分离蜱虫“毒液”，他们发现莱姆病“作恶”方法

盗墓笔记中嗜血成性的“草蜱子”，专性吸血，其实就是生活中常见的蜱虫，蜱虫这个古老物种可追溯到远古白垩纪。出土的化石显示，恐龙也曾遭受蜱虫的叮咬。蚊子之下，蜱虫危害堪称最“强”。加拿大摇滚乐手艾薇儿在2013年发布了她的第五张专辑后淡出了人们的视线，直到2015年，她被诊断出患有莱姆病。2020年，歌手贾斯汀·比伯在 Instagram 上发帖承认自己身患莱姆病。肆虐北美的莱姆病是一种由蜱虫传播的传染病，至今仍然没有一款有效疫苗研发出来，每年都有数十万人确诊，而且确诊数量呈逐年上升趋势。

近日，中国科学院昆明动物研究所赖仞团队联合北京微生物与流行病学研究所曹务春团队、美国南密西西比大学Shahid Karim团队，在PNAS杂志发表题为《蜱虫唾液通过干预宿主LTβR信号通路协助莱姆病螺旋体传播的》研究论文。这项研究发现全沟硬蜱唾液中靶向宿主淋巴毒素受体LTβR受体的毒素蛋白IpSAP是促进莱姆病螺旋体感染与传播的关键因子，并进一步从蜱唾液免疫抑制毒素的角度提出了阻断媒介传播途径的广谱莱姆病疫苗策略。赖仞团队成员、山西农业大学靳林教授为该论文第一作者。

恶人之“首”莱姆病

作为传播媒介，蜱虫可传播原虫、立克次体、支原体、衣原体、螺旋体、细菌和病毒等。目前已知的蜱虫可能传播的疾病有81种病毒性、31种细菌性和32种原虫性传染病，其中有8种急性传染病，其中蜱虫通过伯氏疏螺旋体传播的莱姆病更是凶名赫赫，是蜱虫在北半球散布最广的疾病。

全球80个国家发现约800个蜱种，从热带到亚北极区域分布广泛。康乐院士表示，蜱虫携带的病原体像“潘多拉魔盒”一样，一旦被打开，不但给人类带来无穷的病害和恐慌，而且对畜牧业造成每年数十亿的经济损失。在我国，已证实29个省(市、区)的人群中存在莱姆病的感染，其中黑龙江、新疆、河南和吉林等地区为高发区。据估计，兽外寄生蜱虫每年在整个热带和亚热带地区造成25亿美元的损失。随着当代城市化、森林砍伐、气候变化以及人与动物各自栖息地之间相互作用的迅速变化，蜱虫传播疾病对人类和动物健康的威胁显著增加。

其实，感染莱姆病也并不容易。硬蜱多在白天侵袭宿主，吸血时间较长，一般需要数天。不吸血时，有米粒大小，吸饱血液后，有指甲盖大。宿主包括哺乳类、鸟类、爬虫类和两栖类动物。以我国的全沟硬蜱为例，它是一种三宿主蜱，在幼虫、若虫、成虫分别在3个宿主体上寄生。只有在蜱虫把人类当宿主寄生之前，恰好寄生到感染了伯氏疏螺旋体的动物身上，才会传播莱姆病。

羊耳朵背后藏着的蜱虫。受访者供图

莱姆病对于动物并无太大影响，但是对人类来说，则是一场噩梦，艾薇儿之所以几年都未能治愈就是因为错过了诊疗的最佳时机，莱姆病在得病初期用抗生素即可奏效，但是这种疾病罕为人知、确诊困难，得病者很难第一时间确诊，后期出现了神经、心脏或关节病变将会加重病情，特别是神经系统损害更乏特效疗法，它也有了“第二艾滋病”的外号。艾薇儿数年来一直在与疾病抗争，可见此病十分难缠。蜱虫对人类的危害仅次于蚊子，是第二大类媒介动物。

为了更好的研究蜱媒传染病的机理，靳林教授野外捕捉蜱虫饲养在实验室内，并且在实验室内扩增伯氏疏螺旋体，模拟了蜱虫携带病原体攻击实验小鼠致其患莱姆病的全过程。

“我们的研究过程一直在重复模拟蜱虫传播莱姆病的自然路径。相较于其他不涉及蜱虫、仅依赖高通量测序手段的思路，我们用这种略显‘笨拙’的办法，反而更精准地找到了其中的奥秘”，靳林表示。

搭“便车”的病原体

在我国东北的林区存在一种以地名命名的的蜱虫，叫做全沟硬蜱。曹务春团队与牡丹江的当地医院长期合作，共同开展蜱虫疾病的诊断和治疗。

林业工作人员和户外活动人员最常受到蜱虫的攻击。野外的蜱虫利用自己前腿的哈勒式器勾住草丛中路过的宿主，蜱虫嘴巴上两个钩子一样结构的器官，撕开皮肤，然后将中间那跟带满尖刺的“狼牙棒”刺进皮肤里，“狼牙棒”向皮肤注射唾液，这些包含病原体的唾液包含着伯氏疏螺旋体，这就是莱姆病的传播渠道。

蜱虫和伯式螺旋体本身没有互利的关系，螺旋体是个不怀好意的免费乘客，利用了蜱虫唾液这趟公交车。靳林教授解释道，之所以“狼牙棒”要向人体内注入包含多种活性成分的唾液，又不想被宿主发现，因为蜱虫吸血过程往往长达几天，吸血后身体将膨胀数百倍。为了不被发现，这些唾液包含了止痛、抗凝血、免疫抑制的成分：止痛是方便麻痹人类，抗凝血是为了方便自己吸血，免疫抑制是欺骗免疫系统，逃过追杀。蜱虫切开皮肤后不疼不肿不痒，就是因为这些活性成分在起作用。

拥有强大能力的蜱虫唾液敲开了人体免疫力的大门，各种病原体就可以鱼贯而入，悄无声息。

靳林表示，我们提出的疫苗开发策略就是破坏蜱虫唾液免疫抑制的功能，只要这个功能受限，蜱虫唾液内的免疫抑制毒素失效，病原体就能被免疫系统发现，进而被消灭。而这其中的关键就是发现了IpSAP这个免疫调节毒素通过抑制LTβR受体和下游信号转导，在小鼠莱姆病螺旋体感染部位形成早期局部免疫抑制。如果破坏了两者的结合与相互作用，免疫系统就能在感染早期及时识别病原体，这对莱姆病螺旋体的传播至关重要。假如宿主免疫系统的反应稍慢，螺旋体就可突破血管，传遍全身。长期莱姆病患者从就诊到痊愈往往要几年时间，期间可能会遭受到许多并发症的干扰，生活质量严重下降。

蜱虫特写。受访者供图

不用“防弹衣”，只需破坏“枪”

为何莱姆病难以治愈？原因之一就是病原体过于狡猾，而人类的认知仍然有限。

混迹在蜱虫唾液里面的病原体众多，莱姆病的致病原因伯式疏螺旋体是一种细菌，它体长几十微米，犹如一根被拉开的弹簧或者红酒的开瓶器，整根“弹簧”就是一个细胞，弹簧内插着各种DNA。它的穿透力极强，是体内移动速度最快的螺旋体，可以逆向游走在血管中，借助蜱虫唾液的免疫抑制成分，它可以几分钟突破血管，进入细胞间液，迅速脱离了免疫细胞的监视和识别，分散到身体各处，所以莱姆病在早期很难让人察觉。除了狡猾的伯氏疏螺旋体，莱姆病令人困扰的原因还有一部分源于人们对这种疾病认知的不足，因为初期发病症状较轻，蜱虫叮咬创口小，有很多人都会忽视，不会朝莱姆病方向联想。

发现了蜱虫唾液中的奥秘，研究团队也在寻找解决之道。2018年，北京大学生科院蒋争凡课题组发明了一种既是免疫激活剂，又是递送系统的纳米锰佐剂（MnJ），该佐剂能高效激活细胞免疫并促进体液免疫，对几乎所有种类抗原都有效。2019年，靳林尝试把纳米锰佐剂和IpSAP重组蛋白用在小鼠身上，发现可以有效降低全沟硬蜱叮咬传播莱姆病螺旋体的效率。

北美分布最广泛的莱姆病传播媒介——肩突硬蜱也是首个解析基因组的模式蜱虫物种。为了印证自己的方法在北美莱姆病祸首“肩突蜱虫”身上是否有效，靳林将分析方法分享给美国科学家Shahid Karim。两国团队共同分析发现，中国的全沟硬蜱IpSAP蛋白和北美的肩突硬蜱IsSAP属于同源蛋白，IpSAP重组蛋白和纳米锰佐剂的组合依然有效。

这一发现让PNAS期刊的匿名评审专家眼前一亮，他在论文评审意见中指出这项研究的启发性思路对于研发出广谱莱姆病疫苗很有帮助。

靳林描述道，与普通传染病不同的是，媒介动物这把“枪”在向宿主“防弹衣”发射病原体的“子弹”时发挥了至关重要的作用。针对媒介动物干预宿主免疫系统的毒素开展研究，有望把多种致命媒介从“枪械”变成无法发射“子弹”的模型和玩具。

“这项研究里我最大的体会是，利用感染的蜱虫去叮咬小鼠，和直接给小鼠注射一定单位的螺旋体，两者截然不同。前者可能只需要几十个单位的伯氏疏螺旋体，而后者可能需要10的N次方个单位。感染的过程不同，发病过程也就不同。如果我们只研究注射病原体的做法，那么也将错过伯氏疏螺旋体借助蜱虫吸血时创造的免疫系统空窗期趁虚而入这一发现”，靳林表示。

美国莱姆病研究网站的专家朗尼·马库姆对此表示非常欣赏，她说，这就是为什么所有蜱虫传播疾病实验室都需要通过蜱虫接种而不是通过注射接种进行，我们需要重新审视以前的所有研究，蜱虫唾液非常重要。

蜱虫和蚊子一样让人烦恼，但可能无法做到彻底根除。生物自有其生态位，是我们生态链不可缺少的一环。靳林表示，目前，课题组正继续开展关于对蜱虫IpSAP蛋白编码基因编辑的研究，希望通过了解更多蜱虫传染病的奥秘，将蜱虫危害拒之体外。