使人昏昏欲睡的“瞌睡虫”,虽然危险致命,却也能解救人类的生命
使人昏昏欲睡的“瞌睡虫”,虽然危险致命,却也能解救人类的生命
在《西游记》中,孙悟空不仅有金箍棒、筋斗云或者“七十二变”,当遇到危险或者执行特殊任务时,他还会放出一种神奇的小虫子:瞌睡虫。在现实世界,同样存在着一种生物,当被它叮咬之后,人就会陷入不断昏睡的状态。这种小昆虫,叫做采采蝇(Glossina)。
在小说中,瞌睡虫虽然看似不起眼,但作用却很突出。无论是神仙鬼怪,还是凡夫俗子,当它钻到鼻孔或耳朵之后,无论多精神的人都会开始打哈欠,随后就会美美的睡上一觉,完全不受环境的影响。
根据小说中的记载,孙悟空的瞌睡虫是在北天门与护国天王等打赌时赢来的。西行一人在五庄观偷了镇元子的人参果后,孙悟空释放了瞌睡虫才得以逃避童子的把守(图片来源:网络)
在现实世界,同样存在着一种生物,当被它叮咬之后,人就会被陷入不断昏睡的状态。这种小昆虫,叫做采采蝇(Glossina)。
采采蝇又叫舌蝇、嗤嗤蝇,是生活在撒哈拉沙漠及其以南的非洲。它的模样有点像苍蝇和蜜蜂的混合体,但头部又长有一根如蚊子般的细长吸器。采采蝇成虫有1厘米左右,就如普通苍蝇一样到处乱飞。
左右滑动查看更多采采蝇图片(图片来源:网络)
但这种小虫子,对于非洲人民来说却无异于是一场梦魇。因为这种昆虫,唯一的食物就是人或者动物的血液。当人被它叮咬之后,很有可能就会患上一种致命的疾病——昏睡病(sleeping sickness)。
昏睡病并不是让人想睡觉那么简单。采采蝇之所以会传染昏睡病,是因为它体内寄生着一种叫锥虫的单细胞生物。它的身形如柳叶,身材纤细而动作轻盈,挥动鞭毛便可以游来游去。当采采蝇叮咬人的时候,它就会随着吸器进入到了人体内部。
锥虫的行动方式与螺旋钻有相似之处:上为布氏锥虫(Trypanosoma brucei),下为螺旋钻(图片来源:TheOtonII via YouTube & Garden Answer via YouTube)
在刚进入人体的时候,锥虫会在皮下组织,血液和淋巴中繁殖。此时会造成阵发性发热、头痛、淋巴结肿大、关节疼痛和瘙痒等症状。
随后锥虫会逐渐透过血脑屏障,进入中枢神经系统引起脑膜炎。此时就会导致患者的睡眠周期紊乱,患者会变得白天昏昏欲睡,夜晚却难以入眠。同时患者还会有行为改变、意识模糊、感觉障碍和动作协调性差等情况。假如不及时治疗,昏睡病最终会导致患者死亡。
锥虫的生命周期(图片来源:frontiersin.org)
在历史上,非洲南部的人和家畜都深受采采蝇和锥虫的侵扰。无论是人类,还是牛、羊、马、骆驼,甚至是鳄鱼或巨蜥,只要是脊椎动物都有可能被采采蝇叮咬而感染昏睡病。
在安哥拉、刚果民主共和国和南苏丹的很多地方,昏睡病都是当地最大的致死原因。一旦暴露在野外,采采蝇随时都可能叮咬当地的人和牲畜,这极大地限制了当地的经济和社会发展,是导致南非洲贫困的重要原因。
一张创作于1911年的图书插画。上面描绘了一位非洲男子因被采采蝇叮咬感染了昏睡病,几个欧洲国家都对非洲部分地区提出了主权要求,象征当时殖民主义国家对于非洲的掠夺(图片来源:ppmsca 27783 //hdl.loc.gov/loc.pnp/ppmsca.27783)
在最近20年,在世卫组织(WHO)和各国协助下,通过预防和药物治疗等方式,昏睡病的新发病例数已经减少了97%。在2018年,新增的昏睡病患者下降到了1000例以下,目前只有大约300万人还处于中、高风险区。这种曾经让无数人心惊胆战的疾病,现在逐渐得到了控制。
不过正因为采采蝇的“臭名昭著”,也让很多科学家们对它非常感兴趣,采采蝇因此也成为众多医学实验室中的“常客”。而它叮咬皮肤的过程,也成为科学家们研究的重点。
一只正在准备吸血的采采蝇(图片来源:theconversation.com)
当采采蝇吸收人血时,会在唾液里释放抗凝血与抗血小板聚集的成分,特别是一种被称为采采蝇抗凝蛋白(TTI),这些物质可以阻止人的血液凝固,以便让采采蝇可以吸食更多的血液。
科学家们对这种蛋白质进行了更深入的研究,结果发现它的神奇之处:它的表面的活性位点有一个形状非常特殊的凹陷,如果设计一个分子卡在这个凹陷里,那么它的抗凝作用就会瞬间消失。也就是说,这种蛋白质就像是一个开关,我们可以人为控制血液是否流动。
新型抗凝剂的作用示意。正常情况下,两种肽分子在协同下产生抗凝作用,当加入解毒剂 PNA(肽核酸)后,则“关闭”了组合分子的抗凝作用(图片来源:sydney.edu.au)
正是由于采采蝇抗凝蛋白的独特性质,最近悉尼大学和日内瓦大学的研究人员开发了一种新型抗凝剂,其抗凝作用可以“按需”迅速停止。这种“智能”的抗凝剂,在未来或许可以挽救更多人的生命。
抗凝剂是现代医学中一个了不起的发明,它可以阻止或减少血液凝固,延长凝血时间,因此可以避免血管中血栓的形成。但传统的抗凝剂同样也有副作用,就是在使用抗凝剂之后,一旦身体其他部位发生了出血,就会面临失血过多的风险。
血栓是在血管中形成的血块,在循环系统中会妨碍或阻断血流,会造成中风、肢端发绀、心肌梗塞等多种症状(图片来源:sydney.edu.au)
就比如一位血栓病人使用了抗凝剂之后,此时如果摔倒了或者被尖锐物品划破了皮肤,那么很有可能就面临“血流不止”的危险情况。
正是由于采采蝇的“贡献”,科学家们设计了可以控制蛋白质结构的开关。一旦需要血液正常凝固时,只要注射“解药”,抗凝剂就会暂时失去作用,让伤口尽快凝固。
注射解药之后(中),凝血功能就会恢复,出血相对于对照组(左)减少(图片来源:doi.org/10.1038/s41587-024-02209-z)
项目的一位负责人表示:“这一成果超越了开发新型抗凝剂及其相关解毒剂的范畴。所提出的超分子方法非常灵活,可以轻松适应其他治疗目标。它在免疫治疗领域尤其有前景。”
或许在不久之后,这种新型抗凝剂就会用于实际的治疗。而在这种药物开发的思路之下,或许更多类似具有“控制开关”的超分子化学药物也会出现。
这也算采采蝇这种吸血的“瞌睡虫”,为人类健康的“将功补过”吧。
本文原文来自澎湃新闻