科學家希望利用寄生蟲的生理時鐘,選擇最佳時間治療寄生蟲感染

作者 | 發布日期 2017 年 04 月 15 日 12:00 | 分類 生物科技 , 醫療科技 follow us in feedly

研究發現主要在非洲傳播並造成可能致死的昏睡病的寄生蟲,其實擁有自己的生物時鐘,使牠們在下午時段特別脆弱,因此進行治療的效果特別好。這項研究成果將能夠幫助改進這個非洲最致命疾病的治療方法,並且推展到其他各類型寄生蟲感染疾病的治療工作上。



這項研究的第一作者 Filipa Rijo-Ferreira 博士表示,如果能夠以較低的藥物劑量得到相同的醫療效果,就能降低病患因治療副作用而導致的死亡。一旦了解寄生蟲也有自身的生理時鐘,將能幫助人們在處理各類型包含昏睡症、瘧疾等的寄生問題。在這些寄生蟲所導致的疾病之中,雖然大多疾病的致死率並不高,但其中的昏睡病就是其中少數會致死的疾病之一。

昏睡病又叫非洲錐蟲病(African trypanosomiasis),近年來主要在非洲傳播,在撒哈拉以南非洲國家造成數千起病例。布氏錐蟲(Trypanosoma brucei)隨著采采蠅(Tsetse fly)的叮咬散布開來,錐蟲在進入人體後會造成睡眠週期倒轉、發燒、肌肉無力、發癢等症狀,最後疾病侵入神經系統,在不同類型的情形下,導致宿主在數月或數年間死亡。

近數十年來,這些疾病已經在人類的努力控制之下明顯減少,儘管科學家不斷尋找新疫苗以及替代目前以砷為主的治療方式,但每年仍然有許多人因為昏睡症而死亡。

這項研究由德克薩斯大學達拉斯西南醫學中心 Peter O’Donnell Jr. Brain 研究所發表,對於身體無法承受治療副作用的病患來說特別有幫助。由於使用藥物的時機關乎病患性命,醫生們希望能找到使用藥物的最佳時間,降低藥物劑量與療程所需時間並拯救更多生命。帶領研究團隊與葡萄牙里斯本大學的 Luisa Figueiredo 博士進行這項研究的 Joseph S. Takahashi 博士表示,這項研究成果將可能運用於各類型的寄生蟲感染,或許能夠更進一步改善目前所使用的醫療手段。

在先前科學家就已觀察到寄生蟲表現出來的日常變化模式,但直到現在科學家才發現這些現象是由於複雜的分子時鐘所致。德克薩斯大學神經科學會長的 Takahashi 博士表示,有了這些認識之後,未來在治療昏睡症等其他寄生蟲感染疾病時,就能將這種生物時鐘概念帶入考慮。

研究團隊由來自德克薩斯大學達拉斯西南醫學中心與葡萄牙里斯本大學分子醫學研究所的研究者合作,他們首先在實驗室將分離出寄生的布氏錐蟲,經過基因分析後得到牠們在宿主體外狀態下的生物時鐘情形。研究團隊發現這種寄生蟲具有自身的代謝週期,使牠們對下午進行的投藥特別敏感。

研究團隊接下來的方向將是了解錐蟲內部時鐘如何運行,希望能找到與此相關的基因並藉此干擾其生理時鐘。就像人們在作息混亂、生理時鐘被破壞時會特別不穩定,科學家也希望這些寄生蟲能夠因為生理時鐘被打亂而變得虛弱。

霍華德‧休斯醫學研究所(HHMI)Rijo-Ferreira 博士表示,一般來說當我們讓某生物的生理時鐘產生變化,牠們對於環境的適應力會降低。所以我們打算讓這些寄生蟲出現類似時差的反應,藉此讓牠們變脆弱。

這項研究看似受益者多在非洲,但其實在非洲之外的世界各地也不乏寄生蟲造成的各類疾病案例。以美國為例,雖然這類可能致死的昏睡症主要在非洲偏遠地區散布,但在美國也有數百萬人受到其他寄生蟲感染。以下是美國疾病控制與預防中心(Centers for Disease Control and Prevention)列為公共衛生重點的 5 種寄生蟲感染疾病。

查加斯病(Chagas)

又稱為美洲錐蟲症(American trypanosomiasis),大多案例是由於接觸一種吸血昆蟲,俗稱親吻蟲(kissing bug)的糞便而被克氏錐蟲(Trypanosoma cruzi)感染。寄生蟲進入人身體的位置會腫大,也有少數案例致命,造成嚴重的心臟與腦部發炎。如果沒有接受治療,寄生蟲會終身寄生於人體內,美國估計約有 30 萬人受此感染。

弓蟲症(toxoplasmosis)

是美國藉由食物傳播造成的疾病中主要的原因之一,約有 3,000 萬美國人受弓形蟲(Toxoplasma gondii)感染寄生,但只有少數人因免疫反應而有症狀產生。人們通常因食用未烹煮的食物或者受污染的肉品而受感染,婦女在懷孕過程中若受感染也有可能使胎兒受感染,導致流產、死產、嬰兒眼疾或者嬰兒頭部大小不正常等情形。

弓蛔蟲病(Toxocariasis)

由兩種蛔蟲感染造成,主要經由貓狗的糞便散布。大多受感染者並不會出現症狀,但有些案例中蛔蟲會進入肝臟、肺或中樞神經等部位,蛔蟲若進入眼睛也可能導致失明。每年大約有 70 人因此失明,且多數為兒童。

囊蟲病(Cysticercosis)

通常因食用豬肉絛蟲(Taenia solium)囊尾幼蟲而導致肌肉、腦部或其他組織的感染。人們食用在受蟲卵污染的飲用水、食物或者吸吮不乾淨的手指等都可能造成感染。絛蟲感染腦部或脊髓常造成患者頭痛,嚴重可能導致腦腫脹、腦中風進而致命。估計每年至少 1,000 人因此出現嚴重的腦部症狀而接受治療。

滴蟲性陰道炎(Trichomoniasis)

陰道毛滴蟲(Trichomonas vaginalis)可以藉由人的性行為傳染,在美國約有 370 萬人受感染,但大多數受感染者並無所覺,所造成的症狀包含感染部位癢、灼熱感、紅痛等。透過藥物治療能夠根除陰道毛滴蟲的寄生,若沒有接受治療,感染可持續幾個月至幾年。

綜合以上可以看出寄生蟲問題不只是在未開發地區才存在,而是世界各地都會發生,使這項研究影響力更深遠。

(首圖來源:shutterstock)