寄生蟲令人不安的特性之一是它們能夠操縱宿主,有時甚至達到自殺的程度。 典型的例子是肝吸蟲。 它感染螞蟻作為中間宿主,然後驅使昆蟲爬到草葉上,在那裡它更有可能被寄生蟲的成蟲宿主吃掉:牛或其他食草反芻動物。
過去幾年,科學家們逐漸認識到,在人類歷史上最致命的病原體之一的影響下,人類也會發生類似的情況:《瘧原蟲》寄生蟲不僅會導致瘧疾,還會使受害者對蚊子更具吸引力——然後蚊子會將寄生蟲傳播給更多的受害者。 新的研究表明,這種情況實際上可能更容易識別和治療長期以來逃避醫學檢測的攜帶者。 這可能預示著人類《瘧原蟲》寄生蟲的最終滅亡,這種寄生蟲在過去的數千年裡已經奪去了數億人的生命,僅在2016年就奪走了445,000人的生命。
這項於週一發表在《美國國家科學院院刊》上的新研究,描述了感染《瘧原蟲》的人產生的揮發性有機化合物(VOCs)的獨特特徵——這些化學物質通常被感知為氣味。 本質上,研究人員將瘧疾的氣味定義為蚊子聞到的氣味。 科學家們建議開發基於氣味的技術,以比目前任何方法更準確地檢測瘧疾,即使在沒有症狀的患者中也是如此。
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一個由蘇黎世聯邦理工學院的行為生態學家馬克·梅舍領導的團隊在肯亞西部維多利亞湖附近瘧疾地區的41所學校的400名兒童身上測試了這種方法。 科學家們使用了一種行動式、公文包大小的裝置,該裝置從皮膚表面抽取空氣,並將VOCs收集在過濾器中,以便稍後使用氣相色譜-質譜法進行實驗室分析。 該團隊還採集了血液樣本,透過兩種傳統的、更快捷的方法進行檢測:顯微鏡檢查或使用快速診斷測試篩選抗原。 研究人員為檢測呈陽性的兒童提供了治療。
這兩種傳統方法——甚至包括DNA分析——的問題在於,它們無法診斷出許多感染《瘧原蟲》的人部分免疫或沒有其他症狀的病例。 這些未被發現的攜帶者仍然具有瘧疾的氣味特徵,這意味著他們更可能吸引蚊子並傳播疾病。 新的研究表明,這種感染的“隱藏庫”可能佔蚊子“高達90%的進一步傳播”。 這也是瘧疾繼續導致如此多人死亡的主要原因,尤其是在撒哈拉以南非洲地區的兒童中。 另一方面,研究表明,使用氣味特徵“以100%的靈敏度識別出無症狀感染”,表明“在野外條件下開發一種穩健的非侵入性瘧疾感染檢測方法具有巨大的潛力”。
如果其他研究重複這些發現,瘧疾將加入已知氣味特徵的疾病的不斷增長的列表。 這些疾病包括哮喘、肺結核、糖尿病和多種癌症,以及牙齒、腸道、心臟、肝臟和腎臟疾病。 新的研究也正值商業和醫學界對及時開發檢測和診斷這些氣味特徵的實用工具的興趣日益濃厚之際。 “我不確定在現場實現這一目標是否是一個巨大的飛躍,”該研究的合著者、賓夕法尼亞州立大學的進化生物學家安德魯·裡德說,他補充說,類似酒精呼吸測試儀的裝置可能會加速檢測隱藏的攜帶者,從而加速在瘧疾流行的地區消除瘧疾。 為這項新研究提供資金的比爾及梅琳達·蓋茨基金會已將瘧疾的不僅是區域性消除,而且是全球根除作為其既定目標之一。
裡德警告說,這項新研究是基於單一人群的。 “問題是這在世界各地有多大的差異,”他說。 “對於飲食不同、生活方式不同的人來說,氣味特徵是否相同? 我們不知道是否需要針對不同的國家微調氣味特徵。” 但是,他補充說,世界各地的蚊子似乎都注意到了關於瘧疾的某些東西——“這表明這在世界各地都是相同的訊號。”
在英格蘭華威大學從事基於氣味的醫療檢測裝置研究的詹姆斯·A·科文頓說,“這項工作真的非常有趣”,但他沒有參與這項新研究。 但他提出了一個更大的警告:“這項新研究中確定的‘化學物質範圍’是我以前在其他疾病中見過的。” 因此,他說,它們可能只是身體在說“我病了,我壓力很大”,而不是“我得了瘧疾”。 他認為,如果這項研究將瘧疾患者與患有其他疾病的人進行比較,而不是使用健康兒童作為對照組,將會更有說服力。
在其他也沒有參與這項研究的科學家中,位於日內瓦的創新新診斷基金會的公共衛生微生物學家薩賓·迪特里希稱這項工作是一個令人印象深刻的開端。 “如果他們有來自肯亞400名兒童的資料,那顯然非常令人興奮; 400是一個很大的數字,”她說。 她指出,測試的非侵入性“顯然會使接觸更多人變得更容易”,並補充說,這一因素對於發現和治療充當寄生蟲庫的人“極其重要”。
來自疾病控制和預防中心瘧疾分部的熱帶病醫生埃裡克·霍爾西又增加了一個警告:目前的瘧疾防治計劃通常甚至無法覆蓋明顯的症狀病例。 他上週剛從南部非洲返回,他說,現有的診斷和治療技術在那裡長期短缺,醫療保健中心和社群志願者的培訓計劃也不足。 世界衛生組織報告稱,2016年全球在抗擊瘧疾方面的投資為27億美元,不到實現瘧疾控制目標所需的65億美元的一半。 “有希望的研究和新工具在瘧疾領域總是受歡迎的,”霍爾西說。 但重要的是要將已經掌握的工具投入使用。
