北京時間3月6日消息，鼠疫是一種極具傳染力的疾病，在過去1400年間奪走了成百上千萬人的生命。如今，全世界仍有36個國家會間斷性出現鼠疫爆發。而在每次爆發的間隔期，病原體究竟是在何處、以何種方式存活的？這大概是與鼠疫有關的首要未解之謎。
和其它許多病原體不同，引發鼠疫的鼠疫桿菌無法在缺少保護的環境中長時間存活。儘管如此，在很多地區，鼠疫依然會不斷捲土重來。這說明該細菌能夠設法找到庇護、存活好幾年時間，然後不知從哪裡冒出來，開始又一波掃蕩。
如果能弄清鼠疫桿菌的藏匿地點和存活方式，將對今後預防鼠疫爆發具有極為重要的意義。
近期由科羅拉多州立大學傳染病研究中心開展的一項研究顯示，變形蟲也許在保護這種危險病原體熬過爆發間隔期中發揮了一定作用。變形蟲是一種常見的土壤和水體微生物，能夠以細菌為食。它與鼠疫桿菌之間可形成一種獨特的關係，讓鼠疫桿菌能夠不斷複製、靜候時機，等到條件成熟，再開始新一輪的爆發。
古老的神秘殺手
鼠疫曾引發三次致命的全球大流行。第一次發生在541至750年間的拜佔庭帝國，史稱查士丁尼大瘟疫，共殺死數百萬人。第二次是在1330年至1480年間席捲亞歐大陸的、臭名昭著的黑死病，共殺死了當時歐洲全部人口的30%。最近一次瘟疫於1855年發生在中國，隨後從港口傳至世界各地，在接下來一個世紀中，總共奪走了約1200萬人的生命。而在每次大爆發之間，還總共有數千次規模較小的鼠疫爆發。
鼠疫之所以令人捉摸不透，部分原因就在於它能夠傳染250多種哺乳動物和部分昆蟲，且傳染途徑多種多樣。例如，它可以通過受感染的跳蚤叮咬宿主傳播，也可以通過受感染的動物咳嗽時噴出的飛沫傳播。
鼠疫爆發的環境也十分多樣。從美國西部的草原生態系統，到馬達加斯加中部的高地森林，再到中國西部的溫帶荒漠，都可能成為鼠疫爆發的溫床。這些地區鮮有相似之處，說明鼠疫病毒在不同地區可能採用了不同的生存機制。
然而，有一點特徵卻是這些地區所共有的：土壤中都存在變形蟲。
充足的宿主
變形蟲是一種單細胞生物，全球各地的土壤和水體中幾乎都有它們的身影。變形蟲以細菌為食，但科學家發現，有些細菌對其有抵抗力，不會被變形蟲消化。有趣的是，這其中就包括鼠疫桿菌關係最近的「近親」假結核耶爾森桿菌（Y。 pseudotuberculosis）和小腸結腸炎耶爾森菌（Y。 enterocolitica）。
這些細菌要在土壤中與變形蟲比鄰而居，就要設法避免被變形蟲吞食。研究團隊據此提出假說，認為當假結核耶爾森桿菌在約1萬至4萬年前演變成鼠疫桿菌時，也許保留了這種在變形蟲體內存活的能力。
天然疾病孵化器
為驗證該假說，研究人員從科羅拉多州東北部草原犬鼠聚居的灌木叢中收集了土壤樣本，因為草原犬鼠是鼠疫桿菌的宿主之一。為此，他們首先找到了正在爆發鼠疫的草原犬鼠聚居地，然後將一根長長的、柔軟的探針插入灌木叢中，採集深處的土壤樣本，以避免灌木叢中帶菌跳蚤的叮咬。
接著，研究人員在實驗室中將土壤中的變形蟲分離出來，並確定了五種不同種類的變形蟲，用於接下來的實驗之中。下一步，研究人員讓鼠疫桿菌與不同的變形蟲接觸，觀察會發生何種情況。
為避免危險病原體洩漏，該實驗在一處管理極嚴的特殊實驗室中進行。研究人員從美國疾控中心位於科羅拉多柯林斯堡的實驗室中獲取了幾種不同的鼠疫桿菌菌株，然後將其與變形蟲混在一起。
研究人員選用的是一種經過基因編輯、能夠發出綠色螢光的鼠疫桿菌，並在強大的顯微鏡下進行觀察，判斷變形蟲是否、以及何時會消化鼠疫桿菌。
接下來，研究人員採用透射電子顯微鏡獲得受感染變形蟲體內的細節圖。結果顯示，鼠疫桿菌不僅能在變形蟲體內存活，還有可能繼續複製。為證實這一點，研究人員在不同時間點「剖開」變形蟲，並比較其體內細菌的數量。
該研究結果首次證明，鼠疫桿菌能夠在變形蟲體內存活和繁殖。接下來，科學家還要弄清鼠疫桿菌能在變形蟲體內存活多長時間。
在變形蟲的生命周期中，會有一段時期變為包囊（cyst）形態，最長可休眠20年，然後再重新復甦，恢復進食和繁殖。因此變形蟲在極端氣溫或乾旱等不利條件下也能繼續存活。如果鼠疫桿菌能夠在休眠狀態下的變形蟲包囊中蟄伏數年，它們在每次爆發之間的去向和存活方式也就得到了解釋。
變形蟲：疾病訓練基地變形蟲在超過225種細菌、病毒和真菌的演化過程中都發揮了一定的保護、強化或引導作用。1976年首次爆發的軍團病就是這樣一個例子：變形蟲為軍團菌提供了一處「庇護所」，讓它們在其中安全地繁殖。此外，變形蟲還可擔任病原體的「運輸工具」，幫助病原體進入新的宿主體內、造成感染。
還有科學家認為，變形蟲也許能引導無害的細菌演變成危險病原體。因為變形蟲與巨噬細胞非常相似，即哺乳動物體內負責尋找和殺滅入侵細菌的白細胞。如果原本無害的土壤細菌演化出了在變形蟲體內存活和繁殖的能力，那麼它們對人體免疫系統的主力軍——白細胞或許也能故技重施，繼而成為新型人類病原體。
上述假說與科學家對鼠疫感染的了解不謀而合。在感染人體時，鼠疫桿菌會被白細胞吞噬，但它們總能躲開細胞中負責將其摧毀的那部分，因此不會被白細胞殺滅。隨後，鼠疫桿菌便可在白細胞內部不斷增殖，最終離開白細胞、擴散到人體各處。這一過程與研究團隊在變形蟲體內觀察到的情況幾乎一模一樣。
許多人類病原體都擁有這種避免被白細胞吞噬、並在白細胞內部增殖的能力。這是否與遠古時期的土壤細菌利用變形蟲的方式有關呢？也許「熟能生巧」確實不假。
被病原體寄生的變形蟲可對公眾健康造成嚴重威脅，因為我們目前還無法有效在環境中監測其行為、或預測它們何時可能釋放感染源。此外，敵對勢力還可能用其傳播已有病原體、或創造新型病原體。
我們需要針對病原體存活、擴散和演化的複雜機制開展進一步研究，從而更好地預測和預防疾病爆發，並做好相應準備。（葉子）
（責任編輯：張洋 HN080）