瘙癢、腫包，不少人的夏日記憶里，蚊子是一種討厭的存在。除此之外，蚊子給人們帶來的還有多種可怕的蚊媒傳染病。2018年，世界衛(wèi)生組織公布的8種急需關(guān)注的傳染病中，就囊括了寨卡熱和裂谷熱兩種烈性蚊媒病毒性傳染病。
記者從清華大學(xué)獲悉，在一項(xiàng)剛剛發(fā)表在《細(xì)胞》的研究中，該校醫(yī)學(xué)院程功教授團(tuán)隊(duì)揭示了蚊媒病毒的狡猾之處：蚊子并不隨機(jī)叮咬宿主，人體氣味是調(diào)控蚊蟲行為的關(guān)鍵因素。
“蚊蟲的嗅覺神經(jīng)系統(tǒng)可感知一種來源于感染者的特征性氣味分子，高效率定位感染者，隨后叮咬并取食帶有病毒的血液，導(dǎo)致病毒在‘宿主—蚊蟲’之間高效傳播。”程功表示，人體氣味的主要來源是皮膚微生物，通過調(diào)控皮膚微生物，重塑感染者的氣味，可影響蚊蟲的嗅覺感知。相關(guān)評(píng)價(jià)認(rèn)為，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)為阻斷蚊媒病毒在自然界中的快速傳播流行提供了全新策略。
為什么這些人更受蚊子青睞？
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，自然界的蚊媒病毒有數(shù)百種之多，可由蚊蟲攜帶并傳播給人類及動(dòng)物宿主，引起病毒性腦炎、腦膜炎及出血熱等嚴(yán)重疾病。近20年來，以登革病毒、寨卡病毒、基孔肯亞病毒、西尼羅病毒為代表的新發(fā)及再發(fā)蚊媒病毒在全世界流行，每年可導(dǎo)致數(shù)十億人感染、數(shù)十萬人死亡。
但遺憾的是，到目前為止，多數(shù)烈性蚊媒病毒均無有效疫苗和針對(duì)性治療藥物，科學(xué)界亟須深入研究蚊媒病毒在自然界中流行傳播的基本原理，并研發(fā)新型防控策略阻斷病毒在世界范圍內(nèi)的大規(guī)模傳播。
“蚊媒病毒在宿主與蚊蟲之間傳播循環(huán)。在病毒傳播循環(huán)中，蚊蟲需要尋找、定位并叮咬感染的人或動(dòng)物，取食帶有病毒的血液。隨后，蚊蟲才能具備攜帶并快速傳播病毒的能力。如果蚊蟲叮咬非感染者，則不會(huì)有效獲取病毒感染，病毒的傳播循環(huán)則被中斷。”程功表示。
蚊子是怎么盯上病毒感染者的？為什么這些人在蚊子看來更加“美味”？長久以來，科學(xué)家致力于揭開這個(gè)謎團(tuán)，找到簡便有效的方法遏制病毒快速傳播。
在程功團(tuán)隊(duì)的這項(xiàng)研究中，研究人員建立了兩套經(jīng)典的行為學(xué)裝置（三籠嗅覺測定裝置、雙臂嗅覺測定裝置），發(fā)現(xiàn)登革病毒和寨卡病毒感染的小鼠明顯更加吸引埃及伊蚊及白紋伊蚊。隨后，研究者對(duì)病毒感染小鼠的體溫、二氧化碳釋放及揮發(fā)性氣味進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)宿主氣味的改變是導(dǎo)致感染宿主吸引蚊蟲的決定性因素。進(jìn)一步研究結(jié)果顯示，小鼠在蚊媒病毒感染后，可大量釋放一種揮發(fā)性小分子——苯乙酮，苯乙酮可有效激活蚊蟲的嗅覺神經(jīng)系統(tǒng)，增強(qiáng)蚊蟲對(duì)感染小鼠的行為趨向。
研究人員進(jìn)一步收集了登革熱患者及健康志愿者的氣味，發(fā)現(xiàn)登革熱患者的氣味對(duì)埃及伊蚊表現(xiàn)出更強(qiáng)的吸引力。并且，登革熱患者的氣味中，苯乙酮含量也顯著高于健康志愿者。研究人員將不同濃度的苯乙酮涂抹于人體手臂進(jìn)行蚊蟲行為學(xué)驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)增加人體氣味中的苯乙酮含量可顯著吸引蚊蟲。
以上試驗(yàn)說明，登革熱患者由于釋放大量苯乙酮改變自身氣味，大幅提高了對(duì)蚊蟲的吸引力，吸引蚊蟲叮咬，加速病毒傳播。
吸引蚊蟲的“香味”如何產(chǎn)生？
既然苯乙酮是吸引蚊蟲叮咬的“罪魁禍?zhǔn)住保敲矗@種吸引蚊蟲的“香味”又是如何產(chǎn)生的？
研究人員發(fā)現(xiàn)，人體或動(dòng)物釋放的苯乙酮主要來源于體表的皮膚共生微生物，它是一種典型的細(xì)菌代謝產(chǎn)物。在去除皮膚共生微生物后，感染小鼠就會(huì)失去對(duì)蚊蟲更強(qiáng)的吸引作用。
進(jìn)一步研究顯示，登革病毒及寨卡病毒感染可導(dǎo)致宿主皮膚表面芽孢桿菌屬細(xì)菌的豐度明顯上升，而皮膚芽孢桿菌具有代謝產(chǎn)生大量苯乙酮的能力。
至此，研究人員揭示了蚊媒病毒感染者吸引蚊蟲叮咬的原因：病毒感染提高了人體皮膚中特定細(xì)菌的比例，顯著提高了感染者的苯乙酮釋放能力，從而明顯提高了蚊蟲對(duì)感染宿主的行為趨向。
隨后，研究者對(duì)病毒感染小鼠及非感染小鼠的皮膚組織進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序分析。結(jié)果顯示，登革病毒和寨卡病毒感染可通過抑制宿主皮膚中抵抗素樣分子或抵抗素等特定免疫分子的表達(dá)，使得原本被抑制的皮膚芽孢桿菌過量增殖，導(dǎo)致感染宿主的苯乙酮釋放量升高。
隨后，研究者向登革病毒及寨卡病毒感染小鼠體內(nèi)飼喂一種維生素A衍生物異維甲酸，這是一種臨床廣泛使用的皮膚病治療藥物。結(jié)果顯示，上述操作可有效恢復(fù)感染小鼠皮膚中特定免疫分子的表達(dá)，通過抑制感染宿主皮膚中芽孢桿菌的增殖，抑制感染宿主釋放苯乙酮。因此，在感染宿主口服異維甲酸后，蚊蟲無法通過宿主的苯乙酮來定位和發(fā)現(xiàn)感染宿主，從而阻斷病毒的傳播循環(huán)。
如何阻斷蚊媒病毒的快速傳播
根據(jù)以上發(fā)現(xiàn)，研究者提出了一種新的蚊媒病毒防治思路：可以通過調(diào)控人體氣味，阻斷蚊媒病毒的快速傳播。
由于在蚊媒病毒傳染病流行初期，感染者在人群中的比例僅有千分之一、甚至更低，因而研究團(tuán)隊(duì)推測在感染者口服維生素A類藥物后，蚊蟲無法通過苯乙酮的氣味來區(qū)分感染者與非感染者，這樣可以大大降低蚊蟲取食感染者血液并感染的概率，使蚊媒病毒在自然界中無法高效建立“宿主—蚊”的傳播循環(huán)過程。
據(jù)此，研究團(tuán)隊(duì)提出一種防治蚊媒病毒傳染病的新策略：在登革熱及寨卡熱等蚊媒病毒傳染病流行的疫區(qū)，可對(duì)感染者廣泛補(bǔ)充維生素A或相關(guān)藥物，重塑感染者皮膚微生物揮發(fā)的氣味，大幅降低蚊媒病毒傳播循環(huán)效率，有效防止蚊蟲攜帶并傳播病毒。基于以上發(fā)現(xiàn)，可對(duì)特定感染人群補(bǔ)充維生素A或相關(guān)藥物，避免蚊媒病毒傳染病的大規(guī)模傳播流行。
據(jù)悉，目前，程功團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在馬來西亞完成了感染者和非感染者皮膚微生物變化的研究，即將進(jìn)行異維甲酸的臨床試驗(yàn)。未來有望將其研究成果推廣應(yīng)用。（本報(bào)記者 鄧暉 本報(bào)通訊員 張虹）
