在民俗和电影中,银常拿来对付恐怖的吸血鬼;最近一项研究发现银可用来对付日常生活的恐怖事物,当银奈米粒子(奈米银)和抗癫痫(seizure)药物一起服用,能安全且有效地治疗会吞噬大脑的变形虫(amoebas)。
变形虫是单细胞原生生物,可依据需求改变体型,也可以伸出伪足摄食或运动。一般情况下,变形虫对人类不感兴趣,它们更喜欢生活在干净的水或土壤里,并以细菌为食。
然而当被变形虫污染的水从鼻腔进入人体时,变形虫便有可能沿着嗅觉神经进到中枢神经系统或大脑,脑组织就会成为变形虫大啖的美食。当人的大脑被吞噬并伴随免疫系统对抗感染而引起发炎,最终会使大脑功能停止。患者出现剧烈头痛前,会先失去嗅觉和味觉,也可能会出现幻觉甚至昏迷。
与变形虫有关的疾病中,最恶名昭彰的莫过于福氏内格里阿米巴脑膜脑炎(primary amebic meningoencephalitis,PAM),此疾病是由福氏内格里虫(Naegleria fowleri)造成,又称为食脑变形虫(brain-eating amoeba)。本研究第一作者、马来西亚双威大学(Sunway University)Ayaz Anwar 博士表示:“尽管 PAM 是罕见疾病,但致死率极高,不幸的是,目前为止仍缺乏有效药物可治疗。”
根据美国疾病管制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention,CDC)数据,从 2007 年到 2017 年,共记录 30 个 PAM 病例,其中仅有 3 名幸存者,虽然医生施予患者一些实验性药物,效果看似不错,但仍然没有明确的官方疗法。
使治疗变形虫感染非常困难的原因之一是血脑障壁(blood-brain barrier,BBB),因为抗真菌药物无法从血液进入大脑,而抗真菌药物有时候也会拿来治疗变形虫感染,可惜克服 BBB 所需的剂量很高,甚至可能伤害脑细胞,且无法保证有效。但还是有些药物可穿过 BBB 并影响中枢神经系统,比如治疗癫痫和焦虑的药物。
Anwar 博士和团队认为或许可重组部分药物分子以对抗 PAM。他们选了 3 种抗癫痫药物──地西泮(diazepam,注册商品名称是 valium)、苯巴比妥(phenobarbital)、苯妥英(phenytoin),先前研究已知道这些分子会同时影响人类和变形虫的细胞受体。
他们决定使用奈米银为输送药物的媒介。Anwar 博士说:“金属有抗菌能力,人体有忍耐金属的能力,而金属颗粒的小表面积可让药物更容易到达目标物。”研究还发现有些抗真菌药物借由奈米银包装,可更有效杀死福氏内格里虫,使他们对这个研究方向信心大增。
研究小组将福氏内格里虫和棘阿米巴原虫(acanthamoeba)分别浸入培养液,再分为单独使用药物或奈米银与药物一起使用两个组别。棘阿米巴原虫也是变形虫的一种,引起脑部感染后,有很高的致死率。前述 3 种药物都能自行杀死变形虫,但与银一同作用会更有效。
后续实验中,研究团队发现有奈米银的组别可提高细胞存活率,尤其是 valium 与奈米银组合,似乎对细胞完全无毒,同时还能阻止变形虫感染范围扩散。
这项研究发表在《美国化学学会化学神经科学》(American Chemical Society Chemical Neuroscience)期刊。Anwar 博士说:“这研究结果还不算非常明确,但可以确定的是,这些药物已由美国食品药物管理局(Food and Drug Administration)核准,因此认为更安全且较易获得,且已用于治疗脑部变形虫感染,故有发展潜力。”
研究像 PAM 这种罕见疾病是个挑战,且还有许多事情必须厘清,包含为患者提供最佳的治疗方式。由于变形虫是经过鼻腔进入大脑,因此 Anwar 博士推测鼻腔喷雾剂也能发挥疗效。目前,研究团队正试着将这些药物应用于活体动物。
- Scientists Think They Can Use Silver to Help Kill Brain-Eating Amoebas
(首图为被变形虫感染患者的脊髓液培养出的食脑变形虫,来源:CDC)