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由Wolbachia看犬心絲蟲症療法的新思維
台大動物綜合醫院 曾英仁 醫師

  Wolbachia係屬於Rickettsiales的細菌,存在於無脊椎動物體內,影響宿主的繁殖能力,因而可被應用於病原蟲及病媒蟲的控制;近年來更發現wolbachia菌體的成分甚至間接或直接傷害到其宿主的宿主。有些疾病的防治概念因而改變,犬心絲蟲症即是其中一例。1924年首先於蚊子生殖組織內發現存有wolbachia,但不清楚其影響。1950年後才由昆蟲基因學家發現其與蚊子族群的繁殖似乎有某種微妙的關係,但學者們眾說紛紜,直到1971年才由加州大學Yen 及Ralph Barr確定Wolbachia扮演著繁殖的關鍵角色。大約20-75%的昆蟲、許多線蟲、Mites、蜘蛛都受到wolbachia感染,而且愈來愈多種類的無脊椎動物陸續被發現帶著Wolbachia,有些是無影響的寄生,有些是共生。

  Wolbachia在無脊椎動物的精巢及卵巢細胞內繁殖,藉由繁殖細胞垂直感染子代。Wolbachia會改變染色體結構,或分泌獨特的蛋白質附著精卵的染色體上,產生有缺陷的繁殖細胞,嚴重影響宿主的繁殖能力。以胡蜂為例,未受Wolbachia感染的母蜂(帶有完整的染色體),與受感染的公蜂(染色體不完整、具帶有細菌),兩者交配後,精蟲與卵子的染色體無法配對,繁殖出的子代全是公蜂。另以寄生蜂為例,受wolbachia感染的雌蜂發生孤雌生殖,不經雄蜂交配即可產下帶有細菌的雌性後代。許多學者即研究利用孤雌生殖方式,人工繁殖出大量的雌蜂,雌蜂野放後,會補捉農場內大量的昆蟲幼蟲來進食及哺育幼蜂,幫助無農藥農業的發展。另外,wolbachia亦會將帶著雄性染色體的木蝨於其成長過程中改變激素而蛻變為雌性木蝨。另有些昆蟲,若是親代的雄蟲或雌蟲任一方感染wolbachia,另一方必須亦感染wolbachia才能一起繁殖下一代。

  Wolbachia與醫學關係,例如River blind是危害熱帶非洲及拉丁美洲約一千八百萬人的熱帶地區傳染病。沿河岸區繁殖的黑蚊叮咬時將Onchocerca volvulus原生蟲之仔蟲注入人體,仔蟲在皮膚附近發育成熟並生殖出微細的仔蟲。微仔蟲由皮膚遊走至眼內,而最終死於眼內的蟲體引發免疫反應(炎症反應),而導致病患失明。因此,防治該傳染病向來是以控制黑蚊數量及注射抗原生蟲藥為主。2002年,德國熱帶醫學專家Achim Hoerauf及Lars Volkmann發表River blind的新發現。其分別將未經抗生素處理、及預先以抗生素處理之Onchocerca volvulus (已無wolbachia)之粹取液注入白鼠,結果預先以抗生素處理之蟲體粹取液所引起之炎症反應及眼球混濁程度大為降低。而且活體的Onchocerca volvulus經抗生素處理後無法繁殖出微仔蟲。

  由實驗顯示wolbachia對於原生蟲在致病性及繁殖力的必要性,而抗生素可用來治療River blind,以及有效的減少Onchocerca volvulus繼續漫延傳染。

  1995年起wolbachia在犬心絲蟲體內所扮演的角色才開始被發掘,至目前可確定的是心絲蟲的生殖及各階段蟲體的成長必須有wolbachia的參與才能正常進行。以這關鍵因素來考量犬心絲蟲症的治療,利用抗生素消滅犬心絲蟲體內的wolbachia,使成蟲萎縮、仔蟲不能出生及蛻化,因而肺動脈栓塞影響的肺臟區域減少、周邊血液內的仔蟲逐漸消失、心肺功能衰竭及其它併發症亦逐漸好轉,而且由wolbacia菌體的脂基多醣體及菌體代謝物(內毒素)所引起的炎症反應也逐漸減弱。所以對於心絲蟲嚴重感染病例、或(經臨床檢驗結果推論)感染蟲數不多但炎症反應強烈之病例,動物體內重要維生器官及系統大多已呈現衰竭時,在暫時性的對症療法之外宜併用抗生素,等待症狀改善後再殺蟲。但就在這暫時性療程中,相信大家都有遇上飼主「半途而廢」的病例經驗;這些未經「標準殺蟲療程」的病例,最後仍有少數存活得好像健康犬一般的壽命,甚至症狀亦完全不見了,其原因就在於曾經(誤打誤中地)投予適量的抗生素而消滅了wolbacia。

  綜合而言,人類及動物的絲蟲症病原性是由絲蟲及wolbachia共同形成,由動物的絲蟲症的發展看來,近來藥物防治的研究趨勢已把wolbachia列為終極目標,所選擇的藥物亦以抗生素為基礎,給予足夠劑量及夠長療程的抗Rickettsiales系列抗生素,成熟絲蟲將退化且不育。唯各種類絲蟲所投予抗生素及療程都有不完全相同的報導,所以目前在學術界尚未輕言不須採用殺絲蟲藥來治療;但對於某些病例在臨床上僅使用一般抗生素來治療者,在理論上亦是可理解。另外,已有學者利用wolbachia的特性來檢驗絲蟲感染,比目前市售的絲蟲抗原檢驗能在更早期即確定感染。

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