打败小龙

麦地那龙线虫是一种通过水传播的寄生虫,它在宿主体内发育超过一年,然后痛苦地从皮肤里长出来。人们希望它将很快成为第一个被根除的寄生虫,但首先还有一些挑战需要克服……

麦地那龙线虫病,或更常见的麦地那龙线虫病(GWD),是由a寄生虫麦地那龙线虫,即麦地那龙线虫。这是由a引起的第一种疾病真核生物的致病源差点被消灭。在过去30年里,在减少这种疾病的发病率方面已经取得了很大的进展。在20世纪80年代中期,每年有超过350万的人类病例被记录在案,而2014年只有126例。此外,这一切都是在没有使用药物或疫苗的情况下完成的,而只是通过控制传播。然而,在2010年,科学家们意识到,从人类身上消灭这种疾病只是故事的一部分,基因组学现在被呼吁来帮助消灭这种疾病。

“小龙”

麦地那龙线虫的幼虫在一种叫桡足类的小水蚤体内发育。

麦地那龙线虫现在出现在非洲偏远地区,如乍得、埃塞俄比亚、马里和南苏丹的部分地区。虽然麦地那龙线虫病很少是致命的,但它可以导致致残。它还可能导致难以治疗的细菌感染,从而增加与该疾病相关的疼痛和残疾。寄生虫的生命周期开始于几内亚龙线虫所在的淡水幼虫在一种叫做桡足类的小水蚤体内发育。这种寄生虫通常影响那些以淡水为主要饮用水源的社区。通过饮用被这些寄生虫感染的桡足类动物污染的水,它们无意中把麦地那龙线虫的幼虫带入了体内。一旦进入胃里,桡足类动物就会被消化,幼虫就会被释放。然后它们移动到小肠,穿过肠壁进入体腔。雄性和雌性幼虫会在60-90天后通过幼虫体内进行交配。然后它们发育成成虫。

在接下来的10-14个月里,成年雌虫长到一米长,宽如一根意大利面。雌性会在皮肤表面(通常是腿部或足部)的乳白色液体中释放她的幼虫。这会引发宿主的免疫反应,导致皮肤上产生水疱。这种水泡会引起难以置信的疼痛和灼烧感,因此得名Dracunculus或“小龙”,在大约24-72小时后爆发。这种灼烧感迫使人们将受感染的肢体浸泡在水里,这正是蠕虫想要的。与水接触会释放大量的幼虫回到水源中。

一条麦地那龙线虫正在用一根火柴棍从腿上拔出来。你可以看到蠕虫周围形成的水泡。图片来源:疾病预防控制中心

痛苦的提取

在开放的皮肤水泡的底部可以看到雌虫的头部。因此,将其从宿主体内取出的最好方法就是慢慢地将其取出——这通常是一个灼热而痛苦的缓慢过程。蠕虫难以置信地抵抗被移除,所以在几个星期的过程中,蠕虫被拉出来,慢慢地缠绕在一根棍子上,直到它完全释放。如果这个过程执行得太快,蠕虫可能会中断并留在主机中。这可能会导致更严重的并发症,因为宿主必须摧毁蠕虫的残余。从开放的水疱中提取蠕虫也会将细菌引入体内。这可能导致细菌感染,在严重的情况下,有可能杀死宿主。

即使将蠕虫从体内取出,细菌感染也很常见

即使蠕虫被从体内取出,细菌感染也很常见,因为伤口已经开放了几周。在几内亚龙线虫普遍存在的非洲偏远地区,这些感染很难治疗,有时甚至是致命的。

医学的常见符号(蛇盘绕在一根棍子上)可能是基于早期用来清除麦地那龙线虫过程的表现。

一名男子右腿上的一条麦地那龙线虫被切除。图片来源:E. Staub / CDC /卡特中心

驯服龙

麦地那龙线虫的传播周期相对较长,为12个月

其中一个主要原因是我们有可能如此接近于根除麦地那龙线虫病,而不是像其他寄生虫病疟疾是因为麦地那龙线虫的传播周期相对较长,为12个月。简单的干预措施也使阻断传播周期变得更容易,尽管改变整个社区的行为一直具有挑战性。向社区提供清洁的水并教育他们关于寄生虫的知识已经阻止了它的传播。社区都配备了滤水器和管道过滤器(孩子们可以戴在脖子上的个人过滤器),过滤他们饮用的水,这样他们就不会食用含有寄生虫的桡足类动物。

一个女孩通过管道过滤器喝水。管道过滤器是一种单独的过滤装置,人们可以用它过滤饮用水,以避免感染麦地那龙线虫病。图片来源:Emily Howard Staub / CDC / Carter Center

正在所有仍有麦地那龙线虫病的国家进行积极监测。这意味着,每次出现感染病例,都会进行调查,试图找出蠕虫来自哪里。这遏制了疾病,防止了寄生虫幼虫污染饮用水。这可能是一个相当大的挑战,不仅因为蠕虫需要一年的时间长到完整的大小和出现,还因为非洲的一些社区每年迁移数百英里,或生活在冲突地区的中间。

麦地那龙线虫病病例的迅速减少使许多人相信小龙的问题已经解决,所以现在很少有科学家研究麦地那龙线虫。然而,最近在乍得的调查结果意味着必须再次展开调查。

正在教儿童如何避免感染麦地那龙线虫病。讲师用插图讲解麦地那龙线虫病、症状和避免感染的方法。图片来源:A. Poyo / CDC /卡特中心

根除意味着什么?

位于中非的乍得被认为已经完全根除了麦地那龙线虫,因为在21世纪初的整整十年里都没有出现过麦地那龙线虫的病例报告。

一个国家要被证明没有麦地那龙线虫病,就必须有一个健全和全面的监测系统,并能够提供证据证明连续三年没有出现该疾病病例。这相当于麦地那龙线虫的三个潜伏期。这意味着显示在这三年里积极监测的证据,以证明监测系统在这段时间里一直在寻找麦地那龙线虫病的病例。一旦他们这样做了,世界卫生组织(WHO)会派出一个独立的专家小组来检查调查结果。如果达到了必要的标准,他们就向国际根除麦地那龙线虫认证委员会(ICCDE)建议该国获得无寄生虫认证。如果国际消灭麦地那龙线虫病公约感到满意,它们将向世卫组织建议宣布该国没有麦地那龙线虫病。

尽管乍得10年来没有出现一例麦地那龙线虫病的报告,但世卫组织认为在这段时间内的监测系统不够严格。因此,他们没有证明该国没有这种疾病。果然,2010年乍得再次发现麦地那龙线虫病。然而,这次在麦地那龙线虫感染模式上出现了以前在乍得或其他国家未见过的不同寻常的差异。

落水狗

2012年,感染几内亚蠕虫的狗开始被发现

由于麦地那龙线虫病在乍得再次出现,乍得在报告有麦地那龙线虫病病例的地区建立了新的监测机制。2012年4月,感染几内亚蠕虫的狗开始被发现。历史上,只有很少的非人类麦地那龙线虫病例的报告,但2014年报告了100多只受感染的狗,2015年这一数字还在增加。相比之下,人类感染麦地那龙线虫的病例要少得多。目前尚不清楚乍得的感染是由狗或人重新引入的,还是10年来一直未被发现。

对乍得受感染狗的观察似乎表明,它们应对蠕虫的能力比人类强。它们对感染表现出更温和的反应,与受感染的人相比,蠕虫周围的组织更少发炎,因此,蠕虫更容易被拔出。狗在同一时间感染的蠕虫也比人多。这表明他们接触了大量的麦地那龙线虫幼虫。

在乍得,人类感染的重新出现和犬类感染的出现,提出了一些关于人与犬类感染之间可能存在联系的问题。这些狗是作为人类感染的蓄水池,并以某种方式传染给人类,还是它们感染的是一种不同的物种Dracunculus吗?

令人担忧的是,狗现在正在推动麦地那龙线虫的传播。犬类病例似乎正沿着查里河向南扩散。现在他们距离中非共和国边境只有20公里,那里已经摆脱了麦地那龙线虫,目前也没有监测项目。但是,如何阻止狗狗饮用被幼虫感染的水或将幼虫释放到水里呢?为了减少麦地那龙线虫在狗和人之间的潜在传播,已经采取了新的措施。这些方法与防止人类传播蠕虫的方法类似,包括:

  • 在被狗狗污染的水中喷洒杀虫剂
  • 奖励向当局报告狗感染麦地那龙线虫的人
  • 将感染麦地那龙线虫的狗拴起来,使它们远离水源。

可疑的故事

乍得人类病例的一个方面是,它们似乎没有明显的共同水源。事实上,在查里河沿岸的危险区域之外也发现了病例。这就提出了一个问题:是否有准母体将病毒传播给狗和人?

帕拉丁描述了一个对特定寄生虫的发展至关重要的主持人,而只是用作它坐下的地方,直到它能找到它的实际主机。在这种情况下,科学家可能会涉及一个寄宿人,这些宿主涉及在鱼类甚至蝌蚪或青蛙等水中。这将有助于解释为什么自2011年以来的努力尚未减少年度人类感染的数量,也可以解释狗的出现。

吸烟的方

鱼以桡足类为食,其中一些可能含有麦地那龙线虫的幼虫。鱼是乍得及周边地区人们蛋白质的主要来源之一。事实上,每年当河流开始干涸时,人们就会布下渔网,拖出所有的鱼,然后举行一个庞大的捕鱼派对。通常是社区烹煮鱼通过只是轻吸或晒在太阳下。这可以使麦地那龙线虫的幼虫在人体内存活并继续它们的生命周期。最后,鱼的生肉经常被扔给狗吃,这可以解释为什么狗也会被感染。

一种桡足类动物,一种小型水蚤,几内亚线虫的幼虫在体内发育。通过Commons在CC BY-SA 3.0下授权

然而,这个可疑的理论提出了一些实际的挑战。在大量水源中杀死桡足类动物的措施对这些群体的生计来说是不现实的。一般来说,如果你杀死了桡足类动物,你就杀死了鱼,然后你让人们失去了蛋白质来源,这可能会使他们面临饥饿的风险。

除此之外,在鱼体内找到麦地那龙线虫的幼虫来证明它们是附身宿主是非常困难的,因为它们太小了。研究人员正试图建立一种检测幼虫的方法。

遗传学如何帮助我们?

乍得最近发生的麦地那龙线虫病例与乍得和其他国家之前发生的病例不同,这一事实令全球根除运动感到担忧。这可能表明根除麦地那龙线虫并不像人们曾经认为的那样简单。然而,研究基因组这种蠕虫的研究有助于更详细地了解它为什么会卷土重来,以便对干预措施进行相应的调整。

DNA测序:成功的关键

2011年,威康信托基金会桑格研究所的科学家与卡特中心和美国疾病控制与预防中心(CDC)开展了一项合作序列麦地那龙线虫的整个基因组。其目的是记录这种具有重要历史意义的寄生虫被消灭后的遗传知识。然而,鉴于目前在乍得根除麦地那龙线虫面临的挑战,我们希望2015年公布的高质量基因组序列将为进一步研究麦地那龙线虫的基因组成提供有价值的参考。

感染人类的麦地那龙线虫和在狗身上发现的是同一种吗?

科学家们主要是想弄清楚感染人类的麦地那龙线虫的种类是否和在狗身上发现的相同。像其他同时影响人类和动物的寄生虫一样,该物种通常对其宿主有特异性。

在领导根除麦地那龙线虫病国际运动的卡特中心的资助下,Wellcome Trust Sanger研究所的科学家们目前正在利用人口基因组学来寻找更多关于狗和人身上的麦地那龙线虫的信息。

为此,他们从乍得和非洲其他地区的狗和人身上提取了几内亚蠕虫的一个子集,并对其基因组进行了测序,以确定任何关键的相似或不同之处。到目前为止,他们已经发现来自乍得的狗和人的几内亚虫比来自乍得人和非洲其他地方的人的几内亚虫更相似。这支持了最近乍得疫情爆发的不寻常模式,以及人类病例的增加与目前在狗身上发现的蠕虫有关的观点。

下一步是执行DNA测序在乍得发现的大多数几内亚虫。这并不是很多虫子,因为每年只有不到20人感染麦地那龙线虫病。米实验室的大部分工作都集中在生成足够高质量的麦地那龙线虫DNA序列,以便进行适当、详细的分析。重要的是要确保收到的麦地那龙线虫样本尽可能可用,因为每年可用的样本很少。一旦他们检查了乍得每个几内亚龙线虫病例的基因数据,并将其与许多来自狗的蠕虫样本进行比较,就会更容易找出感染的源头。希望能提供直接证据,证明当年在狗身上出现的蠕虫是第二年在人身上出现的蠕虫的父母,反之亦然。这将证明同样的蠕虫在两种宿主中都存在,并衡量狗在导致人类新病例中的重要性。

如果基因组测序能够证明在乍得感染人类和狗的是同一种麦地那龙线虫,那么就可以证实是狗负责维持人类水源中麦地那龙线虫幼虫的水平。这将为乍得的麦地那龙线虫根除方案提供信息。

如果这些研究证实了麦地那龙线虫的传播存在一个主要的“人畜共患”(动物)成分,它将提供对麦地那龙线虫如何传播的更好的理解。这可能有助于确定如何实现根除。一种方法可能是设计进一步的干预措施,以防止狗和任何潜在的副胎儿宿主(如鱼)感染。

我们什么时候能被根除?

目前,根除计划的主要资助方之一盖茨基金会表示,他们希望到2020年完全根除麦地那龙线虫。消灭麦地那龙线虫的工作需要花费大量资金,因为需要在出现麦地那龙线虫的每个地区派驻大量卫生工作者。然而,更好地了解麦地那龙线虫的生物学将有助于加强这些努力。基因组学和麦地那龙基因组分析方面的新技术是帮助解决这个难题和找到阻挡龙的方法的宝贵工具。

最后更新于2016-06-13