弓形虫速殖子缓殖子转化调控机制研究进展

李龙娇

（重庆三峡职业学院，重庆 404115）

刚地弓形虫（Toxoplama gondii）是一种重要的人兽共患病原体，与疟原虫、巴贝斯虫以及柔嫩艾美尔球虫同属于顶复门寄生虫，长期以来给公共卫生安全和畜禽生产发展带来巨大威胁。弓形虫速殖子和缓殖子可引起急性和慢性感染，两者的相互转化是引起致病的主要原因。目前只有针对速殖子时期的治疗药物，掌握弓形虫速殖子和缓殖子转化的调控机制，对筛选有效的药物靶标和疫苗具有重要意义。

流行病学调查显示，在我国人群中弓形虫的感染率一般在10%左右，在畜禽养殖中，猪群的感染率在29%左右。弓形虫在终末宿主体内行有性繁殖，在中间宿主体内行无性繁殖，无性繁殖又包括速殖子和缓殖子两个阶段。当宿主在摄食过程中误食混有感染性卵囊的食物或饮水后，卵囊中的子孢子将在胃中释放出来。当宿主免疫水平较高的时候，释放出的子孢子以生长速度缓慢、致病力较弱的缓殖子存在，一定数量的缓殖子将以包囊的形式对宿主形成慢性感染；当宿主由于各种原因导致免疫水平低下的时候，包囊中的缓殖子又可发育成为体型较小、生长速度较快、致病力更强的速殖子，从而造成急性感染。

1 弓形虫速殖子和缓殖子的特征

弓形虫速殖子和缓殖子之间的转化有助于弓形虫完成生活史，两个阶段虫体具有各自的特征，主要表现在形态和分子水平方面。从形态上来看，缓殖子要略大，一端圆顿一端尖细，更接近于月牙或香蕉状。两者在胞内的复制方式虽然都为二分裂，但速殖子增殖速度快，增殖后会导致宿主细胞破裂，溢出的新个体会迅速入侵临近细胞；而缓殖子在胞内增殖速度较慢，复制后由包囊包裹，不会引起宿主细胞破裂。如若从形态上难以将二者区分，分子水平方面则更容易入手。研究发现速殖子和缓殖子时期均有大量特异性表达的蛋白质，如热休克蛋白、表面抗原蛋白等。目前，速殖子时期的特异性表达代表蛋白为表面抗原SAG1。缓殖子时期则有热休克蛋白BAG1。研究中，往往通过鉴定这两种蛋白质来鉴定急慢性感染以及区分速殖子和缓殖子。

2 速殖子缓殖子转化调控因素

2.1 免疫因子的调控

早期研究已经发现，γ 干扰素（IFN-γ）、α 肿瘤坏死因子（TNF-α）等细胞因子在抗弓形虫感染中发挥着重要的作用，因此弓形虫速殖子缓殖子在宿主体内的转化受制于免疫系统的表现。试验证明，IFN-γ缺陷型小鼠慢性感染易转变为急性感染状态。对慢性感染的小鼠免疫系统施加压力，导致IFN-γ、白细胞介素4（IL-4）、白细胞介素12（IL-12）等免疫因子水平有所下降，随即发现小鼠体内抗原BAG1 表达量下降，而抗原SAG1 表达量却上升，表明慢性感染包囊发生了活化。

2.2 代谢途径的调控

当弓形虫从快速复制的速殖子转化为潜伏状态的缓殖子时，两者的代谢方式和代谢水平发生了明显的改变。目前认为，速殖子可通过包括糖酵解在内的三种途径获取能量，但是缓殖子则单纯依靠糖酵解途径获取能量。代谢途径的运作自然少不了代谢关键酶的调控，研究发现若敲除缓殖子时期调控糖酵解途径的烯醇酶（ENO）1，会降低脑内包囊的负担。缓殖子时期乳酸脱氢酶（LDH）的酶活性远远高于速殖子，若抑制LDH 的表达同样也会降低虫株的毒力和组织包囊的形成。综上提示，调控代谢途径中关键酶的表达将影响速殖子缓殖子转化和形成。

2.3 转录因子的调控

弓形虫速殖子和缓殖子时期存在有超过400个差异表达的蛋白，表明两者在转录水平的显著不同。通过对ENO1 和ENO2 追踪，发现它们定位于虫体细胞核，ENO1的沉默会影响到缓殖子时期其他基因的表达，说明ENO 或许作为转录调控因子，调节速殖子和缓殖子差异基因的表达。对弓形虫转录因子AP2蛋白家族研究发现，它们具有正负调控缓殖子基因表达的能力。如对AP2 家族成员AP2XI-4、AP2IX-4 以及AP2IV-3 分别敲除后建立慢性感染，小鼠组织包囊的形成会下降，且AP2XI-4的敲除还有导致缓殖子期某些特异表达基因减少；而敲除AP2XI-9后，会增加小鼠体内包囊的形成。

3 小 结

多年以来，治疗弓形虫病的药物研究停滞不前，始终没有新的突破和发展。而传统药物的反复使用不仅会导致耐药虫株的产生，而且仅能对弓形虫速殖子发挥作用，一旦虫体转化为包囊形式便束手无策。为了更好地研究速殖子和缓殖子时期的特征，学者们探索了诱导缓殖子形成的条件，如碱性（pH 8.2）诱导、化学抑制剂、高温或营养匮乏等方式。上述迹象表明，缓殖子的形成是弓形虫躲避不利环境的一种自我保护机制。如若想寻求更好的防治方法，不妨以解析速殖子和缓殖子的转化机制这层防护伞为突破口。

弓形虫速殖子和缓殖子之间的转化调控是一套复杂的级联反应，仅仅从单一现象、差异或者因素进行比较和认识，或许会错失很多信息。现代分子生物学的飞速发展揭示了非常多的生物学现象，相信通过对弓形虫分子水平更为深入和广泛的研究，一定会解锁弓形虫速殖子和缓殖子转化的奥秘，同时为防治弓形虫的策略提供更有力的依据。