最近研究显示,会导致登革热(dengue)和兹卡(Zika)等热带疾病的病毒竟然会改变宿主气味,对蚊子更具吸引力。此现象意义在于,蚊子是传播登革热和寨卡病毒的主要媒介,而蚊子叮咬受感染的人类后,就可进一步携带病毒,并传播至其他健康人类和动物。今年6月刊登于国际顶尖生物科学期刊《细胞》(Cell)。
让蚊子做选择的实验
研究人员设计有趣的实验,观察被病毒感染的小鼠对蚊子而言是否更具吸引力。实验组是已感染寨卡病毒或登革热的小鼠,对照组则是健康小鼠,两组小鼠分别关在不同空间,然后放出蚊子自由飞向小鼠。结果有约三分之二蚊子朝已感染老鼠飞去,表明感染病毒的小鼠对蚊子更有“诱惑力”。
兹卡和登革热病毒并非唯二
之前科学家已知,有些微生物有影响宿主身体气味的作用。2014年研究就指出,疟原虫(plasmodium,导致疟疾的病原体,注)会使人体气味发生转变吸引更多蚊子叮咬以帮助疟疾传播。然而当时研究尚未探讨:病毒究竟如何改变宿主体味使宿主对蚊子更具吸引力。
吸引蚊子的化学成分是什么?
为了找出导致上述小鼠实验结果背后的化学成分,研究人员还分析小鼠气味分子化学成分,希望找出对蚊子更有吸引力的化学分子。总共检测出多达422种挥发性化学物质,但只有少数几种成分在未感染和感染病毒的小鼠有差异性。研究人员进一步使用这些有差异性的化合物测试蚊子反应,希望找出吸引蚊子的物质。结果显示“苯乙酮”(acetophenone)是最能吸引蚊子的化学成分。其实苯乙酮存在许多蔬果,包括苹果、奶酪、杏子、香蕉、牛肉和花椰菜等。
感染寨卡病毒或登革热的小鼠发散的苯乙酮是健康小鼠的十倍!当以苯乙酮涂抹实验小鼠及人类后,研究人员更确认蚊子确实是被这种气味吸引。研究团队表示“我们尚不能排除人类可能分泌其他挥发性化学物质的可能性”,计划未来实验研究这些化学物质。
苯乙酮从何而来?
有趣的是,苯乙酮升高并非人体细胞释放,而是由皮肤微生物产生。然而健康人体的皮肤细胞会分泌抗菌蛋白抑制这类微生物生长。研究团队发现,当小鼠患登革热或寨卡病毒后,细胞负责制造这种蛋白质的基因活性降低,导致会分泌苯乙酮的微生物大量增生,释放更多苯乙酮。
找到解决方案
由先前研究文献得知,一种维生素A的类似物(异维A酸,isotretinoin)有促进皮肤细胞生成抑菌蛋白的能力,因此研究团队尝试让感染病毒的小鼠服用异维A酸,结果发现会大大降低小鼠对蚊子的吸引力。他们认为,此发现有机会发展成抑制登革热及寨卡病毒传播的药物。
结语
世界卫生组织估计有近半数人口生活在有登革热风险的地区,一年就有约5千万人感染登革热病毒,因此死亡的也有1万多人,不可谓不严重。尤其医疗水准落后地区死亡率更高。上述研究既是有趣的科学发现,又对防治登革热与寨卡病毒传播提供值得参考的方向,结果最后刊登于顶尖生物学期刊《细胞》真是实至名归。
注:疟原虫是一类寄生性单细胞生物,有五种疟原虫会借由蚊子散播使人类感染疟疾。
(首图来源:Pixabay)