发药丸或注射剂将是一个艰巨的挑战。“蠕虫分泌的分子非常多……而且有很多东西是单一药物无法完全复制的,”帕克说。“你基本上得重新发明整个蠕虫。”

蠕虫蛋白尚未在人体上进行过测试;临床试验可能还需要两到三年。基于单个蠕虫蛋白或几种不同蛋白组合的药物可能需要10多年才能上市。

向前,向内

为了向前发展并获得FDA批准,蠕虫疗法需要进行大规模的临床试验,而如果没有制药公司的支持,很难为这些试验筹集资金。帕克担心蠕虫疗法会像粪便移植一样停滞数十年,粪便移植实际上在1958年就进行了测试,但直到最近才因治疗严重的肠道感染而流行起来。“它引起了兴趣,但也因为这些失败的试验而身负重担,”他说。

尽管如此,还是有一些小小的进步迹象。“一大障碍是拥有FDA允许你感染人的寄生虫,”美国寄生虫学会副主席、乔治华盛顿大学研究员John Hawdon说。他和他的同事们正在申请许可,以按照适合人类测试的标准生产钩虫幼虫。目前,美国没有地方允许这样做;Hawdon预计申请过程会很漫长。

“作为长期目标,我们可能是提供幼虫进行临床试验以确定其有效性的地方,”他说。“它很有潜力,但我们还没有达到那个程度,无法确定它是否有效,而且我不建议人们自行尝试。”

蠕虫仍需彻底研究,以确定蠕虫或受蠕虫启发的药物何时有效、何种剂量和物种最有益、其安全性如何,并寻求批准和监管。然而,那种充满蠕虫的未来还很遥远。与此同时,人们将继续用蠕虫来感染自己。毕竟,我们离为患有这些终身疾病的人提供任何治愈方法还差得很远。大多数研究人员不建议自行治疗,但他们可以理解人们为什么选择这样做。“在做更多工作之前,个人将不得不自己做出这个决定,”帕克在电子邮件中说。

 

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Kate Baggaley

特约撰稿人,科学

Kate Baggaley自2017年以来一直定期为《大众科学》撰稿。她经常报道自然、气候和COVID-19大流行,但也报道了科学的许多其他方面,包括太空、古生物学和健康。她对鸟类、深海生物以及各种美丽的爬行动物情有独钟。


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