寄生虫令人不安的特性之一是它们能够操纵宿主,有时甚至达到自杀的程度。 典型的例子是肝吸虫。 它感染蚂蚁作为中间宿主,然后驱使昆虫爬到草叶上,在那里它更有可能被寄生虫的成虫宿主吃掉:牛或其他食草反刍动物。
过去几年,科学家们逐渐认识到,在人类历史上最致命的病原体之一的影响下,人类也会发生类似的情况:《疟原虫》寄生虫不仅会导致疟疾,还会使受害者对蚊子更具吸引力——然后蚊子会将寄生虫传播给更多的受害者。 新的研究表明,这种情况实际上可能更容易识别和治疗长期以来逃避医学检测的携带者。 这可能预示着人类《疟原虫》寄生虫的最终灭亡,这种寄生虫在过去的数千年里已经夺去了数亿人的生命,仅在2016年就夺走了445,000人的生命。
这项于周一发表在《美国国家科学院院刊》上的新研究,描述了感染《疟原虫》的人产生的挥发性有机化合物(VOCs)的独特特征——这些化学物质通常被感知为气味。 本质上,研究人员将疟疾的气味定义为蚊子闻到的气味。 科学家们建议开发基于气味的技术,以比目前任何方法更准确地检测疟疾,即使在没有症状的患者中也是如此。
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一个由苏黎世联邦理工学院的行为生态学家马克·梅舍领导的团队在肯尼亚西部维多利亚湖附近疟疾地区的41所学校的400名儿童身上测试了这种方法。 科学家们使用了一种便携式、公文包大小的设备,该设备从皮肤表面抽取空气,并将VOCs收集在过滤器中,以便稍后使用气相色谱-质谱法进行实验室分析。 该团队还采集了血液样本,通过两种传统的、更快捷的方法进行检测:显微镜检查或使用快速诊断测试筛选抗原。 研究人员为检测呈阳性的儿童提供了治疗。
这两种传统方法——甚至包括DNA分析——的问题在于,它们无法诊断出许多感染《疟原虫》的人部分免疫或没有其他症状的病例。 这些未被发现的携带者仍然具有疟疾的气味特征,这意味着他们更可能吸引蚊子并传播疾病。 新的研究表明,这种感染的“隐藏库”可能占蚊子“高达90%的进一步传播”。 这也是疟疾继续导致如此多人死亡的主要原因,尤其是在撒哈拉以南非洲地区的儿童中。 另一方面,研究表明,使用气味特征“以100%的灵敏度识别出无症状感染”,表明“在野外条件下开发一种稳健的非侵入性疟疾感染检测方法具有巨大的潜力”。
如果其他研究重复这些发现,疟疾将加入已知气味特征的疾病的不断增长的列表。 这些疾病包括哮喘、肺结核、糖尿病和多种癌症,以及牙齿、肠道、心脏、肝脏和肾脏疾病。 新的研究也正值商业和医学界对及时开发检测和诊断这些气味特征的实用工具的兴趣日益浓厚之际。 “我不确定在现场实现这一目标是否是一个巨大的飞跃,”该研究的合著者、宾夕法尼亚州立大学的进化生物学家安德鲁·里德说,他补充说,类似酒精呼吸测试仪的设备可能会加速检测隐藏的携带者,从而加速在疟疾流行的地区消除疟疾。 为这项新研究提供资金的比尔及梅琳达·盖茨基金会已将疟疾的不仅是局部消除,而且是全球根除作为其既定目标之一。
里德警告说,这项新研究是基于单一人群的。 “问题是这在世界各地有多大的差异,”他说。 “对于饮食不同、生活方式不同的人来说,气味特征是否相同? 我们不知道是否需要针对不同的国家微调气味特征。” 但是,他补充说,世界各地的蚊子似乎都注意到了关于疟疾的某些东西——“这表明这在世界各地都是相同的信号。”
在英格兰华威大学从事基于气味的医疗检测设备研究的詹姆斯·A·科文顿说,“这项工作真的非常有趣”,但他没有参与这项新研究。 但他提出了一个更大的警告:“这项新研究中确定的‘化学物质范围’是我以前在其他疾病中见过的。” 因此,他说,它们可能只是身体在说“我病了,我压力很大”,而不是“我得了疟疾”。 他认为,如果这项研究将疟疾患者与患有其他疾病的人进行比较,而不是使用健康儿童作为对照组,将会更有说服力。
在其他也没有参与这项研究的科学家中,位于日内瓦的创新新诊断基金会的公共卫生微生物学家萨宾·迪特里希称这项工作是一个令人印象深刻的开端。 “如果他们有来自肯尼亚400名儿童的数据,那显然非常令人兴奋; 400是一个很大的数字,”她说。 她指出,测试的非侵入性“显然会使接触更多人变得更容易”,并补充说,这一因素对于发现和治疗充当寄生虫库的人“极其重要”。
来自疾病控制和预防中心疟疾分部的热带病医生埃里克·霍尔西又增加了一个警告:目前的疟疾防治计划通常甚至无法覆盖明显的症状病例。 他上周刚从南部非洲返回,他说,现有的诊断和治疗技术在那里长期短缺,医疗保健中心和社区志愿者的培训计划也不足。 世界卫生组织报告称,2016年全球在抗击疟疾方面的投资为27亿美元,不到实现疟疾控制目标所需的65亿美元的一半。 “有希望的研究和新工具在疟疾领域总是受欢迎的,”霍尔西说。 但重要的是要将已经掌握的工具投入使用。