溶组织内阿米巴（Entamoeba histolytica）正在攻击人类白细胞（图片来源：Katherine Ralston）
只咬死又不吃。
文章为《环球科学》杂志社原创文章
撰文：冬鸢
审校：clefable
“它能杀死你扔给它的任何人类细胞，连白细胞也不例外。”在描述溶组织内阿米巴（Entamoeba histolytica）时，南加利福尼亚大学的微生物学和分子遗传学副教授凯瑟琳·罗尔斯顿（Katherine Ralston）说道。
“细胞杀手”
溶组织内阿米巴是一种单细胞寄生虫，主要寄生在人的肠道，但也可能入侵其他的器官和组织，比如大脑和肺部。全球每年大约有5000万人感染溶组织内阿米巴。在卫生条件不佳的地区，溶组织内阿米巴传播较广泛，可能导致80%的婴儿都受到感染。
虽然大多数情况下，感染溶组织内阿米巴的人仅会出现轻度腹泻甚至没有症状，但它也可能导致大面积的肠溃疡，或者侵袭其他器官并造成致命的脓肿，比如肝脓肿。因此，每年有约7万人会因溶组织内阿米巴感染而死亡。
溶组织内阿米巴的种名histolytica是“溶解组织”的意思，因为它会不断杀死自己所遇到的人类细胞，在感染的器官中让组织溃烂，形成脓肿。
享受杀戮？
2011年，还是博士后的罗尔斯顿开始接触有关溶组织内阿米巴的研究。在此之前，许多科学家认为，溶组织内阿米巴会通过向细胞注射毒素来杀死细胞，并且将其当作自己的食物。然而，通过显微镜观察，罗尔斯顿发现了截然不同的故事。
她发现，溶组织内阿米巴并不会分泌所谓的毒素杀死细胞，也并没有将遇到的人类细胞当作食物。它们会不断“啃咬”人体内的细胞，直到细胞死亡——即“阿米巴胞啃”（amoebic trogocytosis, 源自希腊语trogo，意为“啃食”）。但在细胞死亡后，溶组织内阿米巴就不会再理会这个死掉的细胞，而是转而去啃咬其他的活细胞，仿佛只是单纯地在享受杀戮。
通过显微镜观察，“你可以看到被撕开的人类细胞的小碎片，”罗尔斯顿说，“这些被啃食掉的细胞碎片在显微镜下发出绿色的荧光，还有一部分在溶组织内阿米巴体内聚集。”
2014年，罗尔斯顿的这一发现发表在了《自然》（Nature）上，她在论文中推测，溶组织内阿米巴在人体内的主要食物来源可能不是人体细胞，而是肠道菌群。
但溶组织内阿米巴为何只是“咬死”细胞，而不吃掉，它到底图什么呢？
伪装
溶组织内阿米巴主要通过被污染的水源进入人体，并在肠道中定植，但也可能通过血液转移到其他器官，最常见的是肝脏。通常来说，人体对于入侵的外来寄生虫，有一定的防御机制。其中一个很重要的防御系统便是“补体”（complement），这是广泛存在于血清、组织液和细胞膜表面的蛋白质反应系统。当有病原体入侵时，它就会被激活，刺激免疫系统清除病原体。
然而， 在2022年发表于mBio上的一项研究中，罗尔斯顿的团队发现，在溶组织内阿米巴啃咬人类细胞之后，会对补体蛋白产生提抗力，从而逃过免疫系统的攻击。
研究团队发现，没有咬过人类细胞的溶组织内阿米巴在体外接触人类血清，很容易在血清中免疫物质的影响下被裂解。然而， 如果它们曾经咬过人类细胞，就可以抵御血清中免疫物质的攻击，而且它咬过的细胞越多，抵御能力就越强。
进一步研究发现，溶组织内阿米巴之所以要啃咬人类细胞使其死亡，其实是为了获取这些细胞质中的内容物。具体来说，啃咬了人类细胞后，溶组织内阿米巴就可以将人类细胞中的补体调节蛋白（比如CD59和CD46）放在自己的细胞表面作为“伪装”，而这些补体调节蛋白就可以帮助它们逃过补体的识别和攻击。
图片来源：Ruyechan et al, 2024
而在最近发布于预印本网站bioRxiv上的一项新研究中，罗尔斯顿的团队进一步探究了溶组织内阿米巴抵抗补体的能力。她们发现，咬过人类细胞并将人类补体调节蛋白展示在自身体表的溶组织内阿米巴，甚至可以抵抗小鼠血清中补体的攻击——尽管人类和小鼠属于不同的物种。
工具
罗尔斯顿花费了数年时间，探究了溶组织内阿米巴如何通过“阿米巴胞啃”杀死人类细胞，以及如何在这个过程中利用人类细胞中的蛋白质来逃避人体免疫系统的攻击。除此之外，罗尔斯顿和其他科学家也一直致力于研究溶组织内阿米巴的基因组，试图从中找寻灵感，研制出可用于治疗或预防溶组织内阿米巴的疫苗和药物。
“所有寄生虫的研究都还不够深入，但溶组织内阿米巴尤其神秘。”罗尔斯顿说道。溶组织内阿米巴的基因组比沙门氏菌大 5 倍，比艾滋病病毒大2500倍，对其进行分析需要依赖于生物信息学的多年技术发展。
在2021年发表于《公共科学图书馆·病原体》（PLOS Pathogens）的研究中，罗尔斯顿和合作者开发了一种RNAi文库，可以用于探究溶组织内阿米巴的多个基因。而在今年5月份发表于Trends in Parasitology的封面文章中，她的研究团队又提出了一个完整的计划，利用RNAi系统快速识别溶组织内阿米巴执行关键任务（比如“阿米巴胞啃”）时所需的基因，他们主张结合基因编辑技术，找到特定基因的工作方式。
“ 科学是一个不断构建的过程 ，”罗尔斯顿说道，“ 你必须不断探索新的工具，直到最终准备好发现（针对溶组织内阿米巴）新的治疗方法 。”
参考链接：
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
