三分之一的地球人都感染了這種寄生蟲，喵星人：怪我咯？

目前，弓形蟲已經感染了世界上近三分之一的人類（不同國家的感染率有較大差別）。更令人困惑的是，這種寄生蟲只在貓科動物的體內進行有性繁殖。由於目前仍缺乏有效預防方法，因此科學家不得不使用貓來做各種感染實驗。

現在，一個研究團隊可能找到了弓形蟲如此偏愛貓的原因——這也許能幫助我們找到更好的抗感染方法，並解救許多被困在實驗室里的喵星人。

圖片來源：Pixabay

來源 the Atlantic

作者 Ed Yong

翻譯 劉勤

編輯 戚譯引

在眾多已知的可以控制宿主大腦的寄生蟲中，一種單細胞生物體——剛地弓形蟲（Toxoplasma gondii）最為有名。它可以在多種動物體內存活，但只能在貓科動物體內進行有性繁殖。如果它感染了小鼠或大鼠，它能夠改變鼠類的行為方式，使它們被貓科動物尿液的氣味所吸引，進而更容易被吃掉。當鼠類被吃掉後，貓被感染，然後弓形蟲就會在貓體內繁殖出更多的弓形蟲。

弓形蟲已經感染了世界上超過三分之一的人類，感染途徑主要是食用未熟的肉類或食物，或者飲用被貓糞便所污染的水，不過與貓科動物直接接觸並不能導致感染。大多數情況下，弓形蟲是無害的，儘管弓形蟲影響人類行為的說法廣為流傳，這方面的證據其實很弱。但是，弓形蟲可以通過母體傳染給胎兒，從而引發失明、發育障礙、腦積水以及其他的殘疾。目前，科學家們還沒有研製出抗弓形蟲的疫苗或者治療方法，而且研究過程通常艱難而進展緩慢，因為弓形蟲需要藉助貓科動物才能完成完整的生命周期。

為了研究，研究者們需要大量的弓形蟲，這意味著他們要養貓，然後讓它們感染弓形蟲，最終殺死它們。近四十年來，這項令人不快的任務一直由美國農業部（USDA）在馬里蘭州的一個小實驗室承擔，但是最近迫於動物權益活動積極分子的要求，USDA 決定關閉該實驗室。這對於貓來說是一個好消息，但是對於已經進展緩慢的弓形蟲研究就很不利了。

圖片來源：The Mercury News

現在，威斯康星大學麥迪遜分校（University of Wisconsin at Madison）的勞拉?諾爾（Laura Knoll）為她的同行們帶來了一線希望。她的團隊終於找到了弓形蟲只能在貓科動物體內進行有性繁殖的原因。隨後，研究團隊利用這項發現成功打破了物種屏障，讓弓形蟲第一次在小鼠體內完成了它們的生命周期。這項研究已經被發布到網上（bioRxiv），即將被發表在一份科學期刊上。三個評審人形容這篇論文「非常了不起」、「具有革命性意義」，是「一個重大的突破」。

來自芝加哥大學醫學中心（University of Chicago Medical Center）的里馬·麥克勞德（Rima McLeod）說：「這是一個重大的發現，這是第一次在貓科動物體外實現弓形蟲在貓體內完成的生命周期。」這項重大突破可以解救許多貓科動物，同時也彌補了馬里蘭實驗室關閉所帶來的影響。諾爾說：「現在我們可以不使用人類的伴侶動物來做實驗了，這將使很多人感到愉快，包括我們自己。沒有人願意在自己的研究中用到貓。」

起初，諾爾的同事布魯諾·迪·吉諾瓦（Bruno Di Genova）和薩拉·威爾遜（Sarah Wilson）嘗試在貓的類器官中培養弓形蟲，即實驗室培育的貓的腸道組織。這項實驗並沒有成功：弓形蟲可以生長，卻無法發育到有性繁殖的階段。研究員們懷疑他們是否遺漏了一項重要的營養要素，可能是一種弓形蟲可以從宿主中汲取的脂肪酸。果然，當研究員們加入亞油酸後，諾爾說：「弓形蟲開始了活躍的性生活。」

貓和亞油酸

我們的腸道可以將亞油酸轉換成其他物質，這些物質能夠調節免疫系統，控制血壓和參與其他生理過程。這種轉換機制的形成需要一種叫作Δ6-脂肪酸脫氫酶（delta-6-desaturase，簡稱 D6D）的酶。然而貓是唯一在腸道內不生產 D6D 酶的哺乳動物。貓的其他器官還是可以產生這種酶，只是腸道不能。諾爾猜測這是因為貓從沙漠環境中演化而來，為了適應這樣的環境，它們會阻止脂肪酸的流失。事實證明，在貓的血液中，亞油酸佔據了脂肪酸的25% 至 46%，但是在老鼠的血液中，亞油酸只佔據 3% 至 10% 的比例。

亞油酸的一條代謝途徑。圖片來源：Robert Barrington

諾爾說，貓糧的生產商們和其他領域的研究者們早在 20 世紀 70 年代就發現了這些現象，但是研究弓形蟲的大多數團隊都並不知曉。然而，這完美地解釋了弓形蟲的生命周期。弓形蟲只能在貓科動物體內有性繁殖，是因為這個過程需要亞油酸，而貓科動物是唯一沉積了足量亞油酸的哺乳動物。「我每次做演講的時候都會被問到這個問題：為什麼是貓？貓特殊在哪裡？」諾爾說，「現在我們有了答案。」

當研究團隊發現亞油酸是這個過程的關鍵之後，下一步他們就去尋找阻止小鼠腸道產生 D6D 酶的方法。幸運的是，一種阻斷 D6D 酶的藥物可以在市場上購買到。研究員們將酶活性抑製劑和富含亞油酸的食物一起餵給小鼠，同時在食物中加入弓形蟲。一周後，有跡象表明弓形蟲已經發育到有性繁殖階段，並且在產生卵囊，這是一種類似孢子的結構，可以將弓形蟲傳染給新的宿主。諾爾說：「在我們做的第一個實驗中，就可以看到小鼠將卵囊排泄出來，這實在太酷了。」

這件事還不能說十拿九穩，來自約翰霍普金斯大學彭博公共衛生學院（Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health）的伊莎貝爾·科龐（Isabelle Coppens）評價。她說，弓形蟲研究者們還沒有足夠的技術水平，來確鑿地識別出處在有性繁殖階段的弓形蟲，而且諾爾論文中的卵囊圖片有一點模糊，但是她也說：「我相信他們在這個領域做出了很大的成果，而且也帶來了很大的影響。」

諾爾現在正在嘗試敲除小鼠身上編碼 D6D 酶的基因，從而培育出一個實驗小鼠品系，讓它不需要藉助藥物就能讓弓形蟲寄生。她的成功將大幅度加速弓形蟲研究的步伐，因為科學家們將可以在更熟悉的、更容易操控的普通實驗動物上研究弓形蟲。「這是一個非常重要的研究領域，」 來自斯坦福大學醫學院的約翰·布思羅伊德（John Boothroyd）說，「我們對小鼠的了解要比對貓科動物的了解深入一百倍，可以用在小鼠研究中的試劑也比貓科動物的試劑多出不止一百倍。」

現代生物學中，很多重要技術都依賴於將同種的生物體的不同品系進行雜交，如果一個物種只能在貓科動物體內有性繁殖，那麼雜交繁殖過程就很難實現。近 30 年間，為了雜交繁育弓形蟲，「你需要先讓老鼠感染你培育的那一品系的弓形蟲，等候 30 天，然後將老鼠的大腦送到美國農業部在馬里蘭州的實驗室，在那裡，研究員們會讓貓吃下大腦，再將貓的糞便寄給你，」諾爾說。如果這個過程變得簡單了，我們就能更快地找到針對弓形蟲的治療方法和疫苗，讓貓和人都能受益。

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