想象一个没有恐惧的世界。在日常生活中不受日常烦恼的束缚，这可能是令人感到充满力量的。你可以自信地穿越高速公路，挑战各种冒险活动，观看恐怖电影时面不改色。然而，更深入地思考一下这种前景，可能性会变得更加黑暗，甚至是致命的。毕竟，我们的恐惧可以保护我们。
例如，老鼠对猫的基本厌恶感使其远离死亡的魔爪。但不幸的是，对于世界各地的老鼠来说，它们还有一个需要对抗的第二个敌人，这个敌人可能会阻止它们产生最初的恐惧感。一种单细胞生物（原生动物），弓形虫，可以Override啮齿动物最基本的生存本能。结果是，啮齿动物不会逃离猫，反而奇怪地被猫吸引。
弓形虫的触角远远超出了猫和老鼠的世界。它可能与啮齿动物和猫科动物宿主有特殊关系，但这种寄生虫也感染了陆地、海洋和空中数十亿动物的大脑。人类也不例外。全球范围内，科学家估计有多达30亿人可能携带弓形虫。在美国，有五分之一的几率弓形虫寄生在你神经回路中，而在其他国家，感染率高达95%。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道： 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够持续产出有关塑造我们当今世界的发现和思想的具有影响力的报道。
对于大多数人来说，这种感染似乎是无症状的，但最近的证据表明，弓形虫会积极地重塑哺乳动物脑细胞的分子图谱。现在一些研究人员已经开始推测，这种微小的单细胞生物可能会以隐蔽、微妙的方式微调人类的健康和个性。
猫拖进来的东西
研究人员于1908年首次发现了弓形虫，到20世纪末，他们已经很好地掌握了人们如何感染这种寄生虫。故事从猫开始：由于科学家尚未解开的原因，弓形虫只能在猫科动物的肠道内进行有性繁殖。寄生虫在其猫科动物宿主体内繁殖，并从猫科动物的尾端释放出来。猫非常爱干净，因此很少在其皮毛中发现弓形虫。相反，人们可能会因接触猫砂或在受污染的水或食物中摄入它而感染[参见第88页的方框]。
在新的宿主体内，寄生虫开始无性分裂并在宿主体内扩散。在感染的初始阶段，弓形虫可能在免疫功能受损或易感宿主体内引起弓形虫病，导致广泛的组织损伤。孕妇尤其处于危险之中。如果妇女在怀孕期间首次感染弓形虫，寄生虫可能会侵入发育中的胎儿，在细胞与细胞之间传播时切穿组织和器官。妊娠早期感染可能导致流产或出生缺陷。
然而，在其他健康个体中，此期间唯一的症状是短暂的、类似流感的不适，如发冷、发烧和身体疼痛。几天之内，免疫系统控制了寄生虫，弓形虫退回到休眠状态。它将自己隐藏在宿主细胞内的硬化壁中，这种结构称为组织囊肿。
感染的这个阶段没有其他明显的症状，但是患有潜伏性感染的人如果发展成免疫系统受损（由于艾滋病、器官移植或化疗），可能会出现严重的并发症。随着身体防御系统的减弱，弓形虫会重新激活并失控地生长。
一旦感染，一个人将终生携带。我们的免疫系统显然无法消除组织囊肿，也没有任何已知的药物可以做到这一点。尽管如此，这种可以通过血液测试检测到的感染长期以来一直被认为是相对良性的。毕竟，许多人携带这种寄生虫，但没有明显的副作用。只是最近科学家才开始重新审视这种看法。
吃我吧，猫咪先生
在20世纪80年代，研究人员注意到感染弓形虫的小鼠出现异常行为。这些啮齿动物变得过度活跃，并且梳理毛发的次数减少。1994年，当时在牛津大学的流行病学家乔安妮·韦伯斯特观察到，携带组织囊肿的大鼠的行为与未感染的大鼠不同。受感染的啮齿动物没有逃离猫，而是朝它们移动——使它们更容易成为猎物。
韦伯斯特怀疑，她称之为“致命的猫科动物吸引力”的现象，是寄生虫狡猾地回到猫的腹部以完成其生命周期性阶段的一种方式。在随后的几年里，这种观点获得了支持：现在大量的研究表明，寄生虫确实可以通过改变神经活动和基因表达来操纵啮齿动物的行为。
几项控制良好的实验表明，虽然未感染的啮齿动物会避开注入猫气味的区域，但受感染的啮齿动物似乎并不介意。更奇怪的是，2011年，斯坦福大学的神经内分泌学家罗伯特·萨波尔斯基、新加坡南洋理工大学的分子生物学家阿贾伊·维亚斯及其同事发现，至少在神经活动方面，受感染的大鼠似乎性被猫的气味吸引。
在哺乳动物的大脑中，“防御”和“生殖”神经通路是并行运行的。这些通路始于参与气味检测的嗅球，终止于边缘系统，边缘系统是诸如恐惧和兴奋等基本反应的关键区域。它们的接近性可能部分解释了寄生虫如何操纵啮齿动物的行为。
萨波尔斯基及其同事与18只受感染和18只未受感染的雄性大鼠合作，研究了当啮齿动物暴露于雌性大鼠气味或猫尿气味时它们的行为。然后他们处死了这些动物并检查了它们的大脑。研究人员发现，与其他大脑区域相比，边缘系统中寄生虫囊肿略有富集。
他们还通过用一种溶液染色细胞来评估大脑的哪些部分在暴露于气味期间处于活动状态，这种溶液可以显示c-Fos，一种在神经元活跃时表达的蛋白质。斯坦福大学的研究人员发现，受感染的啮齿动物在暴露于雌性大鼠和猫科动物气味时，其大脑的生殖通路都高度活跃。此外，该团队发现，暴露于猫尿的受感染啮齿动物在生殖通路中表现出的激活类似于未感染啮齿动物对雌性大鼠气味的反应。这些结果表明，在受感染的大鼠中，神经活动从防御通路转移到附近的生殖通路。老鼠闻到的不是危险，而是爱情的味道。
科学家们不确定寄生虫究竟是如何引发这种致命吸引力的，但2014年维亚斯实验室的一个线索浮出水面。维亚斯及其同事表明，弓形虫会增加宿主体内参与社交和性行为的神经递质水平。为了完成这项任务，寄生虫会改变DNA甲基化。甲基化的基因是沉默的，被分子帽阻挡。弓形虫会解开一组基因的帽子，这些基因会刺激促进性行为的神经递质的产生。维亚斯和他的团队通过逆向操作发现了这个诀窍：当他们给受感染的大鼠服用一种化学化合物，使相关基因沉默时，大鼠对猫科动物气味的特殊吸引力消失了。
亲吻并吐口水
随着越来越多的证据表明弓形虫可以影响其宿主的大脑，其他科学家着手了解寄生虫在更小的尺度上的影响：在每个宿主细胞内。他们的发现表明，这种微生物特别隐伏——它所做的改变可能是永久性的。
为了复制，弓形虫必须侵入细胞。斯坦福大学寄生虫学家约翰·C·布斯罗伊德将这个过程称为“亲吻并吐口水”。寄生虫首先附着在宿主细胞上（亲吻），然后向该细胞释放大量外来蛋白质（吐口水）。然后弓形虫进入宿主细胞，注射的蛋白质帮助它重新装饰它的新家。
寄生虫的第一个行动是建立一个保护性气泡，它可以在其中和平分裂，而不会受到宿主细胞蛋白质的攻击。（之后，在感染的休眠阶段，这些气泡会增厚，变成组织囊肿。）然后寄生虫移动线粒体，线粒体是细胞的动力源，使其与保护性气泡相邻。它还作用于细胞的DNA，抑制一些宿主基因的表达，同时激活另一些基因。最后，弓形虫修饰宿主蛋白质以改变其功能并抑制免疫反应。
总而言之，这些修饰确保宿主细胞能够长时间存活并为寄生虫提供能量，而不会惊动免疫细胞，让它们知道有寄生虫入侵。虽然这些发现主要是在啮齿动物身上获得的，但对人类细胞培养的研究表明，同样的变化可能也发生在人体内。在我们的实验室中，我们正在研究弓形虫如何复制以及如何与其宿主相互作用，以努力开发治疗这种感染的新药。
值得注意的是，布斯罗伊德的研究小组在2012年发表的一项研究表明，弓形虫不仅会向其侵入的细胞吐口水，还会向未感染的细胞吐口水。这种行为——在经过细胞时吐出蛋白质，而不在细胞中停留——是微生物世界中的一项最新发现。因此，未携带弓形虫的细胞包含可以Co-opt和重新编程这些细胞的寄生虫蛋白质。在受感染小鼠的大脑中，被吐口水但未被侵入的细胞甚至比含有寄生虫的细胞更常见。这种蛋白质的广泛散射意味着弓形虫可以在全球范围内影响其宿主，从而更容易想象寄生虫如何操纵整个动物的活动。
2013年，加州大学伯克利分校的生物学家迈克尔·艾森及其同事发现，即使不再有感染迹象，啮齿动物对猫气味的奇怪吸引力也可能是永久性的。在一项研究中，艾森将小鼠暴露于一种似乎不会形成脑囊肿的寄生虫突变株。四个月后，受感染小鼠的大脑中没有可检测到的寄生虫，但它们仍然被猫气味吸引而不是排斥。这一发现表明，即使寄生虫可以从体内清除，行为改变也可能持续存在。感染会留下印记，就像一个永久的寄生虫给予的纹身。
与人类的联系
人们不会将自己扔进动物园的狮笼这一事实有力地表明，弓形虫对人类的影响与它改变小鼠的方式不同。哺乳动物的大脑并非完全相同，弓形虫的技巧最有可能特别适合啮齿动物。从进化角度来看，寄生虫通过适应控制人类大脑几乎没有什么好处。毕竟，我们是“终末”宿主——我们体内的寄生虫不太可能回到猫的肠道进行繁殖。然而，这些寄生在我们大脑中的囊肿可能会以微妙、出乎意料的方式操纵我们。例如，爱荷华大学的流行病学家安杰利科·门迪最近的一项研究发现，儿童弓形虫感染与认知测试表现之间存在潜在联系。主要由布拉格查理大学的寄生虫学家雅罗斯拉夫·弗莱格尔进行的大量研究支持了弓形虫有可能改变人类行为的观点。在跨越十多年、涉及近2500人的系列性格评估中，弗莱格尔及其同事发现，某些特质经常与弓形虫感染同时发生。例如，受感染的男性往往内向、多疑和叛逆，而受感染的女性往往外向、信任和顺从。
弗莱格尔还使用一个简单的反应时间测试发现，受感染的个体比未感染的同龄人反应更慢。这种滞后可能与他确定的另一个相关性有关。在2009年对捷克共和国3890名军事应征者的分析中，那些患有潜伏性弓形虫病且血型为阴性（意味着他们缺乏RhD蛋白）的人，发生轻微交通事故的可能性是那些没有弓形虫或血型为阳性的人的六倍。RhD的功能尚不清楚。弗莱格尔的结果表明，RhD在某种程度上保护人们免受弓形虫的影响，但它是如何做到这一点的仍然是一个谜。
最近，弗莱格尔及其同事发现，小鼠身上发生的一些变化也存在于人类身上——尽管是以性别特异性的方式存在。2011年，研究人员要求34名感染弓形虫的学生和134名未感染的学生对来自不同动物的尿液样本的强度和愉悦度进行评分。奇怪的是，受感染的男性发现猫尿气味比未感染的男性更令人愉快；而在女性中，情况恰恰相反。
另一项研究侧重于弓形虫病与精神分裂症之间的潜在联系。2001年，斯坦利医学研究所的精神病学家E·富勒·托里和约翰·霍普金斯大学医学院的神经病毒学家罗伯特·约尔肯报告说，与健康的同龄人相比，经历首次精神分裂症发作的患者体内与弓形虫相关的抗体明显更多。虽然这项初步研究仅限于38人，但随后几年进行的其他研究在很大程度上支持了这种联系。
尽管这些研究引人入胜且引人注目，但它们也存在一些注意事项。样本量相对较小，这意味着这些发现是初步的。它们不能明确地证明弓形虫会导致人类的行为改变。就精神分裂症而言，重要的是要注意，这种情况很复杂，可能涉及许多触发因素。寄生虫可能是一个促成因素，但也可能是精神分裂症患者的行为方式使他们更容易感染。迄今为止，还没有确凿的证据直接表明寄生虫是包括精神分裂症在内的任何精神病的原因。
最终，这些挑衅性的发现可能反映了各种因素之间复杂的交换。例如，某些遗传易感性，甚至弓形虫与另一种传染性病原体之间的相互作用，可能意味着某些人更容易受到寄生虫的劝说。只有来自多个研究小组的更大规模的研究才能精确地确定这种寄生虫可能对其感染的人做什么。扩展的研究也可能有助于解释为什么弓形虫似乎对男性和女性产生相反的影响。
意外的干预者
随着研究人员继续揭示弓形虫长期以来一直保密的惊人影响，许多科学家开始认为弓形虫令人印象深刻的细胞和分子技巧使其能够引起人体宿主体内的紊乱。至少，人类调查的发现呼吁进一步澄清。
如果您好奇自己是否携带这种寄生虫，您可以进行血液测试。与此同时，您可以为您和您的猫科动物朋友保持良好的卫生习惯，从而增加您保持无弓形虫感染的几率。如果猫在您的院子里游荡，疾病控制与预防中心建议在园艺时佩戴手套和口罩，并在不使用时关闭所有沙箱。其他基本的健康提示——清洗水果和蔬菜，彻底煮熟肉类和经常洗手——对于避免感染也很重要。
弓形虫可能会彻底改变大脑和行为的观点当然令人不安。但也许这些发现提醒我们一个更基本的真理。每个人实际上都构成了一个丰富的生态系统。对于体内每个人的细胞，还有10个细菌细胞影响生理、新陈代谢和健康。原生动物弓形虫只是系统内的另一个偷渡者，值得更多研究。毕竟，如果我们不了解我们的微生物伙伴，我们将永远无法完全了解我们自己。
弓形虫如何征服动物界
弓形虫是地球上分布最广泛的寄生虫，遍布各大洲和各种各样的栖息地。我们只是最近才发现它感染了多少种不同的动物。令许多人惊讶的是，不列颠哥伦比亚大学的科学家在2014年在北极的白鲸体内发现了这种寄生虫。在加利福尼亚海岸附近，弓形虫感染已被证明是导致海獭死亡的原因，而以前海獭的死亡归因于鲨鱼或船只。
这种狡猾的入侵者部分归功于其高扩张率的成功。新感染弓形虫的猫可以在大约7到14天的时间内排出多达8亿个含有寄生虫的包裹——称为卵囊。一旦释放，卵囊可以在土壤或水中存活数年。吸入或摄入仅一个卵囊就足以建立感染，这几乎保证了寄生虫会找到进入各种新宿主的方式。
但是家猫可能因其与弓形虫的联系而受到了不公平的坏名声。宠物主人如果未能在使用猫砂后洗手，确实可能会意外摄入卵囊，但科学家认为，一只猫一生只会排出一次卵囊。
与家养猫科动物相比，野猫和流浪猫可以在花园、农场和蓄水池中传播卵囊，这意味着它们可能是弓形虫传播的更大贡献者。卵囊通常存在于脏水或未清洗的水果和蔬菜中。寄生虫不会感染植物，但其卵囊可以残留在植物表面，除非对其进行仔细清洁。
此外，许多动物——包括人类——很可能因食用生的或未煮熟的肉类而感染。任何感染弓形虫的动物都会在其一生中携带组织囊肿。当在例如鞑靼牛排中食用该组织时，寄生虫会传播到其新的宿主中。这些进入新宿主的巧妙方法使弓形虫得以在全球范围内传播。—G.S.和B.S.