來自Raffi Aroian博士實(shí)驗(yàn)室的證據(jù)表明，即使在低水平，短期人類鉤蟲感染也會導(dǎo)致哺乳動(dòng)物模型中空間記憶的快速，急性和可測量的認(rèn)知障礙。這些研究結(jié)果發(fā)表在科學(xué)報(bào)告中，強(qiáng)調(diào)了鉤蟲消除的全球重要性，并建議進(jìn)行額外的，特定的空間記憶研究。

“這些寄生蟲對嚙齒類動(dòng)物的腦功能有實(shí)際影響，與長期發(fā)育遲緩無關(guān)，可在初次感染后很快觀察到，”分子醫(yī)學(xué)教授Aroian博士說。“這意味著我們很可能低估了寄生蟲對兒童和成人大腦的影響，尤其是幼兒。”

鉤蟲是一種寄生蟲，生活在小腸中，通過皮膚，循環(huán)和肺部感染。鉤蟲感染在發(fā)展中國家最為常見，其中適當(dāng)?shù)男l(wèi)生和衛(wèi)生是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。已知長期感染會引起嚴(yán)重的發(fā)育和認(rèn)知障礙。美國疾病控制和預(yù)防中心估計(jì)全世界有5.76億至7.4億人感染。

鉤蟲感染是導(dǎo)致貧血，發(fā)育遲緩和營養(yǎng)不良的主要原因之一。這些蠕蟲通常可以在小腸中存活幾年，但長達(dá)10年，會消耗血液并搶奪其鐵和蛋白質(zhì)，干擾關(guān)鍵營養(yǎng)素的吸收，并抑制免疫系統(tǒng)。感染可導(dǎo)致慢性貧血，并永久地阻礙受感染兒童的身體和智力發(fā)育。

三種鉤蟲可以感染人類。最常感染的人通常居住在貧困地區(qū)，衛(wèi)生條件差，并且通過污染的土壤或食物暴露于蠕蟲。100年前在美國南部常見，在20世紀(jì)早期，通過改善衛(wèi)生和公共衛(wèi)生工作，鉤蟲在美國幾乎被消滅。

根據(jù)Aroian的說法，先前對這一領(lǐng)域的研究受到一種假設(shè)的阻礙，即認(rèn)知障礙是由于長期感染導(dǎo)致的發(fā)育遲緩和營養(yǎng)不良而發(fā)生的。Aroian說，雖然很明顯感染負(fù)荷隨著時(shí)間的推移確實(shí)會影響發(fā)育和大腦功能，但感染是否會導(dǎo)致急性認(rèn)知障礙，而不是發(fā)育遲緩，這一點(diǎn)尚不清楚。

由于受感染人群的貧困狀態(tài)以及可能影響或不影響認(rèn)知發(fā)展的環(huán)境變量的絕對數(shù)量，對患者的認(rèn)知研究也一直受到缺乏準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的困擾。一些研究顯示工作記憶和認(rèn)知表現(xiàn)存在顯著缺陷，而其他研究僅發(fā)現(xiàn)微小缺陷。同時(shí)，對鉤蟲的介入研究已經(jīng)對清除感染的效果產(chǎn)生了相互矛盾的結(jié)果。一些研究顯示治療后認(rèn)知改善，而其他研究則沒有改善。

為了研究鉤蟲感染對受控實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中腦功能的急性影響，Aroian和共同研究人員開發(fā)了一系列實(shí)驗(yàn)來測試嚙齒動(dòng)物的空間記憶和物體記憶。

為了模擬急性感染，嚙齒動(dòng)物感染了幼蟲Ancylostoma ceylanicum，一種可以感染人類，狗，貓和嚙齒動(dòng)物的鉤蟲。Aroian及其同事完成了一系列測試，旨在評估動(dòng)物是否能夠識別放置在其環(huán)境中的新物體(物體存儲器)或在其環(huán)境中從一個(gè)地方移動(dòng)到另一個(gè)地方的物體(空間存儲器)17至22感染天數(shù)。

令人驚訝的是，研究人員發(fā)現(xiàn)，無論鉤蟲感染或強(qiáng)度如何，識別放置在嚙齒動(dòng)物環(huán)境中的新物體的能力都沒有變化。然而，在空間記憶的測量中，嚙齒動(dòng)物即使在低感染水平下也能夠檢測到已被移動(dòng)的物體。在較高的感染水平下，嚙齒動(dòng)物未能完成任務(wù)，并且對移動(dòng)或未移動(dòng)的物體沒有偏好。

這些結(jié)果不能歸因于寄生蟲感染引起的嗜睡或缺乏興趣，因?yàn)槭茉噭?dòng)物在對象記憶測試中正常進(jìn)行，并且活動(dòng)水平與未感染的嚙齒動(dòng)物無法區(qū)分。

“有越來越多的證據(jù)表明，通過改變神經(jīng)肽，神經(jīng)激素和可穿過血腦屏障的神經(jīng)活性物質(zhì)，腸內(nèi)微生物組的變化可以調(diào)節(jié)大腦功能，影響空間記憶和學(xué)習(xí)，”Aroian說。

為了研究鉤蟲感染與大腦之間的聯(lián)系，Aroian研究了鉤蟲感染是否引起了嚙齒動(dòng)物微生物組的變化。感染和未感染嚙齒動(dòng)物中腸道細(xì)菌的基因測序顯示微生物多樣性的減少和微生物類群在家族和屬的水平上的變化。這些變化提供了一種可能的機(jī)制，鉤蟲可能通過這種機(jī)制影響認(rèn)知功能并導(dǎo)致空間記憶缺陷。

“我們的工作表明，這些寄生蟲對認(rèn)知有實(shí)際影響，不受長期發(fā)育遲緩的影響，可以在很短的時(shí)間內(nèi)觀察到，”Aroian說。“這也可能有助于解釋過去研究的一些不一致性，因?yàn)橹挥锌臻g記憶可能會受到影響。這些結(jié)果需要額外的，更精細(xì)的研究，以了解感染如何影響認(rèn)知功能和發(fā)展。

“更重要的是，它支持全球驅(qū)蟲努力消除鉤蟲的重要性和緊迫性，以減輕貧困，拯救貧困兒童的大腦。”