隨着氣溫回升，大量不想重逢的“老朋友”——蚊子又出現在我們的面前。如何更好地防控蚊媒病毒感染，讓傳染病“退退退”？
4月19日，清華大學基礎醫學院程功教授團隊領銜在《科學》發表論文“一種天然定植的伊蚊腸道共生菌阻斷蚊媒黃病毒傳播”。
程功教授團隊合影
研究人員在雲南邊境地區發現了來源於植物汁液和花蜜的環境共生菌rosenbergiella_yn46，通過環境干預有效阻斷了疫區蚊蟲攜帶和傳播病毒，為重要蚊媒傳染病防控提供了全新的解決方案。
論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adn9524
不容忽視的全球議題
“拿出我們的中國方案！”
蚊媒病毒傳染病的傳播流行是人類健康和生命的嚴重威脅之一，以通過蚊媒傳播的登革病毒為例，在全球100多個國家感染流行，每年引發多達3.9億人感染，50-100萬人入院治療。僅2024年前三個月，美洲地區已報告了超過400萬例登革熱病例。
“迄今為止，國際上尚無可用於臨床預防和治療蚊媒病毒性傳染病的疫苗和特效藥物。大量使用殺蚊劑，可能對環境產生不良影響，導致其他有益昆蟲死亡。蚊蟲快速進化出耐藥性後更加猖獗。”程功教授解釋道。
當下，人們迫切需要成本低廉且環境友好的防控策略來阻斷蚊媒病毒的廣泛傳播。
早在10年前，程功教授團隊就開始關注蚊蟲的腸道微生物與蚊媒病毒，在清華大學醫學院建立病毒傳染病學實驗室，主要研究重要蚊媒病毒及其傳播，致力於為人類病毒性傳染的防控提出全新的思路和全新的中國方案。
自然界中，蚊媒病毒主要通過“宿主-蚊蟲”傳播，蚊蟲叮咬感染者，從感染者體內吸食帶有病毒的血液，隨後病毒感染蚊蟲腸道細胞並擴散入體內使蚊蟲攜帶傳播病毒。
因此，蚊蟲的腸道組織是病毒首先感染的組織器官。
蚊蟲通過叮咬吸血從感染者體內獲取病毒感染
“蚊媒病毒作為蚊蟲的‘腸道病毒’，必然與蚊蟲腸道中的微生物發生複雜的相互作用，最終決定蚊蟲對病毒的易感性。”程功教授介紹。
在之前工作中，他們已在實驗室飼養的埃及伊蚊種群中發現一種粘質沙雷氏菌，可輔助病毒感染蚊蟲腸道上皮細胞提高蚊蟲對病毒的易感性。
走出實驗室
“到自然界中探尋答案！”
實驗室和自然環境還是有很大差別，比如野外蚊蟲的腸道微生物可來自孳生水體中的環境微生物，也可來自環境中植物汁液或花蜜中的共生微生物。不同地域中環境微生物組成存在巨大差別，導致不同環境下孳生的蚊蟲腸道微生物存在顯著不同。那麼，決定自然界中野外蚊蟲感染傳播病毒能力的腸道微生物是什麼？是否可以通過調控蚊蟲腸道微生物來阻斷蚊蟲攜帶並傳播病毒？
2020年5月，雲南省程功專家工作站成立依託工作站。研究人員深入西雙版納等地採集了數千隻野外雌性伊蚊，分離出55株蚊蟲腸道共生菌並進行功能篩選。研究顯示，在常見的白紋伊蚊及埃及伊蚊的腸道中定植一種rosenbergiella屬細菌，可顯著抑制蚊蟲通過叮咬吸血感染登革病毒及寨卡病毒。
rosenbergiella_yn46菌通過分泌rygdh因子重塑蚊蟲腸道微環境
rosenbergiella_yn46菌通過分泌葡萄糖脫氫酶將吸血蚊蟲腸道環境快速酸化 (ph≈6.0)，導致腸道微環境重塑，大幅降低蚊蟲對病毒易感性。
沿着雲南邊境，程功教授團隊調研了7個城市和地區，檢測rosenbergiella_yn46菌在野外蚊蟲腸道中的定植情況，發現共生菌在非登革熱流行地區的蚊蟲腸道中有很高的定植率，而在登革熱流行地區則相反。
rosenbergiella_yn46菌在自然界中的分布定植與雲南地區登革熱流行地區特異性存在高度負相關
這一發現證明了環境微生物的差異，導致某些地區的蚊蟲高效攜帶並傳播病毒，致使該地區蚊媒傳染病高發。而另外地區的蚊蟲對病毒易感性較低，無法有效感染並傳播病毒，幾乎沒有蚊媒傳染病流行。
30℃+的野外試驗
“把論文寫在祖國大地上！”
雲南乾濕季節分明，濕季（雨季）為5月至11月，溫暖潮濕的環境是蚊子繁殖的溫床，正是開展現場實驗的好時機。
雲南省西雙版納州勐臘縣共生菌環境干預現場
為將科研成果應用於實際，程功教授團隊在西雙版納州勐臘縣設計了一個現場干預實驗。研究發現，通過向蚊蟲孳生水體中加入rosenbergiella_yn46菌進行環境干預，孵化出的疫區蚊蟲，感染登革病毒的比例大幅下降。
在孳生地水體中進行rosenbergiella_yn46環境干預可有效降低蚊蟲攜帶並傳播病毒
整個夏天，研究人員紮根野外實驗一線，吃住在大棚旁邊，每天在30多度的濕熱天氣下開展野外干預實驗，常常面臨“喂蚊子”的苦不堪言。
程功教授與博士生張禮銘在野外實驗現場
孵化周期一般5至7天，蚊蟲從干預環境中孳生出來以後，再帶到昆明合作實驗室進行實驗，循環往複。
在蚊蟲孳生水體中加入rosenbergiella_yn46菌進行干預實驗
4年來，程功教授團隊苦心鑽研、甘於奉獻。在雲南省畜牧獸醫研究院及華大生命科學研究院的支持下協同各大院校科研團隊，完成野外調查、樣本採集基因檢測等各項環節，主動把科研的根扎在泥土裡，踐行“把論文寫在祖國大地上”。
不去打擾老百姓
“成果真正惠及老百姓！”
“很有意思的是，廣西也屬於亞熱帶蚊子一點都不少，氣候、地緣更為複雜，但廣西少有登革病毒爆發流行。”程功教授說。
“這很神奇！我們還在進一步研究，找到相關線索，通過共生菌環境干預，把疫區‘神不知鬼不覺’變非疫區，盡量不去打擾老百姓就能減少蚊媒病毒傳播。”
“科研應面向社會需求！有部分人群不願打疫苗、吃藥”，通過環境置換、環境干預方式降低蚊媒傳播疾病率，惠及百姓同時，助力地方政府節約衛生服務經濟成本。
程功教授檢查野外採集的蚊蟲
“rosenbergiella_yn46菌的研製相較於傳統蚊媒病毒防控手段，成本低、效率高、安全係數高。目前已經在一個樣板村進行大規模現場干預實驗，成功後擴大到整個西雙版納，再到我國廣東、廣西、海南乃至東南亞等地，一步步實現共生菌環境干預策略的落地。”談及未來應用程功教授充滿信心，“這只是時間問題。”
研究人員還注意到安全性問題，rosenbergiella_yn46是一種天然環境共生菌，它與蚊蟲的共生關係在自然界已穩定存在。實施環境干預策略，可降低蚊蟲產生耐藥性概率，保護自然生物多樣性。
傳染病防控是不容忽視的全球議題，“希望我們研發出來的方案，可以在國內順利應用未來能夠在全球推廣，真正解決世界性公共衛生難題。”
清華大學基礎醫學院程功教授、朱毅斌助理研究員和雲南省畜牧獸醫科學院王靜林研究員為論文的共同通訊作者，清華大學基礎醫學院博士生張禮銘、深圳華大生命科學研究院王達希副研究員為論文的共同第一作者，清華大學為第一完成單位。
【來源：清華大學微信公眾號】
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