基础医学院合作发现共生菌环境干预可阻断蚊媒病毒传播流行
新清华 2024年05月24日 第2327期 学术前沿

在孳生地水体中进行罗森伯格_YN46环境干预,可以有效降低蚊虫携带并传播病毒。
本报讯 蚊媒病毒传染病的传播流行是人类健康和生命的严重威胁之一。近日,清华大学基础医学院程功教授团队与合作者在《科学》(Science)期刊上以长文形式在线发表了“一种天然定植的伊蚊肠道共生菌阻断蚊媒黄病毒传播”的研究论文。研究中,程功团队与合作者在中国云南省发现一种能决定蚊虫对病毒易感性的关键环境共生菌,通过在云南省西双版纳州的现场干预实验,研究人员证明该共生菌环境干预可有效阻断疫区蚊虫携带和传播病毒。研究成果为重要蚊媒传染病防控提供了全新的解决方案。
在前期工作中,程功团队在实验室饲养的埃及伊蚊种群中发现一种粘质沙雷氏菌作为蚊虫肠道共生菌可辅助病毒感染蚊虫肠道上皮细胞,提高蚊虫对病毒的易感性。
由于不同地域中环境微生物组成存在巨大差别,导致不同环境下孳生的蚊虫携带并传播病毒的能力存在显著差异。因此,一个核心的科学问题是:在自然环境中,能够有效决定野外疫区蚊虫感染传播病毒能力的肠道共生菌是否存在?是否可以通过调控蚊虫肠道共生菌阻断疫区蚊虫携带并传播病毒?
为了回答这个核心问题,自2020年起研究人员深入到我国云南省边境地区,采集了数千只野外雌性伊蚊,分离出55株蚊虫肠道共生菌并进行功能筛选。研究显示,在白纹伊蚊及埃及伊蚊的肠道中定植一种罗森伯格属的细菌罗森伯格_YN46,可显著抑制蚊虫通过叮咬吸血感染登革病毒及寨卡病毒,说明罗森伯格_YN46是一种能决定蚊虫对病毒易感性的关键肠道共生菌,这种共生菌通过分泌一种葡萄糖脱氢酶将吸血蚊虫肠道环境快速酸化,导致蚊虫肠道微环境重塑。因此,酸化的肠道环境可直接灭活进入肠道的病毒颗粒,从而抑制蚊虫通过吸血获取病毒的能力,大幅降低蚊虫对病毒易感性。
研究结果显示,环境水体干预罗森伯格_YN46后,孵化出的疫区蚊虫感染登革病毒的比例大幅下降。由此表明,在环境中干预罗森伯格_YN46,可以有效阻抑疫区蚊虫携带传播病毒的能力,这为防控登革热等烈性蚊媒病毒传染病提供了全新的技术平台和工作思路。
研究人员还注意到了罗森伯格_YN46的安全性问题。罗森伯格_YN46是一种天然环境共生菌,它与蚊虫的共生关系在自然界已稳定存在,实施罗森伯格_YN46环境干预策略,只是特异性地抑制蚊虫感染传播病毒,不会使蚊虫产生耐药性,也不会影响蚊虫在自然界中的生存适应性。因此,用罗森伯格_YN46进行环境干预,可以作为一种具有巨大应用潜力的防治策略,阻断蚊媒病毒传染病在自然界传播流行。
程功、清华大学基础医学院助理研究员朱毅斌和云南省畜牧兽医科学院研究员王静林为该论文的共同通讯作者,清华大学基础医学院博士生张礼铭、深圳华大生命科学研究院副研究员王达希为共同第一作者,清华大学为第一完成单位。
(基础医学院)