清华团队今日《细胞》:在蚊子眼里,这些人为什么格外美味?

▎药明康德内容团队编辑
说到夏季最令人生厌的动物 , 不少人的答案一定是蚊子 。 蚊子给人们带来的不仅有难以忍受的瘙痒和肿包 , 还有多种可怕的蚊媒传染病 , 以及每年超过70万的死亡人数 。
2018年 , 世界卫生组织公布的8种急需关注的传染病中 , 囊括了两种烈性蚊媒病毒性传染病(寨卡热和裂谷热) 。 蚊媒病毒性传染病 , 如登革热、寨卡热、基孔肯亚热、裂谷热和西尼罗脑炎等 , 对全球公共卫生安全带来严峻挑战 。
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图片来源:123RF
以登革病毒为例 , 据世界卫生组织估计每年约有3.9亿人被登革病毒感染或重复感染 , 并导致50万~100万人入院治疗 。 由于蚊媒病毒复杂的致病机制(如抗体依赖增强效应等) , 目前多数烈性蚊媒病毒仍缺乏有效的疫苗和针对性治疗药物 。 因此 , 科学界亟需对蚊媒病毒传播机制进行更深入的研究 , 为蚊媒病毒传播的防控提供新的思路 。
蚊媒病毒为何能快速传播流行?在茫茫人海中 , 蚊子并不是随机叮咬宿主 , 它们似乎总是能够精准地定位那些感染蚊媒病毒的宿主 。 对于蚊媒病毒来说 , 这简直是再理想不过了:蚊子通过叮咬病毒感染宿主 , 获取病毒并建立感染 , 下一次叮咬时再将病毒高效地传播给健康宿主 , 导致疾病快速传播和疫情暴发 。
一个有趣的问题是 , 蚊子是怎么盯上病毒感染者的?为什么这些人在蚊子看来更加“美味”?
在一项刚刚发表在《细胞》的研究中 , 清华大学医学院程功教授团队揭示了蚊媒病毒的狡猾之处:病毒通过改变人体的皮肤微生物 , 重塑感染者的气味 , 影响蚊子的嗅觉感知 。 这项发现也为阻断蚊媒病毒在自然界中的快速传播流行提供了全新策略 。
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可能大家都好奇过这样的问题:为什么一些人会更招蚊子叮咬?是更高的体温?更多的二氧化碳释放?还是某些挥发性的气味?此前的相关研究发现 , 人类的汗液本身是没有味道的 , 但汗液被皮肤微生物代谢后会产生特殊的气味 , 这些气味可能是蚊子寻找、定位和叮咬人类的关键线索 。
在这项研究中 , 程功教授团队发现 , 蚊媒病毒感染小鼠可大量释放一种挥发性小分子——苯乙酮(Acetophenone) 。 苯乙酮可有效激活蚊子的嗅觉神经系统 , 增强蚊子对感染小鼠的行为趋向 。
随后 , 研究人员收集了登革热患者及健康志愿者的气味 , 发现登革热患者的气味对埃及伊蚊表现出更强的吸引力 。 有趣的是 , 登革热患者的气味中 , 苯乙酮含量也显著高于健康志愿者 。 当研究人员将不同浓度的苯乙酮涂抹于人体手臂进行蚊子的行为学验证 , 结果显示 , 苯乙酮浓度更高的手臂更容易吸引蚊子 。
以上研究结果说明 , 登革热患者由于释放大量苯乙酮改变自身气味 , 大幅提高了对蚊子的吸引力 , 吸引蚊子叮咬 , 加速病毒传播 。
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▲研究团队正在通过嗅觉测定装置评估蚊子的行为 。 从左至右依次为论文共同第一作者张虹博士、朱毅斌助理研究员以及通讯作者程功教授 。 (图片来源:XuanGuo)
问题来了 , 这些病毒是怎样操纵宿主产生更多苯乙酮的?
研究人员发现 , 人体或动物释放的苯乙酮主要来源于体表的皮肤共生微生物 , 它是一种典型的细菌代谢产物 。 登革病毒及寨卡病毒感染可导致宿主皮肤表面芽孢杆菌属(Bacillusspp.)细菌的丰度明显上升 , 而皮肤芽孢杆菌具有代谢产生大量苯乙酮的能力 。