你可能听说过一个不幸的英国人，他发现自己的大脑里住着一条绦虫。科学家们花了四年多的时间才发现问题所在，这需要一些非凡的侦探工作，而蠕虫一直在这个人的大脑里蠕动。这种绦虫被称为斯巴达绦虫，以前从未在英国发现过。这种病在东南亚更为常见，那里的人可能会被感染，要么是吃生青蛙或爬行动物，要么是把生青蛙肉制成的软膏直接涂在眼睛上。
以下是关于这一不寻常发现的两种观点，首先发现这种蠕虫的病理学家，以及帮助对这种蠕虫的基因组进行测序的科学家，这揭示了很多关于如何治疗这种讨厌的入侵者的方法，以及对其私人生活的一些见解。
病理学视角——安德鲁·迪恩博士
2008年，病理学部门从神经外科医生那里收到了第一个脑组织样本，上面写着“相当不确定这是什么——在6个月内缓慢扩大……?”肿瘤?结核病?”。我们在显微镜下看了一小块大脑:它看起来不正常。谢天谢地，这不是肿瘤，但有炎症迹象。大脑显然对某种东西有反应，可能是某种感染。令人沮丧的是，对包括结核病、细菌甚至真菌在内的多种微生物的检测均呈阴性。
微观上的惊喜……
四年后，脑部扫描仍然发出不寻常的信号，临床医生仍然感到困惑。比阴性测试结果更令人困惑的是，这种异常现象似乎一直在穿越大脑，甚至从一侧传到另一侧。由于病人持续的症状，医生决定再切除一小块大脑进行检查。这一次，显微镜下看到了一些不同寻常的东西。在脑组织中，可以清楚地看到大约1厘米长，是蠕虫的一部分!除了它已经死了之外，这条虫子的状况还很好——很明显，直到最近它还活着。但这种蠕虫到底是什么?
在这种情况下，我们的第一个想法是向在热带疾病中心工作的同事征求意见，他们受过识别奇怪感染的培训。我们的第二个想法是寻找一位愿意并有能力分析这种生物DNA的合作者，以获得特定的分子指纹，这一想法更具有推测性，但有望获得巨大的科学回报。
这个最初的想法很快得到了回报:数字图像和显微镜载玻片的副本足以识别出这种蠕虫是一种“斯巴格纳姆”，一种被称为螺虫的磁带蠕虫的幼虫形式，在英国从未见过。内科医生和外科医生现在可以进行适当的治疗。
但是DNA的角度呢?谁会准备好接受它呢?它会证实诊断，还是暗示一个看起来非常相似的不同物种?它会是蠕虫如何到达那里的关键吗?有足够的DNA来分析吗?
我们在互联网上找到了一个由马特·贝里曼(Matt Berriman)领导的研究小组，他们积极研究被忽视的寄生虫病的基因组学，总部就在9英里外的威康信托桑格研究所(Wellcome Trust Sanger Institute)。不，他们没有对斯巴加姆进行测序(从来没有人做过)。是的，如果我们能从大脑样本中提取一些蠕虫的dna他们很乐意做试验。我们选择了显微镜载玻片中单独含有蠕虫的区域，将其从玻璃上刮下来，提取DNA，并将其发送…
寄生虫基因组透视——海莉·贝内特博士
当安德鲁·迪恩联系我们，告诉我们有关蠕虫样本的消息时，从科学的角度来看，我们既惊讶又兴奋。我们的研究小组之前已经从世界范围内的主要致病绦虫中获得了一些非常高质量的基因组，但之前没有对这种远亲蠕虫群进行过测序。这次合作对所有参与的团队来说都是卓有成效的。
我们的首要任务是对DNA进行测序，以确认这确实是我们所期望的物种。这种蠕虫有一种更危险的形式，看起来非常相似，通过检查线粒体基因cox1:“生命的条形码”，我们能够排除这种可能性，并将好消息反馈给治疗患者的临床医生。我们还对另外两个线粒体基因进行了测序，试图确定这种蠕虫的起源。我们发现该蠕虫含有与中国感染起源一致的序列，但由于目前全球范围内从该寄生虫收集的分子数据稀缺，我们不能肯定地说这一点。
我们问自己，对于剩下的只有400亿分之一克的微小样本，我们是否也可以利用现有技术对猪肺metra erinaceieuropaei的整个基因组进行测序?我们通常会从实验室培养的寄生虫中提取100倍于这个数量的DNA，仔细准备和储存。尽管样本的储存方式并没有考虑到基因组测序，但我们认为值得一试。为了制作一个测序“库”，我们将DNA切成可管理的大小块，然后由测序机一次读取100个字母。一旦完成，我们用超级计算机试着利用碎片之间的重叠部分重新组装所有的字母——有点像一个巨大的线性拼图。有一些备用部件仍然没有放置，或者只组装在一小部分，但我们有一些好的块来查看和分析。
秘密透露……
令人惊讶的是，我们发现扁虫的基因组非常庞大，有12.6亿个字母长，大约是人类基因组大小的三分之一。对于一个看起来像小管子的东西来说，这是很多信息。我们发现许多重复的序列填补了基因之间的空白，我们认为这可以解释它的大小。
为了了解更多关于这种蠕虫的信息，我们需要深入研究其基因组中的基因。首先，我们研究了阿苯达唑药物靶向的基因，阿苯达唑通常用于治疗绦虫感染。我们发现这种蠕虫的基因序列表明它不太可能对这种特定的药物敏感——这对未来的病例很重要。我们还研究了之前在其他绦虫中被确定为良好的潜在药物靶点的基因，发现其中许多基因也存在，并且在erinaceieuropaei中非常相似。基因组将提供一个持续的参考，以确定针对更常见的绦虫开发的治疗方法是否可以重新用于这些非常罕见的感染。
那么蠕虫的生物学特性是怎样的呢?我们对此知之甚少所erinaceieuropaei然而，我们确实知道它不寻常地需要至少三个不同的宿主来完成它的生命周期。首先，自由游动的形式从卵中孵化出来，感染甲壳类动物，并开始发育。当这种甲壳类动物被另一个宿主(比如青蛙)吃掉时，这种蠕虫就变成了斯巴达虫的幼虫(人类感染的主要形式)。当这种幼虫被最终的寄主(如猫或狗)吃掉时，它可以在肠道中变成成虫并产卵。这些卵最终进入粪便，然后进入湖泊孵化，再次开始循环。
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spargins的生命周期。 |
那么这种绦虫在基因方面与其他物种有什么不同呢?蠕虫是如何在人体组织中生存而不被免疫系统攻击的?进入哺乳动物身体组织的绦虫幼虫通常将自己包裹在自己的保护壁中，但这种蠕虫似乎并没有这样做。
与其他绦虫相比，我们研究了这种蠕虫中哪些类型的基因特别丰富，并找到了一些可能的解释。例如，这种蠕虫分泌出某种酶，可以消化细胞的建筑材料——可能通过消化组织来帮助寄生虫入侵其众多的宿主，或者为蠕虫提供分解的营养物质。其中一些酶还可能干扰正常的免疫系统途径。在细胞的各个组成部分之间移动的分子马达基因也大量存在，这些基因似乎对蠕虫特别重要——但我们还不知道为什么。我们还发现，在其他绦虫中发现的脂肪酸结合蛋白也在erinaceieuropaei中发现，这可能使绦虫从宿主那里清除必需的营养物质。
基因组为我们提供了这种蠕虫的主干参考，但进一步的研究可以告诉我们这种蠕虫在其复杂生命的不同阶段是如何使用这些信息的。通过对这种蠕虫的基因组进行测序，并与其他绦虫进行比较，我们可以越来越多地了解对绦虫来说什么是重要的基因，并有望采取有效的治疗措施。
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