大多数人体内都存在长期存在于各种组织中的感染，包括神经系统，这些感染通常不会导致疾病。与这些感染相关的微生物会进入潜伏阶段，在此期间它们静静地隐藏在细胞中，以逃避捕获并确保自身的生存。然而，由于缺乏研究这些静止阶段的自然模型，科学家们对潜伏期如何促进病原体持续存在以及这些阶段是否可以被免疫系统靶向的理解存在空白。
现在，由宾夕法尼亚大学兽医学院研究人员领导的一个团队展示了免疫系统确实能识别弓形虫（Toxoplasma gondii）的潜伏阶段，这种寄生虫会引起弓形虫病。这挑战了一些关于免疫系统如何处理脑部感染的常见假设。该论文的资深作者、宾夕法尼亚大学兽医学院教授克里斯托弗·A·亨特（Christopher A. Hunter）表示，这一知识支持了弓形虫囊肿可以被靶向甚至清除的观点，并且这些发现对其他感染和未来可能的治疗方法具有重要意义。该论文还展示了囊肿如何促进寄生虫和宿主的共同生存。
在潜伏阶段，弓形虫会在大脑神经元中形成持久性的囊肿，从而帮助寄生虫逃避宿主的免疫反应。然而，在这项研究中，研究人员发现某些T细胞可以靶向含有囊肿的神经元，从而促进寄生虫的控制。但也有一个权衡：他们还发现，当囊肿没有形成时，寄生虫负担更高，对大脑的损伤也更大。这项研究发表在《自然微生物学》杂志上。
“病原体需要在宿主体内扎根，但又不能过度扩张以至于对宿主有害，因为如果宿主死亡，病原体也可能无法存活。”该研究的第一作者林赛·A·沙尔伯格（Lindsey A. Shallberg）说，她在进行这项研究时是亨特实验室的一名博士生。
弓形虫（Toxoplasma gondii）引起弓形虫病，这是一种对大多数健康人无症状的感染，但对于免疫功能低下或怀孕的人来说风险更大。它可以通过食用受污染且未煮熟的肉类以及接触感染猫的粪便而传播，因为猫是唯一能够进行有性繁殖的动物。
共同作者朱莉娅·N·埃伯哈德（Julia N. Eberhard）是一名免疫学博士生，她指出了两个与现有文献和免疫学家的普遍观点相悖的发现。她说，长期以来科学家们认为弓形虫囊肿可以在神经元中隐藏以防止免疫识别，但这项研究表明“神经元并不是病原体的完全避难所”。
埃伯哈德说，另一个普遍观点是寄生虫需要形成囊肿才能持续存在，但在研究一种无法转化为囊肿阶段的寄生虫株时，研究人员发现免疫系统并未清除寄生虫。六个月后，他们仍然可以在小鼠体内检测到寄生虫，这让埃伯哈德感到非常惊讶。
来自文理学院物理与天文学系的博士生亚伦·温恩（Aaron Winn）通过数学建模独立验证了实验结果，并表明免疫系统对弓形虫潜伏阶段的压力可以解释观察到的囊肿数量的增减。
沙尔伯格说，这篇论文的起因是共同作者塞巴斯蒂安·洛里多（Sebastian Lourido），麻省理工学院生物学副教授，发现了使寄生虫进入潜伏期的关键分子机制，并想了解如果寄生虫不能形成囊肿会发生什么。此外，共同作者阿尼塔·科希（Anita Koshy），亚利桑那大学的神经学家和科学家，有证据表明一些神经元可以摆脱这种感染。
虽然弓形虫（Toxoplasma gondii）本身是一个值得研究的微生物，但它也有助于科学家进一步了解人类神经系统中具有潜伏阶段的感染，例如巨细胞病毒，这些感染在小鼠模型中没有。
“使其特别之处在于它是一个我们可以在实验室中使用的可操作模型，并将我们学到的知识应用于其他感染。”宾夕法尼亚大学兽医学院的林赛·A·沙尔伯格说。
展望未来，亨特表示他的实验室将继续研究T细胞是否直接识别神经元，并更详细地研究T细胞的反应。
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