溶組織內阿米巴（Entamoeba histolytica）正在攻擊人類白細胞（圖片來源：Katherine Ralston）
只咬死又不吃。
文章為《環球科學》雜誌社原創文章
撰文：冬鳶
審校：clefable
“它能殺死你扔給它的任何人類細胞，連白細胞也不例外。”在描述溶組織內阿米巴（Entamoeba histolytica）時，南加利福尼亞大學的微生物學和分子遺傳學副教授凱瑟琳·羅爾斯頓（Katherine Ralston）說道。
“細胞殺手”
溶組織內阿米巴是一種單細胞寄生蟲，主要寄生在人的腸道，但也可能入侵其他的器官和組織，比如大腦和肺部。全球每年大約有5000萬人感染溶組織內阿米巴。在衛生條件不佳的地區，溶組織內阿米巴傳播較廣泛，可能導致80%的嬰兒都受到感染。
雖然大多數情況下，感染溶組織內阿米巴的人僅會出現輕度腹瀉甚至沒有癥狀，但它也可能導致大面積的腸潰瘍，或者侵襲其他器官並造成致命的膿腫，比如肝膿腫。因此，每年有約7萬人會因溶組織內阿米巴感染而死亡。
溶組織內阿米巴的種名histolytica是“溶解組織”的意思，因為它會不斷殺死自己所遇到的人類細胞，在感染的器官中讓組織潰爛，形成膿腫。
享受殺戮？
2011年，還是博士後的羅爾斯頓開始接觸有關溶組織內阿米巴的研究。在此之前，許多科學家認為，溶組織內阿米巴會通過向細胞注射毒素來殺死細胞，並且將其當作自己的食物。然而，通過顯微鏡觀察，羅爾斯頓發現了截然不同的故事。
她發現，溶組織內阿米巴並不會分泌所謂的毒素殺死細胞，也並沒有將遇到的人類細胞當作食物。它們會不斷“啃咬”人體內的細胞，直到細胞死亡——即“阿米巴胞啃”（amoebic trogocytosis, 源自希臘語trogo，意為“啃食”）。但在細胞死亡後，溶組織內阿米巴就不會再理會這個死掉的細胞，而是轉而去啃咬其他的活細胞，彷彿只是單純地在享受殺戮。
通過顯微鏡觀察，“你可以看到被撕開的人類細胞的小碎片，”羅爾斯頓說，“這些被啃食掉的細胞碎片在顯微鏡下發出綠色的熒光，還有一部分在溶組織內阿米巴體內聚集。”
2014年，羅爾斯頓的這一發現發表在了《自然》（Nature）上，她在論文中推測，溶組織內阿米巴在人體內的主要食物來源可能不是人體細胞，而是腸道菌群。
但溶組織內阿米巴為何只是“咬死”細胞，而不吃掉，它到底圖什麼呢？
偽裝
溶組織內阿米巴主要通過被污染的水源進入人體，並在腸道中定植，但也可能通過血液轉移到其他器官，最常見的是肝臟。通常來說，人體對於入侵的外來寄生蟲，有一定的防禦機制。其中一個很重要的防禦系統便是“補體”（complement），這是廣泛存在於血清、組織液和細胞膜表面的蛋白質反應系統。當有病原體入侵時，它就會被激活，刺激免疫系統清除病原體。
然而， 在2022年發表於mBio上的一項研究中，羅爾斯頓的團隊發現，在溶組織內阿米巴啃咬人類細胞之後，會對補體蛋白產生提抗力，從而逃過免疫系統的攻擊。
研究團隊發現，沒有咬過人類細胞的溶組織內阿米巴在體外接觸人類血清，很容易在血清中免疫物質的影響下被裂解。然而， 如果它們曾經咬過人類細胞，就可以抵禦血清中免疫物質的攻擊，而且它咬過的細胞越多，抵禦能力就越強。
進一步研究發現，溶組織內阿米巴之所以要啃咬人類細胞使其死亡，其實是為了獲取這些細胞質中的內容物。具體來說，啃咬了人類細胞後，溶組織內阿米巴就可以將人類細胞中的補體調節蛋白（比如CD59和CD46）放在自己的細胞表面作為“偽裝”，而這些補體調節蛋白就可以幫助它們逃過補體的識別和攻擊。
圖片來源：Ruyechan et al, 2024
而在最近發佈於預印本網站bioRxiv上的一項新研究中，羅爾斯頓的團隊進一步探究了溶組織內阿米巴抵抗補體的能力。她們發現，咬過人類細胞並將人類補體調節蛋白展示在自身體表的溶組織內阿米巴，甚至可以抵抗小鼠血清中補體的攻擊——儘管人類和小鼠屬於不同的物種。
工具
羅爾斯頓花費了數年時間，探究了溶組織內阿米巴如何通過“阿米巴胞啃”殺死人類細胞，以及如何在這個過程中利用人類細胞中的蛋白質來逃避人體免疫系統的攻擊。除此之外，羅爾斯頓和其他科學家也一直致力於研究溶組織內阿米巴的基因組，試圖從中找尋靈感，研製出可用於治療或預防溶組織內阿米巴的疫苗和藥物。
“所有寄生蟲的研究都還不夠深入，但溶組織內阿米巴尤其神秘。”羅爾斯頓說道。溶組織內阿米巴的基因組比沙門氏菌大 5 倍，比艾滋病病毒大2500倍，對其進行分析需要依賴於生物信息學的多年技術發展。
在2021年發表於《公共科學圖書館·病原體》（PLOS Pathogens）的研究中，羅爾斯頓和合作者開發了一種RNAi文庫，可以用於探究溶組織內阿米巴的多個基因。而在今年5月份發表於Trends in Parasitology的封面文章中，她的研究團隊又提出了一個完整的計劃，利用RNAi系統快速識別溶組織內阿米巴執行關鍵任務（比如“阿米巴胞啃”）時所需的基因，他們主張結合基因編輯技術，找到特定基因的工作方式。
“ 科學是一個不斷構建的過程 ，”羅爾斯頓說道，“ 你必須不斷探索新的工具，直到最終準備好發現（針對溶組織內阿米巴）新的治療方法 。”
參考鏈接：
https://www.ucdavis.edu/news/wily-parasite-kills-human-cells-and-wears-their-remains-disguise
https://www.nature.com/articles/nature13242
https://www.nature.com/articles/nature13223
https://journals.asm.org/doi/10.1128/mbio.03163-21
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.04.616735v1.full
https://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1010088
https://www.cell.com/trends/parasitology/fulltext/S1471-4922(25)00074-1
