这种寄生虫会撕裂人体细胞并将其伪装起来

嗜组织内阿米巴原虫每年至少杀死 5 万人。微生物学家已有作战计划。
Entamoeba histolytica (green) attacking human T cells.
嗜组织内阿米巴原虫(绿色)攻击人体 T 细胞。加州大学戴维斯分校研究人员的一篇新论文概述了一项策略,用于研究这种寄生虫在攻击和液化组织时如何躲避免疫系统。来源:Katherine Ralston / UC Davis

嗜组织内阿米巴原虫是一种特别顽固的寄生虫。这种单细胞阿米巴原虫通常在摄入受污染的水和食物后进入结肠——这在卫生基础设施落后的地区尤为常见。尽管每年感染的 5000 万人中,大多数仅患有腹泻,但约有 5 万至 10 万人未能幸免。在这些病例中,嗜组织内阿米巴原虫会在结肠壁上啃出溃疡,然后继续溶解肝脏部分。之后,阿米巴原虫会扩散到肺部和大脑,最终导致死亡。

几十年来,嗜组织内阿米巴原虫一直让研究人员感到困惑,他们努力解释这种寄生虫为何能如此成功地逃避免疫系统。但经过大约二十年的研究,一个微生物学家团队终于确定了嗜组织内阿米巴原虫的狡猾策略:这种寄生虫倾向于披着死亡人体细胞的残骸伪装,以躲避免疫系统的攻击。现在,微生物学家认为他们已有反击计划。他们的阿米巴作战策略在 5 月份的《寄生虫学趋势》杂志上发表的一项研究中有详细介绍。

一种神秘的阿米巴原虫

加州大学戴维斯分校的微生物学家Katherine Ralston 在 5 月 12 日的大学简介中解释道:“所有寄生虫的研究都很少,但嗜组织内阿米巴原虫尤其神秘。它能杀死你对抗它的任何东西,任何一种人体细胞。”

Ralston 是这篇新论文的第一作者,但她最早在 2011 年博士后研究期间开始研究嗜组织内阿米巴原虫

Ralston 在第一次接触这种寄生虫时说:“你能看到人体细胞的小部分被撕裂。” 2014 年,她就这一称为“食细胞吞噬作用”的过程,在《自然》杂志上发表了她的初步研究结果。

她说:“这一点很重要(被发现)。要开发新的疗法或疫苗,你真的需要了解嗜组织内阿米巴原虫是如何损害组织的。”

Ralston 很快就亲眼目睹了这种阿米巴原虫如何成为一种贪婪且不耐烦的威胁。嗜组织内阿米巴原虫与其说是吞噬细胞,不如说是在穿过器官时撕咬细胞。这些受伤的细胞在其继续前往下一个目标时会泄漏其内容物——因此得名。Histolytica 的意思是“组织溶解”。

一种诡异的伪装

2022 年,Ralston 发现了该寄生虫顽固的又一主要原因:这种阿米巴原虫能够逃避免疫系统中至关重要的补体蛋白。这些蛋白质对于识别和清除外来细胞至关重要。为了逃避它们,嗜组织内阿米巴原虫会摄取人体细胞外膜上的特定蛋白质,然后将其放在自己的外表面。其中两种分子可以阻止这些重要的补体蛋白结合并反击。本质上,嗜组织内阿米巴原虫将人体细胞碎片披在身上,以伪装自己躲避宿主的免疫系统。

然而,驯服嗜组织内阿米巴原虫又面临着另一个复杂的问题——其复杂性。该病原体的基因组序列比沙门氏菌大五倍,比艾滋病毒大 2500 倍。虽然科学家在 2005 年对嗜组织内阿米巴原虫的基因组进行了测序,但研究人员花了八年时间才足够深入地分析生物信息,从而找到控制这种寄生虫的潜在突破。2013 年,一项独立研究表明,嗜组织内阿米巴原虫表现出一种称为 RNA 干扰 (RNAi) 的细胞过程来控制其基因表达。再快进八年,Ralston 的团队创建了一个RNAi 库,终于使得专家能够选择性地抑制该寄生虫的 8,734 个基因中的每一个。

Overview chart of the current best annotation of the Entamoeba histolytica genome.
目前对嗜组织内阿米巴原虫基因组的最佳注释概述。来源:Kawano-Sugaya 等人

作战计划

Ralston 的最新研究提出了迄今为止最有希望的对抗嗜组织内阿米巴原虫的步骤之一:一个作战计划。该团队提议将他们的 RNAi 库与CRISPR 基因编辑技术相结合,以便用荧光标记物标记某些阿米巴原虫蛋白。然后,研究人员可以观察嗜组织内阿米巴原虫如何与这些蛋白质相互作用,然后再改变或删除各种蛋白质和基因。从那里,他们可能会找出哪些部分对阿米巴原虫的增殖和伪装至关重要。通过最终针对这些部分开发定制药物,研究人员可能很快就能阻止嗜组织内阿米巴原虫的肆虐。

新研究的合著者之一 Wesley Huang 说:“我们现在看到了隧道尽头的光明,我们认为这是可以实现的。” Maura Ruyechan 也是该研究的合著者。

几乎所有的零部件都已就位,科学家们又离开发针对嗜组织内阿米巴原虫的疫苗和药物方案更近了一步。尽管这些问题很小,但处理像这样的微观问题通常需要数年时间才能完成。

Ralston 说:“科学是一个循序渐进的过程。你必须在前一个工具的基础上构建下一个工具,直到你最终准备好发现新的治疗方法。”

 

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