2011年11月8日 星期二

寄生蟲

寄生版塊的成形

寄生蟲學者總是有機會讚賞造物之奇妙,在普通民眾聞之則悸的蟲子身上,他們習慣看到神奇與生命的頑強。一個讓神學家倍感尷尬的話題是寄生蟲的來源,上帝創造了亞當與夏娃,對於人類寄生蟲來說,則選擇了亞當為寄生對象,以便獲得在人類傳播的機會,為什麼在亞當未犯罪以前,便有寄生蟲加之於身呢?按照聖經舊約,上帝在造人之前,已經完成了對動物的創造。意即:完成品沒有動牠的必要,所以找亞當開刀了。

豬肉絛蟲以人類作為終宿主,便是讓神學家為難的這樣一個寄生蟲。絛蟲(Taenia,意為帶狀)寄生於人產卵,再經過中間宿主豬或者其它家畜發展成為幼蟲,又被食入回到人體變為成蟲產卵,幾乎是佛教輪迴學說的最完美詮釋。真需要上帝把絛蟲放在尚未犯罪的人類始祖亞當身上嗎?上帝曰:人家沒想這麼多嗎?討厭!(蓮花指)

如果說絛蟲不在亞當身上,它必然在動物身上,科學家懷疑當人類馴化家畜時,也就馴化了部分寄居其身的寄生蟲,包括絛蟲。最近的研究顯示,我們可能錯怪了家畜,它們更有可能被寄居在我們身上的絛蟲殃及池魚。人類的絛蟲來自何處呢?當亞當夏娃被趕出伊甸園時,他們失去了食用潔​淨食品的機會,他們終日勞作,在虎、獅、土狼之間爭食時,在它們的捕食動物身上,獲得了一個紀念品,那就是絛蟲!美國科學家Hoberg估計,牛肉絛蟲(T. Saginata)與亞洲絛蟲(T. Asiatica)約出現在16萬年前,而人類馴化家畜的歷史只有1萬年。(而這只是估計而已)

對於普通讀者來說,亞洲絛蟲可以當著物肉絛蟲的一種,事實上歷史上很長時間內科學家沒有能把它跟牛肉絛蟲分開。與牛肉絛蟲不同的是,它也能把豬當作中間宿主,跟牛肉絛蟲一樣,它很少把人當作中間宿主。顧名思義,亞洲絛蟲幾乎在亞洲地區發現,多發生於跟中國接壤的國家。

科學猶如沒有小板塊的拼板遊戲,科學家得一塊一塊找出小板塊拼在一起,最大的麻煩在於,每每找到一小板塊,科學家往往不知道它是否是這個遊戲板上的部件。在絛蟲拼板上,人類優秀學者花了幾千年才拼接出來。作為人類三大寄生蟲之一,絛蟲顯眼醒目,幾乎所有民族醫學都對它有記載。在古希臘它被稱為扁蟲與帶(絛)蟲。在中國傳統醫學​​中,有九蟲之說,其中起碼有兩種指的絛蟲(寸白蟲與弱蟲,赤蟲亦可懷疑為絛蟲)。中國的弱蟲之說,對應於阿拉伯醫學中的瓜籽蟲一詞(Cucurbitini)。

圖一、絛蟲的歷史板塊——左:寸白蟲(源:Molina et al.);中:弱蟲(源:http://www.tape-worm.info/)右:帶(絛)蟲(源:http://ruby.fgcu.edu/courses/davidb/50249/web/taenia%204.htm)

在18世紀,顯微鏡的應用極大地推動了醫學的發展,科學家的觀察更為仔細,這幾種絛蟲的不同形式被聯​​繫在一起,認識到它們是絛蟲排出的成熟節段,絛蟲成蟲的解剖結構有了相當了解,人們不再認為細小的一端是尾巴。然而,即使是最瘋狂的想像,古人也無法把在動物中常見的米豬肉(Measly Pork)跟人體排出的這些絛蟲片段聯繫起來。據說伊斯蘭教與猶太教對豬肉的禁忌就起源於米豬肉的不潔。

圖二、含有豬肉絛蟲的豬肉,中有米粒大小囊蟲,易於為肉眼識別(源:Leadabrand 2011) 

那些米粒大小的白色囊包(Cysticercus)在人體則需要解剖屍體才能發現,因此,隱蔽不容易發現,導致16世紀才逐漸為西方醫生發現。在17世紀末,科學家認識到這些囊包內有蟲,但要等100年後,1784年德國動物學家哥日(Johannes Goeze)才意識到這些囊蟲 Bladder worm跟絛蟲的頭部很相像。19世紀初,這些囊蟲被命名為囊絛蟲(T. Cellulosae)。

儘管早在18世紀初科學家就發現了絛蟲產卵,一個自然的結論是它將由卵再生出來,但把卵餵動物,卻不能在動物腸道發現絛蟲,有人宣稱直接把卵注入小狗腹腔,然後在其腸道內發現了絛蟲,但該實驗無法重複。在19世紀初,生命自發學說還很盛行,不少人認為絛蟲是腸道內自發產生的,一如《諸病源候論》所記:以桑枝貫牛肉炙食,並食生栗所成。但實驗派不信邪,他們認為囊絛蟲是尚未完全發育的一種絛蟲,他們把囊絛蟲餵動物,在部分動物取得了成功,比如兔囊蟲在狗食入後發育成為成蟲產卵。

囊絛蟲跟人絛蟲成蟲的相似性,讓人懷疑它是人絛蟲成蟲的幼蟲。從蟲卵變成囊絛蟲很容易取得成功,在1853年比利時科學家Van Beneden用蟲卵感染豬取得成功,後來為庫肯麥斯特(Friedrich Küchenmeister)等人所證實。但囊絛蟲到成蟲卻因為不能輕易用人實驗而困難重重。很多科學家試圖用狗做實驗證實這一關係,由於狗不是豬肉絛蟲的最終宿主,實驗不能成功。庫肯麥斯特是一位德國醫生,他在用狗實驗未成功之後,決心用犯人做實驗。在1853年庫肯麥斯特被告知一個死囚犯將於8日後處決。他手中只有先前用於研究的兔絛蟲囊包,因此,他專門為犯人準備了一餐雜醬麵,在麵條熟了之後,冷卻到人體溫水平,然後加入了七塊象麵條的兔絛蟲囊包,沒有讓犯人知道。如果實驗到此為止,他估計在犯人死後什麼都發現不了,因為現在我們知道,兔絛蟲的終極宿主是狗,人吃了就當食物消化了。

科學家都有運氣不錯的時候。一般人對在餐桌上發現米豬肉肯定生氣,如果是發現在吃剩下的一半食物中,不少人會打架。庫肯麥斯特在實驗進行一半時,吃晚飯時,發現從附近餐館中買來的燒豬肉中有絛蟲囊包,大家可以想像他的興奮,拔腿就跑,餐館老闆一聽賣出的食品有米豬肉,馬上不認賬。庫肯麥斯特估計花費了半天時間解釋他不是來打架的,老闆終於相信他不是來退貨的或者找麻煩的,才給了他一磅含米豬肉的生肉。

庫肯麥斯特這次把生肉做成了臘腸,臘腸中可以有脂粒,帶肥肉,犯人高高興興地再享受了一餐絛蟲宴,絲毫也不懷疑自己成了大白鼠。這一餐他吃進去了12個精選的囊包,而12小時之後,庫肯麥斯特再給他湯中混進去了18個囊包,他一發不可收拾,後面還給了幾十個囊包。即使在庫肯麥斯特的時代,他也受到了倫理學​​的質疑,對此,他申辯說,囊絛蟲實驗對死刑犯沒多少害處,如果死刑被赦免,絛蟲可以被輕易地藥物排出。

在執行死刑後屍檢中,庫肯麥斯特在該犯人的小腸中發現了七條絛蟲,其中一條豬肉絛蟲緊緊地附著在十二指腸上,另有六條絛蟲游離於腸腔中,其中三條是豬肉絛蟲。結果於1855年發表。早於庫肯麥斯特,一個叫Humbert的醫生自吞13個囊絛蟲,約3個月後開始排出絛蟲節段,但其結果於1856年才被批露。後來在1859年庫肯麥斯特再一次得到機會在另一個死囚犯身上實驗,該犯人於1859年11月與1860年1月共吞食了40個囊絛蟲,在3月底被砍頭,庫肯麥斯特發現囊包半數都發育成了成蟲。(教訓:做科學的給你食品,如果不是付錢讓你直接從服務員手中接過來的,不要輕易接受!)

雖然早在1782年哥日就把豬肉絛蟲與牛肉絛蟲基於形態學分開了,但直到1852年庫肯麥斯特再次強調牛肉絛蟲並非同一品種,哥日的分類基本上被忽略了。認識到牛肉絛蟲可能有同樣的生活史,但科學拼板上還差了牛肉絛蟲的中間宿主。在1860年,人們意識到不吃豬肉的猶太人只發生牛肉絛蟲,而聖彼得堡的一個營養項目,為強壯身體叫兒童吃牛肉,多發生牛肉絛蟲,因此猜想牛是牛肉絛蟲的中間宿主,隨後在1861年為盧卡特(Rudolf Leuckart)實驗證實。你可能認為科學家根據名字即可判定中間宿主,那是因為中文譯名的誤導,在英文名中,豬肉絛蟲(T. Solium)原意為獨居絛蟲或者大便絛蟲,而牛肉絛蟲(T. Saginata)意為胖絛蟲。牛肉絛蟲被證實以牛為中間宿主之後,才命名其囊蟲為牛囊蟲(C. Bovis)。

圖三、以人為終宿主的三種絛蟲(左-豬肉絛蟲;中-牛肉絛蟲;右-魚絛蟲) 

有了豬肉絛蟲與牛肉絛蟲的先例,可能就認為魚絛蟲(Diphyllobothrium Latum,原意雙槽絛蟲)可以順理成章地確定其生活史了,然而,科學家需要20多年才確定人的感染的囊蟲(Plerocercoids )來自魚類,愛沙尼亞學者布朗(Max Braun)進行了一系列實驗,包括給醫學生吃魚囊蟲,確切地證明了魚絛蟲的中間宿主是魚。此後,科學家還要花30多年才搞清楚為什麼魚絛蟲卵不能感染魚,1917年波蘭的加力克(Constantin Janicki)發現了魚絛蟲的第一中間宿主橈足類浮游生物。至此,人類三大絛蟲的生命拼板才基本完成。

絛蟲成蟲會大量產卵,排入自然環境中,由覓食的中間宿主攝入,在中間宿主體內進一步發育,然後在捕食中間宿主的終宿主腸道內發育成為成蟲。成蟲在我們的腸道中就地取材,侵吞公款,如果數量多,會讓人嚴重營養不良。但一如豬肉絛蟲之名,絛蟲多獨居,一人體內長一條,可以長到很長很長,魚絛蟲很容易長到10來米——現在我們明白中國古代的醫生都是糊塗鬼,他們可以讓大便入藥,但沒有興趣細看其內容物,儘管絛蟲在人體內可以有長達10-20年的壽命,它們都沒有人的壽命長,最終還得被排出來被發現。中醫把“長蟲”之名給了蛔蟲,完全是對蛔蟲的諷刺,蛔蟲只有尺多長。

絛蟲獨居沒有(慎獨)的覺悟,它的性生活很(充實),其成蟲體(Strobila)由節段(Proglottides)組成,每一個節段都有獨立的性器官——實際上除了性器官就沒有多少其它器官了。絛蟲節段是雌雄同體,不需要科普作​​者的教導就會自我滿足,性生活完成,整個節段幾乎全是蟲卵,獲得新名稱妊娠節段(Gravid Proglottid),妊娠節段完成了化體成卵的歷史使命,就會脫落,變成中醫熟悉的寸白蟲,寸白蟲兩端會收縮,一端收縮得比另一端歷害,變成了南瓜籽樣,中醫稱為弱蟲。

在絛蟲的最前端是它的頭,很小,只有針頭大小,稱為絛頭(Scolex)。絛頭後面頸段節段會不停地分裂,產生新的節段,節段越往後長,越成熟,也就越來越粗大。絛蟲對食品的喜好估計跟人差不多,人拉肚子,它們也不好受,人腸內有絛蟲進住,每天會自動脫落10來個節段,吃了讓絛蟲難受的東西,會有更多更長乃至於頸段細長的節段脫落,往往被想當然地當成了絛蟲之尾。由於絛節會自動脫落,不懂絛蟲形態學的古人往往以為任何治療措施都有效,都能讓人排出蟲來,事實上,絛頭不掉下來,人體營養攝入適當,絛蟲可以迅速地恢復到原來的長度。

在絛蟲的形態學上,豬肉絛蟲絛頭的特色是插了兩圈小李飛刀樣的鉤子,牛肉絛蟲只有四個吸盤(豬肉絛蟲也有),而魚絛蟲是兩個吸槽。有刀在手的豬肉絛蟲更為具有攻擊性,它的幼蟲也會選擇人作為中間宿主,產生最嚴重的絛蟲疾病——囊蟲病(Cysticercosis),而相對保守的牛肉絛蟲與魚絛蟲只有營養不良的相關後果。絛蟲本身的感染稱為絛蟲病(Taeniasis)。

囊蟲病是人通過飲食——主要是蔬菜(傳統的由未經處理的糞水澆灌蔬菜的培育方式是蔬菜污染的主要原因)——而感染的。豬肉絛蟲卵在胃與腸道內經過消化液化去其外殼,激活其中的六鉤蚴(因長六個鉤子而得名),六鉤蚴穿過腸壁,進入人體血液循環系統,到達全身各地。六鉤蚴的目的地是肌肉,在中間宿主也需要殺死宿主,以便獲得變成食物入終宿主的口的機會。六鉤蚴在豬或牛會引起顯著的囊蟲病,讓宿主數月內死亡,但在人體,其致病過程則遠為緩和,許多時候,數年數十年後才在人引發症狀。這也讓囊蟲病在人變得極為陰險,沒有現代科學,數千年萬年來,人們不能把米豬肉跟人體的囊蟲病聯繫在一起。

全世界有5000萬人有囊蟲病。囊蟲病最嚴重的一型是腦囊蟲病,腦囊蟲病會引發神經系統功能障礙,包括引發癲癇(俗稱羊癲瘋),由於絛蟲感染極為常見,囊蟲病是人類癲癇的最常見原因。囊蟲病遠比絛蟲病更加陰險隱蔽,你不吃米豬肉,無絛蟲上體,並不能迴避囊蟲病的大部分風險——事實上大部分囊蟲病的患者體內都沒有絛蟲。絛蟲卵是微米級的,不為肉眼所看見,看不見的最危險,個人衛生起輔助作用,而公共衛生政策在家畜中阻斷絛蟲傳播才是王道。

公共衛生要靠譜一點! 





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