知否 | 可怕寄生虫！钻入十亿生物大脑 还让老鼠不怕猫

作者小小

出品网易科技《知否》栏目组（ID：tech_163）

　　每当生病时，我们就会变得与以往有些不同。无论是感冒时打喷嚏，还是感染了狂犬病时咬人，这都是因为细菌正在从前宿主身上转移到人类宿主身上所致，并在这个过程中改变我们的行为，进而帮助病原体传播扩散。

　　举例来说，狂犬病会导致受感染的动物疯狂地咬人，因为病毒需要通过唾液传播。但有些微生物的行为更为微妙，比如弓形虫（Toxoplasma gondii）。这种寄生虫只在猫身上进行有性繁殖，但却可以感染任何动物，劫持大脑并影响宿主的行为。

　　在许多让查尔斯·达尔文（Charles Darwin）忍俊不禁的事件中，感染弓形虫的大鼠和小鼠的行为方式使它们很容易成为猫的猎物，而猫正是弓形虫下个想要寄生的理想宿主。

　　鉴于三分之一的人类大脑中也有弓形虫囊肿，弓形虫改变啮齿动物行为的本能更令人担忧。潜伏在人类体内的弓形虫病与严重的神经系统疾病有关，包括精神分裂症、间歇性暴怒症和自杀等，但从未被证明其是导致这些疾病的直接原因。

　　寄生虫也能操纵人类行为吗？有没有方法可以帮助人类摆脱这种寄生虫，如果有这样的方法，人类行为会恢复正常吗？

　　美国印第安纳大学药理学和毒理学教授比尔·苏利文（Bill Sullivan）研究弓形虫已有 20 多年。他不仅发现这种寄生虫对宿主行为的诸多怪异影响，而且还在试图找出它的弱点，以便医生能更好地治疗这种目前无法治愈的终身感染。

　　在与生物化学家罗纳德·维克（Ronald Wek）和神经学家史蒂芬·博西姆二世（Stephen L. Boehm II）的合作研究中，他们有了个惊人的发现，即寄生虫可能并没有直接操纵其啮齿动物宿主的行为。相反，宿主对慢性感染的免疫反应可能才是罪魁祸首。

大脑感染弓形虫

图：脑组织切片中的弓形虫囊肿（绿色），其细胞核呈蓝色

　　弓形虫是一种单细胞寄生虫，它真的堪称无所不在，已经成功地渗透到世界上数十亿生物的大脑中，从鸟类到白鲸等。然而，在所有弓形虫能感染的物种中，只有猫能支持其进行有性繁殖。

　　在猫的肠道内发生性行为后，弓形虫被包装成坚固的卵囊，卵囊通过粪便释放到环境中，然后可以被其他动物摄取或吸入体内。感染弓形虫通常不会在人类身上产生症状，除非他们的免疫系统产生反应，但寄生虫会作为潜伏的组织囊肿在体内存活一辈子。

　　这些组织囊肿常见于大脑、心脏和骨骼肌中。组织囊肿的形成发生在所有受感染的动物身上，包括许多最终出现在我们餐盘上的动物体内。在生肉或未煮熟的肉中食用这些组织囊肿也会传播感染。

　　此外，这些组织囊肿作为寄生虫传播媒介的另一种方式是改变宿主的行为。患有弓形虫病的大鼠和小鼠变得极度活跃，甚至失去了对猫的本能恐惧，进而使它们成为猫科动物的免费午餐。

　　医学博士詹妮弗·马蒂诺维茨（Jennifer Martynowicz）对潜伏弓形虫病改变老鼠行为的能力很感兴趣。这种微生物被包裹在组织囊壁中，似乎是惰性的，但它究竟是如何做到这一点，长期以来这始终是个谜。

　　众所周知，弓形虫向宿主细胞释放大量的寄生虫蛋白，这些蛋白可以改变基因活动，但它如何转化为改变宿主行为却仍不清楚。

　　苏利文等人之前发现，美国食物药品管理局（FDA）批准的、用于治疗高血压的药物瓜纳宾茨（guanabenz），可以显著减少我们称为 BALB/c的受感染小鼠的脑囊肿数量。使用这种药物，马蒂诺维茨能够解决一个基本问题：如果我们减少大脑中寄生虫囊肿的数量，能恢复正常行为吗?

弓形虫感染改变宿主行为

图：感染弓形虫的老鼠不怕猫

　　马蒂诺维茨为因患有潜伏弓形虫病而极度活跃的小鼠服用了瓜纳宾茨三周。当马蒂诺维茨检查了接受治疗的小鼠和没有接受冠状动脉注射的大鼠大脑时，她发现接受治疗的小鼠大脑中囊肿数量减少了 75%，这加强了之前研究发现的证据。

　　在第一个类似的实验中，马蒂诺维茨研究了囊肿的减少是否影响了小鼠的活跃程度。令研究人员感到兴奋的是，通常在患有潜伏弓形虫病的小鼠身上看到的过度活跃症状已经消失，用瓜纳宾茨治疗的动物表现得更像正常的、未受感染的小鼠。

　　这样看来，苏利文等人的假设是正确的，大脑中的弓形虫囊肿与行为变化有关。为了确定小鼠的这种过度活跃是否真是由囊肿引起的，马蒂诺维茨决定对另一种更容易感染弓形虫的 C57BL/6 小鼠品系进行瓜纳宾茨效应的研究。

　　在这个小鼠品系中，瓜纳宾茨并没有降低囊肿数量，但它扭转了小鼠过度活跃的行为。这些意想不到的发现表明，受感染小鼠的过度活跃表现与寄生虫性脑囊肿的数量无关。

　　为了解决这个令人困惑的差异，马蒂诺维茨检测了这些老鼠大脑的炎症水平。其他研究人员观察到，潜伏在大脑中的寄生虫囊肿会吸纳免疫细胞，产生低水平的持续炎症。

大脑炎症会改变感染者行为吗？

图：这两幅漫画展示了瓜纳宾茨对两种不同品系小鼠的影响。研究结果表明，大脑炎症可能是促使寄生虫宿主行为发生改变的主要原因

　　众所周知，瓜纳宾茨具有抗炎作用，减少大脑炎症似乎正是这种药物对这两种受感染小鼠大脑产生了积极影响。这些结果表明，受感染小鼠的过度活跃更有可能是由它们的免疫反应而不是寄生虫驱动的行为引发的。

　　如果事实真是这样，控制受感染动物某些行为变化的关键可能在于调节它们的免疫反应。我们还不知道神经炎症是如何导致这些小鼠过度活跃的。但值得注意的是，有些新兴研究也发现了炎症和注意力缺陷多动障碍(ADHD)之间的联系，后者影响着美国 600 多万名儿童。

　　如果这项目前只在老鼠身上进行的研究扩展到人类身上，它将对我们如何治疗脑部感染产生重要影响。研究发现，基于免疫反应，大脑感染可能只会对少部分人造成神经方面的影响。此外，苏利文等人需要更多研究，以便确定像瓜纳宾茨这样的消炎药物是否真能有效控制人类生病时的怪异症状。