最近的一项研究揭示了引发人类非洲睡病和牲畜类似疾病的血源寄生虫如何在宿主中维持长期感染。研究人员利用小鼠模型表明，Trypanosoma brucei有效地采取了类似捉迷藏的策略，通过藏身于宿主的组织中，使其能够不断修改保护性的外层，并避开抗体的检测。
约翰斯·霍普金斯大学布隆伯格公共卫生学院的专家最近进行的一项调查揭示了负责引发人类非洲睡病和相关动物疾病的血源寄生虫是如何维持长期感染的。通过利用小鼠模型，科学家们说明了Trypanosoma brucei本质上采用了类似于捉迷藏的策略，通过在宿主的组织中定居，使其能够频繁改变保护性表面膜并避开宿主的抗体。
这项研究的结果于10月30日发表在Nature杂志上，可能为更好地理解对各种病原体的免疫反应铺平了道路。
非洲睡病，也被称为人类非洲锥虫病，是一种如果不及时治疗可能致命的被忽视的热带疾病。治疗和蚋虫控制的努力在一定程度上减轻了人类非洲锥虫病的影响，但T. brucei仍然对非洲农业构成重大挑战，导致每年约有三百万头牛死亡。
已知T. brucei寄生虫经常改变其外层，该外层由无数份被称为变异表面糖蛋白（VSG）的单一蛋白质组成。当宿主的抗体反应识别到特定的VSG时，寄生虫通常已转变为另一种未被免疫系统察觉的VSG。通过切换活跃的变异基因，寄生虫能够充分修改其外观，以长期躲避宿主的免疫反应。
在通过蚋虫叮咬进入血液后，T. brucei寄生虫还会感染血管外的区域。寄生虫在这种“血管外”栖息地的作用此前并不清楚。为了增强对T. brucei如何逃避免疫系统的理解，研究人员利用一种专门的RNA测序技术，随着时间推移追踪小鼠感染期间不同VSG类型的变化。
研究人员发现，绝大多数VSG出现在组织中，而不是在血液中。他们还发现，免疫系统清除这些组织中的寄生虫速度更慢。这些结果表明，通过从血液迁移至血管外区域，T. brucei获得了显著的“生存空间”，以生成足够的VSG变体，从而在宿主体内长期生存，确保持续传播。
“这项研究为理解T. brucei感染中的免疫逃逸提供了新视角，可能对其他慢性感染也适用，”研究的高级作者、布隆伯格公共卫生学院分子微生物学与免疫学系副教授Monica Mugnier博士评论道。
该研究的主要作者Alexander Beaver博士在研究期间是Mugnier实验室的博士候选人。
由蚋虫传播的T. brucei寄生虫栖息于撒哈拉以南非洲的许多地区。非洲许多野生哺乳动物携带该寄生虫而不表现出任何疾病症状，因此充当了储存库。在人类以及牛、羊和山羊等牲畜中，T. brucei感染可导致慢性疾病，在晚期特点是严重疲劳和其他神经问题。
寄生虫通过被蚋虫叮咬进入哺乳动物宿主的血液中，通常通过相同的路线离开。T. brucei从血液进入血管外区域的原因仍然是一个未解之谜。 在这项研究中，Mugnier及其团队利用独特的针对VSG的RNA测序方法，追踪从感染小鼠的血液和组织中分离的T. brucei寄生虫中不同VSG的表达情况。
他们观察到，在感染持续超过一周后，能够在小鼠组织中检测到的VSG数量，平均比血液中的多几倍。因此，病原体避免免疫系统的能力所需的VSG多样性大多数出现在组织而不是血液中。无论小鼠是通过注射还是蚋虫叮咬感染，这种模式是一致的。
当研究人员监测初始感染中的特定VSG时，他们注意到免疫系统清除带有这些VSG的寄生虫从组织中所需的时间，明显长于从血液中清除的时间。此外，当他们使用延迟寄生虫组织清除的基因改造小鼠时，观察到了组织VSG多样性的相应增加。
总体而言，研究结果表明，T. brucei利用组织作为相对庇护的环境，在这里可以更长时间地存在，产生更多的变体，并且可能比免疫系统的反应速度更快地将这些形式重新感染血液。
“组织之前被认为是T. brucei感染的偶发部位，但现在看来它们在维持该寄生虫的长期感染中扮演了关键角色，而血液主要作为组织之间的运输通道，以及最终返回蚋虫的传播通道，”Mugnier表示。
这种新理解表明，她继续说，阻止T. brucei从血液移动到组织可能足以让免疫系统赶上并消除感染，提出了一种有前景的新治疗方法。
Mugnier及其团队还推测，这种利用血管外空间的方式可能被其他病原体，如莱姆病细菌，作为建立慢性感染的手段。
“T. brucei感染可以作为理解为何血管外空间在清除病原体上的效果较差，以及一些病原体如何利用这一点的宝贵模型，”Mugnier总结道。
这项研究得到了美国国立卫生研究院（T32AI007417、T32OD011089、1K99GM132557-01、DP5OD023065、R01AI58805）、香农·扎克伯克倡议、德国研究基金会和欧洲研究委员会的支持。
