“食腦”變形蟲感染幾乎總是致命的。新的治療方法即將到來

新藥可能幫助患有危及生命的“食腦”變形蟲感染的患者

Trophozite form illustration of the parasite Naegleria fowleri.

福氏耐格里變形蟲在溫暖的淡水中繁殖,當受汙染的水透過鼻子最終進入大腦時,會意外感染游泳者。

Dr_Microbe/Getty Images

十多年前聖安東尼奧一個炎熱的星期六,一名 8 歲男孩因持續數天的發燒、頭痛、嘔吐和對光敏感而被緊急送往醫院。這個孩子住在德克薩斯州-墨西哥邊境附近,他的母親曾帶他去墨西哥的一系列診所就診,但他的病情卻惡化了。這個孩子現在已經失去知覺,對聲音、光或其他刺激沒有反應。

醫生給孩子上了呼吸機,並開始全力以赴地找出病因。他們在男孩的腦脊液中發現了一種生物,幾乎不留任何希望:福氏耐格里變形蟲,俗稱“食腦變形蟲”。

這是 丹尼斯·康拉德醫生,當時是聖安東尼奧大學醫院的兒科傳染病專家,在他的職業生涯中見過的第三個病例。其他兩名患者都去世了。


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但康拉德最近讀到一種新藥選擇,米替福辛,已被批准作為福氏耐格里變形蟲感染的實驗性治療藥物。他將其新增到男孩的藥物治療方案中,該方案已經包括其他抗菌和消炎藥物。

“這是一個大雜燴,”康拉德告訴 Live Science。“這是一種糟糕的疾病,你只能用你所能想到的一切來打擊它們。”

這個孩子的預後很差。他在抵達聖安東尼奧之前已經病了五天,大多數感染福氏耐格里變形蟲的人在症狀開始後約五天死亡。根據疾病控制和預防中心 (CDC) 的資料,1962 年至 2022 年間,美國確診的福氏耐格里變形蟲感染病例為 157 例。其中 4 人倖存。

在世界其他地方,情況也類似。感染這種變形蟲而生病的情況很少見——而且非常非常罕見的是能倖存下來。但最近的少數倖存者可能要感謝米替福辛的康復,米替福辛是最近推薦的用於治療原發性阿米巴腦膜腦炎 (PAM) 的新藥,PAM 是由變形蟲引起的疾病。新的藥物可能也即將問世。問題是它們是否能在損害造成之前到達患者手中。

“瓷器店裡的公牛”

福氏耐格里變形蟲在華氏 80 度(攝氏 26.6 度)或更溫暖的溫暖淡水中茁壯成長,儘管它也可能在較冷的溫度下設法存活,根據 CDC。它純粹是意外地感染人類,當水被強行衝入鼻腔時,推動變形蟲穿過一塊叫做篩板的網狀骨骼到達嗅覺神經,嗅覺神經充當通往大腦的通道。

免疫功能低下的人風險更高,胡安·費爾南多·奧爾蒂斯醫生說,他是密歇根州大急流城 Corewell Health 的神經病學住院醫師,他撰寫了一篇關於治療感染的期刊文章。根據 CDC 的資料,14 歲以下的男孩佔病例的絕大部分,這可能是因為他們比其他群體更可能做將水衝入鼻腔的事情,例如跳躍和潛水。大多數病例涉及天然水體,但很少有病例與經過處理的水有關,例如在戲水池中。在少數情況下,人們因在洗鼻壺中使用自來水沖洗鼻竇而感染。

康拉德和他的同事在 2013 年 8 月治療的兒童有一個典型的悲慘感染故事。他整個夏天都和母親在格蘭德河岸邊的一個非正式營地度過,那裡沒有自來水。人們在河裡洗澡,孩子喜歡在那裡淺水區玩耍。

最有可能的是,他在那裡遇到了變形蟲,康拉德和他的團隊現在必須殺死它——在它造成超過孩子能夠承受的破壞之前。

PAM 透過大量破壞腦組織來殺死患者。變形蟲本身直接造成了一些破壞,因此獲得了“食腦”的綽號,但大部分腦損傷實際上是由身體對控制系統中的入侵者的強烈免疫反應引起的,康拉德解釋說。康拉德說,進化為生活在體內的寄生蟲通常有抑制宿主免疫反應的方法,這樣它們就不會失去它們的食物票。但由於福氏耐格里變形蟲不需要宿主,因此它沒有這些適應性。“它就像瓷器店裡的公牛,”康拉德說。

幸運的是,美國每年只有 0 到 6 例福氏耐格里變形蟲感染,並且沒有證據表明感染變得更加普遍,朱莉婭·哈斯頓醫生說,她是 CDC 水傳播疾病預防部門的醫學流行病學家。雖然大多數病例發生在德克薩斯州、佛羅里達州和其他南部州,但近年來美國北部的病例比平時多,這可能是因為氣候變化正在使水道變暖到變形蟲喜歡的溫度,哈斯頓說,並且2021 年的一項研究發現,在中西部地區,最北到明尼蘇達州的病例也在增加。

“對於想知道自己是否處於危險中的人來說,最安全的方法……就是假設福氏耐格里變形蟲存在於所有淡水中,”哈斯頓說。“湖泊、河流、任何天然淡水水體。”

絕境求生奏效

為了對抗正在攻擊聖安東尼奧患者大腦的變形蟲,康拉德和他的團隊拿出了一種當時的新型療法,米替福辛。這種藥物是一種最初用於治療利什曼病(一種由熱帶寄生蟲引起的疾病)的抗菌藥物——在研究中顯示出對福氏耐格里變形蟲的希望,因此 CDC 一直在分發它用於 PAM 病例。奧爾蒂斯說,米替福辛可以穿透血腦屏障,並且患者相對耐受良好。他補充說,這很重要,因為許多抗寄生蟲藥物也會損害人體細胞。

醫生從 CDC 訂購了這種藥物。(今天,它以品牌名 Impavido 在市場上銷售。)它在孩子入院 14 小時後到達。

孩子活了下來。

但他並非毫髮無損。當男孩出院時,他可以自主呼吸,但做不了太多其他事情。經過幾個月的康復治療,他恢復了一些能力,但他的家人仍然必須幫助他進行基本的自我護理,康拉德說。

然而,同年夏天,阿肯色州一名 13 歲女孩在人工池塘游泳時感染了變形蟲。她接受了快速治療,包括米替福辛,並康復了。根據2015 年描述她治療的病例報告,經過六個月的康復治療,她沒有因這次與死亡擦肩而過而留下任何神經系統後遺症。

她和德克薩斯州的男孩是自 1978 年以來美國 PAM 的首批倖存者。2016 年,佛羅里達州一名 16 歲男孩感染了 PAM 並接受了米替福辛治療;他也完全康復

然而,並非所有接受米替福辛治療的 PAM 患者都倖存下來。即使有了新藥,PAM 的死亡率仍然超過 97%,根據 CDC 的資料

每年夏天,全國各地都會出現少數新的 PAM 病例,醫生們一直在努力改進他們的治療方法。康拉德說,他們越來越多地探索像將患者的體溫冷卻到華氏 95 度(攝氏 35 度)左右這樣的策略,一些研究表明這可能改善腦外傷的恢復。

也可能有新的藥物即將問世。雅各布·洛倫佐-莫拉萊斯說,米替福辛可能對腎臟和肝臟有毒副作用,並且在發展中國家無法獲得,他是寄生蟲學高階講師,也是拉拉古納大學熱帶疾病和加那利群島公共衛生研究所所長。

因此,洛倫佐-莫拉萊斯和他的團隊正在尋找替代品。其中最有希望的一種是硝呋妥因,一種在歐洲用於治療尿路感染的抗生素。洛倫佐-莫拉萊斯和他的團隊在 2023 年 8 月的《抗生素》雜誌上報告說,在實驗室培養皿中,低濃度的硝呋妥因誘導了福氏耐格里變形蟲的細胞死亡,而不會對宿主細胞造成毒性作用。這種藥物也已成功治療了一名感染了另一種食腦變形蟲,曼氏巴拉姆變形蟲的患者。

現在,他們正在進行動物研究,並希望在明年的國際自由生活阿米巴會議(一個每兩年舉行一次的阿米巴研究人員會議)上展示積極的結果。洛倫佐-莫拉萊斯說,硝呋妥因已經在全球範圍內廣泛使用,而且由於它已經獲准使用,因此不需要進行廣泛的臨床試驗;醫生可以開始超說明書使用這種藥物。

新的替代方案

人們也在努力尋找新的藥物來對抗 PAM。一些研究人員對開發針對福氏耐格里變形蟲感染的 mRNA 疫苗感興趣,2024 年《科學報告》雜誌上的一項研究使用變形蟲表面特徵的建模來建議這種疫苗可能是什麼樣子。(該研究的作者沒有回應 Live Science 的採訪請求。)

洛倫佐-莫拉萊斯和他的同事也在研究一種叫做 elatol 的色素的影響,這種色素是從紅藻中提取的。“我們已經從紅藻中分離出一些關鍵化合物,這些化合物對包括耐格里氏菌在內的不同自由生活阿米巴非常有效,其濃度甚至低於目前的治療方法,”他說。

然而,研究人員目前正在實驗室培養皿中進行這些測試。將測試轉移到人身上將需要製藥公司的資助。洛倫佐-莫拉萊斯說,這可能很困難,因為公司看不到從像 PAM 這樣的“罕見”疾病中獲利的巨大潛力。然而,他說,PAM 仍然經常被忽視,他說,這可能意味著潛在市場比製藥公司高管認為的更大。

與時間賽跑

也許對於今天的患者來說,最直接的希望只是更快地識別出這種疾病。茱莉亞·瓦洛奇尼克說,拯救 PAM 患者的時間很短,她是維也納醫科大學熱帶醫學教授,研究阿米巴疾病。“如果為時已晚,無論使用哪種藥物都無關緊要;患者通常無法存活,”她告訴 Live Science。

治療開始較晚可能是康拉德的 8 歲患者遭受如此嚴重的腦損傷的原因之一,而大約在同一時間接受治療的其他青少年則恢復得更完全。

阿米巴的測試很簡單:取一份大腦和脊髓周圍液體的樣本,並尋找游泳的單細胞生物。但醫生可能不會及時想到訂購測試,因為 PAM 看起來像由更常見的病毒和細菌引起的腦膜炎。死於該疾病的兒童的家庭越來越多地努力提高人們的認識,這有望促進更快的診斷和治療。例如,喬丹·斯梅爾斯基阿米巴意識基金會由一名 11 歲男孩於 2014 年死於 PAM 的父母創立,為醫生和公眾舉辦教育活動。

洛倫佐-莫拉萊斯說,意識正在發揮作用。“在過去四到五年中,每次我們參與臨床病例時,診斷都很快,”他說。“以前不會發生這種情況。”

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