清華團隊今日《細胞》:在蚊子眼里,這些人為什么格外美味?

▎藥明康德內容團隊編輯
說到夏季最令人生厭的動物 , 不少人的答案一定是蚊子 。 蚊子給人們帶來的不僅有難以忍受的瘙癢和腫包 , 還有多種可怕的蚊媒傳染病 , 以及每年超過70萬的死亡人數 。
2018年 , 世界衛生組織公布的8種急需關注的傳染病中 , 囊括了兩種烈性蚊媒病毒性傳染病(寨卡熱和裂谷熱) 。 蚊媒病毒性傳染病 , 如登革熱、寨卡熱、基孔肯亞熱、裂谷熱和西尼羅腦炎等 , 對全球公共衛生安全帶來嚴峻挑戰 。
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圖片來源:123RF
以登革病毒為例 , 據世界衛生組織估計每年約有3.9億人被登革病毒感染或重復感染 , 并導致50萬~100萬人入院治療 。 由于蚊媒病毒復雜的致病機制(如抗體依賴增強效應等) , 目前多數烈性蚊媒病毒仍缺乏有效的疫苗和針對性治療藥物 。 因此 , 科學界亟需對蚊媒病毒傳播機制進行更深入的研究 , 為蚊媒病毒傳播的防控提供新的思路 。
蚊媒病毒為何能快速傳播流行?在茫茫人海中 , 蚊子并不是隨機叮咬宿主 , 它們似乎總是能夠精準地定位那些感染蚊媒病毒的宿主 。 對于蚊媒病毒來說 , 這簡直是再理想不過了:蚊子通過叮咬病毒感染宿主 , 獲取病毒并建立感染 , 下一次叮咬時再將病毒高效地傳播給健康宿主 , 導致疾病快速傳播和疫情暴發 。
一個有趣的問題是 , 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”?
在一項剛剛發表在《細胞》的研究中 , 清華大學醫學院程功教授團隊揭示了蚊媒病毒的狡猾之處:病毒通過改變人體的皮膚微生物 , 重塑感染者的氣味 , 影響蚊子的嗅覺感知 。 這項發現也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 。
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可能大家都好奇過這樣的問題:為什么一些人會更招蚊子叮咬?是更高的體溫?更多的二氧化碳釋放?還是某些揮發性的氣味?此前的相關研究發現 , 人類的汗液本身是沒有味道的 , 但汗液被皮膚微生物代謝后會產生特殊的氣味 , 這些氣味可能是蚊子尋找、定位和叮咬人類的關鍵線索 。
在這項研究中 , 程功教授團隊發現 , 蚊媒病毒感染小鼠可大量釋放一種揮發性小分子——苯乙酮(Acetophenone) 。 苯乙酮可有效激活蚊子的嗅覺神經系統 , 增強蚊子對感染小鼠的行為趨向 。
隨后 , 研究人員收集了登革熱患者及健康志愿者的氣味 , 發現登革熱患者的氣味對埃及伊蚊表現出更強的吸引力 。 有趣的是 , 登革熱患者的氣味中 , 苯乙酮含量也顯著高于健康志愿者 。 當研究人員將不同濃度的苯乙酮涂抹于人體手臂進行蚊子的行為學驗證 , 結果顯示 , 苯乙酮濃度更高的手臂更容易吸引蚊子 。
以上研究結果說明 , 登革熱患者由于釋放大量苯乙酮改變自身氣味 , 大幅提高了對蚊子的吸引力 , 吸引蚊子叮咬 , 加速病毒傳播 。
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▲研究團隊正在通過嗅覺測定裝置評估蚊子的行為 。 從左至右依次為論文共同第一作者張虹博士、朱毅斌助理研究員以及通訊作者程功教授 。 (圖片來源:XuanGuo)
問題來了 , 這些病毒是怎樣操縱宿主產生更多苯乙酮的?
研究人員發現 , 人體或動物釋放的苯乙酮主要來源于體表的皮膚共生微生物 , 它是一種典型的細菌代謝產物 。 登革病毒及寨卡病毒感染可導致宿主皮膚表面芽孢桿菌屬(Bacillusspp.)細菌的豐度明顯上升 , 而皮膚芽孢桿菌具有代謝產生大量苯乙酮的能力 。