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打一场莱姆病歼灭战:不缺点子缺什么

目前,环境、生态、社会和人口因素等产生了一个“完美风暴”,导致更多扁虱遍及北美。

Rick Ostfeld认为战胜莱姆病或许可以将部分目标定位于老鼠。

图片来源:Robin Moore

在6月底一个气候宜人的日子里,Scott Williams正等着一只白足鼠入睡。作为美国康涅狄格州农业试验站的野生生物学家,Williams只是将这只动物从陷阱中转移到包含麻醉剂棉球的塑料袋里。等老鼠的呼吸开始减慢,Williams就将其取出,采血、称重、放置耳标以便确认身份,并检查它们身上的虱子。他必须快速完成这些工作,因为白足鼠将在2分钟后清醒,然后变得十分暴躁。

Williams在检查接种过疫苗的老鼠能否抵御伯氏疏螺旋体菌——美国莱姆病的罪魁祸首。莱姆病是由扁虱叮咬而出现麻疹、发烧等症状的一种传染性疾病。卫生官员也在饶有兴趣地观察效果。康涅狄格州是美国人感染莱姆病比例最高的州之一,6月正是传播峰值出现时间。

美国疾控中心(CDC)数据显示,伯氏疏螺旋体菌每年约感染32.9万美国居民。尽管大部分患者都立刻接受治疗并迅速康复,但仍有1/5的患者发展出长期并威胁生命的潜在症状,包括心脏、视力或记忆力问题以及关节疼痛。而且,很多人被多次感染,Williams曾三次患过莱姆病。

Williams的方法是若干阻止这种蜱传播疾病的尝试之一。类似老鼠疫苗等策略,通过将传播和扩大这种疾病的野生生物作为标靶,阻断病原体的生态路径。还有一些策略,例如复活人类莱姆病疫苗等,旨在保护人们免受直接感染。另一个更激进的方法是破坏蜱虫叮咬人类或其他动物的能力以阻断这种疾病在美国、欧洲、非洲和亚洲的传播。

毫无疑问,该领域需要创造性的解决方法。许多被长期推荐的干预措施,例如使用杀虫剂或控制鹿的数量,在科学研究中取得了喜忧参半的成功。甚至还有一些由来已久的保护措施——大部分人习惯使用——却没有证据基础。“我们告诉人们穿防水布,进行扁虱检查,一旦在野外就用大量水冲洗。但几乎没有数据显示这些措施能减少人类感染。”CDC 媒传疾病部门负责人Ben Beard解释道。

气候变化、人口向农村地区回流等复杂因素,使得蜱传播疾病正成为全世界健康威胁。自1992年以来,美国莱姆病患者数量增至三倍,尽管部分原因是警觉性下降。莱姆病也成为欧洲部分地区和蒙古的公共健康问题。

另外,在非洲、中东和南欧等地,扁虱能够传播克里米亚—刚果出血热病毒,其中40%的病例是致命性的。而且,在塞内加尔部分地区,1/20的居民受到蜱传播回归热的威胁。(回归热是由回归热螺旋体经虫媒传播引起的急性传染病,临床特点为周期性高热伴全身疼痛、肝脾肿大和出血倾向。)Beard表示,在美国,扁虱传播的疾病约有16种,包括边虫病、巴贝西虫病、埃里希体病和落基山斑疹热等。

为了应对威胁,在7月发布的一份立场声明中,美国昆虫协会提出针对蜱传播疾病的国家战略。声明提到:“目前,环境、生态、社会和人口因素等,产生了一个‘完美风暴’,导致更多扁虱遍及北美更多地区。”

后花园战场

Williams贴上标签后,立刻释放了老鼠。在进一步研究中,他没有发现这只老鼠携带扁虱。康涅狄格州有的家庭自愿设置陷阱,以便为老鼠注射疫苗。人们希望,随着时间的推移,疫苗诱饵投注点附近感染这种细菌的扁虱和老鼠会越来越少。

该策略是非常规的,因为绝大多数莱姆病控制措施集中于白尾鹿。在过去的一个世纪里,由于社会发展导致幼龄林碎片化和大型捕食者数量锐减,这种鹿在美国迅速增加。成年黑脚硬蜱通常在鹿身上觅食和交配,因此,一些科学家认为消除莱姆病的唯一方法是除去这些鹿。

但研究蜱传播疾病数十年的纽约卡里生态系统研究所疾病生态学家Richard Ostfeld表示,这些努力“质量不一”。

当马萨诸塞州塔夫斯大学流行病学家Sam Telford和同事在上世纪80年代将科德角伟大岛的鹿数量减少一半后,他们发现扁虱数量并未下降,实际上扁虱卵的数量在增加。Ostfeld表示,维持扁虱种群数量并不需要许多鹿。当鹿减少时,扁虱会在剩下的鹿身上生活,或寻找其他宿主。只有当伟大岛上所有的鹿都消失,扁虱才可能锐减。但Telford表示:“试着让鹿群减少简直是噩梦。”而且,在岛屿以外的其他地方,保持鹿数量减少几乎不可能。

危险的老鼠

Ostfeld等人则认为,老鼠是扁虱和疾病的主要驱动者。跟鹿一样,老鼠也在碎片化的林地中繁荣发展,部分原因是狐狸和负鼠等捕食者的消失。那时,扁虱也会选择这些啮齿类动物作为宿主。研究显示,当在老鼠身上栖息时,扁虱卵有一半的机会存活,而在负鼠身上存活的几率为3.5%。

研究人员发现,莱姆病疫区的老鼠会在幼龄阶段感染伯氏疏螺旋体菌,虽然原因尚不清楚,但它们十分善于将这种细菌传染给其他扁虱。几乎所有寄生在白足鼠身上的幼龄扁虱都会被感染,而鹿身上的扁虱的感染率仅为1%。Ostfeld表示,破坏扁虱—老鼠感染循环将降低扁虱的危险性。

田纳西大学健康科学中心医学微生物学家Maria Gomes-Solecki也同意上述观点,这也是她发明老鼠疫苗的原因之一。这种疫苗会让老鼠产生抗体。当扁虱在这些老鼠身上觅食时,抗体会攻击扁虱肠道里的伯氏疏螺旋体菌。

2014年,Ostfeld及同事报告了Gomes-Solecki疫苗的首个实地测验结果,他们发现,在5年中,尽管出现抗体的老鼠仅有28%,但被感染的黑脚硬蜱蛹减少了75%。这种诱饵疫苗极具吸引力,原因是与其他策略相比,其生态破坏性较低。

也有科学家支持保护人类免受莱姆病侵害的更直接方法,例如人体疫苗。疫苗专家Stanley Plotkin的儿子在35岁时罹患莱姆病。但由于医生误诊,这个年轻人在数月里未接受治疗,细菌破坏了他的心脏,最终导致其死亡。现为宾夕法尼亚大学退休教授的Plotkin表示,这场不幸让他深感“缺少莱姆病疫苗是一个公共卫生灾难”。

疫苗研发波澜不断

Plotkin在上世纪90年代起就开始研发疫苗。最终,由英国制药公司葛兰素史克研发的LYMErix在1998年通过了美国食品药品监督管理局审核并被批准上市。在临床试验中,该疫苗能把美国的伯氏疏螺旋体菌菌株引发莱姆病的风险降低76%。但它一开始就面临问题。

首先,它在美国部分地区受到冷遇,仅被推荐给莱姆病流行地区的15~70岁居民使用。然后,许多接种者声称出现免疫相关副作用,例如关节炎,并对制药公司提起诉讼。2002年,该公司自愿搁置了LYMErix。但Plotkin认为这是个错误。“这种疫苗是安全的。”他说。

目前,一种新疫苗已经完成安全性试验。由石溪大学和布鲁克海文国家实验室研究人员研发、巴克斯特公司生产的该疫苗与LYMErix针对的目标类似,但它不包含研究人员和消费者担心引发自身免疫反应的蛋白质片段。而且,它能针对更多的伯氏疏螺旋体菌菌株,其中也包括影响欧洲的菌株。

尽管如此,该疫苗的未来仍不确定:2014年,辉瑞公司买下了巴克斯特的许多疫苗产品,但不包括这个莱姆病疫苗候选者。巴克斯特正与大平原生物技术公司洽谈,后者表现出收购和研发莱姆病疫苗的兴趣。

另一方面,弗吉尼亚联邦大学微生物学家和疫苗学家Richard Marconi表示,他们正在研发一款更好的疫苗。该疫苗将针对表面蛋白OspC的免疫相关部分。当伯氏疏螺旋体菌在哺乳动物体内时会表达该蛋白。当被感染的蜱虫叮咬后,接种疫苗者将能产生OspC抗体。研究人员已经申请许可,准备在狗身上进行试验。

但这些疫苗面临与LYMErix同样的问题:卫生官员和消费者是否相信疫苗。“我认为,情形或许是乐观的,在过去10~15年里,情况发生了变化。更多人认识到了莱姆病的危害。”Plotkin说。(唐凤)

《中国科学报》 (2015-09-01 第3版 国际)

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