想象一個沒有恐懼的世界。在日常生活中不受日常煩惱的束縛，這可能是令人感到充滿力量的。你可以自信地穿越高速公路，挑戰各種冒險活動，觀看恐怖電影時面不改色。然而，更深入地思考一下這種前景，可能性會變得更加黑暗，甚至是致命的。畢竟，我們的恐懼可以保護我們。
例如，老鼠對貓的基本厭惡感使其遠離死亡的魔爪。但不幸的是，對於世界各地的老鼠來說，它們還有一個需要對抗的第二個敵人，這個敵人可能會阻止它們產生最初的恐懼感。一種單細胞生物（原生動物），弓形蟲，可以Override齧齒動物最基本的生存本能。結果是，齧齒動物不會逃離貓，反而奇怪地被貓吸引。
弓形蟲的觸角遠遠超出了貓和老鼠的世界。它可能與齧齒動物和貓科動物宿主有特殊關係，但這種寄生蟲也感染了陸地、海洋和空中數十億動物的大腦。人類也不例外。全球範圍內，科學家估計有多達30億人可能攜帶弓形蟲。在美國，有五分之一的機率弓形蟲寄生在你神經迴路中，而在其他國家，感染率高達95%。
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對於大多數人來說，這種感染似乎是無症狀的，但最近的證據表明，弓形蟲會積極地重塑哺乳動物腦細胞的分子圖譜。現在一些研究人員已經開始推測，這種微小的單細胞生物可能會以隱蔽、微妙的方式微調人類的健康和個性。
貓拖進來的東西
研究人員於1908年首次發現了弓形蟲，到20世紀末，他們已經很好地掌握了人們如何感染這種寄生蟲。故事從貓開始：由於科學家尚未解開的原因，弓形蟲只能在貓科動物的腸道內進行有性繁殖。寄生蟲在其貓科動物宿主體內繁殖，並從貓科動物的尾端釋放出來。貓非常愛乾淨，因此很少在其皮毛中發現弓形蟲。相反，人們可能會因接觸貓砂或在受汙染的水或食物中攝入它而感染[參見第88頁的方框]。
在新的宿主體內，寄生蟲開始無性分裂並在宿主體內擴散。在感染的初始階段，弓形蟲可能在免疫功能受損或易感宿主體內引起弓形蟲病，導致廣泛的組織損傷。孕婦尤其處於危險之中。如果婦女在懷孕期間首次感染弓形蟲，寄生蟲可能會侵入發育中的胎兒，在細胞與細胞之間傳播時切穿組織和器官。妊娠早期感染可能導致流產或出生缺陷。
然而，在其他健康個體中，此期間唯一的症狀是短暫的、類似流感的不適，如發冷、發燒和身體疼痛。幾天之內，免疫系統控制了寄生蟲，弓形蟲退回到休眠狀態。它將自己隱藏在宿主細胞內的硬化壁中，這種結構稱為組織囊腫。
感染的這個階段沒有其他明顯的症狀，但是患有潛伏性感染的人如果發展成免疫系統受損（由於艾滋病、器官移植或化療），可能會出現嚴重的併發症。隨著身體防禦系統的減弱，弓形蟲會重新啟用並失控地生長。
一旦感染，一個人將終生攜帶。我們的免疫系統顯然無法消除組織囊腫，也沒有任何已知的藥物可以做到這一點。儘管如此，這種可以透過血液測試檢測到的感染長期以來一直被認為是相對良性的。畢竟，許多人攜帶這種寄生蟲，但沒有明顯的副作用。只是最近科學家才開始重新審視這種看法。
吃我吧，貓咪先生
在20世紀80年代，研究人員注意到感染弓形蟲的小鼠出現異常行為。這些齧齒動物變得過度活躍，並且梳理毛髮的次數減少。1994年，當時在牛津大學的流行病學家喬安妮·韋伯斯特觀察到，攜帶組織囊腫的大鼠的行為與未感染的大鼠不同。受感染的齧齒動物沒有逃離貓，而是朝它們移動——使它們更容易成為獵物。
韋伯斯特懷疑，她稱之為“致命的貓科動物吸引力”的現象，是寄生蟲狡猾地回到貓的腹部以完成其生命週期性階段的一種方式。在隨後的幾年裡，這種觀點獲得了支援：現在大量的研究表明，寄生蟲確實可以透過改變神經活動和基因表達來操縱齧齒動物的行為。
幾項控制良好的實驗表明，雖然未感染的齧齒動物會避開注入貓氣味的區域，但受感染的齧齒動物似乎並不介意。更奇怪的是，2011年，斯坦福大學的神經內分泌學家羅伯特·薩波爾斯基、新加坡南洋理工大學的分子生物學家阿賈伊·維亞斯及其同事發現，至少在神經活動方面，受感染的大鼠似乎性被貓的氣味吸引。
在哺乳動物的大腦中，“防禦”和“生殖”神經通路是並行執行的。這些通路始於參與氣味檢測的嗅球，終止於邊緣系統，邊緣系統是諸如恐懼和興奮等基本反應的關鍵區域。它們的接近性可能部分解釋了寄生蟲如何操縱齧齒動物的行為。
薩波爾斯基及其同事與18只受感染和18只未受感染的雄性大鼠合作，研究了當齧齒動物暴露於雌性大鼠氣味或貓尿氣味時它們的行為。然後他們處死了這些動物並檢查了它們的大腦。研究人員發現，與其他大腦區域相比，邊緣系統中寄生蟲囊腫略有富集。
他們還透過用一種溶液染色細胞來評估大腦的哪些部分在暴露於氣味期間處於活動狀態，這種溶液可以顯示c-Fos，一種在神經元活躍時表達的蛋白質。斯坦福大學的研究人員發現，受感染的齧齒動物在暴露於雌性大鼠和貓科動物氣味時，其大腦的生殖通路都高度活躍。此外，該團隊發現，暴露於貓尿的受感染齧齒動物在生殖通路中表現出的啟用類似於未感染齧齒動物對雌性大鼠氣味的反應。這些結果表明，在受感染的大鼠中，神經活動從防禦通路轉移到附近的生殖通路。老鼠聞到的不是危險，而是愛情的味道。
科學家們不確定寄生蟲究竟是如何引發這種致命吸引力的，但2014年維亞斯實驗室的一個線索浮出水面。維亞斯及其同事表明，弓形蟲會增加宿主體內參與社交和性行為的神經遞質水平。為了完成這項任務，寄生蟲會改變DNA甲基化。甲基化的基因是沉默的，被分子帽阻擋。弓形蟲會解開一組基因的帽子，這些基因會刺激促進性行為的神經遞質的產生。維亞斯和他的團隊透過逆向操作發現了這個訣竅：當他們給受感染的大鼠服用一種化學化合物，使相關基因沉默時，大鼠對貓科動物氣味的特殊吸引力消失了。
親吻並吐口水
隨著越來越多的證據表明弓形蟲可以影響其宿主的大腦，其他科學家著手瞭解寄生蟲在更小的尺度上的影響：在每個宿主細胞內。他們的發現表明，這種微生物特別隱伏——它所做的改變可能是永久性的。
為了複製，弓形蟲必須侵入細胞。斯坦福大學寄生蟲學家約翰·C·布斯羅伊德將這個過程稱為“親吻並吐口水”。寄生蟲首先附著在宿主細胞上（親吻），然後向該細胞釋放大量外來蛋白質（吐口水）。然後弓形蟲進入宿主細胞，注射的蛋白質幫助它重新裝飾它的新家。
寄生蟲的第一個行動是建立一個保護性氣泡，它可以在其中和平分裂，而不會受到宿主細胞蛋白質的攻擊。（之後，在感染的休眠階段，這些氣泡會增厚，變成組織囊腫。）然後寄生蟲移動線粒體，線粒體是細胞的動力源，使其與保護性氣泡相鄰。它還作用於細胞的DNA，抑制一些宿主基因的表達，同時啟用另一些基因。最後，弓形蟲修飾宿主蛋白質以改變其功能並抑制免疫反應。
總而言之，這些修飾確保宿主細胞能夠長時間存活併為寄生蟲提供能量，而不會驚動免疫細胞，讓它們知道有寄生蟲入侵。雖然這些發現主要是在齧齒動物身上獲得的，但對人類細胞培養的研究表明，同樣的變化可能也發生在人體內。在我們的實驗室中，我們正在研究弓形蟲如何複製以及如何與其宿主相互作用，以努力開發治療這種感染的新藥。
值得注意的是，布斯羅伊德的研究小組在2012年發表的一項研究表明，弓形蟲不僅會向其侵入的細胞吐口水，還會向未感染的細胞吐口水。這種行為——在經過細胞時吐出蛋白質，而不在細胞中停留——是微生物世界中的一項最新發現。因此，未攜帶弓形蟲的細胞包含可以Co-opt和重新程式設計這些細胞的寄生蟲蛋白質。在受感染小鼠的大腦中，被吐口水但未被侵入的細胞甚至比含有寄生蟲的細胞更常見。這種蛋白質的廣泛散射意味著弓形蟲可以在全球範圍內影響其宿主，從而更容易想象寄生蟲如何操縱整個動物的活動。
2013年，加州大學伯克利分校的生物學家邁克爾·艾森及其同事發現，即使不再有感染跡象，齧齒動物對貓氣味的奇怪吸引力也可能是永久性的。在一項研究中，艾森將小鼠暴露於一種似乎不會形成腦囊腫的寄生蟲突變株。四個月後，受感染小鼠的大腦中沒有可檢測到的寄生蟲，但它們仍然被貓氣味吸引而不是排斥。這一發現表明，即使寄生蟲可以從體內清除，行為改變也可能持續存在。感染會留下印記，就像一個永久的寄生蟲給予的紋身。
與人類的聯絡
人們不會將自己扔進動物園的獅籠這一事實有力地表明，弓形蟲對人類的影響與它改變小鼠的方式不同。哺乳動物的大腦並非完全相同，弓形蟲的技巧最有可能特別適合齧齒動物。從進化角度來看，寄生蟲透過適應控制人類大腦幾乎沒有什麼好處。畢竟，我們是“終末”宿主——我們體內的寄生蟲不太可能回到貓的腸道進行繁殖。然而，這些寄生在我們大腦中的囊腫可能會以微妙、出乎意料的方式操縱我們。例如，愛荷華大學的流行病學家安傑利科·門迪最近的一項研究發現，兒童弓形蟲感染與認知測試表現之間存在潛在聯絡。主要由布拉格查理大學的寄生蟲學家雅羅斯拉夫·弗萊格爾進行的大量研究支援了弓形蟲有可能改變人類行為的觀點。在跨越十多年、涉及近2500人的系列性格評估中，弗萊格爾及其同事發現，某些特質經常與弓形蟲感染同時發生。例如，受感染的男性往往內向、多疑和叛逆，而受感染的女性往往外向、信任和順從。
弗萊格爾還使用一個簡單的反應時間測試發現，受感染的個體比未感染的同齡人反應更慢。這種滯後可能與他確定的另一個相關性有關。在2009年對捷克共和國3890名軍事應徵者的分析中，那些患有潛伏性弓形蟲病且血型為陰性（意味著他們缺乏RhD蛋白）的人，發生輕微交通事故的可能性是那些沒有弓形蟲或血型為陽性的人的六倍。RhD的功能尚不清楚。弗萊格爾的結果表明，RhD在某種程度上保護人們免受弓形蟲的影響，但它是如何做到這一點的仍然是一個謎。
最近，弗萊格爾及其同事發現，小鼠身上發生的一些變化也存在於人類身上——儘管是以性別特異性的方式存在。2011年，研究人員要求34名感染弓形蟲的學生和134名未感染的學生對來自不同動物的尿液樣本的強度和愉悅度進行評分。奇怪的是，受感染的男性發現貓尿氣味比未感染的男性更令人愉快；而在女性中，情況恰恰相反。
另一項研究側重於弓形蟲病與精神分裂症之間的潛在聯絡。2001年，斯坦利醫學研究所的精神病學家E·富勒·托里和約翰·霍普金斯大學醫學院的神經病毒學家羅伯特·約爾肯報告說，與健康的同齡人相比，經歷首次精神分裂症發作的患者體內與弓形蟲相關的抗體明顯更多。雖然這項初步研究僅限於38人，但隨後幾年進行的其他研究在很大程度上支援了這種聯絡。
儘管這些研究引人入勝且引人注目，但它們也存在一些注意事項。樣本量相對較小，這意味著這些發現是初步的。它們不能明確地證明弓形蟲會導致人類的行為改變。就精神分裂症而言，重要的是要注意，這種情況很複雜，可能涉及許多觸發因素。寄生蟲可能是一個促成因素，但也可能是精神分裂症患者的行為方式使他們更容易感染。迄今為止，還沒有確鑿的證據直接表明寄生蟲是包括精神分裂症在內的任何精神病的原因。
最終，這些挑釁性的發現可能反映了各種因素之間複雜的交換。例如，某些遺傳易感性，甚至弓形蟲與另一種傳染性病原體之間的相互作用，可能意味著某些人更容易受到寄生蟲的勸說。只有來自多個研究小組的更大規模的研究才能精確地確定這種寄生蟲可能對其感染的人做什麼。擴充套件的研究也可能有助於解釋為什麼弓形蟲似乎對男性和女性產生相反的影響。
意外的干預者
隨著研究人員繼續揭示弓形蟲長期以來一直保密的驚人影響，許多科學家開始認為弓形蟲令人印象深刻的細胞和分子技巧使其能夠引起人體宿主體內的紊亂。至少，人類調查的發現呼籲進一步澄清。
如果您好奇自己是否攜帶這種寄生蟲，您可以進行血液測試。與此同時，您可以為您和您的貓科動物朋友保持良好的衛生習慣，從而增加您保持無弓形蟲感染的機率。如果貓在您的院子裡遊蕩，疾病控制與預防中心建議在園藝時佩戴手套和口罩，並在不使用時關閉所有沙箱。其他基本的健康提示——清洗水果和蔬菜，徹底煮熟肉類和經常洗手——對於避免感染也很重要。
弓形蟲可能會徹底改變大腦和行為的觀點當然令人不安。但也許這些發現提醒我們一個更基本的真理。每個人實際上都構成了一個豐富的生態系統。對於體內每個人的細胞，還有10個細菌細胞影響生理、新陳代謝和健康。原生動物弓形蟲只是系統內的另一個偷渡者，值得更多研究。畢竟，如果我們不瞭解我們的微生物夥伴，我們將永遠無法完全瞭解我們自己。
弓形蟲如何征服動物界
弓形蟲是地球上分佈最廣泛的寄生蟲，遍佈各大洲和各種各樣的棲息地。我們只是最近才發現它感染了多少種不同的動物。令許多人驚訝的是，不列顛哥倫比亞大學的科學家在2014年在北極的白鯨體內發現了這種寄生蟲。在加利福尼亞海岸附近，弓形蟲感染已被證明是導致海獺死亡的原因，而以前海獺的死亡歸因於鯊魚或船隻。
這種狡猾的入侵者部分歸功於其高擴張率的成功。新感染弓形蟲的貓可以在大約7到14天的時間內排出多達8億個含有寄生蟲的包裹——稱為卵囊。一旦釋放，卵囊可以在土壤或水中存活數年。吸入或攝入僅一個卵囊就足以建立感染，這幾乎保證了寄生蟲會找到進入各種新宿主的方式。
但是家貓可能因其與弓形蟲的聯絡而受到了不公平的壞名聲。寵物主人如果未能在使用貓砂後洗手，確實可能會意外攝入卵囊，但科學家認為，一隻貓一生只會排出一次卵囊。
與家養貓科動物相比，野貓和流浪貓可以在花園、農場和蓄水池中傳播卵囊，這意味著它們可能是弓形蟲傳播的更大貢獻者。卵囊通常存在於髒水或未清洗的水果和蔬菜中。寄生蟲不會感染植物，但其卵囊可以殘留在植物表面，除非對其進行仔細清潔。
此外，許多動物——包括人類——很可能因食用生的或未煮熟的肉類而感染。任何感染弓形蟲的動物都會在其一生中攜帶組織囊腫。當在例如韃靼牛排中食用該組織時，寄生蟲會傳播到其新的宿主中。這些進入新宿主的巧妙方法使弓形蟲得以在全球範圍內傳播。—G.S.和B.S.