恰加斯病病原如何改变食食性细菌的肠道菌群

在中美洲和南美洲，掠食性吸血虫传播广泛流行的恰加斯病的病原体。由于这种疾病可引起严重的症状，而且迄今为止还没有针对锥虫的疫苗，目前的主要方法是使用杀虫剂控制这种寄生虫。一个德国和巴西的研究小组现在研究了锥虫是如何改变这种细菌的肠道菌群的。其长期目标是:改变这种掠食性细菌肠道内的细菌群落，使其能够抵御锥虫。

　　

据世界卫生组织(世卫组织)估计，全世界有600万至700万人，主要在中美洲和南美洲，感染了克氏锥虫种。这种单细胞(原生动物)寄生虫会引起南美锥虫病(美洲锥虫病)，这种病在急性期并不明显:只有三分之一的病例感染者才会出现任何症状，这些症状随后可能是非特异性的，如发烧、荨麻疹和淋巴结肿大。然而，这些寄生虫仍留在体内，多年后，慢性恰加斯病可能危及生命，导致心脏病状扩大和胃肠道进行性瘫痪。

目前还没有针对这种病原体的疫苗，而且在晚期治疗这种疾病非常困难。这就是为什么拉丁美洲的重点是控制传播南美锥虫的昆虫:锥蝽亚科的掠食性吸血昆虫。在刺痛过程中，它摄入锥虫，锥虫在它的肠道中定居。通过它大部分在叮咬处沉积的粪便，寄生虫排出病原体，在抓挠极度瘙痒的叮咬时，病原体经常被揉进伤口。

尽管在大规模喷洒杀虫剂的各个地区，新感染的人数有所下降，但问题也在出现:在过去十年中，越来越多的人观察到几种掠食性昆虫对常见杀虫剂产生了抗药性。这些杀虫剂对环境和当地人口也有负面影响。

世界各地的研究人员正在努力寻找帮助控制克氏锥虫的替代方法。一种可能是改变这种掠食性昆虫肠道内的细菌，使之消除或抑制锥虫的发育。

与巴西贝洛奥里藏特René Rachou研究所的科学家、歌德大学的寄生虫学家和感染生物学家Fanny Eberhard和Sven Klimpel教授合作，森肯伯格-莱布尼茨生物多样性和地球系统研究机构(SGN)和LOEWE转化生物多样性基因组学中心现在已经调查了锥虫锥虫是如何改变这种捕食昆虫肠道内的细菌群落的。为了做到这一点，他们使用了基因组分析，这使他们能够比较细菌肠道细菌群落的组成，微生物群，在感染病原体之前和之后(宏基因组猎枪测序)。

结果:感染后，细菌在肠道内的菌株范围明显减小。某些菌株，包括潜在的致病菌粪肠球菌，从寄生虫的存在中获益。此外，研究人员还成功地确定了四种细菌，它们可能对这种细菌起着重要的作用，比如维生素B的合成。

范妮·埃伯哈德解释说:“维生素B是吸血昆虫不能通过吸血获得的营养物质之一。因此，产生维生素B的细菌对这种细菌非常重要，几乎在所有个体中都能找到，而且会在这种捕食型细菌的肠道中世代存在。因此，这些细菌可能是产生对抗南美锥虫的防御物质的基因的合适受体。”

Sven Klimpel教授解释道:“最终，我们的目标是让这种掠食性昆虫保护自己不受锥虫的侵害，并以此来预防人类感染。然而，在我们能够产生具有这些特性的细菌，并释放含有它们的掠食性细菌之前，我们需要更好地了解细菌肠道生态的结构，以及宿主、病原体和微生物群落功能之间的广泛相互作用。我们的工作为此做出了重要贡献。”