莱姆病新病因使本已模糊的诊断更加复杂

科学家声称一种新型细菌导致一些不同的症状,进一步证明了该疾病的复杂性 

长期以来,美国蜱传莱姆病一直被认为是由一种单一微生物引起的,这是一种螺旋形细菌,名为伯氏疏螺旋体。上周,这一观点受到了挑战,梅奥诊所的科学家团队发现,莱姆病可能由另一种细菌引起,尽管这种情况很少见,但可能会引发从呕吐到神经系统问题的更严重症状。然而,在莱姆病这一有争议的领域工作的科学家们对这一信息对公共卫生的意义以及这些发现是否真的是同类首创存在分歧。他们说,多年来,研究表明,在美国引起莱姆病的螺旋体比许多人承认的更加异质。

在新的研究中,最近发表在《柳叶刀-传染病学杂志》上,梅奥诊所病理学家和实验室医生鲍勃·普里特及其同事测试了超过 100,500 份临床标本,如血液、脑脊液和组织,这些标本采集于 2003 年至 2014 年间美国疑似莱姆病患者。他们使用一种称为 PCR 的特殊分子生物学技术,可以识别细菌菌株之间的遗传差异,发现六份样本(采集于 2012 年至 2014 年间威斯康星州、明尼苏达州和北达科他州的患者)含有暗示新物种的 DNA。他们分离出其中一些活细菌,并分析了它们的部分基因序列,证实该微生物实际上以前从未被记录过。研究人员建议将这个新物种命名为梅奥疏螺旋体


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尽管这些发现被誉为除伯氏疏螺旋体以外的其他细菌也能在美国引起莱姆病的第一个证据,“过去曾有其他疏螺旋体物种被牵连,”生态系统研究所的疾病生态学家理查德·奥斯特费尔德说。例如,2011 年,加州大学伯克利分校的医学昆虫学家伊薇特·吉拉德领导的研究人员发现了 DNA,其序列与一种名为双齿疏螺旋体的螺旋体非常接近,这种螺旋体在欧洲的莱姆病中被认为有关,在三名加利福尼亚州个体中。北佛罗里达大学的蜱传疾病生态学家和流行病学家克里·克拉克及其同事也在美国东南地区的一名个体中发现双齿疏螺旋体 DNA,并且他们在少数患有莱姆病样症状的佛罗里达州和佐治亚州个体中鉴定出了另外两种疏螺旋体物种的 DNA。

克拉克尤其对这篇新论文没有提及任何这些之前的发现感到不安。“我认为不给予其他研究人员应有的科学荣誉是不专业和不道德的,”他说。

普里特认为,之前将莱姆病与其它疏螺旋体物种的细菌 DNA 联系起来的工作并不能证明这些疏螺旋体引起了感染:必须证明这些细菌是“活着的或对患者的症状负责的”,她说。她指出,理论上,蜱虫有可能将细菌的部分插入宿主体内,这可能不会引起任何问题。(然而,克拉克和他的团队刚刚发表了一篇论文,其中他们培养了从一位接受过莱姆病治疗的患者身上分离出的活体双齿疏螺旋体。)普里特的团队确实表明他们发现的细菌是完整且活着的,但他们尚未证明这些细菌引起了观察到的症状。“这些决定性的研究尚未完成,”她说。

然而,许多科学家认为,从血液中分离和培养伯氏疏螺旋体几乎是不可能的,因为它们往往不会在那里停留,而且生长缓慢。“我们极少能在未经治疗的急性莱姆病患者身上培养出它们,而在这种情况下,应该能够培养出来,”约翰·霍普金斯莱姆病临床研究中心主任、传染病医生和研究员约翰·奥科特解释说。引起梅毒的螺旋体与此类似,于 1905 年被发现,但至今仍几乎不可能在实验室中培养出来。(梅奥疏螺旋体似乎是这种培养问题的例外,由于尚不清楚的原因,它在血液中大量繁殖,这可能部分解释了梅奥诊所的研究人员为何能够如此容易地分离和培养它们。)

引起莱姆病的细菌之所以复杂还有另一个原因:即使在单一的疏螺旋体物种内,多样性也很繁荣。与长期以来人们认为的相反,伯氏疏螺旋体可以基因重组,产生在人体内表现不同的不同菌株。一些菌株似乎更可能停留在皮肤中,而另一些菌株更可能侵入神经系统或心脏。一些菌株也更常见于该国的某些地区。“当我刚开始工作,我们将蜱虫鉴定为携带伯氏疏螺旋体时,我们认为这是金标准——啊哈!——但现在我们不这么想了,”加州大学伯克利分校的医学昆虫学家罗伯特·莱恩说。“我们必须深入到物种内部,并根据菌株或基因型或等位基因进一步细分。随着我们了解的更多,随着时间的推移,要理清自然界中的传播周期以及人体暴露于特定螺旋体后发生的情况变得更加复杂。”

这些差异是否可以解释为什么莱姆病患者报告的症状和治疗结果各不相同?纽约市亨特学院研究疏螺旋体遗传学的生物学家邱伟刚说,目前尚无人知晓。“这是最重要的问题,但我们尚未找到明确的答案,”他说。然而,梅奥疏螺旋体似乎会引起奇怪而严重的症状:一些患者出现恶心和呕吐,并出现与典型的莱姆病靶心皮疹截然不同的弥漫性和斑点状皮疹。一半患者出现神经系统问题,三分之一患者住院。

所有这些科学挑战可能有助于解释为什么莱姆病研究界存在如此多的分歧。这种生物体难以研究且基因多样性,其生态学——蜱虫、螺旋体及其众多动物和人类宿主之间发生的复杂而错综复杂的舞蹈——极其难以追踪和理解。“对我来说,为争议和截然不同的观点铺平道路的潜在生物学,都是疏螺旋体惊人的复杂性和精密性的体现,”奥斯特费尔德说。更重要的是,科学家们将不同的背景、方法论、证据标准和先入为主的观念带入该领域。
 
新细菌也可能使莱姆病的诊断复杂化,而长期以来,诊断一直是一个有争议的问题。即使是由伯氏疏螺旋体引起的莱姆病,政府推荐的诊断测试通常在感染的前四周内也无效;血液抗体水平太低。(在梅奥诊所的研究中,六名患有梅奥疏螺旋体的患者中有三名根据其抗体结果将无法通过标准的莱姆病测试。)

由于这些困难,医生在早期诊断莱姆病时,应该完全依赖临床线索,如典型的靶心皮疹、发烧、疼痛和疲劳。但是,如果患者呕吐并出现斑点状皮疹怎么办?“人们可能不会认为这是蜱传疾病,”奥科特说,因此梅奥疏螺旋体病例可能会未确诊和未治疗。(他补充说,伯氏疏螺旋体引起的莱姆病也并非总是引起靶心皮疹。)普里特及其同事建议医生使用他们的 PCR(聚合酶链反应)测试来早期诊断梅奥疏螺旋体,因为与伯氏疏螺旋体不同,这些细菌很容易在血液中增殖。但奥科特指出,这些测试需要医生将样本送到梅奥诊所,“而这可能就是不会发生的事情。”

根据这项研究,自 2012 年以来,只有六名美国人感染了梅奥疏螺旋体。邱伟刚和奥斯特费尔德说,从其进化树来看,这种螺旋体可能不是一种新生物;它可能长期以来一直以少量数量潜伏在环境中,并且可能会保持这种状态。或者,由于各种生态因素,它可能会变得更加常见,并在地理上蔓延,就像近年来其他蜱传疾病所做的那样。尽管仍然存在许多问题,但关于新发现,一件事似乎很清楚:这是又一篇论文,进一步表明莱姆病并非总是简单或直接的野兽。“确实不是,”莱恩说。“我可以明确地说明这一点。”

梅琳达·温纳·莫耶,《大众科学》的特约编辑,是《如何培养不出混蛋的孩子:从幼儿到青少年的科学育儿策略》(G. P. Putnam’s Sons,2021 年)一书的作者。她在 2021 年 9 月号上撰写了关于自身免疫性疾病主要影响女性的原因。

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