【科技前沿】

　　　清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)揭秘蚊媒病毒快速傳播原因——

　　蚊子更愛(ài)叮哪些人

　　光明日?qǐng)?bào)記者 鄧暉光明日?qǐng)?bào)通訊員 張虹

　　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(lái)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。

　　在茫茫人海中，究竟什么樣的人最吸引蚊子？

　　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(jué)神經(jīng)系統(tǒng)可感知一種來(lái)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?！背坦Ρ硎荆梭w氣味的主要來(lái)源是皮膚微生物，通過(guò)調(diào)控皮膚微生物，重塑感染者的氣味，可影響蚊蟲的嗅覺(jué)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(lái)，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(wàn)人死亡。

　　但遺憾的是，到目前為止，多數(shù)烈性蚊媒病毒均無(wú)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?！背坦Ρ硎?。

　　蚊子是怎么盯上病毒感染者的？為什么這些人在蚊子看來(lái)更加“美味”？長(zhǎng)久以來(lái)，科學(xué)家致力于揭開(kāi)這個(gè)謎團(tuán)，找到簡(jiǎn)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(jué)測(cè)定裝置、雙臂嗅覺(jué)測(cè)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(jué)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(shuō)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?，這種吸引蚊蟲的“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(lái)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(cè)序分析。結(jié)果顯示，登革病毒和寨卡病毒感染可通過(guò)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(guò)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(guò)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(wú)法通過(guò)宿主的苯乙酮來(lái)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(guò)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(cè)在感染者口服維生素A類藥物后，蚊蟲無(wú)法通過(guò)苯乙酮的氣味來(lái)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(wú)法高效建立“宿主—蚊”的傳播循環(huán)過(guò)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(lái)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(lái)有望將其研究成果推廣應(yīng)用。