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間。但是，在內(nèi)布拉斯加大學林肯分校和荷蘭皇家海洋研究所開發(fā)的一種新的數(shù)學模型提供了一個答案，同時強化了一句格言：數(shù)量安全。

Clay Cressler，Anieke van Leeuwen及其同事得出的結(jié)論是，當大量蠕蟲在宿主的腸道中占據(jù)一席之地時，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助理教授

該團隊的模型可以通過計算多個變量來模擬寄主 - 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，這也是因為寄生蟲可以控制宿主消化食物和產(chǎn)生免疫反應的能力。

作為最近一項研究的一部分，該團隊模擬了1,000只老鼠的鞭蟲感染，同時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一個自我延續(xù)的循環(huán)，幾乎可以保證寄生蟲的存活。

雖然具體細節(jié)尚不完全清楚，但先前的研究已經(jīng)讓團隊懷疑大量的蠕蟲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。所以你得到這個正反饋循環(huán)，允許它們建立慢性感染。“

當中等數(shù)量的蠕蟲感染宿主時，它們的停留時間變得不那么確定，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)準備好應對?吃多少錢?

在后一個問題上，該團隊發(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年左右的時間里，人們更多地關(guān)注飲食對寄生蟲的影響。你實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，當所有其他因素相同時，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，這是一個潛在的重要進展，因為先前的方法主要將寄生蟲持續(xù)時間視為固定的獨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。 “

當團隊在模擬中編譯每只鼠標的命運時，產(chǎn)生的分布類似于自然界中常見的模式：大多數(shù)宿主只有幾個寄生蟲，少數(shù)宿主背負著許多寄生蟲。

“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)時間長或持續(xù)時間短，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擔很輕，而且有些主持人會長期持續(xù)這樣做 - 術(shù)語感染并最終導致非常高的負擔。

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

雖然該團隊的模型首先需要經(jīng)受住實驗和進一步研究的審查，但Cressler說，它最終可能有助于治療寄生蟲感染或校準慢性病例的預測。在潛在的慢性感染導致營養(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。“哪里是風險最高的地區(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備?

“這種持續(xù)時間的變化是一種真實的模式，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值。我們現(xiàn)在不知道那是什么。但那是目標。”