超過10億人寄生在寄生蟲的寄生蟲中。對于大多數(shù)人來說，這是一個(gè)短暫的停留期，免疫系統(tǒng)會在數(shù)天或數(shù)周內(nèi)驅(qū)逐蠕蟲，并且不會留下寄生蟲在那里的痕跡。然而，在一小部分人和其他動(dòng)物中，蠕蟲獲得了永久性的口感，并且可以在腸道周圍粘多年。這種持續(xù)性常常導(dǎo)致營養(yǎng)不良，從而加劇感染的控制，引發(fā)難以逃脫的螺旋。

為什么這個(gè)小百分比難以驅(qū)逐寄生蟲的問題已經(jīng)阻礙了研究人員一段時(shí)間。但是，在內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校和荷蘭皇家海洋研究所開發(fā)的一種新的數(shù)學(xué)模型提供了一個(gè)答案，同時(shí)強(qiáng)化了一句格言：數(shù)量安全。

Clay Cressler，Anieke van Leeuwen及其同事得出的結(jié)論是，當(dāng)大量蠕蟲在宿主的腸道中占據(jù)一席之地時(shí)，他們通常會設(shè)法長期留在那里。相比之下，該模型表明，單獨(dú)的蠕蟲 - 或其中的一小部分 - 被免疫系統(tǒng)淹沒，并迅速從胃腸道沖洗出來。

有些主人很長一段時(shí)間都生病了。一些明確(寄生蟲)真的很快。這不是可以用我們以前的理論來解釋的。“

Clay Cressler，內(nèi)布拉斯加州生物科學(xué)助理教授

該團(tuán)隊(duì)的模型可以通過計(jì)算多個(gè)變量來模擬寄主 - 寄生蟲相互作用：寄生蟲的數(shù)量，食物的可用性，宿主的體重，寄生蟲與免疫系統(tǒng)相關(guān)的質(zhì)量。至關(guān)重要的是，這也是因?yàn)榧纳x可以控制宿主消化食物和產(chǎn)生免疫反應(yīng)的能力。

作為最近一項(xiàng)研究的一部分，該團(tuán)隊(duì)模擬了1,000只老鼠的鞭蟲感染，同時(shí)改變了感染冒號的蠕蟲數(shù)量。從這些結(jié)果中，研究人員推斷出一大群鞭蟲可以啟動(dòng)一個(gè)自我延續(xù)的循環(huán)，幾乎可以保證寄生蟲的存活。

雖然具體細(xì)節(jié)尚不完全清楚，但先前的研究已經(jīng)讓團(tuán)隊(duì)?wèi)岩纱罅康娜湎x可能釋放出一大堆混淆或抑制免疫系統(tǒng)的分子，讓寄生蟲開始高效地控制宿主的營養(yǎng)。

“寄生蟲為增加自己對資源的獲取而做的任何東西間接地剝奪了它們的主人，”Cressler說。“寄生蟲越多，它們在操縱資源方面就越好，它們操縱的越好，寄生蟲生長得越好。然后它們在操縱方面更好。所以你得到這個(gè)正反饋循環(huán)，允許它們建立慢性感染。“

當(dāng)中等數(shù)量的蠕蟲感染宿主時(shí)，它們的停留時(shí)間變得不那么確定，并且似乎更多地依賴于其他因素：宿主的脂肪儲備有多大?它的免疫系統(tǒng)是否已經(jīng)準(zhǔn)備好應(yīng)對?吃多少錢?

在后一個(gè)問題上，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)有證據(jù)表明更多的食物增加了長期停留的可能性。

“從歷史上看，食物真正只對主人有用，”Cressler說。“直到最近，在過去10年左右的時(shí)間里，人們更多地關(guān)注飲食對寄生蟲的影響。你實(shí)際上做的事情是否只是更多地喂養(yǎng)寄生蟲?在這種情況下，這就是發(fā)生的事情。

然而，當(dāng)所有其他因素相同時(shí)，模型表明僅寄生蟲的數(shù)量可以決定它們是否持續(xù)存在于宿主中。Cressler說，這是一個(gè)潛在的重要進(jìn)展，因?yàn)橄惹暗姆椒ㄖ饕獙⒓纳x持續(xù)時(shí)間視為固定的獨(dú)立變量而不是依賴于其他因素的變量。“如果(生物)系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)在你可以去任何一個(gè)方向的地方，那么我們沒有(歷史上)關(guān)注的其他事物的微小變化可能決定你是走哪種方式。 “

當(dāng)團(tuán)隊(duì)在模擬中編譯每只鼠標(biāo)的命運(yùn)時(shí)，產(chǎn)生的分布類似于自然界中常見的模式：大多數(shù)宿主只有幾個(gè)寄生蟲，少數(shù)宿主背負(fù)著許多寄生蟲。

“我們用于理解免疫寄生蟲相互作用的大部分理論都不足以解決這種變異來自何處的問題，”Cressler說。“如果你有這種能力(允許)持續(xù)時(shí)間長或持續(xù)時(shí)間短，那么你最終看到的是許多主持人，他們不斷受到短期感染并且負(fù)擔(dān)很輕，而且有些主持人會長期持續(xù)這樣做 - 術(shù)語感染并最終導(dǎo)致非常高的負(fù)擔(dān)。

“所以這個(gè)假設(shè)可能有助于解釋寄生蟲學(xué)中的兩個(gè)大模式：這種感染持續(xù)多久的廣泛變異以及每個(gè)宿主生病的廣泛變化。”

雖然該團(tuán)隊(duì)的模型首先需要經(jīng)受住實(shí)驗(yàn)和進(jìn)一步研究的審查，但Cressler說，它最終可能有助于治療寄生蟲感染或校準(zhǔn)慢性病例的預(yù)測。在潛在的慢性感染導(dǎo)致營養(yǎng)不良之前這樣做 - 并且減少藥物的有效性，否則清除寄生蟲 - 可能在發(fā)展中國家特別有價(jià)值。

“如果我們能夠(最終)告訴你，'這是你需要測量的東西，以確定是否會有人長期受感染'，那么這可能告訴你一些關(guān)于你需要治療或需要治療的人， “克雷斯勒說。“哪里是風(fēng)險(xiǎn)最高的地區(qū)，那里的環(huán)境是這樣的，人們會為這種慢性感染而不是急性感染做好準(zhǔn)備?

“這種持續(xù)時(shí)間的變化是一種真實(shí)的模式，它對人們產(chǎn)生了真正的影響。我們能做的任何事情都有助于理解這些感染如何發(fā)揮作用可能會在以后具有治療價(jià)值。我們現(xiàn)在不知道那是什么。但那是目標(biāo)。”