夏日炎炎，有些人類又被蚊子咬的很慘。
兩個(gè)月前，普林斯頓大學(xué)趙志磊團(tuán)隊(duì)在《自然》發(fā)表論文稱，與其他動(dòng)物相比，人類之所以招蚊子喜歡，是因?yàn)槿祟惼ぶ写嬖诘?/strong>癸醛和十一醛能讓蚊子興奮起來(lái)[1]。
不過，這個(gè)研究只告訴了我們蚊子如何尋找、定位人類，但沒有告訴我們?yōu)槭裁从行┤祟惛形米?。?dāng)然啦，也有一種可能的解釋：招蚊子的人類身上散發(fā)的癸醛和十一醛“度數(shù)”，可能更對(duì)蚊子的胃口。
今天，清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院程功團(tuán)隊(duì)在頂級(jí)期刊《細(xì)胞》上發(fā)表的一篇研究論文，讓我們對(duì)蚊子挑人有了新的認(rèn)知[2]。
他們發(fā)現(xiàn)，一些靠蚊子傳播的病毒，在感染宿主之后，竟然能通過調(diào)節(jié)宿主皮膚抗菌蛋白的表達(dá)，影響宿主皮膚微生物群落，導(dǎo)致特定的微生物大量繁殖，釋放能吸引蚊子的氣味。從數(shù)據(jù)上來(lái)看，蚊媒病毒的這一伎倆，能讓圍繞宿主的蚊子數(shù)量翻倍！
據(jù)了解，這是科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)蚊媒病毒能通過這種方法促進(jìn)自身在人群中的傳播。清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院博士后張虹和助理研究員朱毅斌，是研究論文的共同第一作者。
論文首頁(yè)截圖
夏天的每一次聚會(huì)，我們都會(huì)發(fā)現(xiàn)蚊子咬人不是隨機(jī)的，而是有偏好性的。
關(guān)于蚊子的這種偏好性，其實(shí)已經(jīng)有很多研究了。
我們也常說(shuō)，有些人更招蚊子是因?yàn)?strong>體溫高[3]，或者呼出的二氧化碳濃度高[4]，又或者是身上有特殊的氣味[5]。其實(shí)這些說(shuō)法都是有科學(xué)依據(jù)的。
就在5年前，斯德哥爾摩大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，瘧原蟲感染會(huì)導(dǎo)致宿主釋放更多的二氧化碳、醛類和單萜類物質(zhì)，讓宿主更招蚊子，加速瘧疾的傳播[6]。
從事蚊媒病毒感染傳播機(jī)制與抗病毒免疫研究的程功教授注意到，蚊媒病毒是否也能通過類似的機(jī)制傳播目前仍不清楚。因此程功團(tuán)隊(duì)就發(fā)起了相關(guān)的研究。
研究的思路倒是不復(fù)雜。研究人員首先用寨卡病毒（ZIKV）感染小鼠，然后觀察伊蚊（Aedes mosquitoes）是更喜歡感染了寨卡病毒的小鼠，還是沒感染的小鼠。
統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，蚊子確實(shí)更喜歡感染了寨卡病毒的小鼠：70%的蚊子都被感染小鼠吸引走了，剩下約30%的蚊子去找沒感染的小鼠去了。
這真是肉眼可見的密度差異！
把寨卡病毒換成登革病毒（DENV2）之后，結(jié)果是一樣的。這就說(shuō)明，蚊子確實(shí)更喜歡被蚊媒病毒感染的宿主。
蚊子喜好實(shí)驗(yàn)
為了確定究竟是感染后的哪些變化吸引了蚊子，研究人員研究了溫度、二氧化碳和氣味對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。最后確認(rèn)確實(shí)是氣味影響了蚊子的選擇。
那究竟是哪種氣體呢？
程功團(tuán)隊(duì)收集了感染小鼠和健康小鼠身體釋放的揮發(fā)性氣體，經(jīng)過分析，鑒定出422種化合物，其中有三種（苯乙酮、癸醛和苯乙烯）可以激活蚊蟲的嗅覺神經(jīng)系統(tǒng)，其中反應(yīng)最強(qiáng)烈的是苯乙酮。
最終，也只有苯乙酮重復(fù)了前面70%對(duì)30%的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。而且把苯乙酮涂抹到人類的手上，也能吸引更多的蚊子。于是，研究人員就將苯乙酮鎖定為吸引蚊子的化學(xué)物質(zhì)。
苯乙酮落網(wǎng)
不過，苯乙酮這種物質(zhì)畢竟是從小鼠身上分離到的，人類能不能釋放這種物質(zhì)還不清楚。
為了進(jìn)一步證實(shí)人類也能產(chǎn)生苯乙酮，研究人員又招募了一批登革熱患者和健康志愿者，并收集了他們胳肢窩的揮發(fā)物。
人體采集過程
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，登革熱患者釋放的苯乙酮比健康志愿者高得多。（實(shí)際上，研究人員還在所有參與人員的胳肢窩里發(fā)現(xiàn)了癸醛、棕櫚酸甲酯和苯乙烯等六種揮發(fā)性化合物，但是這六種化合物在感染者組和對(duì)照組之間沒有差異。這再次說(shuō)明癸醛可能真不是蚊子更愛咬誰(shuí)的關(guān)鍵。）
登革熱患者釋放的苯乙酮比健康志愿者高太多
至此，引誘蚊子的化合物算是找到了，不過，這個(gè)物質(zhì)究竟是哪里來(lái)的呢？要知道，哺乳動(dòng)物的基因組中可不存在合成苯乙酮的酶。這種情況下，矛頭只能指向人體微生物了。
于是，研究人員用抗生素雞尾酒清除小鼠消化道的微生物，用超聲刷和70%的酒精去除小鼠皮膚上的微生物。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)清除消化道微生物沒用，不影響蚊子對(duì)感染小鼠的喜好；而清除了皮膚細(xì)菌的感染小鼠對(duì)蚊子的吸引力大大降低。相對(duì)應(yīng)的，去除腸道微生物，不影響苯乙酮的產(chǎn)生，清除皮膚微生物之后，感染小鼠釋放的苯乙酮與未感染小鼠一致了。
如此看來(lái)，蚊媒病毒的感染影響了皮膚微生物，進(jìn)而決定了蚊子的喜好。后續(xù)分析發(fā)現(xiàn)，是產(chǎn)生苯乙酮的芽孢桿菌增加了。
就是這四種芽孢桿菌
那病毒感染又是如何影響皮膚芽孢桿菌豐度的呢？研究結(jié)果讓人吃驚！原來(lái)是蚊媒病毒會(huì)抑制皮膚產(chǎn)生抗菌蛋白（RELMa），導(dǎo)致能產(chǎn)生苯乙酮的細(xì)菌在宿主皮膚上的大量增殖。
到此，這條邏輯鏈條就清晰了。蚊媒病毒感染宿主之后，抑制皮膚產(chǎn)生抗菌蛋白，導(dǎo)致芽孢桿菌大量增殖，釋放大量的苯乙酮，招來(lái)蚊子，促進(jìn)病毒的傳播。
行文到此處，我不由得感慨：蚊媒病毒和蚊子之間的這種協(xié)同進(jìn)化真是奇妙。
不過，奇妙歸奇妙，如果任由病毒和蚊子合作，人類就要遭殃了。雖然我們已經(jīng)有蚊帳和滅蚊藥，但這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，如果能打破病毒的這個(gè)傳播閉環(huán)，說(shuō)不定就有望阻止蚊媒病毒的大范圍流行。
好在程功團(tuán)隊(duì)也找到了應(yīng)對(duì)之策，他們發(fā)現(xiàn)讓感染小鼠服用維生素A衍生物——異維甲酸之后，可以促進(jìn)小鼠皮膚產(chǎn)生抗菌蛋白，抑制產(chǎn)生苯乙酮的細(xì)菌增殖。小鼠實(shí)驗(yàn)也表明，在感染小鼠的食物中添加異維甲酸之后，蚊子對(duì)感染小鼠和未感染小鼠的喜好就變得一樣了。
據(jù)《自然》雜志報(bào)道，程功團(tuán)隊(duì)目前正在計(jì)劃開展用維生素A阻止登革熱在人與人之間傳播的試驗(yàn)[7]。
預(yù)祝程功教授試驗(yàn)成功。
參考文獻(xiàn)：
[1].Zhao Z, Zung JL, Hinze A, et al. Mosquito brains encode unique features of human odour to drive host seeking. Nature. 2022;605(7911):706-712. doi:10.1038/s41586-022-04675-4
[2].Zhang et al. A volatile from the skin microbiota of flavivirus-infected hosts promotes mosquito attractiveness. Cell 2022, 185, 2510–2522. https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.05.016
[3].Corfas RA, Vosshall LB. The cation channel TRPA1 tunes mosquito thermotaxis to host temperatures. Elife. 2015;4:e11750. Published 2015 Dec 15. doi:10.7554/eLife.11750
[4].Gillies M T. The role of carbon dioxide in host-finding by mosquitoes (Diptera: Culicidae): a review[J]. Bulletin of Entomological Research, 1980, 70(4): 525-532.
[5].Cardé RT. Multi-Cue Integration: How Female Mosquitoes Locate a Human Host. Curr Biol. 2015;25(18):R793-R795. doi:10.1016/j.cub.2015.07.057
[6].Emami SN, Lindberg BG, Hua S, et al. A key malaria metabolite modulates vector blood seeking, feeding, and susceptibility to infection. Science. 2017;355(6329):1076-1080. doi:10.1126/science.aah4563
[7].https://www.nature.com/articles/d41586-022-01764-2
本文作者丨BioTalker
