抗擊血吸蟲病的新方法

森西研究所的科學(xué)家分離出一種天然化學(xué)物質(zhì)，可以有效抵抗血吸蟲，這種寄生蟲可以滲透到人體皮膚中，并造成毀滅性的健康問題。

由Morgridge研究員Phillip Newmark領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)今天(2019年10月17日)在PLOS Biology上報(bào)道了這種化學(xué)物質(zhì)的成功表征，這可能會(huì)帶來一種對(duì)抗被忽視的熱帶血吸蟲病的新方法。這種由血吸蟲病引起的疾病影響了非洲、亞洲和南美洲部分地區(qū)的2.4億多人。

在這項(xiàng)工作中，紐馬克的團(tuán)隊(duì)專注于血吸蟲生命周期的某個(gè)階段，這是一個(gè)防止感染的迷人目標(biāo)。尋找淡水蝸牛作為血吸蟲的宿主，以產(chǎn)生數(shù)百萬被稱為尾C的叉尾動(dòng)物，這些動(dòng)物被釋放到水中，并找到哺乳動(dòng)物進(jìn)行感染。他們瘋狂的游泳使他們能夠在幾分鐘內(nèi)穿透人類皮膚。

有趣的是，被稱為輪蟲的微小水生生物也生活在這些蝸牛身上，當(dāng)與它們接觸時(shí)，它們會(huì)釋放出使尾巴C麻痹的化合物。幾十年來，科學(xué)家們已經(jīng)知道了這個(gè)因素，但沒有進(jìn)一步探索它的生物化學(xué)。

在這篇新論文中，伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校喬納森斯威得勒實(shí)驗(yàn)室的紐馬克實(shí)驗(yàn)室及其合作者報(bào)告了他們?cè)诩兓突瘜W(xué)定義該分子方面的成功努力，稱其為“血吸蟲麻痹因子”(SPF)。主要作者和威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的研究生高家榮在水中放入不同濃度的SPF，證明了復(fù)合物固定住了尾巴，尾巴散很快沉入水底，保持了這種狀態(tài)。此外，她還表明暴露于SPF的尾C不能感染小鼠。

紐馬克是威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的綜合生物學(xué)教授，也是霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所的研究員。他說，這項(xiàng)研究成果可能為控制血吸蟲病開辟一條有希望的新途徑。目前，只有一種藥物吡喹酮用于治療感染，每年有數(shù)百萬學(xué)童使用這種藥物。但它只會(huì)殺死成年血吸蟲，不會(huì)阻止再感染。

紐馬克說：“每當(dāng)你談到只用一種藥物治療無數(shù)人時(shí)，你真的很擔(dān)心寄生蟲產(chǎn)生耐藥性的能力?！薄按送?，由于寄生蟲的地理范圍可能正在蔓延，以及感染人類和牲畜的血吸蟲物種之間的雜交，這已成為一個(gè)日益嚴(yán)重的問題。”

就感染人數(shù)而言，血吸蟲病僅次于瘧疾，兒童往往是受害者。這種疾病在熱帶地區(qū)非常常見，那里的淡水和人類廢水沒有分開，因此血吸蟲病可以生長(zhǎng)。

一旦血吸蟲進(jìn)入宿主的皮膚，寄生蟲就會(huì)遷移到血管，并錨定到供應(yīng)肝臟的靜脈。在這個(gè)過程中，這些寄生蟲會(huì)重組自己的組織，當(dāng)它們到達(dá)肝臟時(shí)，會(huì)繁殖生殖器官，與伴侶交配，然后長(zhǎng)大。

這時(shí)，成年人可以在宿主體內(nèi)生活幾十年。它們每天產(chǎn)生數(shù)百個(gè)卵子，其中許多不是通過廢物排出，而是留在肝臟等器官中。患有這種疾病的兒童經(jīng)常受到貧血、營(yíng)養(yǎng)不良和常見學(xué)習(xí)障礙的嚴(yán)重打擊。世界衛(wèi)生組織估計(jì)，每年約有28萬人死于血吸蟲病。

紐馬克說，SPF的一個(gè)有趣的元素是，它的結(jié)構(gòu)類似于血清素，一種已知的調(diào)節(jié)情緒的神經(jīng)遞質(zhì)。但也會(huì)影響正常的神經(jīng)肌肉功能，SPF可能會(huì)干擾這一途徑。

沒有1981年馬里蘭州洛克維爾生物醫(yī)學(xué)研究公司的Peg Stirewalt和Fred Lewis的重要發(fā)現(xiàn)，這項(xiàng)研究是不可能的。他們發(fā)現(xiàn)輪蟲——以其在紡車輪子上流動(dòng)的細(xì)絲外觀而聞名——導(dǎo)致了c尾的癱瘓。

但直到現(xiàn)在，它們對(duì)血吸蟲病研究的唯一影響是讓它們遠(yuǎn)離蝸牛，因?yàn)樗鼈儠?huì)干擾感染過程。紐馬克顛倒了這個(gè)方程式，把輪蟲放在聚光燈下。

大約十年前，紐馬克實(shí)驗(yàn)室首次冒險(xiǎn)研究血吸蟲病。實(shí)驗(yàn)室的主要焦點(diǎn)是大菱鲆，它可以從微小的碎片中再生整個(gè)身體。研究人員認(rèn)識(shí)到渦蟲和血吸蟲有許多相似之處，然后應(yīng)用渦蟲細(xì)胞和分子生物學(xué)20多年的進(jìn)展來研究其寄生親屬。

紐馬克說：“我們所做的所有工作都是由我們對(duì)這些神奇的飛機(jī)以及它們能做的所有不同事情的好奇心所驅(qū)動(dòng)的?！薄暗F(xiàn)在我們有了一個(gè)新的終極目標(biāo)：我們實(shí)際上可以以前所未有的規(guī)模幫助人們。”

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