夏天即將到來(lái)，討厭的蚊子蠢蠢欲動(dòng)。別以為蚊子只是在身上咬個(gè)包那么簡(jiǎn)單，它飛來(lái)飛去四處吸血，輕易就把“上家”的病毒帶到人體內，引發(fā)傳染病。
4月19日，清華大學(xué)基礎醫學(xué)院教授程功團隊與合作者在《科學(xué)》發(fā)表論文，提出了一項阻斷蚊蟲(chóng)傳播傳染病的新策略。他們在云南發(fā)現了一種關(guān)鍵的環(huán)境共生菌，通過(guò)干預這一共生菌的環(huán)境可以有效阻斷疫區蚊蟲(chóng)攜帶和傳播病毒。
為何蚊蟲(chóng)易感病毒
蚊媒病毒傳染病是對人類(lèi)生命健康的嚴重威脅之一。其中，登革熱和寨卡熱是最具代表性的蚊媒病毒傳染病。
登革熱在全球100多個(gè)國家感染流行。在我國，云南是登革熱等烈性蚊媒病毒傳染病流行的主要地區。而寨卡熱曾在太平洋島嶼和南美洲暴發(fā)大規模疫情，一年內感染超22.3萬(wàn)例，新生兒小頭畸形病例達數千例。
“截至目前，多數蚊媒病毒傳染病沒(méi)有有效的藥物和疫苗。人們依靠大規模使用殺蟲(chóng)劑消殺蚊蟲(chóng)，不僅對人體健康、環(huán)境生態(tài)有害，而且無(wú)法控制蚊媒病毒的傳播流行。因為蚊蟲(chóng)會(huì )迅速產(chǎn)生耐藥性，使殺蟲(chóng)劑失效�！闭撐耐ㄓ嵶髡叱坦Α吨袊茖W(xué)報》說(shuō)，人們迫切需要成本低廉、環(huán)境友好的防控策略來(lái)阻斷蚊媒病毒的廣泛傳播。
一直以來(lái)，程功團隊都在關(guān)注蚊蟲(chóng)腸道微生物與蚊媒病毒之間的調控關(guān)系。蚊媒病毒的傳播路徑是，蚊蟲(chóng)首先從感染者體內吸食帶有病毒的血液，病毒隨后感染蚊蟲(chóng)腸道細胞并擴散至蚊蟲(chóng)體內，進(jìn)而感染蚊蟲(chóng)唾液腺，使蚊蟲(chóng)具備傳播病毒的能力。
“由于蚊蟲(chóng)腸道組織是首先被感染的組織器官，因此蚊蟲(chóng)腸道微生物一定與病毒發(fā)生了復雜的相互作用，這決定了蚊蟲(chóng)對病毒的易感性�！背坦Ρ硎�，這已經(jīng)成為學(xué)界共識。
從蚊蟲(chóng)腸道共生菌入手，科研人員在實(shí)驗室飼養的埃及伊蚊種群中發(fā)現了病毒“幫兇”——粘質(zhì)沙雷氏菌。它可以輔助病毒感染蚊蟲(chóng)腸道上皮細胞，提高蚊蟲(chóng)對病毒的易感性。
從野外數千只蚊子中鎖定細菌
在實(shí)驗室中如此，自然界是否也存在影響蚊蟲(chóng)對病毒易感性的腸道共生菌？能不能通過(guò)調控共生菌阻斷蚊蟲(chóng)攜帶、傳播病毒？
事實(shí)上，自然環(huán)境和實(shí)驗室環(huán)境迥然不同。自然界中，野外蚊蟲(chóng)腸道微生物的組成及豐度受到生存環(huán)境的極大影響，有的來(lái)自孳生水體的環(huán)境微生物，有的來(lái)自環(huán)境植物汁液、花蜜的共生微生物等。在不同地域，環(huán)境微生物的組成差別巨大，使蚊蟲(chóng)攜帶和傳播病毒能力的差別顯著(zhù)。
因此，科研人員決定深入實(shí)地開(kāi)展研究。
自2020年起，3年間，科研人員在云南邊境地區捕捉了數千只野外雌性伊蚊�！拔覀儚闹蟹蛛x、培養出55株蚊蟲(chóng)腸道共生菌，與人的血液、病毒混合后喂給蚊子，想看看有沒(méi)有能使蚊子不攜帶病毒的共生菌�！背坦榻B。
研究顯示，在白紋伊蚊和埃及伊蚊的腸道中，定植一種羅森伯格菌屬的細菌“羅森伯格_YN46”，可以顯著(zhù)抑制蚊蟲(chóng)通過(guò)叮咬吸血感染登革病毒及寨卡病毒。
羅森伯格菌與植物汁液和花蜜有關(guān)，在自然界中廣泛存在。它通過(guò)分泌一種葡萄糖脫氫酶，將吸血蚊蟲(chóng)腸道環(huán)境快速酸化，對蚊蟲(chóng)腸道微環(huán)境進(jìn)行重塑。
前期已有大量研究表明，登革病毒等蚊媒病毒的包膜蛋白對酸性信號敏感。當病毒處于pH值小于6.5的酸性環(huán)境時(shí)，其包膜蛋白會(huì )發(fā)生不可逆的變構，使病毒顆粒進(jìn)入脫衣殼的狀態(tài)并失去感染活性。
“因此，酸化的腸道環(huán)境可直接使進(jìn)入腸道的病毒顆粒滅活，從而抑制蚊蟲(chóng)通過(guò)吸血獲取病毒的能力，大幅降低蚊蟲(chóng)對病毒的易感性�！背坦榻B。
在疫區進(jìn)行環(huán)境干預
為了驗證實(shí)驗結果，科研人員希望進(jìn)一步研究云南登革熱流行是否與羅森伯格_YN46菌在自然界中的分布定植相關(guān)。
據了解，在氣候環(huán)境相似、蚊蟲(chóng)種群密度相似的情況下，云南不同地區的登革熱流行存在顯著(zhù)差異，熱點(diǎn)區域明顯。
“根據近10年的流行病學(xué)調查記錄，西雙版納和臨滄兩地常年有登革熱暴發(fā)流行，而與之相鄰的文山和普洱則幾乎沒(méi)有登革熱本地流行的案例�！背坦φf(shuō)。
因此，他們深入這4個(gè)地區，采集了氣候和環(huán)境因素相似地點(diǎn)的蚊蟲(chóng)，并檢測了羅森伯格_YN46菌在野外蚊蟲(chóng)腸道中的定植情況。
分析發(fā)現，羅森伯格_YN46菌在文山和普洱這兩個(gè)非登革熱流行地區的蚊蟲(chóng)腸道中有很高的定植率，而在西雙版納和臨滄，其定植率很低。
那么，能不能在兩個(gè)疫區的水體中進(jìn)行羅森伯格_YN46菌的環(huán)境干預，將其自然定植到孵化出的野生蚊蟲(chóng)中？
“我們在實(shí)驗室水體中加入羅森伯格_YN46菌，隨后在此水體中孵化從西雙版納獲得的野生白紋伊蚊蚊卵，再檢測孵化出的幼蟲(chóng)、蛹和成蟲(chóng)腸道中這一共生菌的定植情況�！背坦Ω嬖V記者。
結果表明，通過(guò)環(huán)境水體干預的方式，可將羅森伯格_YN46菌高效定植到孵化蚊蟲(chóng)的腸道中。同時(shí)，在干預后的水體環(huán)境中孵化出的蚊蟲(chóng)不易感染病毒。
后來(lái)，科研人員在西雙版納州勐臘縣開(kāi)展了現場(chǎng)干預實(shí)驗。他們在當地的孳生水體中進(jìn)行羅森伯格_YN46菌干預，并利用當地水土環(huán)境孵化本地蚊蟲(chóng)。結果發(fā)現，孵化出的蚊蟲(chóng)感染登革病毒的比例大幅下降。
安全可靠的蚊蟲(chóng)防治策略
在人們與蚊媒病毒傳染病智斗的過(guò)程中，安全性是一個(gè)不可忽視的問(wèn)題。此項研究中的羅森伯格_YN46菌是一種天然環(huán)境共生菌，它與蚊蟲(chóng)的共生關(guān)系在自然界早已穩定存在。
因此，程功表示，實(shí)施羅森伯格_YN46菌環(huán)境干預策略，只是特異性地抑制蚊蟲(chóng)感染傳播病毒，并不會(huì )使蚊蟲(chóng)產(chǎn)生耐藥性，也不會(huì )影響蚊蟲(chóng)在自然界中的生存適應性，安全可靠�！斑@可以作為一種具有巨大應用潛力的防治策略，阻斷蚊媒病毒傳染病在自然界傳播流行�！背坦φf(shuō)。
“該研究從環(huán)境生態(tài)學(xué)視角，思考并回答蚊媒病毒傳染病的傳播流行規律，并通過(guò)共生菌環(huán)境干預，在自然界中實(shí)現阻斷蚊蟲(chóng)攜帶并傳播病毒。這將為蚊媒傳染病防控提供全新的理論體系和應用思路�！敝袊茖W(xué)院院士、中國科學(xué)院動(dòng)物研究所研究員康樂(lè )評價(jià)道。
中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院微生物研究所研究員高福認為：“這項研究發(fā)現了一種可決定蚊媒病毒傳播的環(huán)境生物因子，為基于‘One Health’理念的蚊媒病毒傳染病防控搭建了全新的技術(shù)平臺并奠定了理論基礎�！保▌⑷玳�
來(lái)源：中國科學(xué)報
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