
|長石
<h1>摘要: 據估計,世界上超過30%的人感染了弓形蟲病,這對免疫缺陷和孕婦構成重大威脅。研究還表明,弓形蟲病感染會改變宿主的行為,使他們更渴望探索和冒險。一項新的研究使用CRISPR基因編輯技術來建構一種弓形蟲病菌株,該菌株可作為疫苗阻止弓形蟲病傳播給人類。</h1>
高達30%的人感染了弓形蟲病
弓形蟲是一種腸道球狀的貓蠕蟲,由法國學者Nicolle和Manceaux于1908年在北非新鮮趾大鼠的肝髒和脾髒單核細胞中發現,該蠕蟲是弓形蟲,名為神經節。
類枸杞廣泛分布在世界各地,人和許多動物都可以被感染,随着貓科動物數量的增加,近三分之一的世界人口被感染,我國的陽性感染率為5%-20%,部分地區高達30%。
黑幫弓形蟲病具有複雜的生命周期,包括性愛和無性戀兩個階段。雖然寄生蟲可以感染許多哺乳動物,但它隻能在貓(包括家貓)中完成其生命周期。也就是說,除了最終的宿主之外,其他動物的弓形蟲病隻能進行無性繁殖,不能将其後代傳播到外界。
弓形蟲病感染的潛在危害
神經節瘤病是一種重要的偶然病原體,自20世紀20年代以來,醫生已經意識到,如果女性在懷孕期間感染弓形蟲病,它可能導緻嬰兒生病,在某些情況下,失明,智力遲鈍,甚至嚴重的腦損傷或死亡。
弓形蟲病也是免疫力低下人群的主要威脅:在艾滋病流行時,科學家尚未開發出有效的抗逆轉錄病毒藥物,許多艾滋病患者在流行的後期階段患有癡呆症。
一些研究表明,弓形蟲病感染可能會影響人類行為甚至世界文化。例如,在2010年南非世界杯淘汰賽階段的八場比賽中,所有弓形蟲病感染率高的國家都獲勝。
但幸運的是,健康的兒童和成人在感染的早期階段通常都有與正常流感相似的症狀,除了弓形蟲病在患者抵抗弓形蟲病後沒有完全消除,并且可能潛伏在腦細胞中。
弓形蟲病可以潛伏在大腦中進行精神控制
早期的研究發現,弓形蟲病對齧齒動物(大鼠、兔子等)有一種奇怪的"精神控制",一旦感染了這種腦寄生蟲,小鼠的大腦和行為就會受到明顯影響,它們似乎變得不那麼害怕貓,更容易被吃掉,使貓更容易感染弓形蟲病。
可以說,寄生蟲相當"聰明",可以通過"精神控制"來操縱感染者的行為,達到繁殖目的。一些研究甚至将人類感染與弓形蟲病與沖動/精神分裂症等心理健康狀況聯系起來。
然而,關于弓形蟲病如何影響宿主的行為以及宿主在多大程度上具有"精神控制"它的能力,一直存在激烈的科學争論。
2020年1月,瑞士日内瓦大學的研究人員在Cell Reports上發表了一篇研究論文,Cell Reports是Cell雜志的子期刊:Neuroinflammation-Associated Aspecific Control of The Mouse Byxoplasma Gondii。
研究表明,神經節感染使小鼠更渴望探索并消除對捕食者的恐懼,而不僅僅是貓,并發現行為變化的嚴重程度與大腦中弓形蟲病囊腫的數量呈正相關,表明廣泛的免疫相關行為變化。
結果表明,弓形蟲病已經為大腦中的寄生生活找到了一個"完美的地方":入侵大腦足以引發免疫反應,使宿主更接近捕食者,但不足以立即殺死宿主。這可以被描述為"一個非常聰明的政策"。弓形蟲病在某種程度上是一個"瘋狂的天才"。
CRISPR基因編輯帶來解決方案
世界上約有三分之一的人被感染并攜帶弓形蟲病,這對免疫力低下的人構成了重大的潛在風險,而弓形蟲病感染也是孕婦不能忽視的潛在威脅。是以,預防和控制弓形蟲病感染對人類健康和公共衛生具有重要意義。
2020年12月,瑞士蘇黎世大學的研究人員在《生物學方法雜志》上發表了一篇題為《簡化的CRISPR/Cas9方法在弓形蟲和Besnoitia besnoiti中快速基因組編輯的研究論文》。
使用CRISPR基因編輯技術,該團隊創造了一種弓形蟲病突變,該突變表現出受精不良,生育能力降低以及其卵泡無法産生孢子。用這種轉基因弓形蟲病感染貓完全可以防止弓形蟲病感染的囊和孢子的傳播。
這表明這種基因編輯的弓形蟲病可以用作解毒疫苗,以阻止弓形蟲病的傳播。
更重要的是,研究小組說,該研究使用了電染的Cas9蛋白和化學合成的sgRNA,sgRNA是一種瞬态成分,不含質粒,在編輯弓形蟲病基因後迅速降解,最大限度地降低了脫靶效應的潛在風險。
弓形蟲病具有複雜的生命周期,可以感染幾乎所有溫血動物,包括野生齧齒動物,鳥類,哺乳動物和人類。據估計,全世界有超過20億人感染了弓形蟲病,人類主要以三種主要方式感染弓形蟲病:食源性感染;
本研究開發的CRISPR基因編輯弓形蟲病突變株可以有效防止弓形蟲病在貓體内的傳播,進而切斷這些傳播途徑中的最後一條。
相關連結:
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2019.12.019
https://www.jbmethods.org/jbm/article/view/343