分離蜱蟲“毒液”，他們發現萊姆病“作惡”方法

　　盜墓筆記中嗜血成性的“草蜱子”，專性吸血，其實就是生活中常見的蜱蟲，蜱蟲這個古老物種可追溯到遠古白堊紀。出土的化石顯示，恐龍也曾遭受蜱蟲的叮咬。蚊子之下，蜱蟲危害堪稱最“強”。加拿大搖滾樂手艾薇兒在2013年發布了她的第五張專輯后淡出了人們的視線，直到2015年，她被診斷出患有萊姆病。2020年，歌手賈斯汀·比伯在 Instagram 上發帖承認自己身患萊姆病。肆虐北美的萊姆病是一種由蜱蟲傳播的傳染病，至今仍然沒有一款有效疫苗研發出來，每年都有數十萬人確診，而且確診數量呈逐年上升趨勢。

　　近日，中國科學院昆明動物研究所賴仞團隊聯合北京微生物與流行病學研究所曹務春團隊、美國南密西西比大學Shahid Karim團隊，在PNAS雜志發表題為《蜱蟲唾液通過干預宿主LTβR信號通路協助萊姆病螺旋體傳播的》研究論文。這項研究發現全溝硬蜱唾液中靶向宿主淋巴毒素受體LTβR受體的毒素蛋白IpSAP是促進萊姆病螺旋體感染與傳播的關鍵因子，并進一步從蜱唾液免疫抑制毒素的角度提出了阻斷媒介傳播途徑的廣譜萊姆病疫苗策略。賴仞團隊成員、山西農業大學靳林教授為該論文第一作者。

　　惡人之“首”萊姆病

　　作為傳播媒介，蜱蟲可傳播原蟲、立克次體、支原體、衣原體、螺旋體、細菌和病毒等。目前已知的蜱蟲可能傳播的疾病有81種病毒性、31種細菌性和32種原蟲性傳染病，其中有8種急性傳染病，其中蜱蟲通過伯氏疏螺旋體傳播的萊姆病更是兇名赫赫，是蜱蟲在北半球散布最廣的疾病。

　　全球80個國家發現約800個蜱種，從熱帶到亞北極區域分布廣泛。康樂院士表示，蜱蟲攜帶的病原體像“潘多拉魔盒”一樣，一旦被打開，不但給人類帶來無窮的病害和恐慌，而且對畜牧業造成每年數十億的經濟損失。在我國，已證實29個省(市、區)的人群中存在萊姆病的感染，其中黑龍江、新疆、河南和吉林等地區為高發區。據估計，獸外寄生蜱蟲每年在整個熱帶和亞熱帶地區造成25億美元的損失。隨著當代城市化、森林砍伐、氣候變化以及人與動物各自棲息地之間相互作用的迅速變化，蜱蟲傳播疾病對人類和動物健康的威脅顯著增加。

　　其實，感染萊姆病也并不容易。硬蜱多在白天侵襲宿主，吸血時間較長，一般需要數天。不吸血時，有米粒大小，吸飽血液后，有指甲蓋大。宿主包括哺乳類、鳥類、爬蟲類和兩棲類動物。以我國的全溝硬蜱為例，它是一種三宿主蜱，在幼蟲、若蟲、成蟲分別在3個宿主體上寄生。只有在蜱蟲把人類當宿主寄生之前，恰好寄生到感染了伯氏疏螺旋體的動物身上，才會傳播萊姆病。

　　羊耳朵背后藏著的蜱蟲。受訪者供圖

　　萊姆病對于動物并無太大影響，但是對人類來說，則是一場噩夢，艾薇兒之所以幾年都未能治愈就是因為錯過了診療的最佳時機，萊姆病在得病初期用抗生素即可奏效，但是這種疾病罕為人知、確診困難，得病者很難第一時間確診，后期出現了神經、心臟或關節病變將會加重病情，特別是神經系統損害更乏特效療法，它也有了“第二艾滋病”的外號。艾薇兒數年來一直在與疾病抗爭，可見此病十分難纏。蜱蟲對人類的危害僅次于蚊子，是第二大類媒介動物。

　　為了更好的研究蜱媒傳染病的機理，靳林教授野外捕捉蜱蟲飼養在實驗室內，并且在實驗室內擴增伯氏疏螺旋體，模擬了蜱蟲攜帶病原體攻擊實驗小鼠致其患萊姆病的全過程。

　　“我們的研究過程一直在重復模擬蜱蟲傳播萊姆病的自然路徑。相較于其他不涉及蜱蟲、僅依賴高通量測序手段的思路，我們用這種略顯‘笨拙’的辦法，反而更精準地找到了其中的奧秘”，靳林表示。

　　搭“便車”的病原體

　　在我國東北的林區存在一種以地名命名的的蜱蟲，叫做全溝硬蜱。曹務春團隊與牡丹江的當地醫院長期合作，共同開展蜱蟲疾病的診斷和治療。

　　林業工作人員和戶外活動人員最常受到蜱蟲的攻擊。野外的蜱蟲利用自己前腿的哈勒式器勾住草叢中路過的宿主，蜱蟲嘴巴上兩個鉤子一樣結構的器官，撕開皮膚，然后將中間那跟帶滿尖刺的“狼牙棒”刺進皮膚里，“狼牙棒”向皮膚注射唾液，這些包含病原體的唾液包含著伯氏疏螺旋體，這就是萊姆病的傳播渠道。

　　蜱蟲和伯式螺旋體本身沒有互利的關系，螺旋體是個不懷好意的免費乘客，利用了蜱蟲唾液這趟公交車。靳林教授解釋道，之所以“狼牙棒”要向人體內注入包含多種活性成分的唾液，又不想被宿主發現，因為蜱蟲吸血過程往往長達幾天，吸血后身體將膨脹數百倍。為了不被發現，這些唾液包含了止痛、抗凝血、免疫抑制的成分：止痛是方便麻痹人類，抗凝血是為了方便自己吸血，免疫抑制是欺騙免疫系統，逃過追殺。蜱蟲切開皮膚后不疼不腫不癢，就是因為這些活性成分在起作用。

　　擁有強大能力的蜱蟲唾液敲開了人體免疫力的大門，各種病原體就可以魚貫而入，悄無聲息。

　　靳林表示，我們提出的疫苗開發策略就是破壞蜱蟲唾液免疫抑制的功能，只要這個功能受限，蜱蟲唾液內的免疫抑制毒素失效，病原體就能被免疫系統發現，進而被消滅。而這其中的關鍵就是發現了IpSAP這個免疫調節毒素通過抑制LTβR受體和下游信號轉導，在小鼠萊姆病螺旋體感染部位形成早期局部免疫抑制。如果破壞了兩者的結合與相互作用，免疫系統就能在感染早期及時識別病原體，這對萊姆病螺旋體的傳播至關重要。假如宿主免疫系統的反應稍慢，螺旋體就可突破血管，傳遍全身。長期萊姆病患者從就診到痊愈往往要幾年時間，期間可能會遭受到許多并發癥的干擾，生活質量嚴重下降。

　　蜱蟲特寫。受訪者供圖

　　不用“防彈衣”，只需破壞“槍”

　　為何萊姆病難以治愈？原因之一就是病原體過于狡猾，而人類的認知仍然有限。

　　混跡在蜱蟲唾液里面的病原體眾多，萊姆病的致病原因伯式疏螺旋體是一種細菌，它體長幾十微米，猶如一根被拉開的彈簧或者紅酒的開瓶器，整根“彈簧”就是一個細胞，彈簧內插著各種DNA。它的穿透力極強，是體內移動速度最快的螺旋體，可以逆向游走在血管中，借助蜱蟲唾液的免疫抑制成分，它可以幾分鐘突破血管，進入細胞間液，迅速脫離了免疫細胞的監視和識別，分散到身體各處，所以萊姆病在早期很難讓人察覺。除了狡猾的伯氏疏螺旋體，萊姆病令人困擾的原因還有一部分源于人們對這種疾病認知的不足，因為初期發病癥狀較輕，蜱蟲叮咬創口小，有很多人都會忽視，不會朝萊姆病方向聯想。

　　發現了蜱蟲唾液中的奧秘，研究團隊也在尋找解決之道。2018年，北京大學生科院蔣爭凡課題組發明了一種既是免疫激活劑，又是遞送系統的納米錳佐劑（MnJ），該佐劑能高效激活細胞免疫并促進體液免疫，對幾乎所有種類抗原都有效。2019年，靳林嘗試把納米錳佐劑和IpSAP重組蛋白用在小鼠身上，發現可以有效降低全溝硬蜱叮咬傳播萊姆病螺旋體的效率。

　　北美分布最廣泛的萊姆病傳播媒介——肩突硬蜱也是首個解析基因組的模式蜱蟲物種。為了印證自己的方法在北美萊姆病禍首“肩突蜱蟲”身上是否有效，靳林將分析方法分享給美國科學家Shahid Karim。兩國團隊共同分析發現，中國的全溝硬蜱IpSAP蛋白和北美的肩突硬蜱IsSAP屬于同源蛋白，IpSAP重組蛋白和納米錳佐劑的組合依然有效。

　　這一發現讓PNAS期刊的匿名評審專家眼前一亮，他在論文評審意見中指出這項研究的啟發性思路對于研發出廣譜萊姆病疫苗很有幫助。

　　靳林描述道，與普通傳染病不同的是，媒介動物這把“槍”在向宿主“防彈衣”發射病原體的“子彈”時發揮了至關重要的作用。針對媒介動物干預宿主免疫系統的毒素開展研究，有望把多種致命媒介從“槍械”變成無法發射“子彈”的模型和玩具。

　　“這項研究里我最大的體會是，利用感染的蜱蟲去叮咬小鼠，和直接給小鼠注射一定單位的螺旋體，兩者截然不同。前者可能只需要幾十個單位的伯氏疏螺旋體，而后者可能需要10的N次方個單位。感染的過程不同，發病過程也就不同。如果我們只研究注射病原體的做法，那么也將錯過伯氏疏螺旋體借助蜱蟲吸血時創造的免疫系統空窗期趁虛而入這一發現”，靳林表示。

　　美國萊姆病研究網站的專家朗尼·馬庫姆對此表示非常欣賞，她說，這就是為什么所有蜱蟲傳播疾病實驗室都需要通過蜱蟲接種而不是通過注射接種進行，我們需要重新審視以前的所有研究，蜱蟲唾液非常重要。

　　蜱蟲和蚊子一樣讓人煩惱，但可能無法做到徹底根除。生物自有其生態位，是我們生態鏈不可缺少的一環。靳林表示，目前，課題組正繼續開展關于對蜱蟲IpSAP蛋白編碼基因編輯的研究，希望通過了解更多蜱蟲傳染病的奧秘，將蜱蟲危害拒之體外。